Polymeric microcapsules로부터 macromolecular drugs의 조절방출

Abstract

최근 개발된 내인성 생리 활성 물질들은 대부분 polypeptide 나 단백질과 같은 macromolecule 약물로서 체내 proteolytic enzyme 이나 면역반응에 의해 쉽게 분해되고 불활성화됨에 따라 조절 방출을 위한 새로운 시스템의 개발이 요구된다. 이에 체내 혈당 농도에 대응하여 적정량의 인슐린을 자동 조절 방출하는 시스템으로서 췌장소도 ( pancreatic islets ) 의 미소 캡슐화 ( microencapsulation ) 에 대한 연구를 하였고 또한, macromolecule 약물의 모델로 우혈청 알부민 ( BSA ) 을 선정하여 이식형 제제로 alginate microsphere 를 제조하여 방출 양상에 대한 연구를 수행하였다. 미소 캡슐의 생체적합성을 개선하고자 sodium alginate 를 filtration purification 하여 사용하였고, PMAA 캡슐 표면을 수식 ( modification ) 하였다. 수식한 고분자로 미소 캡슐화된 췌장소도의 인슐린 분비능 실험 결과 PMAA 의 표면 수식은 인슐린 분비에 영향을 미치지 않았다. 또한 미소 캡슐화된 췌장소도를 당뇨 유발 개에게 이종 이식하여 혈당 조절 기능을 확인한 결과 혈당이 정상으로 회복되어 임상적용의 가능성이 제시되었다. Alginate microsphere 의 최외각에 polymethacrylic acid ( PMAA )로 방출 조절막을 형성시켜 방출 속도를 감소시켰다. 또한, PEG 를 함유한 PMAA coated alginate microsphere 를 제조하여 PEG 의 RCA (Releasing Controlling Agent ) effect 로 인해 방출 속도를 조절하였으며 PMAA coated alginate microsphere 의 표면을 가교시켜서 방출 속도의 감소 및 방출 양상을 1st order 에서 zero order 로 변화시켰다.;With an aim of developing macromolecular drug delivery systems, microencapsulation of pancreatic islets was investigated. Also BSA loaded alginate microspheres was designed as a model macromolecular drug delivery device. As for microencapsulation of pancreatic islets, PEO grafting on the surface of the microcapsule was performed to increase the biocompatibility of PMAA microcapsule and the permeability of PEO-PMAA capsules was not different from that of PMAA. To investigate the effects of PMAA capsule in vivo, we compared the duration of nonnoglycemia after transplantation of APA - encapsulated pancreatic islets with that of PMAA - encapsulated islets into streptozotocin-induced diabetic rats. Results showed PMAA - encapsulated islets could normalize blood glucose levels more effectively than APA - encapsulated islets. PMAA microcapsules containing pancreatic islets was allotransplanted into the diabetic pancreatectomized dogs and the blood glucose level was recovered to normal state for 3 weeks. The microencapsulation of pancreatic islets was expected to be a potential candidate as a controlled insulin delivery system. As for alginate microsphere, the BSA release rate could be regulated by using rate controlling membranes, or by dispersing release controlling agents, ie PEG. Also surface crosslinking of PMAA coated alginate microsphere by UV irradiation provided furder release control. The application of these systems as a implantable DDS was expected.