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덱스트란과 락타이드글리콜라이드 공중합체를 이용한 이중층 나노미립구 제조
Preparation of Double Layered Nanosphere Using Dextran and Poly(L-lactide- co-glycolide) 원문보기

폴리머 = Polymer (Korea), v.29 no.3, 2005년, pp.260 - 265  

홍금덕 (전북대학교 고분자 나노공학과) ,  안용산 (전북대학교 고분자 나노공학과) ,  고종태 (전북대학교 고분자 나노공학과) ,  김문석 (한국화학연구원 나노생체재료고분자팀) ,  육순홍 (한남대학교 고분자공학과) ,  신형식 (전북대학교 화학공학부) ,  이종문 (전북대학교 고분자 나노공학과) ,  강기선 (전북대학교 고분자 나노공학과) ,  이해방 (한국화학연구원 나노생체재료고분자팀)

초록
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약물의 서방화에 있어서 독성이 특히 강하거나 유효 치료영역이 좁은 약물일수록 초기 버스트는 매우 중요하다. 이러한 약물의 전달을 위한 단일층으로 이루어진 나노미립구의 이용은 표면에 존재하는 약물 때문에 초기 버스트가 커서 서방화에 적절치 못하다. 따라서 본 연구에서는 생분해성 고분자인 덱스트란과 락타이드-글리콜라이드 공중합체(PLCA)를 이용한 이중층 나노미립구를 제조하여 서방성 방출 거동을 보이는 약물 전달체 제조에 대한 연구를 수행 하였다. 덱스트란과 PLCA의 나노미립구는 W/O/W법을 이용하여 이중 에멀젼 과정을 통해 제조하였고 계면활성제로는 폴리(비닐 알코올)(PVA)을 사용하였다. 덱스트란의 생체외 방출 거동을 확인하기 위해 동결 건조된 시료를 직경 $3{\times}1mm$ 몰드를 이용하여 웨이퍼를 제조하여 증류수에서 7일간 방출 거동을 확인하였다. 이중층 나노미립구는 각각의 단일고분자로 이루어진 나노미립구에 비해 다른 방출거동을 보였다. 특히 유화제인 PVA농도가 $0.2\%$인 것이 0차 방출에 가까운 결과를 보였다. 본 실험을 통해 대조군인 물리적인 혼합 모델, 덱스트란 또는 PLGA로만 이루어진 웨이퍼 및 단일층 미립구에 비해 이중층 나노미립구의 내부물질인 덱스트란의 방출 거동이 서방형을 보임을 확인할 수 있었으며 PVA의 함량에 따라 방출 거동을 조절할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The initial burst of drug release is an important role in the controlled delivery of drug having hish toxicity and narrow therapeutic ranges. Nanosphere composed of monolayer could not achieve precisely controlled drug release because of the initial burst of drug on surface. In this study, double la...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 23-26 소혈청 단백질을 함유한 이중층 나노미립구 제조, 폴리오쏘에스터(POE)/락타이드-글리콜라이드 공중합체(PLGA)를 이용한 이중층 나노 미립구 제조 등의 실험이 수행되어 단백질 약물의 서방 화 혹은 방출제어가 가능함을 알 수 있었다.10-12 따라서 본 실험에서는 수용성 약물의 서방화를 위해 덱스트란을 내부의 물질로 이용하였으며, PLGA를 외부 물질로 이용하여 생체 내에서 분해가 가능한 이중층 나노입자를 제조하였다.2나노 미립구 제 조를 위한 계면활성제는 수용성 고분자인 폴리(비닐 알코올)(PVA)을 이용하였다13,15 이중층 나노미립구의 물성은 고분자 용액의 부피비, 포접형성 온도, 고분자의 분자량 비, 고분자 용액의 농도 등에 의해 달라진다.
  • 2나노 미립구 제 조를 위한 계면활성제는 수용성 고분자인 폴리(비닐 알코올)(PVA)을 이용하였다13,15 이중층 나노미립구의 물성은 고분자 용액의 부피비, 포접형성 온도, 고분자의 분자량 비, 고분자 용액의 농도 등에 의해 달라진다.12,13,14 본 실험에서는 계면활성제로 이용된 PVA의 농도에 따른 실험을 실시하였으며, 전자주사현미경(SEM) 및 전자투과 현미경 (TEM)을 통해 확인하였다. 덱스트란의 생체외방출 거동을 확인하기 위해 각 시료들을 직경 3X1 mm 몰드를 이용하여 각 샘플들을 웨이퍼로 제조하고 덱스트란의 방출 결과는 HPLC를 이용하여 확인하였다.
  • 45 ㎛의 필터를 이용하여 단순 분산된 물질을 제거하였다. HPLC를 이용하여 용해된 덱스트란의 양을 측정하였다.
  • , Tokyo, Japan)을 사용하여 관찰하였다. SEM 사진 촬영을 위해 시료를 금속판 위에 고정시킨 후, 플라즈마 스퍼터곤 가스를 충진하면서 1분 30초 동안 백금 코팅을 실시하였다. 코팅이 완료된 시료를 15kV에서 관찰하였다.
  • TEM을 통해 미립구의 내부 형상을 관찰하였다(Figua 5). SEM사 진 판독 결과 나노미립구 형성이 가장 우수한 PVA 함량이 0.
  • 유상 제조를 위해 DCM 12 mL에 PLGA를 15 mg 첨가하여 용해시켰다. W/O 에멀젼을 제조하기 위해 두 용액을 혼합한 후 초 음파분쇄(Power Sonic 510, Hwashin, Korea)를 이용하여 5초간 분산시켰다. 이 용액을 250 mL의 PBS에 첨가한 후 교반기를 이용하여 교반하였다.
  • 제조된 시료(5 mg)를 증류수(10 mL)에 희석하여 상층액을 취하여 실험을 수행하였다. W/O/W에 의해 이중층 나노미립구의 반응에 참여하지 못한 PLGA를 제거하기 위해 장시간 방치하여 침전시키고 육안으로 완전히 용해된 상층액을 실험에 이용하였다. 200.
  • 100 Psi의 압력을 5초간 가하여 웨이퍼를 제조하였다. 각 시료당 3개씩 제조하여 증류수에서 in vitro 방출거동을 확인하였으며 7일간 방출 후 동결건조하여 웨이퍼의 물성을 현미경(Sometech, Korea)을 이용하여 40배 확대하여 관찰하였다.
  • 나노미립구의 물성 확인을 위해 SEM을 측정하였다. Figures 1과 2에는 대조군(순수한 덱스트란, 순수한 PLGA, 데스트란-PLGA 간의 물리적인 혼합, 덱스트란만의 나노 미립구 그리고 PLGA만의 나노 미립구)을 나타내었다.
  • 순수한 덱스트란, 순수한 PLGA, 덱스트란-PLGA 간의 물리적인 혼합, 덱스트란만의 나노 미립구 그리고 PLGA만의 나노미립구를 설정하였다. 덱스트란 또는 PLGA 나노미립구는 이중층 나노미립구와 동일한 방식으로 제조하였으며 덱스트란 나노미립구는 DCM의 양이 과량인 점을 감안, 액체질소를 이용하여 동결시킨 후 건조 과정을 수행하였다. 또한 제조과정에 따른 물성 변화 확인을 위해 증발기를 이용하여 건조시킨 이중층 나노미립구시료를 제조 하였다.
  • 덱스트란의 생체 외 방출거동을 확인하기 위해 채취한 시료를 HPLC 로 정량하였다. 분석에 이용한 컬럼은 C, s(3.
  • 12,13,14 본 실험에서는 계면활성제로 이용된 PVA의 농도에 따른 실험을 실시하였으며, 전자주사현미경(SEM) 및 전자투과 현미경 (TEM)을 통해 확인하였다. 덱스트란의 생체외방출 거동을 확인하기 위해 각 시료들을 직경 3X1 mm 몰드를 이용하여 각 샘플들을 웨이퍼로 제조하고 덱스트란의 방출 결과는 HPLC를 이용하여 확인하였다. 웨이퍼의 방출 후 물성 변화를 SEM 및 현미경을 이용하여 확인 하였다.
  • 덱스트란 또는 PLGA 나노미립구는 이중층 나노미립구와 동일한 방식으로 제조하였으며 덱스트란 나노미립구는 DCM의 양이 과량인 점을 감안, 액체질소를 이용하여 동결시킨 후 건조 과정을 수행하였다. 또한 제조과정에 따른 물성 변화 확인을 위해 증발기를 이용하여 건조시킨 이중층 나노미립구시료를 제조 하였다.
  • 이동상은 증류수와 아세토니 트릴을 1 : %v/v%)로 혼합하여 제조하였다. 맴브레인 필터(nylon acnodisc, 0.45 皿 Whatman, Kent, England)를 이용하여 여과한 후 1시간 동안 초음파를 실시하여 잔류 공기를 제거한 후 사용하였다. 유속은 1.
  • 상기 방법으로 제조된 나노미립구의 모폴로지를 SEM(Model: S- 2250N, Hitachi Co., Tokyo, Japan)을 사용하여 관찰하였다. SEM 사진 촬영을 위해 시료를 금속판 위에 고정시킨 후, 플라즈마 스퍼터곤 가스를 충진하면서 1분 30초 동안 백금 코팅을 실시하였다.
  • 이중층 나노미립구와 물성비교를 위해 5가지의 대조군을 설정하 였다0able 1).순수한 덱스트란, 순수한 PLGA, 덱스트란-PLGA 간의 물리적인 혼합, 덱스트란만의 나노 미립구 그리고 PLGA만의 나노미립구를 설정하였다. 덱스트란 또는 PLGA 나노미립구는 이중층 나노미립구와 동일한 방식으로 제조하였으며 덱스트란 나노미립구는 DCM의 양이 과량인 점을 감안, 액체질소를 이용하여 동결시킨 후 건조 과정을 수행하였다.
  • 2.7생체외 방출 실험

    실험군(PVA농도 0.0, 0.1, 0.2, 0.3, 및 0.4 w/v%)과 대조군(덱스트란 및 물리적인 혼합 모델)으로 웨이퍼를 제조하여 20 mL의 증류수에 첨가하고 인큐베이터 안에서 37.5 ℃로 보정한 다음 30, 60분, 3,6, 12, 24시간, 2, 3, 7일에 각각 1 mL을 취하여 0.45 ㎛의 필터를 이용하여 단순 분산된 물질을 제거하였다. HPLC를 이용하여 용해된 덱스트란의 양을 측정하였다.

  • 웨이퍼 방출 실험 동안 일정 시간에 추출한 시료를 HPLC로 정량하여 덱스트란의 방출 거동을 확인하였다(Figure 8).상기 제조한 웨이퍼의 방출 후 모습에서 예상되었듯이 계면활성제의 양에 따라 이중층 내부에 존재하는 덱스트란의 방출 거동은 상당한 차이가 있었다.
  • 덱스트란의 생체외방출 거동을 확인하기 위해 각 시료들을 직경 3X1 mm 몰드를 이용하여 각 샘플들을 웨이퍼로 제조하고 덱스트란의 방출 결과는 HPLC를 이용하여 확인하였다. 웨이퍼의 방출 후 물성 변화를 SEM 및 현미경을 이용하여 확인 하였다.
  • 이중층 나노미립구와 물성비교를 위해 5가지의 대조군을 설정하 였다0able 1).순수한 덱스트란, 순수한 PLGA, 덱스트란-PLGA 간의 물리적인 혼합, 덱스트란만의 나노 미립구 그리고 PLGA만의 나노미립구를 설정하였다.
  • 제조된 나노미립구의 외부 형태와 내부의 덱스트란 봉입 유무를 TEM(JEOL, Co., TEM-2010 Tokyo, Japan)을 사용하여 확인하였다. 제조된 시료(5 mg)를 증류수(10 mL)에 희석하여 상층액을 취하여 실험을 수행하였다.
  • ,18 이중층 나노 미립구 제조는 두 가지 방법이 있다. 첫 번째 방법은 미립구 제조 기술을 이용하여 내부 형태를 만든 다음 다른 종류의 고분자를 이용하여 나노 미립구를 코팅하는 것이고 두 번째 방법은 두 종류고분자 를 각각 다른 용매에 용해시킨 후 상분리 현상을 이용한 것이다.11,20-22
  • SEM 사진 촬영을 위해 시료를 금속판 위에 고정시킨 후, 플라즈마 스퍼터곤 가스를 충진하면서 1분 30초 동안 백금 코팅을 실시하였다. 코팅이 완료된 시료를 15kV에서 관찰하였다.

대상 데이터

  • Co.(Tokyo, Japan)에서 구입하여 이용하였다. 제이인산나트륨은 Junsei Chem.
  • (St Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다. PLGA(RG 502 H, Mw; 8000 g/mole) 는 Boerhinger Ingetheim(Manheim, Germany)에서 구입하여 별도의 정제과정 없이 이용하였다. PVA(87-89 mol% hydrolysed, Mw ; 31000 — 50000 g/mole)는 Aldrich Chem.
  • PLGA(RG 502 H, Mw; 8000 g/mole) 는 Boerhinger Ingetheim(Manheim, Germany)에서 구입하여 별도의 정제과정 없이 이용하였다. PVA(87-89 mol% hydrolysed, Mw ; 31000 — 50000 g/mole)는 Aldrich Chem. Co.
  • 덱스트란의 생체 외 방출거동을 확인하기 위해 채취한 시료를 HPLC 로 정량하였다. 분석에 이용한 컬럼은 C, s(3.9X300 mm), 10 ㎛(Ilrend, Waters)를 이용하였다. 이동상은 증류수와 아세토니 트릴을 1 : %v/v%)로 혼합하여 제조하였다.
  • 15 M에 용해시켰다. 실험에서 이용한 PBS에는 계면활성제 역할을 수행하는 PVA가 함량별(0.0, 0.1, 0.2, 0.3, and 0.4 w/v%)로 각각 용해되어 있었다. 유상 제조를 위해 DCM 12 mL에 PLGA를 15 mg 첨가하여 용해시켰다.
  • 9X300 mm), 10 ㎛(Ilrend, Waters)를 이용하였다. 이동상은 증류수와 아세토니 트릴을 1 : %v/v%)로 혼합하여 제조하였다. 맴브레인 필터(nylon acnodisc, 0.

이론/모형

  • 생분해성 고분자로 구성된 덱스트란/PLGA 이중층 나노미립구는 water-in-oil-in-water(W/O/W) 이 중 에멀젼의 용액 증발 방식을 이용하여 제조하였다. 대표적으로 15 mg의 덱스트란을 PBS 0.
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참고문헌 (33)

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