층상이중층 수산화물 (layered double hydroxide;LDH)는 최근 화학적 구성, 생체적합성, 음이온 교환 능력, 약물 방출을 조절하는 약물전달 복합체로써 각광을 받고 있다. 층상 이중 수산화물은 1가와 3가 금속 수산화물, 또는 2가와 3가 금속 수산화물이 배위결합을 통해 형성된 무기 소재로써, 층간 ...
층상이중층 수산화물 (layered double hydroxide;LDH)는 최근 화학적 구성, 생체적합성, 음이온 교환 능력, 약물 방출을 조절하는 약물전달 복합체로써 각광을 받고 있다. 층상 이중 수산화물은 1가와 3가 금속 수산화물, 또는 2가와 3가 금속 수산화물이 배위결합을 통해 형성된 무기 소재로써, 층간 음이온 (interlayer anion)에 의해 상쇄되는 양전하를 띄고 있다. 이러한 물질은 주로 [M1-x2+Mx3+(OH)2]x+[Axcc-]x+‧zH2O로 표시된다. 상기 식에서 M2+ and M3+ 는 각각 2가 또는 3가 양이온금속으로서, 수산화물 층에서 팔면체 (octahedron) 위치를 차지하고 있으며 [Axcc-]x+는 층간 전하-보상 음이온이며 c는 정수이고 n = 2x-1이고 x는 <1이고 y는 >0이다. 층상이중층 수산화물은 특히 약물전달 복합체로써 주목을 받고 있다. 이는 독특한 층상이중층 수산화물의 특징 때문인데 수상에서 평균직경이 20 ~500 nm로 나타나는 6각형의 구조체이며 층상이중층 수산화물의 표면에 존하는 M3+에 의해 과도한 양전하를 가진다. 또한 층상이중층 수산화물은 2가 금속 수산화물, 3가 금속 수산화물 그리고 수산화기로 이루어진 단층이 여러겹으로 존재하는 구조를 가지고 있으며 특별한 조건하에서 여러겹의 금속 수산화물 층이 단층 (mono-layered hydroxide)으로 분리되어질 수 있다. 박리된 층상이중층 수산화물은 층상이중층 수산화물 보다 높은 표면적을 가지게 된다. 추가적으로 이러한 층상이중층 수산화물과 박리된 층상이중층 수산화물은 산성 조건에서 분해되는 특징을 가지고 있다. 하지만 현재 층상이중층 수산화물과 박리된 층상이중층 수산화물이 인체에 적용하기 위해 높은 장벽이 존재한다. 인체에 적용시 생리학적 환경 (염이 포함된 0.01 M 인산염완충용액, PBS)에 노출되면 층상이중층 수산화물과 박리된 층상이중층 수산화물은 안정성이 감소되어 침전이 된다. 따라서 층상이중층 수산화물의 고유의 특징들을 이용하여 현재 문제가 되고 있는 항암치료 피부환경 개선과 같은 생리학적 미세환경 개선에 적용함과 동시에 생리학적 조건에서 안정한 기능성 층상이중층 수산화물을 개발하고자 한다.
층상이중층 수산화물 (layered double hydroxide;LDH)는 최근 화학적 구성, 생체적합성, 음이온 교환 능력, 약물 방출을 조절하는 약물전달 복합체로써 각광을 받고 있다. 층상 이중 수산화물은 1가와 3가 금속 수산화물, 또는 2가와 3가 금속 수산화물이 배위결합을 통해 형성된 무기 소재로써, 층간 음이온 (interlayer anion)에 의해 상쇄되는 양전하를 띄고 있다. 이러한 물질은 주로 [M1-x2+Mx3+(OH)2]x+[Axcc-]x+‧zH2O로 표시된다. 상기 식에서 M2+ and M3+ 는 각각 2가 또는 3가 양이온금속으로서, 수산화물 층에서 팔면체 (octahedron) 위치를 차지하고 있으며 [Axcc-]x+는 층간 전하-보상 음이온이며 c는 정수이고 n = 2x-1이고 x는 <1이고 y는 >0이다. 층상이중층 수산화물은 특히 약물전달 복합체로써 주목을 받고 있다. 이는 독특한 층상이중층 수산화물의 특징 때문인데 수상에서 평균직경이 20 ~500 nm로 나타나는 6각형의 구조체이며 층상이중층 수산화물의 표면에 존하는 M3+에 의해 과도한 양전하를 가진다. 또한 층상이중층 수산화물은 2가 금속 수산화물, 3가 금속 수산화물 그리고 수산화기로 이루어진 단층이 여러겹으로 존재하는 구조를 가지고 있으며 특별한 조건하에서 여러겹의 금속 수산화물 층이 단층 (mono-layered hydroxide)으로 분리되어질 수 있다. 박리된 층상이중층 수산화물은 층상이중층 수산화물 보다 높은 표면적을 가지게 된다. 추가적으로 이러한 층상이중층 수산화물과 박리된 층상이중층 수산화물은 산성 조건에서 분해되는 특징을 가지고 있다. 하지만 현재 층상이중층 수산화물과 박리된 층상이중층 수산화물이 인체에 적용하기 위해 높은 장벽이 존재한다. 인체에 적용시 생리학적 환경 (염이 포함된 0.01 M 인산염완충용액, PBS)에 노출되면 층상이중층 수산화물과 박리된 층상이중층 수산화물은 안정성이 감소되어 침전이 된다. 따라서 층상이중층 수산화물의 고유의 특징들을 이용하여 현재 문제가 되고 있는 항암치료 피부환경 개선과 같은 생리학적 미세환경 개선에 적용함과 동시에 생리학적 조건에서 안정한 기능성 층상이중층 수산화물을 개발하고자 한다.
Layered double hydroxide (LDH) has recently been spotlighted as a drug de-livery complex that modulates chemical composition, biocompatibility, anion exchange ability, and drug release. The layered double hydroxide is a mixture of a monovalent metal ion and a trivalent metal ion, or a mixture of a d...
Layered double hydroxide (LDH) has recently been spotlighted as a drug de-livery complex that modulates chemical composition, biocompatibility, anion exchange ability, and drug release. The layered double hydroxide is a mixture of a monovalent metal ion and a trivalent metal ion, or a mixture of a divalent metal and a trivalent metal, and exhibits an excessive positive charge that is offset by an interlayer anion. These substances are mainly represented by [M1-x2+Mx3+(OH)2]x+[Axcc-]x+‧zH2O. In the above formula, M2+ is divalent met-al cation and M3+ is trivalent metal cation, occupying octahedral positions in the hydroxide layer, [Axcc-]x+ is an interlayer charge-compensating anion, c is an integer, n = 2x-1, and x is 0. Layered bilayer hydroxides are of particular interest as drug delivery complexes. This is due to the characteris-tic of the unique layered double layer hydroxide, which is a hexagonal struc-ture with an average diameter of 20 to 500 nm in the water phase and has an excessive positive charge by M3+ existing on the surface of the layered double layer hydroxide. In addition, the layered double layer hydroxide has a struc-ture in which a single layer composed of a divalent metal hydroxide, a triva-lent metal hydroxide, and a hydroxyl group is present in multiple layers, and under special conditions, the multiple layers of metal hydroxide layers can be separated into a mono-layered hydroxide. The delaminated layered double layer hydroxide has a higher surface area than the layered double layer hy-droxide. Additionally, the layered double layer hydroxide and the exfoliated layered double layer hydroxide have characteristic that is dissolved under acidic conditions. However, at present, there are high barriers for the layered double layer hydroxide and the exfoliated layered double layer hydroxide to be applied to the human body. When applied to the human body, when ex-posed to a physiological environment (0.01 M phosphate buffer solution containing salt, PBS), the layered double layer hydroxide and the exfoliated layered double layer hydroxide have reduced stability and precipitate. Therefore, we intend to develop functional layered double layered hydroxide that is stable under physiological conditions while applying to the improve-ment of physiological microenvironment such as improvement of skin envi-ronment of anti-cancer treatment which is currently a problem using the unique features of layered double layered hydroxide.
Layered double hydroxide (LDH) has recently been spotlighted as a drug de-livery complex that modulates chemical composition, biocompatibility, anion exchange ability, and drug release. The layered double hydroxide is a mixture of a monovalent metal ion and a trivalent metal ion, or a mixture of a divalent metal and a trivalent metal, and exhibits an excessive positive charge that is offset by an interlayer anion. These substances are mainly represented by [M1-x2+Mx3+(OH)2]x+[Axcc-]x+‧zH2O. In the above formula, M2+ is divalent met-al cation and M3+ is trivalent metal cation, occupying octahedral positions in the hydroxide layer, [Axcc-]x+ is an interlayer charge-compensating anion, c is an integer, n = 2x-1, and x is 0. Layered bilayer hydroxides are of particular interest as drug delivery complexes. This is due to the characteris-tic of the unique layered double layer hydroxide, which is a hexagonal struc-ture with an average diameter of 20 to 500 nm in the water phase and has an excessive positive charge by M3+ existing on the surface of the layered double layer hydroxide. In addition, the layered double layer hydroxide has a struc-ture in which a single layer composed of a divalent metal hydroxide, a triva-lent metal hydroxide, and a hydroxyl group is present in multiple layers, and under special conditions, the multiple layers of metal hydroxide layers can be separated into a mono-layered hydroxide. The delaminated layered double layer hydroxide has a higher surface area than the layered double layer hy-droxide. Additionally, the layered double layer hydroxide and the exfoliated layered double layer hydroxide have characteristic that is dissolved under acidic conditions. However, at present, there are high barriers for the layered double layer hydroxide and the exfoliated layered double layer hydroxide to be applied to the human body. When applied to the human body, when ex-posed to a physiological environment (0.01 M phosphate buffer solution containing salt, PBS), the layered double layer hydroxide and the exfoliated layered double layer hydroxide have reduced stability and precipitate. Therefore, we intend to develop functional layered double layered hydroxide that is stable under physiological conditions while applying to the improve-ment of physiological microenvironment such as improvement of skin envi-ronment of anti-cancer treatment which is currently a problem using the unique features of layered double layered hydroxide.
주제어
#Drug delivery system Layered double hydroxide Photodynamic therapy
학위논문 정보
저자
Youngum Jo
학위수여기관
가톨릭대학교 일반대학원
학위구분
국내박사
학과
생명공학과 바이오메디컬화학공학
지도교수
나건
발행연도
2020
키워드
Drug delivery system Layered double hydroxide Photodynamic therapy
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