Polysaccharide Microcapsules for Controlled Local Drug Release

Abstract

Microcapsule composed of alglnate core and chitosan outer layer were prepared to develop controlled local drug delivery system for the treatment of periodontal disease. The microcapsules demonstrated zero order release kinetic of minocycline HCI with initial burst effect. The release of minocycline HCI was significantly affected by the ionic interaction between alginate matrix and drug, membrane thickness, membrane porosity, hydrophobicity of the core and the presence of electrolytes in releasing media. The amounts of minocycline HCI from microcapsules found out to be sufficient to suppress the growth of bacteria that induces periodontitis. The results from the biodegradation test suggested that these mirocapsules could be absorbed into the body system after completion of drug release. These micricapsules could be suggested as a valuable controlled local grug release system. ;치주질환 유발시 형성되는 치주낭 내에 삽입되어 약물을 조절방출시키고 방출후 생분해가 될 수 있는 시스템으로서 폴리사카라이드를 응용한 마이크로캡슐에 대한 연구를 수행하였다. 두 가지 폴리사카라이드, 즉 알긴산 나트륨과 키토산으로 마이크로캡슐을 만들었으며 방출의 최적화를 위해 막의 두께를 조절하였으며 알긴산코어에 소수성 첨가제를 가하였다. 또한 막의 형성에 미치는 이온강도의 영향, 약물의 함량에 있어서의 이온의 영향을 관찰하였다. 또한 치주낭에 적용시의 효과를 고려하여 치주낭 내의 전해질 농도로 조절하여 방출실험을 행하였으며 리소자임을 치주낭 내의 농도만콤 가하여 생분해성 실험도 수행하였다. 7일간에 걸친 방출실험 결과,제조된 마이크로캡슐은 초기 burst방출이후 0차 방출속도식에 따른 방출양상을 나타내었다. 특히 알긴산 코어에 소수성 첨가제를 가한 경우 방출의 지연을 관찰하였다. 생분해실험 결과, 마이크로캡슐은 표면의 키토산층이 리소자임에 의해 분해되었으며 이에 따라 알긴산 코어도 서서히 분해되었다. 제조된 마이크로캡슐을 agar dilution method, disc diffusion method, MTT test를 통하여 항균실험 및 세포독성 실험을 수행하였다. 일별로 방출이 된 방출액 모두 3가지 표준 균주에 대한 항균능력을 나타내었으며 일별 방출을 마친 마이크로캡슐 역시 우수란 항균 능력을 나타내었다. 반면 약물을 함유하지 않은 마이크로캡슐은 항균능을 보이지 않았다. 세포독성 실험 결과 마이크로캡슐에 의한 독성은 크게 나타나지 않음을 관찰하였다. 이로써, 제조된 마이크로캡슐은 치주낭에 적용되어 치주질환 치료를 위한 적절한 시스템으로의 가능성을 제시하였다.