본 연구에서는 온도민감성, 생체적합성 그리고 생분해성 고분자를 합성하고 약물전달체로 응용하기 위하여 나노입자를 제조하고 분석하였다. 생체적합성 및 생분해성블록 공중합체 (PEGCL)는 ...
본 연구에서는 온도민감성, 생체적합성 그리고 생분해성 고분자를 합성하고 약물전달체로 응용하기 위하여 나노입자를 제조하고 분석하였다. 생체적합성 및 생분해성블록 공중합체 (PEGCL)는 폴리에틸렌 글리콜과 폴리카프로락톤을 이용하여 합성하였으며 그리고 온도민감성 및 생분해성 블록 공중합체 (PNPCL)는 폴리이소프로필아크릴아미드와 폴리카프로락톤을 이용하여 합성하였다. 이때 생분해성 블록이 블록 공중합체와 나노입자의 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 폴리카프로락톤의 분자량을 다양하게 변화시켜 합성을 하였다. 이 블록 공중합체와 두 가지의 블록공중합체를 일정한 비율로 혼합하여 용매증발법을 통하여 나노입자를 제조하였다. 그리고 온도민감성, 생체적합성 그리고 생분해성의 특성을 갖는 나노입자의 물리화학적 특성은 핵자기공명 분광기 (NMR), 동적산란장치 (DLS), 시차주사열량계 (DSC), 형광광도계, 자외선 분광기 (UV)통하여 분석을 하였다. 또한 이 나노입자를 약물전달체로 응용하기 위하여 소수성 약물인 클로나제팜을 봉입약물로 사용하여 약물의 봉입효율, 나노입자내의 약물의 함량, 그리고 약물의 방출거동에 관하여 연구하였다. 첫 번째, PEGCL과 PNPCL을 이용한 나노입자의 경우, 폴리카프로락톤 블록의 길이가 나노입자의 형성과 특성에 많은 영향을 미쳤다. 즉, 폴리카프로락톤의 길이가 길어질수록 입자의 크기는 커졌으며, 임계결집농도는 낮아졌다. 또한 봉입효율도 같은 결과를 보였다. 약물의 방출 또한 폴리카프로락톤의길이가 길어질수록 천천히 방출되었다. 두 번째, PEGCL 나노입자를 용매증발법과 투석법을 통하여 나노입자를 제조하여 분석한 결과, 용매증발법으로 제조된 나노입자가 크기가 작았으며, 약물의 봉입효율은 우수하게 나타났다. 그리고 약물의 방출결과에서도 폴리카프로락톤의 길이가 길어질수록 그리고 용매증발법으로 제조된 나노입자에서 천천히 방출되었다. 마지막으로, PEGCL과 PNPCL을 일정비율로 혼합하여 제조한 혼합나노입자의 경우에서도 위의 두 경우와 마찬가지로 폴리카프로락톤이 혼합나노입자의 모든 물리화학적 특성에 영향을 미쳤다. 또한 PNPCL의 함량은 나노입자의 상전이 거동에 영향을 미쳤으며, 이는 온도가 상승함에 따라 나노입자의 탁도, 엔탈피변화, 나노입자의 크기의 감소 등을 유발하였다. 약물의 방출 거동에서 폴리이소프로필아크릴아미드가 임계용액온도 이상에서 나노입자 표면에 하이드로젤 막을 형성시키게 됨으로써 PNPCL의 함량이 많이 질수록 약물이 천천히 방출 되었다.
본 연구에서는 온도민감성, 생체적합성 그리고 생분해성 고분자를 합성하고 약물전달체로 응용하기 위하여 나노입자를 제조하고 분석하였다. 생체적합성 및 생분해성 블록 공중합체 (PEGCL)는 폴리에틸렌 글리콜과 폴리카프로락톤을 이용하여 합성하였으며 그리고 온도민감성 및 생분해성 블록 공중합체 (PNPCL)는 폴리이소프로필아크릴아미드와 폴리카프로락톤을 이용하여 합성하였다. 이때 생분해성 블록이 블록 공중합체와 나노입자의 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 폴리카프로락톤의 분자량을 다양하게 변화시켜 합성을 하였다. 이 블록 공중합체와 두 가지의 블록공중합체를 일정한 비율로 혼합하여 용매증발법을 통하여 나노입자를 제조하였다. 그리고 온도민감성, 생체적합성 그리고 생분해성의 특성을 갖는 나노입자의 물리화학적 특성은 핵자기공명 분광기 (NMR), 동적산란장치 (DLS), 시차주사열량계 (DSC), 형광광도계, 자외선 분광기 (UV)통하여 분석을 하였다. 또한 이 나노입자를 약물전달체로 응용하기 위하여 소수성 약물인 클로나제팜을 봉입약물로 사용하여 약물의 봉입효율, 나노입자내의 약물의 함량, 그리고 약물의 방출거동에 관하여 연구하였다. 첫 번째, PEGCL과 PNPCL을 이용한 나노입자의 경우, 폴리카프로락톤 블록의 길이가 나노입자의 형성과 특성에 많은 영향을 미쳤다. 즉, 폴리카프로락톤의 길이가 길어질수록 입자의 크기는 커졌으며, 임계결집농도는 낮아졌다. 또한 봉입효율도 같은 결과를 보였다. 약물의 방출 또한 폴리카프로락톤의길이가 길어질수록 천천히 방출되었다. 두 번째, PEGCL 나노입자를 용매증발법과 투석법을 통하여 나노입자를 제조하여 분석한 결과, 용매증발법으로 제조된 나노입자가 크기가 작았으며, 약물의 봉입효율은 우수하게 나타났다. 그리고 약물의 방출결과에서도 폴리카프로락톤의 길이가 길어질수록 그리고 용매증발법으로 제조된 나노입자에서 천천히 방출되었다. 마지막으로, PEGCL과 PNPCL을 일정비율로 혼합하여 제조한 혼합나노입자의 경우에서도 위의 두 경우와 마찬가지로 폴리카프로락톤이 혼합나노입자의 모든 물리화학적 특성에 영향을 미쳤다. 또한 PNPCL의 함량은 나노입자의 상전이 거동에 영향을 미쳤으며, 이는 온도가 상승함에 따라 나노입자의 탁도, 엔탈피변화, 나노입자의 크기의 감소 등을 유발하였다. 약물의 방출 거동에서 폴리이소프로필아크릴아미드가 임계용액온도 이상에서 나노입자 표면에 하이드로젤 막을 형성시키게 됨으로써 PNPCL의 함량이 많이 질수록 약물이 천천히 방출 되었다.
To investigate thermosensitive, biocompatible, and biodegradable characters on polymeric amphiphiles, the poly(ethylene glycol)-b-poly(ε-caprolactone) (PEGCL), and poly(N-isopropylacrylamide)-b-poly(ε-caprolactone) block copolymers (PNPCL) with different poly(ε-caprolactone) (PCL) block length were ...
To investigate thermosensitive, biocompatible, and biodegradable characters on polymeric amphiphiles, the poly(ethylene glycol)-b-poly(ε-caprolactone) (PEGCL), and poly(N-isopropylacrylamide)-b-poly(ε-caprolactone) block copolymers (PNPCL) with different poly(ε-caprolactone) (PCL) block length were synthesized by ring opening polymerization of ε-caprolactone and polymeric nanoparticles using these block copolymers were prepared by solvent evaporation. Also, Thermosensitive nanoparticles were prepared by self assembly of two different PCL based block copolymers of PNPCL and PEGCL. Then, physicochemical characteristics of these nanoparticles were investigated by ¹H NMR, dynamic light scattering (DLS), differential scanning microcalorimetry (micro-DSC) and fluorescence spectroscopy. And, the thermosensitive nanoparticles were introduced into drug delivery systems using hydrophobic model drug of clonazepam(CNZ). Firstly, the physicochemical characteristics such as critical aggregation concentration (CAC), the partition equilibrium constants (K_(ν)) of pyrene, and the aggregation number of PCL chain per one hydrophobic microdomain of PEGCL and PNPCL block copolymers nanoparticles were closely related to the hydrophobic/hydrophilic balance resulting from different PCL block length. Also loading efficiency of clonazepam(CNZ) was found to increase with increasing PCL block length. Furthermore, the longer PCL block length the slower the drug release due to hydrophobic interaction between hydrophobic domain of polymer and drug. Secondly, compared to the dialysis method, the size of PEGCL nanoparticles prepared solvent evaporation was small and drug contents and loading efficiency was high. As well as, compared to the dialysis methods, the CNZ from nanoparticles prepared by solvent evaporation method was slowly released. Finally, the copolymer mixtures (mixed aggregates, Ml ~ M5, with different PNPCL content) formed nano-sized self-aggregates in aqueous environment by intra- and/or intermolecular association of hydrophobic PCL chains. The microscopic investigation of the mixed aggregates revealed that the CAC, K_(ν) of pyrene, and the aggregation number of PCL chain per one hydrophobic microdomain were varied by compositions of the mixed aggregates. Furthermore, the PNPCL containing mixed aggregates showed phase transition behavior, originated by coil to globule transition of PNP block upon heating, which resulted in the turbidity change, endothermic heat exchange, and reduction of particle size upon heating. Also, PNP of thermosensitive micelle became hydrophobic and forms hydro-gel layer on surface of polymeric micelles above the LCST and this layer played a high potential for sustained release of drug due to hydro-gel layer on surface of micelles.
To investigate thermosensitive, biocompatible, and biodegradable characters on polymeric amphiphiles, the poly(ethylene glycol)-b-poly(ε-caprolactone) (PEGCL), and poly(N-isopropylacrylamide)-b-poly(ε-caprolactone) block copolymers (PNPCL) with different poly(ε-caprolactone) (PCL) block length were synthesized by ring opening polymerization of ε-caprolactone and polymeric nanoparticles using these block copolymers were prepared by solvent evaporation. Also, Thermosensitive nanoparticles were prepared by self assembly of two different PCL based block copolymers of PNPCL and PEGCL. Then, physicochemical characteristics of these nanoparticles were investigated by ¹H NMR, dynamic light scattering (DLS), differential scanning microcalorimetry (micro-DSC) and fluorescence spectroscopy. And, the thermosensitive nanoparticles were introduced into drug delivery systems using hydrophobic model drug of clonazepam(CNZ). Firstly, the physicochemical characteristics such as critical aggregation concentration (CAC), the partition equilibrium constants (K_(ν)) of pyrene, and the aggregation number of PCL chain per one hydrophobic microdomain of PEGCL and PNPCL block copolymers nanoparticles were closely related to the hydrophobic/hydrophilic balance resulting from different PCL block length. Also loading efficiency of clonazepam(CNZ) was found to increase with increasing PCL block length. Furthermore, the longer PCL block length the slower the drug release due to hydrophobic interaction between hydrophobic domain of polymer and drug. Secondly, compared to the dialysis method, the size of PEGCL nanoparticles prepared solvent evaporation was small and drug contents and loading efficiency was high. As well as, compared to the dialysis methods, the CNZ from nanoparticles prepared by solvent evaporation method was slowly released. Finally, the copolymer mixtures (mixed aggregates, Ml ~ M5, with different PNPCL content) formed nano-sized self-aggregates in aqueous environment by intra- and/or intermolecular association of hydrophobic PCL chains. The microscopic investigation of the mixed aggregates revealed that the CAC, K_(ν) of pyrene, and the aggregation number of PCL chain per one hydrophobic microdomain were varied by compositions of the mixed aggregates. Furthermore, the PNPCL containing mixed aggregates showed phase transition behavior, originated by coil to globule transition of PNP block upon heating, which resulted in the turbidity change, endothermic heat exchange, and reduction of particle size upon heating. Also, PNP of thermosensitive micelle became hydrophobic and forms hydro-gel layer on surface of polymeric micelles above the LCST and this layer played a high potential for sustained release of drug due to hydro-gel layer on surface of micelles.
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