티타니아 나노튜브 기판의 금 나노튜브 제조 및 항균력 평가
Titania nanotube template based synthesis of gold nanotubes and their antibacterial activity
문경숙, 오상훈, 정찬권, 배지명, 오승한,
소속 상세정보
문경숙 ( Mon Kyoung-Sook ) - 원광대학교 치과대학 치과생체재료학교실
오상훈 ( Oh Sang-Hoon ) - 전북대학교 대학원 치의학과
정찬권 ( Jeoung Chan-Gwoun ) - 원광대학교 ICT융합그린에너지연구원
배지명 ( Bae Ji-Myung ) - 원광대학교 치과대학 치과생체재료학교실
오승한 ( Oh Seung-Han ) - 원광대학교 치과대학 치과생체재료학교실
Abstract
본 연구에서는 티타니아 나노튜브 층을 템플릿으로 이용하여 전기영동 증착법으로 금 나노튜브를 제작한 후, 금나노튜브의 표면 특성분석과 생체 적합성 및 항균효과를 평가하고자 하였다. 구연산염 환원법 및 전기영동 증착법을 이용하여 4 nm와 15 nm의 금 나노입자를 양극산화된 100 nm 티타니아 나노튜브 위에 증착시켜 100 nm 직경의 금 나노튜브를 제작하였다. UV-Vis 분산 분광분석 결과, 4 nm 및 15 nm 금 나노튜브의 증착시간에 따른 최대 광흡수도 파장들은 702~774 nm 및 753~760 nm 범위를 각각 형성하였으며, 증착시간에 따른 최대 광흡수도 파장의 이동이 관찰되었다. FE-SEM 결과에서는 티타니아 나노튜브의 최상층에 골고루 적층된 금 나노입자가 확인되었고, EDX 결과, 0.1~0.5% 금 함량을 관찰되었다. MTT 세포시험 결과, 배양 24시간, 48시간 후 모든 실험군의 상대 흡광도값이 70%를 넘어 우수한 생체적합성을 나타내었다. 근 적외선 레이저 광을 이용하여 금 나노튜브의 세균 부착 및 성장에 미치는 효과를 본 결과, 금 나노입자의 코팅한 시간에 관계없이 모두 우수한 항균능을 나타내었다. 따라서 티타니아 나노튜브 템플릿을 이용한 금 나노튜브 코팅기술은 근적외선 레이저를 이용한 원격제어 온열처리가 가능한 티타늄 임플란트 표면처리 기술로의 적용가능성이 우수함을 확인하였다.
In this study, gold nanotubes were fabricated by electrophoretic deposition using a titania nanotube layer as a template, and then the surface characteristics, biocompatibility and antibacterial effect of gold nanotubes were evaluated. Gold nanotubes of 100 nm diameter were fabricated by depositing 4 nm and 15 nm gold nanoparticles on anodized 100 nm titania nanotubes by citrate reduction and electrophoretic deposition. As a result of the UV-Vis diffuse spectrophotometer, 4 nm and 15 nm gold nanotubes showed strong absorption at 702~774 nm and 753~760 nm, respectively. Also, the maximum absorption wavelength was shifted to the longer wavelength as the coating time of the gold nanoparticles increased. FE-SEM observation and EDX analysis resulted that 0.1~0.5 wt% gold nanoparticles uniformly were stacked on the top layer of titania nanotubes. As a result of MTT cell test, the relative absorbance value of all experimental groups after 24 hours and 48 hours of incubation exceeded 70% indicating excellent biocompatibility. The effect of the near infrared laser light on the adhesion and growth of gold nanotubes showed excellent antibacterial activity regardless of the coating time of gold nanoparticles. Therefore, it is confirmed that the gold nanotube coating technology based on the titania nanotube template is supposed to be highly applicable to a titanium implant surface treatment technology with the remote control thermal treatment of a near-infrared laser.
키워드
금 나노튜브; 구연산 환원법; 티타니아 나노튜브; 생체적합성; 항균능
Gold nanotubes; Citrate reduction; Electrophoretic deposition; Biocompatibility; antibacterial activity
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