자기구동형 광촉매 코팅에 의한 병원내 바이러스감염 대책

Measures of virus infection by self actuated photocatalyst coating

올해 2015년도 병원계의 화두는 “메르스(MERS)”임이 분명하다. 그동안 병원은 환자의 치료에 몰두하였으나 질병예방 특히 바이러스감염 등의 대응, 관리는 등한시 해온 것이 사실이다.

감염에 대비한 국가지정음압격리시설은 19곳, 119개 병상에 불과했고 국내최고의 종합병원들도 음압격리병동이 없어 메르스에 속수무책이었다.

2003년 사스(SARS), 2005년 조류독감, 2009년 신종플루를 잇따라 겪으면서도 또다시 닥쳐올 위기에 대한 대응은 부실하기 그지없었다. 제2의 메르스사태 또한 언제든지 재발할 우려가 있다. 감염병위기는 앞으로 더 자주, 더 심각하게 찾아올게 확실하다. 세계화와 항생제내성 확산, 미생물 테러의 위협까지 생각하면 앞날이 불안하기만 하다.

본 강의에서는 바이러스의 공격을 포함하는 감염병의 예방과 방어기술로서 최신 화학기술 중 하나인 광촉매기술을 소개하고자 한다.

광촉매는 햇빛이나 전등불빛의 에너지를 받으면 작용하여 아무런 살균제나 소독제 없이 박테리아, 바이러스 등을 사멸시키는 기술의 물질이다. 1970년대 초반 ‘광촉매’라는 이름으로 세상에 소개된 이 물질은 자외선을 조사하여야만 효과를 발휘하였으므로 자외선이 없는 실내와 실외에서도 야간에는 효과가 없었다. 최근 형광등, 백열등과 같은 약한 불빛에서도 작용할 뿐만 아니라 심지어는 빛이 없는 어두운 조건에서도 작용하는 광촉매, 즉 ‘자기구동형 광촉매‘가 개발되어 그 활용도가 크게 넓어지고 있다. 그리고 그중에서도 병원의 진료실, 입원실 등 실내에서의 세균을 사멸시키는 작용이 크게 기대되고 이미 미국, 일본 등에서는 실용화가 이뤄지고 있다.

그 원리는, ‘이산화티타늄(TiO₂)'과 같은 물질이 주원료가 되는 광촉매가 코팅된 표면에서는 전자 (e^-)와 정공(h⁺)이 생성되고 여기서 생성된 전자는 광촉매의 표면에 있는 공기중의 산소와 반응하여 수퍼옥사이드음이온(·O₂^-)을 만들며, 정공은 공기 속 수분과 반응하여 하이드록시라디칼 (·OH)을 만든다.

이때 만들어진 수퍼옥사이드음이온과 하이드록시라디칼은 박테리아, 바이러스 등 세균의 세포막을 분해 하는 능력을 갖고 있어서 병원입원실, 중환자실 등 실내에 있는 박테리아, 바이러스뿐만 아니라 대장균과 같은 세균을 사멸시켜 버린다.

최근에는 이러한 바이러스나 수퍼박테리아를 효과적으로 사멸시키고 있는 것을 보여주는 많은 학술논문과 응용사례가 속속 발표되고 있다.

환자의 입원복, 침대시트커버, 베개 뿐만 아니라 세균감염, 전달의 원인이 되는 의사, 간호사의 가운과 넥타이 등에 광촉매를 처리한다든지 병원내의 벽면, 바닥, 침대, 칸막이, 출입문 등에 광촉매를 코팅처리해 두면 세균이 광촉매가 코팅처리된 표면에서 사멸하고, 공기중에 떠다니던 세균도 여기에 부딪쳐 사멸되고 만다. 광촉매는 투명한 코팅액의 형태로 쉽게 사용할 수 있도록 개발되어 있으므로 이를 적절한 방법으로 코팅하여 사용하면 된다.

또한 기존의 감염예방, 방역수단과는 달리 한번의 간편한 코팅작업으로 지속적으로 바이러스 등의 사멸에 의한 감염예방효과를 거둘수 있다.

그리고 지금까지의 백신은 특정 바이러스 하나에서만 대응할 수 있도록 개발되어 있으므로 빠르게 변종을 일으키고 진화하는 바이러스에 일일이 대응하여 백신을 개발하는 것이 여간 힘든 것이 아니다. 그러나 광촉매 기술의 제품은 특정한 바이러스에 국한하지 않고 다양한 종류의 바이러스나 박테리아 등 세균종류에 구별없이 대응할 수 있으므로 기존의 방법과는 차원이 다른 획기적인 수단이라고 아니할 수 없다.

신종플루 등 바이러스성 질환의 확산, 실내 공기에 부유하고 있는 여러 세균에 의한 호흡기질환이 우려되는 오늘날, 정부의 보건정책담당자, 병원시설관리책임자, 감염내과 전문의사, 병원 내 감염관리연구자 등 많은 분들의 광촉매 효과에 대한 큰 관심과 적극적인 활용이 필요하다고 생각한다.

본 강의의 주요내용은 다음과 같다.

-      자기구동형 광촉매의 원리, 기능 및 응용

-      자기구동형 광촉매에 의한 항균성능

-      자기구동형 광촉매의 항바이러스효과

-      자기구동형 광촉매의 부유낙하세균 제거효과

-      기존의 감염예방대책과 자기구동형 광촉매의 바이러스 제거효과 비교

-      병원환경에서 자기구동형 광촉매의 필요성과 기대효과