Ketoprofen-LDH Nanohybrid for the Transdermal Drug Delivery System

Abstract

Layered double hydroxides (LDHs) are biocompatible materials, which can be used as a drug-delivery system. Ketoprofen (KP), a non-steroidal anti-inflammatory drug for the treatment of inflammation and pain caused by rheumatoid arthritis, was successfully nano-hybridized with the LDHs such as ZnAl-LDH via coprecipitation method. KP in nano-hybrids is electrostatically bound to the interlayer surface of cationic LDH lattice. According to the X-ray diffraction patterns, the basal spacing of the KP-LDH nanohybrid is expanded to 23.1 Å compared to the basal spacing of ZnAl-NO3 LDH with 7.8 Å. FT-IR spectroscopic analyses show that KP molecules are intercalated into LDHs layers with decarboxyl form. From the ICP-AES, elemental CHNS analysis, TG-DTA and HPLC analyses, the chemical composition of the present hybrid drug was determined as Zn0.66Al0.34(OH)2[(KP)0.143(NO3)0.196]•x(H2O). The platelet morphology of the sample was also clearly observed by SEM and TEM. The release test of KP was also carried out to investigate the controlled release behavior of KP molecules out of the LDH lattice. Finally, we found that the present KP-LDH nanohybrid, as an inorganic drug delivery system, can be useful for transdermal application through the skin permeability test.;약물 및 생기능성 분자의 효과적인 전달을 위한 전달 체계로 다양한 무기 나노 입자에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 그 중에서 금속 이중층 수산화물 (Layered Double Hydroxide: LDH) 은 금속염의 침전을 이용한 나노구조물로 음이온이온교환 반응을 통해 DNA, 아미노산 등 여러 유용물질들을 층 사이로 삽입시킬 수 있다. 이 연구의 목적은 나노무기담체 나노기술을 이용하여 약물의 안정성을 증진시켜 효과적인 약물 전달 시스템을 만들기 위해Zinc-Aluminum LDH를 약물 전달체로 이용하여 난용성 약물인 케토프로펜을 공침방법으로 약물-무기 나노 하이브리드 물질을 합성시킴으로써 새로운 무기 층상 나노하이브리드를 개발하였다. 약물-무기 나노 하이브리드 물질은 X-선 회절 분석, 적외선 분광 분석, 열분석을 통해 약물 분자가 화학적, 구조적 특징을 유지하면서, 정전기적 상호작용을 통해 기울어진 한 층의 형태로 금속 이중층 수산화물 층간에 삽입되었음을 확인할 수 있었다. 또한 케토프로펜-나노 하이브리드 물질을 경피 약물 전달 시스템으로써 효과를 알아보기 위해 마우스 피부로 완충 용액에서 약물 방출 실험을 수행하였다. 그 결과 피부 표면에서 경피용 약물로써 pH7.4 완충용액이 첨가된 케토프로펜-나노 하이브리드 물질보다 pH5.5 완충용액에 분산된 케토프로펜-나노 하이브리드 물질의 피부 침투 효과가 더 높았다. 따라서, 약물-무기 나노 하이브리드 물질은 경피 흡수 약물 전달시스템으로서의 가능성의 제시하였다.