Nanostructured Self-assembling Polymeric Biomaterials

Abstract

온도, pH, 빛, 전기장, 화학 물질 등의 자극에 반응하는 자극 민감성 고분자를 이용한 의약 전달 시스템에의 응용은 꾸준히 연구되어 왔다. 그 중에서도 온도에 따라 졸-젤 전이를 일으키는 온도 민감성 수화젤은 서방성 주입형 의약 전달 시스템으로 관심을 끌어왔다. 그러나 현재까지 개발된 온도 민감성 수화젤 시스템은 실제 약물 전달체로 응용 되기 위해서 젤의 지속성, 고분자의 분말 형태, 고분자의 용해 속도 등의 문제점 등을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 일반적인 약물 전달 시스템과 온도 민감성 고분자의 특성을 소개하고, 기존 시스템의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 온도 민감성 고분자인 폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤-폴리에틸렌글리콜의 공중합체를 합성하여 특성을 살펴보았다. 이들 고분자는 수용액 상에서 30도 부근에서 졸-젤 전이를 보이고, 0.005 wt.%의 임계 미셀 형성 농도를 가진다. 또한, 온도 변화에 따른 동적 광 산란과 핵 자기 공명 측정을 통해 이 고분자 수용액의 졸-젤 전이는 소수성 블록인 폴리카프로락톤의 소수성 상호 작용에 의한 미셀의 엉김 형성 메커니즘을 확인하였다. FITC-dextran을 포함한 수화젤의 약물 방출 양상을 살펴보았다. 또한, 약물 방출 속도를 조절하기 위해 이들 고분자와 알파-싸이클로덱스트린과의 복합체를 형성시켜 약물 방출 정도를 살펴본 결과 방출 속도가 감소함을 알 수 있었다. 시간에 따른 수화젤의 분해 속도를 측정한 결과, 여러 보고들과 같은 결과로 25일 동안 거의 분해되지 않음을 알 수 있다. 이 시스템은 무엇보다 분말 형태와 빠른 용해 속도를 가지고 있어 실제 의약 전달체로의 가능성이 매우 높다. 또한, 약물 전달 시스템 등의 생체 재료에 응용되고 있는 알파-사이클로덱스트린과 폴리에틸렌글리콜의 복합체를 합성하여 재결정을 통해 마이크로 크기의 육각 구조를 가진 구조를 형성시켰다. 이 육각 구조 복합체 규명을 위해 X선 회절 분석, 적외선 분광법, 시차 주사 열량법, CP/MAS 핵자기 공명을 측정하였고, 재결정 전후의 복합체의 구조가 일치함을 알 수 있었다. 재결정 방법을 통해 마이크로 크기의 3차원적 고분자 구조의 규명은 생체 재료 등의 다양한 재료 과학 분야에서 중요한 발견이 될 것이다.