CJK 2025년 1월호 [박사학위 논문] 천연고분자 키토산 응용 - 화장품용 서방성 보존제, 탄진 응집제, 이산화탄소 흡착제 특성 평가

# 천연고분자 키토산 응용 - 화장품용 서방성 보존제, 탄진 응집제, 이산화탄소 흡착제 특성 평가

천연고분자 물질인 키토산의 응용성에 대해 확인해 보기 위해 키토산을 서방성 방출, 환경 분야에 응용해 화장품 보존제, 수 처리, 기체 흡착제로써 사용 가능성을 입증했다.

Part I에서는 천연고분자인 저분자 수용성 키토산(LMWSC)을 이용해 core-shell type 나노입자를 제조해 core에 화장품 보존제로 많이 사용하는 트로폴론을 담지해 화장품 보존제로써 사용 가능성을 입증하고자 했다.

저분자 수용성 키토산(LMWSC)에 소수성인 Stearic acid(SA)를 가교제 EDC를 이용해 LMWSC-g-SA를 제조하고 이에 보존제인 트로폴론을 dialysis method에 의해 담지해 서방성 약물 방출을 유도할 수 있는 LMSAT를 제조했다.

LMSAT의 물리화학적 특성은 1H NMR, DLS, Fluorophotometer와 TEM을 통해 분석했으며 LMSAT로부터 트로폴론의 담지 효율, 방출 거동은 UV-vis spectrophotometer를 이용해 확인했다. LMSA의 세포독성 여부는 MTT assay를 통해 평가했으며 독성이 거의 나타나지 않음으로써 체내 안전한 물질임을 증명했다.

이러한 결과를 통해 제조된 LMSAT가 화장품 보존제로 사용했을 때 트로폴론이 보존제로서의 효과를 극대화할 수 있는 우수한 물질임을 규명했다.

HEK293 세포주에서 MTT 분석을 이용한 저분자량 수용성 셀룰로오스(LMWSC)와

저분자량 수용성 셀룰로오스 아세테이트(LMSA)의 세포 독성 평가

Part II에서는 천연고분자인 키토산을 이용해 석탄 화력발전에서의 천연응집제로서의 응용성을 평가하고자 했다. Part II에서는 탄진수의 문제를 해결하기 위해 천연고분자인 고분자량 키토산을 활용 천연응집제를 개발하고 응용성을 입증하고자 했다.

탄진수에 다양한 응집제 농도를 투여해 최적의 흡착 농도를 규명했으며 투과도와 탄진 제거 효율을 통해 개발된 천연응집제가 탄진 응집 능이 우수함을 확인했다. 또 MTT assay를 통해 응집제의 세포 독성 평가를 진행해 독성이 없음을 확인함으로써 본 연구에서 개발된 응집제가 자연 생태계에 영향을 주지 않고 효과적으로 탄진을 응집할 수 있음을 확인했다.

Part III에서는 천연고분자 키토산을 이용해 이산화탄소와 질소 흡착에 대한 흡착물질로의 응용 가능성에 대해 입증했다. 천연고분자인 키토산을 이용해 키토산 활성탄 비드를 제조하고 가스 흡착 실험을 통해 결과를 확인했다.

키토산 활성탄은 다양한 활성화제 비율을 통해 제조하고 이를 키토산 활성탄 비드로 제조해 미세기공 형성과 중간기공 형성 여부를 확인했고 이산화탄소와 질소 흡착 등온선을 통해 제조된 흡착제의 흡착 여부를 확인했다. 이러한 결과를 통해 키토산을 이용한 키토산 활성탄 비드는 이산화탄소와 질소를 흡착하는데 적용할 수 있는 대안 물질임을 시사한다.

필자

국립순천대학교 대학원 홍웅길