Controlled drug release from porous poly(L-lactide) membranes for guided tissue regeneration

Abstract

With an aim of developing a new periodontal therapeutic modality, guided tissue regeneration (GTR), the drug loaded, biodegradable, biocompatible and porous poly (L-lactide) (PLLA) membranes were fabricated by an air-drying phase inversion technique, such as PLLA was dissolved in methylene chloride-ethyl acetate mixtures and cast on the knitted poly(glycolide) (PGA) meshes. Diffusion test and cell attachment test ascertained that membranes might be properly allow nutrition flux and be biocompatible. Drug release tests were performed with tetracycline loaded, flurbiprofen loaded or insulin loaded membranes. The drug release kinetics mainly depended upon hydrophobic- hydrophilic properties of the drugs and the release rate could be controlled by drug contents and drug loading method. Especially, tetracycline release from PLLA membranes could be Controlled by emulsifying tetracycline into PLLA matrix, by using salt form, by using polyvinyl alcohol lamination method and adding macromolecular drug. In in vitro biodegradation tests, PLLA membranes maintained 60% of their weight for 8 weeks, which were suggested as mechanical barriers for regeneration of periodontal tissue. In guided bone regeneration experiments, drug-loaded membranes significantly increased initial bone regenerative capacity in rat calvarial defects. These results suggest that the drug loaded porous PLLA membranes might be potential tools in improving current GTR efficacy.;치주조직 유도 재생에 적합한 생체적합성이며 생분해성인 약물 함유 다공성 poly(L-lactide) 차폐막을 methylene chloride와 ethyl acetate 혼합 용매를 이용하여 용해시킨 poly(L-lactide)를 poly(glycolide) mesh에 피복 시키는 상분리법으로 제조하였다. 막투과 실험 결과 저분자량의 영양원 공급능에 적절하며 상피하방 침식은 충분히 저지할 수 있는 정도의 투과능을 보였고 세포 접착 실험 결과 약물 함유 다공성 PLLA 차폐막의 생체적합성을 확인 할 수 있었다. In vitro로 제조한 tetracycline, flurbiprofen 또는 insulin 함유 차폐막의 용출 실험을 실시했을 때 약물은 다공성 차폐막의 내부로부터 확산 및 용해의 제어로 용출이 조절되었으며 생체 내에서도 4주간 일정 농도를 유지하였다. 특히 tetracycline의 용출 패턴에서 관찰된 초기 속방출은 유화법, 염 형태의 이용, polyvinyl alcohol 피복, 거대 분자의 첨가 등의 방법으로 PLLA 차폐막을 제조함으로써 조절할 수 있었다. 약물 함유 다공성 차폐막은 in vitro 분해 실험의 결과 8주 동안 60%의 중량을 유지함으로서 치주조직의 유도 재생에 적합한 지지 차폐막으로서의 기능을 기대할 수 있었으며, 신생 골 조직 재생 시험에서 대조군에 비하여 유의성있는 골 형성 증가를 나타냈다. 이러한 실험 결과로서 제조된 약물 함유 고분자 차폐막은 치주 조직 유도 재생에 있어서 유용한 제제로서 기대되었다.