Visible light mediated photocatalytic activity and antibacterial effect of Ag coated NiTiO nanotubes

NiTi 합금 표면에 제조된 NiTiO 나노튜브 구조는 우수한 생체적합성과 반도체 특성으로 인하여 TiO₂와 유사한 자외선 매개 광촉매 특성을 가지고 있다. 본 연구의 목적은 NiTiO 나노튜브에서 항균 능력과 플라즈모닉 광촉매 효과를 가지고 있는 은(Ag) 나노입자를 NiTiO 나노튜브 표면에 코팅하여 가시광 매개 광촉매능과 자체 항균능의 시너지 항균 효과를 평가하였다. NiTiO 나노튜브와 Ag-NiTiO 나노튜브를 FE-SEM으로 관찰한 결과, 각각 (42.41±4.33) 및 (50.91±6.59) nm , 높이는 (752.24±23.22) nm를 나타내었다. 확산반사 측정값으로부터 계산된 Tauc 플롯결과, NiTiO 나노튜브는 3.19 eV 밴드갭(band gap)을 가지고 있는 반면 Ag-NiTiO 나노튜브는 2.75 eV를 갖는 것으로 450 nm에 해당되는 광촉매 밴드갭을 나타내어 가시광선 범위에서의 광촉매 효과를 발현하는 것을 확인하였다. Staphylococcus aureus와 Pseudomonas aeruginosa 균주를 이용한 NiTiO 나노튜브와 Ag-NiTiO 나노튜브의 CFU 결과, Ag-NiTiO 나노튜브 실험군에서 유의성 있게 낮았고(p<0.05), 470 nm 가시광선 광조사시 그람양성균 S. aureus에서 Ag-NiTiO 나노튜브와가시광 매개 광촉매 시너지 효과가 뚜렷하게 나타났다(p<0.05). 인간 중간엽 줄기세포를 이용한 Live-dead assay와 MTT assay 결과, 가시광선 광조사가 세포사멸에는 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다(p>0.05). 따라서 Ag-NiTiO 나노튜브와 가시광선 매개 광기능화의 결합은 치과분야에서 NiTi 임플란트 소재의 항균능을 향상시킬 것으로 기대된다.