초록 ▼

모델 약물로서 bovine serum albumin (BSA)을 선정하여 생체분해성 poly(lactic-co-glycolic acid)의 공중합체 미립구에 봉입한 후 단백질의 안정성과 방출거동에 미치는 여러 가지 인자들을 상세히 검토하였다. 고분자 미립구에 봉입된 BSA의 응집안정성을 size exclusion chromatography로 확인한 결과, 봉입과정과 방출시험시 공유결합성 응집이 상당히 일어난다는 사실을 확인하였다. 미립구 속에서 생성된 수용성인 다중 응집체의 양은 새로운 BSA에 비하여 미립구 제조후에 6배

모델 약물로서 bovine serum albumin (BSA)을 선정하여 생체분해성 poly(lactic-co-glycolic acid)의 공중합체 미립구에 봉입한 후 단백질의 안정성과 방출거동에 미치는 여러 가지 인자들을 상세히 검토하였다. 고분자 미립구에 봉입된 BSA의 응집안정성을 size exclusion chromatography로 확인한 결과, 봉입과정과 방출시험시 공유결합성 응집이 상당히 일어난다는 사실을 확인하였다. 미립구 속에서 생성된 수용성인 다중 응집체의 양은 새로운 BSA에 비하여 미립구 제조후에 6배가 증가하였고 28일간의 방출용액에서는 약 14배 증가하였다. 용액에 방출된 BSA는 28일 후 약 50% 정도의 응집 species를 보였다. BSA의 유리 thiol 기가 carboxymethylated 된 CM-BSA를 모델 약물로 사용한경우에는 미립구내에서나 방출용액 내에서의 단백질의 응집 현상을 효과적으로 줄일 수 있었다. 이는 단백질의 응집 안정성은 주로 유리 thiol기에 의한 disulfide 결합의 교환 반응에 의하여 일어난다는 것을 시사한다. 그러나 이 공유결합형 응집은 BSA의 방출 거동 현상에는 별 영향을 미치지 않았다. 방출 용액중에 계면활성제인 5mM의 sodium dodecylsulfate를 첨가한 경우에는 BSA 방출량이 증가하는 것으로 미루어 단백질의 방출 속도는단백질의 고분자 미립구의 표면에의 흡착이 중요한 인자라는 것을 확인하였다. 실제로 응집 안정성이 우수한 CM-BSA를 사용하여 방출 속도를 측정한 결과 방출용액에 SDS를 첨가한 경우에는 첨가하지 않은 경우에 비추어 pulse-type의 방출 효과를 보았는데 이는 단백질의 흡착이 중요한 변수라는 것을 시사하여 준다. 이 경우에는 방출 실험 기간중에 분자량, 중량, 표면적, 공극의 크기 등을 계량적으로 측정하여 단백질의 방출량과의 상관관계를조사한 결과는 단백질의 흡착이 고분자 담체의 분해에 따른 표면적의 증가에 비례하여 증가한다는 사실을 밝혔다. 따라서 확산에 의한 방출보다는 단백질의 흡착이 매우 중요하다는사실을 계량적으로 확인하였다.본 연구의 결과는 따라서, 단백질 약물의 방출을 조절하기위한 제제화는 단백질의 흡착을 감소시키기 위한 연구개발이 중요하다는 것을 시사하여 준다.

Abstract ▼

Various factors affecting the stability and release of a modelprotein, bovine serum albumin (BSA), encapsulated within biodegradablepoly(D,L-lactide-co-glycolide) microparticles were examined in detail. Size exclusionchromatographic analysis of BSA encapsulated within micropa

Various factors affecting the stability and release of a modelprotein, bovine serum albumin (BSA), encapsulated within biodegradablepoly(D,L-lactide-co-glycolide) microparticles were examined in detail. Size exclusionchromatographic analysis of BSA encapsulated within microparticles revealed that thecovalent aggregation of BSA significantly occurred during the encapsulation process andthrouhout a release study. The amount of multimeric water soluble aggregates withinmicroparticles increased approximatly 6 fold immediately after microsphere preparation,and 14 fold after 28 days of incubation in the medium, compared to that of fresh BSA.The released BSA inthe medium exhibited about 50% aggregated species after 28 daysof incubation. When using carboxymethylated BSA which blocks the free single thiolgroup in the BSA, the aggregation was effectively minimized within the microparticlesand release medium. This provided conclusive evidence that the aggregation waslargely covalent in nature. It was found that the covalent aggregates were generated inpart by a free thiol group induced disulfide bond exchange reactions in BSA, but theyminimally affected the BSA release kinectics. Enhanced release rate of BSA frommicroparticles in the release medium containing 5 mM sodium dodecy sulfate suggestedthat nonspecific protein adsorption onto polymer surface played a more important rolethat the protein aggregation for protein release. In the second study, the specificsurface area, porosity, molecular weight, and mass erosion of CM-BSA encapsulatedmicrospheres during the incubation were examined in relation to non-specific proteinadsorption and the in vitro protein release kinetics. It was found that a nonspecificadsorption of encapsulated protein molecules onto the expanding polymeric surface ofmicrospheres severely limited the amount of protein available for release. When theprotein adsorption was suppressed with the addition of 5mM SDS in the releasemedium, a pulse-type release of the protein was exhibited. The onset of the pulsedreleases in the presence of SDS corresponded well with the increases in the surfacearea values of degrading microspheres. This study suggests that nonspecific proteinadsorption is a critical factor in controlling protein release kinetics from PLGAmicrospheres.

목차 Contents

• 1 서론...7
• 2 연구방법 및 이론...8
• 3 결과 및 고찰...9
• 4 결론...13
• 5 인용문헌...14
• 6 연구수행 관련 논문발표 목록서...34
• 7 자체 평가서...35