Drug releasing polysaccharide microspheres for periodontal application

Abstract

For the treatment of periodontitis, minocycline loaded alginate-chitosan microcapsules developed and their release kinetics, biodegradation, in vivo drug release and in vivo antimicrobial activity were investigated. Minocycline release from microcapsules showed initial burst and constant release kinetics. In vitro biodegradation test revealed that the weight loss of microcapsules for l4days was 20%. In vivo minocycline release demonstrated that minocycline concentration in periodontal pocket was higher than MIC concentration. Minocycline loaded alginate-chitosan microcapsules showed prolonged antimicrobial activity in human periodontal pocket for 6 weeks. These results suggest that minocycline loaded alginate-chitosan microcapsules can be effective in periodontitis therapy. Drug releasing chitosan microspheres as bone graft materials were developed for improving periodontal regeneration. Drugs used for this purpose included flurbiprofen, insulin and tricalcium phosphate. Drug loading efficiency and release kinetics were regulated by various fabrication methods including mixing, suspending and emulsification. And good cell attachment was obtained in chitosan microspheres. Proper tissue compatibility and biodegradation of chitosan microspheres were assessed in tissue reaction and in vivo biodegradation. Also, chitosan microspheres revealed increased bone regeneration capacity compared with that of control. These results suggest that chitosan microspheres can be valuable for periodontal disease.;치주염의 치료를 목적으로 생분해성 고분자인 alginate와 chitosan을 응용하여 미소캡슐을 제조, 조절방출 및 생체외 분해정도를 연구하였으며 생체내 미생물학적 효과를 평가하였다. Alginate와 chitosan을 이용하여 미소캡슐을 제조 후에 약물을 봉입하고 형태를 관찰하였고, 제조한 미소캡슐로부터 minocycline의 용출거동을 조건을 달리하여 조사하였으며 생체외 분해시험을 통하여 14일 동안 20%의 분해정도를 관찰하였다. 치주염 유발균인 P.gingivals, P. intermedia, A. actinomycetemcomitans, A. viscous의 상대적 비율이 1주 후에 유의하게 감소하였으며, 그 효과가 6주간 지속되었다. 이로써 minocycline이 봉입된 미소캡슐은 치주염의 치료에 효과적인 것으로 사료되었다. 또한 치조골, 치주인대의 재생을 위하여 치주조직 재생물질로 이용될 수 있는 chitosan을 이용하여 미소구를 제조, 약물봉입기술 및 방출연구를 수행하였다. Flurbiprofen의 효율적인 봉입을 위하여 제조조건을 달리하여 봉입율과 용출거동을 개선하였으며 insulin을 봉입하여 용출을 관찰하였다. 세포접착력 연구 결과 chitosan 미소구는 적절한 접착성을 보였고, 조직 반응과 생체내 분해 실험을 통해 chitosan 미소구는 조직 적합성 및 적절한 생분해도를 가지고 있음을 알 수 있었다. 골조직 재생 실험 결과 2 주간 대조군에 비해 유의적인 골 재생력을 보였다. 이러한 결과로서 약물 함유 chitosan 미소구의 치주 조직 재생에 대한 활용성이 제시되었다.