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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 홍수린
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 차의과학대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수192
초록· 키워드
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약물전달시스템은 몸의 질환치료를 위해 약물을 효율적으로 전달하여 약물의 부작용을 줄이고 약물에 대한 효능 및 효과를 극대화 할 수 있도록 기존의 약물이나 새로운 약물의 제형을 설계하고 약물치료를 최적화하기 위한 기술이다. 특히 다량의 약물을 반복적으로 투여하지 않고 약효를 나타낼 수 있는 약물의 농도를 유지하기 위하여 다양한 약물이 함유된 나노 약물전달체의 개발이 이루어지고 있다. 지금까지 고분자 나노 입자, 지질 나노 입자, 리포좀 나노 입자, 키토산 나노입자 등의 유기재료와 다양한 무기 미립자 등이 나노 약물전달체로 이용되어 왔다. 이 중 에서도 무기 나노 입자는 다양한 기공 구조와 표면의 기능기 유도가 용이하여 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 종래에 개발된 기존의 무기 나노입자를 이용한 약물전달체는 2차원의 기공구조로 인하여 약물 담지율에 한계가 있었다.
본 연구에서는 방사형의 3차원 입체기공을 갖는 새로운 실리카 나노 입자를 개발하여 많은 양의 약물을 나노 입자 내에 담지하고 약물 방출을 제어할 수 있는 약물전달체를 개발하였다. 그 결과 방사형의 새로운 실리카 나노 입자의 합성과 제어에 성공하였다. 개발된 방사형 실리카 나노 입자의 컨셉 증명(proof-of-concept)을 위하여 저분자 약물로서 덱사메타손과 이부프로펜을 선정하였다. 약물 담지의 최적화 조건을 분석한 결과 pH 2 조건에서 최대의 담지효율을 보였다. 이부프로펜은 방사형 실리카 나노 입자의 양 대비 약물의 담지율을 약 270%로 담지 하였으며, 이는 기존에 보고된 연구결과(50~95%)에 비해 최대 3 배 이상 담지 효율이 향상되었음을 확인하였다.
본 연구에서 개발한 이부프로펜을 담지한 방사형 실리카 나노 입자의 효율적인 방출제어를 위하여 당류 고분자 종류인 아가로오스 겔을 이용하여 약물이 담지 된 방사형 실리카 나노 입자를 캡슐화 하였다. 그 결과 아가로오스 겔의 두께 조절을 통해 약물 방출 속도가 제어됨을 확인하였다. 또한 이부프로펜이 담지 된 방사형 실리카 나노 입자를 pH 2 ~ 12에서 방출 프로파일을 분석한 결과 pH 의 환경 변화에 따라 방출제어가 가능함을 확인하였다.
본 연구에서 개발된 방사형 실리카 나노 입자의 세포독성 여부를 판단하기 위하여 높은 농도(100μg/mL)의 방사형 실리카 나노 입자를 섬유아세포에 노출시켰을 때 세포의 성장에 영향이 없었으며 독성도 없는 것으로 관찰되었으며, 방출 후 2주가 지난 후에 in-vitro 에서 방사형 실리카 나노 입자의 자연분해도 진행됨을 육안상 확인하였다.
최종적으로 방사형 실리카 나노 입자의 생체 내 응용 가능성과 효능을 평가하기 위하여 퇴행성관절염 마우스 모델에 적용시킨 결과, 약물(덱사메타손)이 담지 된 방사형 실리카 나노 입자를 투여한 그룹에서 2주까지 치료 효능이 지속되고 있음을 확인하였다.
본 연구에서 개발한 방사형 실리카 나노 입자를 이용한 약물전달시스템 기술은 약물의 장기 약효 지속제형으로의 개발과 약물의 서방형 방출제어 시스템에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 방사형의 3차원 입체기공을 갖는 새로운 실리카 나노 입자를 개발하여 많은 양의 약물을 나노 입자 내에 담지하고 약물 방출을 제어할 수 있는 약물전달체를 개발하였다. 그 결과 방사형의 새로운 실리카 나노 입자의 합성과 제어에 성공하였다. 개발된 방사형 실리카 나노 입자의 컨셉 증명(proof-of-concept)을 위하여 저분자 약물로서 덱사메타손과 이부프로펜을 선정하였다. 약물 담지의 최적화 조건을 분석한 결과 pH 2 조건에서 최대의 담지효율을 보였다. 이부프로펜은 방사형 실리카 나노 입자의 양 대비 약물의 담지율을 약 270%로 담지 하였으며, 이는 기존에 보고된 연구결과(50~95%)에 비해 최대 3 배 이상 담지 효율이 향상되었음을 확인하였다.
본 연구에서 개발한 이부프로펜을 담지한 방사형 실리카 나노 입자의 효율적인 방출제어를 위하여 당류 고분자 종류인 아가로오스 겔을 이용하여 약물이 담지 된 방사형 실리카 나노 입자를 캡슐화 하였다. 그 결과 아가로오스 겔의 두께 조절을 통해 약물 방출 속도가 제어됨을 확인하였다. 또한 이부프로펜이 담지 된 방사형 실리카 나노 입자를 pH 2 ~ 12에서 방출 프로파일을 분석한 결과 pH 의 환경 변화에 따라 방출제어가 가능함을 확인하였다.
본 연구에서 개발된 방사형 실리카 나노 입자의 세포독성 여부를 판단하기 위하여 높은 농도(100μg/mL)의 방사형 실리카 나노 입자를 섬유아세포에 노출시켰을 때 세포의 성장에 영향이 없었으며 독성도 없는 것으로 관찰되었으며, 방출 후 2주가 지난 후에 in-vitro 에서 방사형 실리카 나노 입자의 자연분해도 진행됨을 육안상 확인하였다.
최종적으로 방사형 실리카 나노 입자의 생체 내 응용 가능성과 효능을 평가하기 위하여 퇴행성관절염 마우스 모델에 적용시킨 결과, 약물(덱사메타손)이 담지 된 방사형 실리카 나노 입자를 투여한 그룹에서 2주까지 치료 효능이 지속되고 있음을 확인하였다.
본 연구에서 개발한 방사형 실리카 나노 입자를 이용한 약물전달시스템 기술은 약물의 장기 약효 지속제형으로의 개발과 약물의 서방형 방출제어 시스템에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
목차
- Ⅰ. 서론 11. 연구배경 1가. 약물전달기술 및 약물전달체의 필요성 1나. 종래기술의 한계점과 연구개발의 필요성 32. 연구목적 4Ⅱ. 재료 및 방법 51. 연구 재료 52. 연구 방법 6가. 새로운 3차원 열린 기공 실리카 입자 합성 및 아민기 개질화 6(1) 3차원 열린 기공 실리카 입자 합성 6(2) 3차원 열린 기공 실리카 입자 표면의 아민기 개질화 7나. 새로운 3차원 열린 기공 실리카 입자 특성분석(1) Transmission Electron Microscopy (TEM) 분석 8(2) Scannning Electron Microscopy (SEM) 분석 9(3) Brunauer-Emmett-Teller (BET) 비표면적 분석 10다. 이부프로펜의 담지효율 및 방출제어 분석 11(1) 이부프로펜의 담지효율 분석 11(2) 이부프로펜의 방출제어 분석 12라. 덱사메타손의 담지효율 및 방출 프로파일 분석 14(1) 덱사메타손의 담지효율 분석 14(2) 덱사메타손의 방출프로파일 분석 15마. 생체 활용 가능성 평가 17(1) 세포 독성 평가 17(2) 생체 내 분해가능성 평가 18바. 동물 질병모델 도입 및 치료효능 연구 19(1) 마우스 질병모델(퇴행성관절염) 제작 및 치료효능 평가 19Ⅲ. 결과 및 고찰 201. 새로운 3차원 열린 기공 실리카 입자의 디멘전 제어 20가. 3차원 열린 기공 실리카 입자의 합성 20나. 3차원 열린 기공 실리카 입자의 디멘전 제어 222. 3차원 열린 기공 실리카 입자의 특성분석 24가. 3차원 열린 기공 실리카 입자의 3D 이미지 및 표면적 분석 24나. 3차원 열린 기공 실리카 입자의 원소 분석 263. 이부프로펜의 담지효율 및 방출제어 분석 28가. 실리카 입자에 이부프로펜의 담지 원리 및 조건 최적화 28나. pH 감응형 이부프로펜의 방출제어 30다. 온도 감응형 이부프로펜의 방출제어 324. 덱사메타손의 담지효율 및 방출 프로파일 분석 34가. 실리카 입자에 덱사메타손의 담지 원리 및 조건 최적화 34나. 덱사메타손의 방출 프로파일 분석 355. 생체 활용 가능성 연구 37가. 세포 독성 분석 37나. 생분해성 분석 406. 동물 질병모델 도입 및 치료효능 연구 42가. 퇴행성 관절염 질병 치료효능 분석 42Ⅵ. 결론 46참고문헌 47
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