하이드록시케톤 리간드를 이용한 탄닌산-철 이온 나노코팅 분해 거동 분석

Abstract

본 연구는 하이드록시케톤 리간드의 킬레이팅 효과를 이용하여 탄닌산-철 이온 나노 코팅의 분해 거동을 분석한다. 탄닌산-철 이온 나노코팅은 우수한 필름 형 성 능력과 생체적합성을 바탕으로 다양한 물질의 표면 개질을 위해 사용되고 있 다. 이에 나노코팅 형성 연구의 필요성에 더하여 나노코팅의 분해를 이용한 코팅 물질 방출 등의 연구의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 하이드록시케톤 리간드 중 maltol, kojic acid, deferiprone을 사용하여 탄닌산-철 이온 나노코팅층의 철 이온과 탄닌산의 배위 결합을 분리함 으로써 코팅을 분해하는 방법을 제시한다. 이러한 코팅 분해 기작은 탄닌산-철 이온 나노 코팅의 전반적인 응용 영역에서 모두 활용 가능하며, 특히 약물 캡슐 등의 응용 영역에서 활용될 기대가 있다. 생체적합성을 가지는 분해 기작을 연구 하기 위해 리간드의 pH를 조절하고, 낮은 농도에서도 분해가 가능하도록 농도에 따른 분해 기작을 확인하였다. 리간드 수용액의 pH를 7.4로 유지하였을 때에는 deferiprone만이 분해 활성을 유지하였으며 이는 착화합물의 안정도 상수와 연관 있음을 확인하였다. 또한 deferiprone과 EDTA(Ethylenediaminetetraacetic acid) 리간드 간의 상호작용으로 분해 효과를 증강할 수 있는 조건을 설정하여 코팅 분 해 시간 제어 및 조절의 가능성을 높였다. 이러한 다양한 유형의 킬레이트를 사 용한 분해 거동에 대한 연구는 탄닌산-철 이온 나노코팅의 분해 메커니즘에 대한 정보를 제공함과 동시에 나노코팅의 분해를 제어 가능하게 함으로써 나노코팅의 적용 범위를 넓힐 수 있을 것이라 기대된다.;The purpose of the study is to establish a profile for the degradation of tannin-iron nanocoatings using the chelating effect of hydroxyketone ligands. Tannin-iron nanocoating is used for surface modification of various materials due to its excellent film-forming ability and biocompatibility. Accordingly, the need for research on not only nanocoating manufacturing but also stable degradation and removal of coatings and release of coating materials using degradation of coatings is emerging. In this study, we present a method to degrade the coating by separating the coordination bonds between iron ions and tannic acid in the tannic iron nanocoating layer using maltol, kojic acid, and deferiprone among the hydroxyketone ligands. This coating degradation mechanism can be utilized in all areas of application of tannin-iron nano-coatings, and is expected to be especially utilized in application areas such as drug capsules. To study the biocompatibility degradation mechanism, the pH of the ligand was adjusted, and the degradation mechanism according to concentration was confirmed to enable degradation even at low concentrations. When the pH effect of the ligand was removed, only deferiprone maintained its degradation activity, which was confirmed to be related to the stability constant of the complex. In addition, the possibility of controlling and regulating the coating degradation time was increased by setting conditions that could enhance the degradation effect through the interaction between deferiprone and EDTA ligand. Studies on degradation characterization using these various types of chelating ligands have presented the possibility of expanding the application range of nanocoatings by enabling controllable degradation of tannin-iron nanocoatings.