Effects of Drug Type upon Characteristics of PLGA Microspheres Prepared by Saponification-Based Microencapsulation Technique

Abstract

본 연구의 목적은 약물의 종류가 염기 가수분해 방법을 이용하여 제조된 microspheres의 특성에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이 염기 가수분해 방법을 이용한 microencapsulation 과정은 모델 약물로 약염기성 약물인 quinidine과 quinidine sulfate를 사용하여 PLGA microspheres 내에 넣는 것이었다. 약물인 quinidine과 PLGA를 녹인 유기용매 IPF의 분산상을 수상인 PVA 용액에 첨가하여 o/w 유제를 만들었다. 그 후 여기에 강염기 용액인 수산화나트륨을 첨가하여 IPF를 빨리 제거함으로써 microsphere의 경화를 신속하게 유도하였다. Quinidine sulfate를 봉입하여 PLGA microspheres를 만드는 경우에는 w/o/w 유제를 만든 후, 염기 가수분해하는 방법을 이용하였다. 다양한 분석 기기들을 사용하여 이렇게 제조된 microspheres의 특징을 조사하였다. Quinidine과 quinidine sulfate 두 경우 모두 염기 가수분해 방법을 통한 제조 과정에 의해 microspheres로 잘 봉입되었다. 약물들은 봉입화 과정 전후에 똑같이 구조적 통일성을 나타냈다. 그러나 약물의 종류나 처음에 봉입하고자 한 약물의 양에 따라서, 봉입률은 22.31 ~ 69.10 %로 다양하였다. 이 수치들은 약물의 용출 현상뿐만 아니라 microspheres의 형상이나 PLGA 매트릭스의 물리적인 상태에도 결정적인 역할을 하였다. 약물의 종류(염기 또는 그것의 염의 형태)는 microspheres의 특징에 있어서 많은 세분화된 결과를 보여주었다. 그러므로 특별히 필요로 하는 microspheres의 특징을 얻기 위해 적절히 약물을 선택할 수 있고, 본 실험의 염기 가수분해 과정은 약염기성 약물의 봉입에 활용도가 높을 것으로 기대된다.;The objective of this study was to investigate the effects of drug type upon the characteristics of PLGA microspheres prepared by saponification-based microencapsulation techniques. Saponification microencapsulation processes were carried out to load model drugs (quinidine and quinidine sulfate) into PLGA microspheres. A dispersed phase consisting of quinidine, PLGA, and isopropyl formate was emulsified in an aqueous polyvinyl alcohol solution. A sodium hydroxide solution was added to the emulsion, in order to drive microsphere hardening by saponification. For microencapsulation of quinidine sulfate, a w/o/w emulsion-based saponification process was conducted to produce PLGA microspheres. The characteristics of the resultant microspheres were evaluated by use of various analytical tools. Both quinidine and its sulfate salt were successfully encapsulated into microspheres by the saponification-based microencapsulation methods. Their structural integrity remained the same before and after microencapsulation. However, depending upon drug initial payload and its type, their encapsulation efficiency ranged from 22.31 to 69.10 %. These parameters also played decisive roles in microsphere morphology, their physical status in PLGA matrices, as well as drug release profiles. Drug type (base vs. its salt form) showed many ramifications in the characteristics of microspheres. Choosing a proper drug form could be utilized for tailoring the attributes of microsphere to specific demands.