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약물, 유전자, 진단성분의 생체 내 전달을 위한 마이셀 및 나노에멀젼
Micelle and Nanoemulsions for $In$ $Vivo$ $Delivery$ of Therapeutic and Diagnostic Agents 원문보기

고분자 과학과 기술 = Polymer science and technology, v.23 no.2, 2012년, pp.174 - 184  

김지선 (Laboratory for Nanostructured Biointerfaces Department of Biological Sciences and Materials Sciences and Engineering, KAIST) ,  이정유 (Laboratory for Nanostructured Biointerfaces Department of Biological Sciences and Materials Sciences and Engineering, KAIST) ,  오미화 (Laboratory for Nanostructured Biointerfaces Department of Biological Sciences and Materials Sciences and Engineering, KAIST) ,  조성덕 (Laboratory for Nanostructured Biointerfaces Department of Biological Sciences and Materials Sciences and Engineering, KAIST) ,  남윤성 (Laboratory for Nanostructured Biointerfaces Department of Biological Sciences and Materials Sciences and Engineering, KAIST)

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문제 정의

  • 35 종양성장에 필수적인 혈관생성을 억제하기 위하여 혈관 내피세포 성장 인자(vascular endothelial growth factor, VEGF)에 대한 siRNA를 사용하여 종양의 성장을 억제하고자 하였다.
  • 37 siRNA를 구성요소로 사용하여 siRNA 다중접합체를 제조하여 이러한 문제점을 해결하고자 하였다38. 유연한 가교제(flexible crosslinker)를 siRNA 단일가닥 말단에 도입하여, 센스 가닥 이량체와 안티센스 가닥 이량체를 화학적으로 합성하였으며, 이들의 상보적인 염기쌍 결합을 이용하여 siRNA 다중 접합체(multimeric siRNA) 를 제조하였다(그림 13).
  • 33 이러한 siRNA-PLGA 양친성 블록 공중합체는 수용액 상에서 자가조립에 의하여 소수성의 PLGA는 중심부(core)에, 친수성의 siRNA는 외부(shell)에 노출된 40 nm 크기의 core/shell 구조의 마이셀을 형성하였다. siRNA-PLGA 마이셀을 linear poly(ethylenimine)(LPEI)으로 정전기적으로 코팅시켜 마이셀 구조체를 안정화시킴과 동시에 표면을 양전하성으로 개질함으로써 세포 내로의 유입을 증강시키고자 하였다. 이러한 구조는 siRNA가 마이셀 표면에 조밀하게 모여있어 높은 siRNA의 공간 전하밀도(spatial charge density)를 나타내며, 이로 인해 일반적인 siRNA(naked siRNA)에 비해 LPEI와 효율적이고 안정적으로 정전기결합을 할 수 있다.
  • 본 연구진에서는 LDL 구조를 모방한 SLN을 이용하여 다기능성 나노입자를 만드는 연구를 시행하였다. 다기능성 나노입자의 내부에는 대표적인 난용성 항암제인 파클리탁셀과 MRI 조영제인 산화철 입자(iron oxide nanocrystal, IONC)를 함께 로딩하였다.
  • 3 이러한 나노기술이 적용된 약물전달 시스템에는 마이셀(micelle), 리포좀(liposome), 지질(lipid) 성분에 기반한 나노입자인 고체 지질 나노입자(solid-lipid nanoparticle) 또는 나노에멀젼(nanoemulsion) 등이 있다(그림 1). 이 중 가용화 기술과 표적 지향형 약물 전달에서 현재 연구가 활발하게 이루어지고 있는 마이셀과 나노입자에 대하여 자세하게 알아보고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
주사 제형의 나노입자는 어떠한 장점을 가지는가? 이들 고분자 마이셀과 에멀젼을 이용한 주사 제형의 나노입자는 난용성 약물의 생체이용률(bioavailability)을 증가시킬 수 있으며, PEGylation 기법을 이용하여 세망내피계 안으로 나노입자가 흡수되는 것을 막는 “Stealth Effect”를 통해 혈류 내 나노입자의 체류 시간을 증진시킬 수 있다. PEGylation에 의해 나노입자 표면에 형성되는 corona층은 마이셀에서 주로 일어나는 약물의 초기 과다 방출을 막고, 혈류 내 체류 시간 증진으로 항암제 제형에서 EPR 효과에 의한 표적지향형 전달 효과를 향상시킬 수 있어 널리 이용되는 방법이다.
나노기술이 도입된 고분자 마이셀과 에멀젼을 이용한 약물전달 시스템에 기대되는 효과는 무엇인가? 9 또한 온도, pH, 자기장, 초음파 등에 반응성을 갖는 고분자 마이셀을 이용한 생체 조건에서 안정성 문제를 개선하기 위한 연구들이 진행되고 있다.6 나노기술이 도입된 고분자 마이셀과 에멀젼을 이용한 약물전달 시스템은 약물의 가용화를 통해 제형 내 약물 봉입량을 증가시키고, 나노 입자의 장점을 이용하여 체내 독성을 줄여 부작용을 감소시킬 수 있을 것으로 기대되며 의약품 개발(표 1)과 임상 연구 또한 활발히 진행되고 있다.8,10 하지만 기존의 약물전달 시스템의 단점을 많이 개선하였음에도 불구하고 상용화된 의약품 또는 임상 시험에서 예기치 않은 독성이 발견되는 경우가 많다.
나노기술이 도입된 고분자 마이셀과 에멀젼을 이용한 약물전달 시스템의 한계점은 무엇인가? 6 나노기술이 도입된 고분자 마이셀과 에멀젼을 이용한 약물전달 시스템은 약물의 가용화를 통해 제형 내 약물 봉입량을 증가시키고, 나노 입자의 장점을 이용하여 체내 독성을 줄여 부작용을 감소시킬 수 있을 것으로 기대되며 의약품 개발(표 1)과 임상 연구 또한 활발히 진행되고 있다.8,10 하지만 기존의 약물전달 시스템의 단점을 많이 개선하였음에도 불구하고 상용화된 의약품 또는 임상 시험에서 예기치 않은 독성이 발견되는 경우가 많다.10b 따라서 앞으로 약물전달용 마이셀과 에멀젼의 연구단계에서 독성 연구 등의 기초 연구와 임상 시험을 통한 충분한 연구를 통해 안전성을 확보하면 개선된 약물전달 시스템을 개발할 수 있을 것으로 생각된다.
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