pH-의존성 Copolymer Hydrogel의 팽윤특성 및 약물조절 방출에 관한 연구

Abstract

약물전달체로서 활용성이 높은 polyelectrolyte의 pH에 따른 충분한 equilibrium 팽윤도와 pH-sensitivity를 얻기 위하여 pH -의존성 고분자의 한모델인 polymethacrylic acid 및 acrylamide , 2-hydroxyethhyl methacrylate , styrene 과의 copolymer를 합성하여 팽윤실험을 하였다. 또한 pH -의존성 고분자의 pH에 따른 가변적인 팽윤도와 이온성 상호작용에 근거하여 약물방출 실험을 함으로써 조절방출 기전을 규명하고자 하였다. Homopolymer인 polymethacrylic acid의 한정된 pH 의존성 팽윤도는 copolymer를 활용함으로써 광범위하게 조절할 수 있었다. Copolymer의 팽윤도 조절에는 친수-소수성 정도가 주요인자였으며, 소수성이 증가할수록 pH 2 - 8에서 팽윤도는 감소하며 pH-sensitivity는 증가하는 양상을 보였다. 고분자안에 수소결합과 같은 상호작용이 존재하는 경우, 팽윤도는 구성 monomer의 친수-소수성 보다는 조성비에 따른 상호작용 정도에 의해 조절되었다. Polymethacrylic acid 와 'poly ( mathacrylic acid-co-acrylamide) matrix로 부터 비이온성인 5-Fluorouracil의 방출은 주로 pH에 따른 가변적인 팽윤도에 의존하였다. 반면 양이온성인 Propranolol · HCl의 경우는 팽윤도 외에도 고분자의 온성 관능기와 약물간의 이온성 상호작용이 약물방출에 현저한 영향을 미쳤다. 특히, pH 7에서는 이온성 상호작용에 의해 일반적인 matrix형의 약물방출 양상에서 벗어나 zero-order 방출 pattern 을 보였다.;Equilibrium swelling and pH-sensitivity of a polyelectrolyte copolymer hydrogel were controlled by employing copolymers with different hydrophilic-hydrophobic balances. Model pH-sensitive hydrogels, e.g., polymethacrylic acid, poly(methacrylic acid-co-acrylamide), poly(methacrylic acid-co-2-hydroxyethyl methacrylate), poly (methacrylic acid-co-styrene) were synthesized at various monomer compositions. As hydrophobicity of the copolymer hydrogels increased, the equilibrium swelling decreased while the pH-sensitivity increased. In the case of poly(methacrylic acid-co-acrylamide), polymer-polymer interaction significantly affected the equilibrium swelling and provided a wide rangs control of pH-sensitivity. Drug release experiments were performed based on pH-sensitive swelling behaviors of pelyrnethacrylic acid and poly(methacrylic acid-co-acrylamide). 5-Fluorouracil as a model nonionic drug revealed release patterns depending solely on pH dependent swelling kinetics. In contrast, release of propranolol · HCl as a model cationic drug was significantly affected by ionic drug-polymer interaction as well as the swelling kinetics. Accordingly. a zero-order release pattern was obtained at pH 7, distinguished from the general matrix type drug release pattern.