금속 표면과 생체분자의 생물학적 상호작용

전문가 제언

○ 핵산, 단백질, 다당류, 지방질 등의 생체분자들은 금속 표면에 흡착되어 금속의 부식을 가속하거나 억제하기도 하는 등 여러 가지 반응을 일으킨다. 이런 반응들은 인공치아, 인공뼈 등 생체의료 재료, 식품 처리/저장 시설, 화학공장, 수처리 시설 등 생물체 및 생물체의 부산물이 금속과 공존하는 어떤 곳에서도 일어날 수 있다.

○ 금속 표면에의 생체분자 흡착은 무기물 흡착의 경우보다 훨씬 더 복잡하다. 생체분자의 형상이 매우 불균일할뿐더러 수용액 중의 금속과 생체분자 표면에 이온 영역, 극성/무극성 영역, 소수성 영역 등 여러 가지 성질이 다른 영역이 존재하기 때문이다. 결국 서로 상성이 맞는 영역끼리만 결합하게 되므로 “자물쇠와 열쇠(lock and key)”라고 불리기도 한다.

○ 생체분자들이 일단 금속 표면에 흡착되면 미생물의 흡착을 도와 생물막(biofilm)을 형성하게 된다. 생물막은 세균, 곰팡이, 조류, 효모, 원생동물 등 미생물들의 혼합체가 습기를 띤 금속, 플라스틱, 세라믹 등의 다양한 고체 표면에 부착하여 거기에 흡착된 생체분자를 먹이로 하여 성장한다. 생물막은 끈끈한 다당류의 접착성 물질을 분비하여 서로를 지탱하면서 영역을 확장하고, 외부 공격으로부터 자신을 보호한다. 즉, 생물막 속의 미생물은 독립상태의 미생물보다 훨씬 죽이기 어렵다.

○ 생물막은 생체오염, 금속부식, 공산품의 손상/오염, 여러 가지 질병의 유발 등 해로운 점도 많지만, 상하수도 오염물질 제거, 해상에 유출된 기름의 제거, 금속광상의 퇴적침출 등 이로운 점도 있다. 따라서 적절한 방법으로 그것들을 제어하는 방법을 찾아야 한다.

○ 생물막을 제어하기 위해서는 생체분자의 표면흡착부터 시작하여 생물막의 구조, 성장, 자체 방어기구, 번식 등의 모든 면을 이해하여야 할뿐더러 그에 기초한 새로운 처리법과 그 처리법의 효과적 평가기술을 개발하여야 한다. 따라서 미생물학, 계면화학, 금속공학 등을 망라하는 통합적 연구가 필요하다.

저자

Douglas C. Hansen

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

63(6)

잡지명

JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society

과학기술
표준분류

재료

페이지

22~27

분석자

심*주

분석물

• 금속 표면과 생체분자의 생물학적 상호작용.pdf [244,497 byte]

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