의료용 고분자 PLGA는 높은 생체적합성, 생분해성, 기계적 특성, 생체안정성을 가지고 있으며, 단량체 수량을 조절함으로서 분해기간을 조절할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 상전이법을 이용하여 제조된 분자량과 L/D 타입 구성비가 다른 PLGA 멤브레인들을 인산완충생리식염수 하에서 멤브레인의 분자량과 용액의 온도 조건에 따른 생분해 특성을 유추하기 위하여 질량 변화와 용액의 pH값 측정하였으며, DSC와 실사현미경을 이용하여 Tg와 표면구조의 변화을 파악하였다. PLGA의 분자량이 증가할수록 가수분해속도는 기하급수적으로 감소하고 있으며, L/D 타입 구성비에 따라 분해속도와 용액 pH변화의 차이가 크게 나타났다.
의료용 고분자 PLGA는 높은 생체적합성, 생분해성, 기계적 특성, 생체안정성을 가지고 있으며, 단량체 수량을 조절함으로서 분해기간을 조절할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 상전이법을 이용하여 제조된 분자량과 L/D 타입 구성비가 다른 PLGA 멤브레인들을 인산완충생리식염수 하에서 멤브레인의 분자량과 용액의 온도 조건에 따른 생분해 특성을 유추하기 위하여 질량 변화와 용액의 pH값 측정하였으며, DSC와 실사현미경을 이용하여 Tg와 표면구조의 변화을 파악하였다. PLGA의 분자량이 증가할수록 가수분해속도는 기하급수적으로 감소하고 있으며, L/D 타입 구성비에 따라 분해속도와 용액 pH변화의 차이가 크게 나타났다.
Medical polymer PLGA is biocompatible, biodegradation, mechanical characteristic and biostability, and the degradation time can be adjust by controlling the number of monomer. In this paper, PLGA membranes have different composition ratio by L/D type was prepared by phase transition method. And the ...
Medical polymer PLGA is biocompatible, biodegradation, mechanical characteristic and biostability, and the degradation time can be adjust by controlling the number of monomer. In this paper, PLGA membranes have different composition ratio by L/D type was prepared by phase transition method. And the PLGA membrane in phosphate buffered saline(PBS) at the different test temperatures for different periods of time to examined for change in mass and measured the pH of degradation media. Measurement of Tg and surface structure was performed using a DSC and Stereoscopic microscope. As the molecular weighter increase, hydrolysis rate was decrease in geometrical progression. According to the composition ratio by L/D type, degradation rate and the change of pH are large.
Medical polymer PLGA is biocompatible, biodegradation, mechanical characteristic and biostability, and the degradation time can be adjust by controlling the number of monomer. In this paper, PLGA membranes have different composition ratio by L/D type was prepared by phase transition method. And the PLGA membrane in phosphate buffered saline(PBS) at the different test temperatures for different periods of time to examined for change in mass and measured the pH of degradation media. Measurement of Tg and surface structure was performed using a DSC and Stereoscopic microscope. As the molecular weighter increase, hydrolysis rate was decrease in geometrical progression. According to the composition ratio by L/D type, degradation rate and the change of pH are large.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
분해과정에서 일어나는 멤브레인의 저분자량화 과정을 추정하기 위하여 DSC를 이용하여 분해과정에서 붕괴되는 멤브레인들의 Tg를 측정하였다. 일련의 실험 들을 통해 본 연구에서는 PLGA 멤브레인들이 의료용 약물 전달체 등으로 사용 가능성을 판단하고자 한다.
가설 설정
(4) 멤브레인의 분해속도는 PLGA의 분자량과 관련 된다. 분자량 클수록 분해시간이 길어지며 생체 멤브레인의 사용 목적에 따라 분자량 선택이 중요한다는 것을 사료된다.
제안 방법
37℃ ∼ 75℃범위에서 일정 온도로 유지되는 항온수조에 시료가 들어 있는 바이알을 넣고 반응시간(1일 ∼ 120일)에 따라 PLGA 멤브레인의 생분해 실험을 실시하였다.
일정 기간 경과 후 4개의 바이알에서 시료를 꺼내어 24시간 건조 후 각각의 질량을 측정하고, 잔류 용액의 pH를 측정하여 평균값을 계산하였다. DSC(Perkin-Elmer, koreatech)를 이용하여 분해과정에서 멤브레인들의 Tg 를 측정하였다.
따라서 본 연구에서는 분자량과 L/D 타입의 구성비가 다른 PLGA 고분자를 이용하여 상전이 법으로 90 ∼ 120μm 두께의 멤브레인을 만들었다.
멤브레인의 생분해 특성은 분해시간과 온도에 따른 멤브레인의 질량감소와 용액의 pH를 측정하여 조사하였다. 또한 분해시간과 분해정도에 따른 PLGA 표면에 분포된 기공들의 크기 변화와 조직체 붕괴를 실사 현미경으로 관찰하였다. 분해과정에서 일어나는 멤브레인의 저분자량화 과정을 추정하기 위하여 DSC를 이용하여 분해과정에서 붕괴되는 멤브레인들의 Tg를 측정하였다.
따라서 본 연구에서는 분자량과 L/D 타입의 구성비가 다른 PLGA 고분자를 이용하여 상전이 법으로 90 ∼ 120μm 두께의 멤브레인을 만들었다. 멤브레인의 생분해 특성은 분해시간과 온도에 따른 멤브레인의 질량감소와 용액의 pH를 측정하여 조사하였다. 또한 분해시간과 분해정도에 따른 PLGA 표면에 분포된 기공들의 크기 변화와 조직체 붕괴를 실사 현미경으로 관찰하였다.
또한 분해시간과 분해정도에 따른 PLGA 표면에 분포된 기공들의 크기 변화와 조직체 붕괴를 실사 현미경으로 관찰하였다. 분해과정에서 일어나는 멤브레인의 저분자량화 과정을 추정하기 위하여 DSC를 이용하여 분해과정에서 붕괴되는 멤브레인들의 Tg를 측정하였다. 일련의 실험 들을 통해 본 연구에서는 PLGA 멤브레인들이 의료용 약물 전달체 등으로 사용 가능성을 판단하고자 한다.
생분해 온도와 시간에 따른 PLGA 멤브레인의 분해 속도를 측정하기 위한 시료들은 10mm×30mm의 크기로 절단하여 만들었다.
9%)용액에 침지하여 시편을 얻었다. 이 시편을 증류 수로 채워진 항온조에 담가 잔류용매 성분을 제거한 후상온에서 12시간 이상 건조하여 멤브레인을 제조하였다.
37℃ ∼ 75℃범위에서 일정 온도로 유지되는 항온수조에 시료가 들어 있는 바이알을 넣고 반응시간(1일 ∼ 120일)에 따라 PLGA 멤브레인의 생분해 실험을 실시하였다. 일정 기간 경과 후 4개의 바이알에서 시료를 꺼내어 24시간 건조 후 각각의 질량을 측정하고, 잔류 용액의 pH를 측정하여 평균값을 계산하였다. DSC(Perkin-Elmer, koreatech)를 이용하여 분해과정에서 멤브레인들의 Tg 를 측정하였다.
대상 데이터
PLGA 멤브레인 제조를 위한 용매는 클로로포름 (대정화금, 99.5%)을 이용하였으며, PLGA 용액의 농도는 각각의 시료들에 대해 용질 3%의 질량 분율로 제조하였다. 다른 분자량 또는 L/D 타입의 PLGA 용액을 일정한 높이를 갖는 기판에 도포한 후, 비 용매로 에탄올 (99.
5%)을 이용하였으며, PLGA 용액의 농도는 각각의 시료들에 대해 용질 3%의 질량 분율로 제조하였다. 다른 분자량 또는 L/D 타입의 PLGA 용액을 일정한 높이를 갖는 기판에 도포한 후, 비 용매로 에탄올 (99.9%)용액에 침지하여 시편을 얻었다. 이 시편을 증류 수로 채워진 항온조에 담가 잔류용매 성분을 제거한 후상온에서 12시간 이상 건조하여 멤브레인을 제조하였다.
성능/효과
(1) PLGA 분해속도는 젖산 및 글리콜산의 구성비와 관련 있다. 글리콜산이 비율이 낮을수록 멤브레인 생분해 속도가 낮게 나타난다.
(2) 온도가 높을수록 멤브레인 생분해 속도가 크게 증가되므로 pH 감소율이 크게 증가하여 분해 속도는 분해온도의 영향을 받고 있는 것으로 사료된 (3) 잔류용액의 pH와 시료의 질량변화가 일관된 상관 관계되는 것으로 사료된다.
(2) 온도가 높을수록 멤브레인 생분해 속도가 크게 증가되므로 pH 감소율이 크게 증가하여 분해 속도는 분해온도의 영향을 받고 있는 것으로 사료된 (3) 잔류용액의 pH와 시료의 질량변화가 일관된 상관 관계되는 것으로 사료된다.
(5) 생분해성 멤브레인들은 분해시간이 증가할수록 Tg가 거의 직선적으로 감소하고 있다
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
천연 생분해성고분자의 재료는 무엇이 있는가?
생분해성 고분자는 천연고분자 및 합성 고분자로 구분할 수 있다. 천연 생분해성고분자 재료는 콜라겐 키토산, 젤라틴 등 있으며 합성고분자재료로 Poly(lactic acid)(PLA), Poly(glycolic acid) (PGA) 및 이들의 공중합체인 Poly(lactic-co- glycolic acid) (PLGA)등 있다. 합성고분자는 천연고분자를 비해 물리적 특성을 조절할 수 있고 가공이 용이하므로, 합성고분 자를 이용한 생체재료분야에 대한 연구가 지속적으로 수행되고 있다.
생분해성 고분자 중 합성 고분자의 재료는 무엇이 있는가?
생분해성 고분자는 천연고분자 및 합성 고분자로 구분할 수 있다. 천연 생분해성고분자 재료는 콜라겐 키토산, 젤라틴 등 있으며 합성고분자재료로 Poly(lactic acid)(PLA), Poly(glycolic acid) (PGA) 및 이들의 공중합체인 Poly(lactic-co- glycolic acid) (PLGA)등 있다. 합성고분자는 천연고분자를 비해 물리적 특성을 조절할 수 있고 가공이 용이하므로, 합성고분 자를 이용한 생체재료분야에 대한 연구가 지속적으로 수행되고 있다.
조직공학이란 무엇인가?
조직공학은 손상 또한 기능을 상실된 생체조직 및 장기를 체외에서 유사한 구조 및 기능을 가진 인공 조직을 배양하여 생체조직에 이식하며 조직 재생 시키거나 대체하게 되는 기법이다. 조직공학의 특정성 있어서 사용하는 재료도 많은 조건을 고려해야 한다.
참고문헌 (12)
H. Shin, S. Jo, and A. G. Mikos, Biomimetic materials for tissue engineering, Biomaterials, 24, 4353 (2003) DOI: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12922148
S. R. Caliaria, M. A. Ramirezb, and B. A. C. Harley, The development of collange -GAG scaffold-membrane composites for tendon tissue engineering, Biomaterials, 32(34), 8990 (2011).
C. J. Liao, C, F. Chen, J. H. Chen, S. F. Chiang, Y. J. Lin, and K. Y. Chan, Fabrication of porous biodegradable polymer scaffolds using a solvent merging/particulate leaching method, Journal of Biomedical Materials Research, 59, 681 (2002). DOI: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11774329
Agrawal, CM., Niederauer, G.G., and Athanasiou, K.A. Fabrication and characterization of PLA-PGA orthopaedic implants. Tissue Eng. 1, 241, 1995. DOI: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19877903
Agrawal, CM., Niederauer, G.G., Micallef, D. M., and Athanasiou, K.A. The use of PLA-PGA polymers in orthopaedics. In: Wise, D., et al., eds. Encyclopedic Handbook of Biomaterials and Bioengineering. New York: Marcel Dekker, p. 2081, 1995.
Athanasiou, K.A., Schmitz, J.P., Schenck, R. C, Clem, M., Aufdemorte, T., and Boyan, B.D. The use of biodegradable implants for repairing large articular cartilage defects in the rabbit. Transactions of the Orthopaedic Research Society 17(1), 172, 1992.
Athanasiou, K.A., Niederauer, G.G., and Agrawal, CM. Sterilization, toxicity, biocompatibility, and clinical applications of polylactic acid/polyglycolic acid copolymers. Biomaterials 17(2), 93, 1996. DOI: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8624401
S. I. Jeong, J. H. Kwon, and J. I. LIm, EVA-enhanced embedding medium for histological analysis of 3D porous scaffold material, Biomaterials, 26, 1405 (2009) DOI: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19473850
Y. Y. Xie, J. S. Park and S. K. Kang, Study on the characteristics and biodegradable of synthetic PLGA membrane from lactic acid and glycolic acid. Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 16, No. 4 pp. 2965, 2015. DOI: http://scholar.ndsl.kr/schDetail.do?cnJAKO201516351715641
Linbo Wu, Jiandong ding. In vitro degradation of three-dimensional porous poly(D,L-lactide-co-glycolide) scaffolds for tissue engineering. Biomterials 25 9200) 5821-5830. DOI: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15172494
Hirenkumar K. Makadia and Steven J. Siegel. Poly lactic-co-glycolic acid(PLGA) as biodegradation controlled drug delivery carrier. Polymers, 3, 1377-1397; DOI: http://dx.doi.org/10.3390/polym3031377.(2011) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3347861/
C.M.Agrawal, Ph.D., P.E., D. Huang, M.S., J.P. Schmitz, D.D.S., Ph.D., and K.A. Athanasiou, Ph.D., P.E. Elevated temperature degradation of a 50:50 copolymer of PLA-PGA. Tissue engineering Volume 3, Number 4, 1997 DOI: http://online.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/ten.1997.3.345
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.