KR101255520B1 - 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품을 이용한 미세수송체의 제조방법 - Google Patents

이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품을 이용한 미세수송체의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중층을 갖는 하이드로젤(hydrogel) 미세입자로 구성된 미세수송체에 관한 것이다. 보다 상세하게는 비등방성 부품(swelling)에 의해 평면형의 하이드로젤 미세입자가 삼차원적인 닫힌계를 갖는 미세캡슐로 변형되어 목표물질의 감금, 수송, 방출이 가능한 이중층을 갖는 하이드로젤 미세입자로 구성된 미세수송체에 관한 것이다.

Description

이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품을 이용한 미세수송체의 제조방법{Fabrication Method of Microcapsules Using Anisotropic Swelling of Bilayer Hydrogel Microparticles}
본 발명은 이중충하이드로젤(Bilayer Hydrogel Microparticles)의 비등방성(Anisotropic) 부품(Swelling)현상을 이용하여 이차원의 평면 미세입자를 삼차원적인 닫힌계를 갖는 미세캡슐로 변형시켜 종류에 상관없이 목표물질을 미세캡슐 속에 가두어 수송하고 최종적으로 방출함으로써 목표물질을 온전히 전달할 수 있는 미세수송체의 제조방법을 제공하는 것이다.
오늘날 미세수송체를 이용한 마이크로 혹은 나노 수준의 크기를 갖는 물질의 전달은 의학, 약학 분야뿐만 아니라 화장품과 같은 미용분야에서 널리 쓰이고 있다. 일반적으로 위와 같은 목적을 달성하기 위해서 널리 사용되고 있는 물질은 핵-껍질(core-shell) 구조를 갖는 미세입자로서 주로 에멀션(emulsion)을 형성하여 제조하고 있다. 그러나 이러한 형태의 미세수송체는 주로 목표물질의 전달이 껍질의 분자수준의 구멍을 통한 확산에 의해 물질을 방출시키는 데, 이는 목표물질의 크기를 분자수준의 구멍을 통과할 수 있는 정도로 한정시키는 데에 그 한계가 있다.
또한 목표물질을 핵에 담아 가두는 데 있어 원하는 목표물질과 미세수송체를 만드는 전구체 물질들을 같이 넣고 제조를 해야 하므로 목표물질의 화학, 물리적인 특성 혹은 목표물질과 미세수송체를 위한 전구체 물질간의 화학, 물리적인 결합 등이 안정적인 미세수송체 제조에 중요한 역할을 하기 때문에 이 역시 적용 가능한 목표물질의 폭이 매우 제한적이라는 한계가 있다.
핵-껍질 구조를 갖는 미세수송체의 물질을 방출하는 방법 중 다른 하나로 껍질이 특정 조건하에 제거되거나 깨짐으로써 핵에 가둬졌던 목표물질을 방출시키는 방법이 있다. 그러나 이런 방식의 미세수송체의 경우 회수를 통한 재사용이 불가능한 단점을 가지고 있다. 따라서 제작이 쉽고, 원하는 곳에 쉽게 전달 및 방출이 가능하며, 회수를 통해 재사용이 용이한 미세수송체에 대한 요구가 높아지고 있다. 이와 더불어 목표물질의 화학적 특성이나 크기 등에 상관없이 효과적으로 가두고 전달 및 방출을 할 수 있는 미세수송체는 의학, 약학, 미용 등의 분야에 상관없이 많은 주목을 받고 있다고 할 수 있다.
한편 본 발명과 관련된 선행기술로서 한국공개특허 제2001-0086057호에 소화관 내의 선택된 부위에 조제물이 부착하도록 하는 점착부위 조종층(adhesion site-controlling layer), 약물과 점착제를 포함하는 약물 운반층(drug-carrying layer), 약물을 약물 운반층 안에 있도록 보호해주는 보호층(protecting layer)을 포함하며, 전기 약물 운반층은 보호층과 점착부위 조종층의 사이에 위치하며 점착부위 조종층은 보호층에 부착할 수 있는 위장내 약물전달을 위한 경구용 제제를 나타내고 있다.
그러나 본 발명과 상기 선행기술은 발명의 기술적 특징이 서로 상이하므로 발명의 구성이 서로 다른 발명이다.
종래의 미세수송체의 경우 목표물질의 크기 및 표면특성에 따라 적용가능한 목표물질의 종류가 매우 제한적이라는 한계를 갖고 있다.
따라서 본 발명은 (a)부푸는 성질을 가진 하이드로젤층을 형성하는 단계; (b)형성된 하이드로젤층에 부풀지 않는 성질을 가진 고분자 층을 덧붙여 이중충하이드로젤 미세입자를 형성하는 단계; (c)형성된 이중충하이드로젤 미세입자를 하이드로젤층이 부푸는 조건에 두어 미세캡슐을 형성하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 목표물질을 효과적으로 전달할 수 있는 미세수송체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 평면형태의 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품현상을 이용하여 미세입자의 굽힘 현상을 유도하고 이를 이용해 목표입자를 가두어 원하는 위치와 조건에서 방출한다.
본 발명은 미세입자의 모양이 2차원 평면에서 3차원의 닫힌계를 갖는 미세캡슐로 변형되면서 목표입자를 가두기 때문에 미세캡슐의 크기보다 작은 어떠한 목표물질이라고 가두고 전달 및 방출이 가능하기 때문에 상기 미세입자를 이용해 모든 종류의 목표물질에 대한 미세수송체로서 이용이 가능할 것으로 기대된다.
도 1은 비등방성 부품을 이용해 미세입자로부터 변형되어 제조되는 미세캡슐에 대한 모식도이다.
도 2는 너비변화에 따른 일차원의 이중층 도형의 변형모델의 모식도이다.
도 3은 너비대 두께비율에 따라 다른 변형을 보여주는 이중충하이드로젤 미세입자의 공초점 현미경 사진이다.
도 4는 기존의 핵-껍질 구조를 갖는 미세수송체(가)와 이중충하이드로젤 미세입자로 제작된 미세수송체(나)의 작동 기작을 나타내는 모식도이다.
도 5는 이중충하이드로젤 미세입자 제작을 위해 고안된 꽃모양 및 눈사람 모양의 입자모양에 대한 모식도이다.
도 6은 제작된 꽃모양 및 눈사람 모양의 미세입자가 변형되어 미세캡슐을 형성하는 모습을 나타낸 광학현미경 사진(a,c), 공초점 현미경을 통해 찍은 사진(b,d), 꽃모양 미세입자로 만든 미세캡슐을 확대하여 찍은 사진(e,f), 눈사람 모양의 미세입자로 만든 미세캡슐을 확대하여 찍은 사진(g,h)이다.
도 7은 기 형성된 이중충하이드로젤 미세입자를 이용하여 1㎛ 지름을 갖는 폴리스타이렌 미세입자를 가둔 모습을 찍은 광학현미경 사진이다.
도 8은 기 형성된 미세캡슐 내부에 있는 1㎛ 지름을 갖는 폴리스타이렌 미세입자를 방출하는 모습을 시간의 흐름에 따라 연속적으로 찍은 광학현미경 사진이다.
도 9는 기 형성된 산화철 나노입자를 포함한 미세캡슐들이 외부자기장에 반응하여 농축된 모습을 찍은 사진이다.
도 10은 기 미세캡슐의 모식도(a)와 형성된 산화철 나노입자를 포함한 미세캡슐이 외부자기장의 주기적 회전에 의해 기판위에서 구르는 모습을 시간의 흐름에 따라 연속적으로 찍은 광학현미경 사진(b)이다.
본 발명은 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품현상을 이용해 미세캡슐을 만드는 것에 대한 것이다.
본 발명은 (a)부푸는 성질을 가진 하이드로젤층을 형성하는 단계; (b)형성된 하이드로젤층에 부풀지 않는 성질을 가진 고분자층을 덧붙인 이중충하이드로젤 미세입자를 형성하는 단계; (c)형성된 이중충하이드로젤 미세입자를 하이드로젤층이 부푸는 조건에 두어 미세캡슐을 형성하는 단계에 의해 목표물질을 효과적으로 전달할 수 있는 미세수송체 물질에 관한 것이다.
상기에서 a)단계의 부푸는 성질을 가진 하이드로젤층은 온도, pH, 특정 이온의 농도, 전기장, 자기장 등에 의해 부푸는 성질을 갖는 하이드로젤을 사용할 수 있다.
상기에서 a)단계의 부푸는 성질을 가진 하이드로젤층은 그 너비가 100nm ∼ 1000㎛일 수 있다.
상기에서 a)단계의 부푸는 성질을 가진 하이드로젤층은 그 두께가 10 nm ∼ 100 ㎛일 수 있다.
상기에서 b)단계의 부풀지 않는 성질을 가진 고분자층은 그 너비가 100nm ∼ 1000㎛일 수 있다.
상기에서 b)단계의 부풀지 않는 성질을 가진 고분자층은그 두께가 10 nm ∼ 100 ㎛일 수 있다.
상기에서 b) 단계의 형성된 하이드로젤층에 부풀지 않는 성질을 가진 고분자층을 덧붙인 이중층 미세입자는 너비 대 두께의 비율이 2:1 ∼ 100:1 일 수 있다.
상기에서 c) 단계의 형성된 이중충하이드로젤 미세입자는 그 모양이 다각형, 원형, 타원형 또는 이들이 복합된 형태의 모양을 가질 수 있다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 부푸는 성질을 가진 하이드로젤층과 부풀지 않는 고분자층으로 이루어진 이중층 미세입자를 만들고 비등방성 부품현상에 의해 제조된 미세캡슐에 대한 것이다.
상기에서 부푸는 성질을 가진 하이드로젤층은중합시 온도, pH, 특정이온의 농도, 전기장등에 의해 고분자 내부의 결합이 벌어짐으로써 결과적으로 전체 하이드로젤 물질의 부피가 증가하는 특징을 갖는 물질을 합성하여 만들 수 있다. pH에 감응하는 하이드로젤의 경우, 알칼리 또는 산성영역에서 부푸는 물질을 만드는 것이 가능하다. 이는 하이드로젤이 양이온 또는 음이온기를 가지고 있을 때, 각각 산과 알칼리 환경에서 음이온과 양이온이 결합내부로 침투하면서 하이드로젤이 부푸는게 가능하다. 온도에 감응하는 하이드로젤의 경우, 물질의 특성에 따라 특정 온도에서 물질의 표면이 친수성에서 소수성으로 치환이 되는데, 이로 인하여 하이드로젤의 부피변화가 일어나게 된다. 일반적으로 이러한 변화는 대개 0~100도 내외에서 일어난다. 특정염 또는 금속이온의 농도에 감응하는 물질의 경우, 용액에 분산된 염 또는 금속이온이 물질내의 이온과 교환되면서 부피변화를 가져오거나 특정염 또는 금속이온만 선택적으로 물질내의 반대이온(counterion)과 결합이 되면서 전체 부피가 늘어나게 된다. 이 경우 용액내의 염 또는 금속이온의 농도가 높을수록 부푸는 정도가 증가하게 된다. 전기장에 감응하는 하이드로젤의 경우, 전기장에 따라 전기화학적으로 물질이 산화 또는 환원 되면서 용액속의 전해질이 물질 내부로 침투되면서 부풀게 된다.부푸는 하이드로젤 물질로서 대표적으로는 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate), 아크릴산(acrylic acid), 아크릴아마이드(acrylamide), 노말아이소프로필아크릴아마이드(N-isopropylacrylamide) 등의 중합물과 이들 중 하나 또는 복수개를 포함한 공중합물들이 있다. 그러나 사용 가능한 물질이 상기 제시한 물질들로만 제한되는 것은 아니며 유사한 작용기를 갖는 중합물을 제한없이 사용할 수 있다.
상기에서 부풀지 않는 성질을 가지는 고분자층은 부푸는 성질을 갖는 하이드로젤층이 부푸는 과정에서 부푸는 힘에 의해 굽혀지며, 하이드로젤층과 잘 결합을 유지할 수 있는 물질이라면 어떠한 물질이든 제한없이 사용이 가능하다. 대표적으로는 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate), 폴리에틸렌글라이콜다이아크릴레이트(poly(ethylene glycol)diacrylate), 폴리에틸렌글라이콜다이메타아크릴레이트(poly(ethylene glycol)dimethacrylate), 에톡실레이티드트라이메틸로프로페인트라이아크릴레이트(ethoxylatedtrimethylolpropanetriacrylate, ETPTA) 등과 같은 아크릴레이트(acrylate) 기를 갖는 물질의 중합물과 이들 중 하나 또는 복수개를 포함한 공중합물이 가능하다. 그러나 사용가능한 물질이 상기 제시한 물질들로만 제한되는 것은 아니다.
상기에서 이중충하이드로젤 미세입자는 연속적인 고분자의 중합을 통해 형성할 수 있다. 바람직하게는 광개시제를 포함한 전구체 용액을 이용하여 광중합을 시킬 수 있다.
상기에서 이중충하이드로젤 미세입자는 하이드로젤층이 부풀면서 미세캡슐을 형성한다. 하이드로젤층이 부풀게 되면 하이드로젤층과 고분자층간 에너비 차이가 생겨 이중층이 결과적으로 굽혀지게 된다. 이는 도 2와 같은 일차원의 이중층 도형의 변형모델을 보면 쉽게 이해할 수 있다.
상기에서 이중층 미세입자의 변형은 이중층 미세입자의 같은 부품 조건일 때 너비 대 두께비율에 따라 결정된다. 따라서 원하는 미세캡슐의 크기에 따라 이중층의 두께를 조절하여 미세캡슐을 성공적으로 제조할 수 있다. 도 3은 이중층 미세입자의 너비 대 두께비율에 따라 미세입자의 변형이 다르게 진행됨을 보여준다. 상기에서 이중층 미세입자의 변형은 이중층 미세입자의 부품 조건을 조절함으로써 다양한 너비대 두께비율에 따라서도 미세캡슐을 형성하는 것이 가능하다. 일반적인 이중층 도형의 변형모델을 토대로 계산을 하였을때,너비 대 두께의 비율이 2:1의 경우 너비의 변화가 약 300 %, 100:1의 경우 너비의 변화가 약 6% 정도일 때 미세캡슐이 형성된다. 이는 기 알려진 다양한 하이드로젤 재료들로 충분히 달성가능한 정도이다. 따라서 이중층 미세입자의 너비 대 두께비율은 2:1 에서 100:1 정도가 바람직하다.
상기에서 이중충하이드로젤 미세입자는 이차원의 미세입자에서하이드로젤층이 부품에 따라 삼차원의 미세캡슐로 변형된다. 따라서 하이드로젤층이 부푸는 시점에 원하는 목표물질을 넣어주게 되면 매우 쉽게 목표물질을 가두는 것이가능하다. 도 4는 기존의 핵-껍질 구조방식의 수송체와 이중충하이드로젤 미세입자를 통한 새로운 방식의 미세수송체의 작용기작에 대한 개략도를 나타낸다. 목표물질을 가두는 방식에 있어 이중충하이드로젤 미세입자는 목표물질과 어떠한 물리, 화학적인 반응이 없고 평면의 미세입자가 자연스럽게 공간을 제한시키면서 미세캡슐을 형성하기 때문에, 미세캡슐의 내부공간보다 작은 어떠한 물질도 무리없이가두는 것이 가능하다. 또한 기존의 미세수송체들이 분자수준의 구멍을 통한 확산 또는 껍질의 파괴를 통해 물질을 방출하는 것과 달리 미세캡슐이 자연스럽게 열리면서 목표물질이 방출된다. 이는 기존의 미세수송체 물질이 달성할 수 없었던 것으로 하나의 미세캡슐을 이용해 모든 종류의 물질을 수송할 수 있다는 장점이 있다.
상기에서 이중충하이드로젤 미세입자는 하이드로젤층의 부품현상을 이용하기 때문에 환경을 바꿈에 따라 가역적으로 미세입자의 모양을 변형시킬 수 있다. 따라서 사용한 미세입자는 목표물질에 대한 미세수송체로 이용된 후 다시 회수하여 재사용이 가능하다.
상기에서 이중충하이드로젤 미세입자는 제조과정에서 하이드로젤층 또는 고분자층의 전구체 물질에 원하는 특성을 갖는 물질을 섞어 준 후 제조함으로써 추가적인 기능을 부여할 수 있다. 바람직한 예로 하이드로젤층 혹은 고분자층의전구체 물질에 자성입자를 섞고 이중충하이드로젤 미세입자를 제조할 경우 자기장에 의해 쉽게 조작 및 회수가 가능한 미세수송체를 만들 수 있다.
본 발명의 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품을 이용한 미세수송체의 제조방법에 대해 다양한 조건으로 실시한바, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 상기에서 언급한 조건에 의해 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품을 이용한 미세수송체의 제조방법을 제공하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 내용을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예1> :이중층을 갖는 하이드로젤 미세입자의 제조
2-하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate)와 아크릴산(acrylic acid)을 5:1의 몰비로 섞어 혼합물을 얻고, 상기 혼합물 96wt%에 1wt%의 가교제(에틸렌글라이콜다이메타아크릴레이트, EGDMA)와 3wt%의 광개시제(Darocur 1173D)를 넣어 pH가 중성 범위, 즉 pH 7부터 부푸는 성질의 하이드로젤층을 위한 전구체 용액을 만들었다.
또 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트 96wt%와 1wt%의 가교제(EGDMA)와 3wt%의 광개시제(Darocur 1173D)를 넣어 부풀지 않는 고분자층을 위한 전구체 용액을 만들었다.
그 후 도 5와 같은 모양을 갖는 400㎛의 너비를 갖는 미세입자 모양이 패턴된 유리기판 위에 25㎛의 틈을 갖는 폴리다이메틸실록산(polydimethylsiloxane) 고분자를 덮고 하이드로젤층을 위한 전구체 용액을 채워 넣었다. 그 후 자외선 조사를 통해 하이드로젤층을 광중합하고 미반응된전구체 용액을 에탄올로 제거하였다. 다음으로 하이드로젤층이 기 형성된 유리기판 위에 50㎛의 틈을 갖는 폴리다이메틸실록산 고분자를 덮고 고분자층을 위한 전구체 용액을 채운 뒤 자외선 조사를 통해 광중합을 시켰다. 최종적으로 미반응된 전구체 용액을 에탄올로 제거하여 이중충하이드로젤 미세입자를 제조하였다.
<실시예 2>비등방성 부품을 이용한 미세캡슐의 제조
상기 실시예1 에서와 같은 방법으로 제조된 이중충하이드로젤 미세입자를 pH 9 완충용액 속에 넣었다. 그러자 2-하이드록시메틸메타이크릴레이트와 아크릴산의 공중합체로 이루어진 하이드로젤층이 급격하게 부풀기 시작하였다. 상기 물질의 경우 주변환경이 알칼리 특성을 갖게 되면 하이드록실 이온(OH-)이 삼투압에 의해 고분자 내부로 들어가게 되면서 전체적으로 하이드로젤 고분자의 부피가 증가한다. 따라서 하이드로젤층의 너비가 부풀지 않는 고분자층에 비해 길어지게 되고, 결과적으로 이차원의 평평한 미세입자가 굽혀지기 시작한다. 미세입자의 너비대 두께의 비를 8:1로 하였을 때 이중충하이드로젤 미세입자는 도 6에 나타낸 것과 같이 완전한 미세캡슐을 형성함을 관찰하였다.
<실시예3>이중충하이드로젤 미세캡슐을 이용한 목표물질의 가둠 및 방출
상기 실시예 2에서와 같은 방법으로 형성된 미세캡슐을 이용해서 목표물질을 가둘 수 있었다. 상기 실시예1의 방법으로 형성된 이중충하이드로젤 미세입자를 1㎛ 크기를 갖는 폴리스타이렌 마이크로 입자가 분산된 pH 9 완충용액 속에 담그었다. 그 결과, 미세입자가 변형이 되면서 폴리스타이렌 마이크로 입자를 가두기 시작하여 최종적으로 도 7과 같이 미세캡슐 안에 마이크로 입자를 가둘 수 있었다. 폴리스타이렌 마이크로 입자는 미세캡슐이 pH 9 완충용액에 있을 때 안정적으로 캡슐 내부에 가둬짐을 확인하였다. 이후 폴리스타이렌 마이크로 입자를 방출하기 위해 미세캡슐을 pH 4 완충용액에 넣었다. 미세캡슐이 산성 용액에 들어가자 하이드로젤층은 빠른 속도로 수축하기 시작하여 최초의 평평한 미세입자의 모습으로 변형되었다. 그에 따라 내부에 갇혀있던 폴리스타이렌 마이크로 입자가 방출되었다. 시간에 따라 미세캡슐에서 폴리스타이렌마이크로 입자가 방출되는 모습은 도 8에 나타내었다.
<실시예4>: 자기장에 의해 조작 및 회수 가능한 이중충하이드로젤 미세캡슐의 제조
상기 실시예1에 나타낸 방법으로 이중충하이드로젤 미세입자를 제작하는데 있어서 부풀지 않는 고분자층에 0.1wt% 농도로 산화철나노입자(Fe2O3, hematite)를 도입하였다. 그 후 자기장을 걸어주어 산화철 나노입자를 정렬시킨 상태에서 상기 실시예 2에 나타낸 방법으로 미세입자를 제조하였다. 형성된 미세캡슐 외부에 자기장을 걸어주자 미세캡슐들이 자기장의 방향으로 도 9와 같이 모이는 것을 확인하였다. 또한 자기장을 주기적으로 회전시켰을 때 도 10과 같이 미세캡슐들이 자기장을 따라 기판위에서 원하는 방향으로 굴러다니는 모습을 확인하였다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 이중층을 갖는 하이드로젤(hydrogel) 미세입자로 구성된 미세수송체는 미세입자가 미세캡슐로 변형되면서 자연스럽게 목표물질을 가두기 때문에 목표물질의 물리, 화학적 특성에 관계없이 거의 모든 종류의 물질을 효과적으로 가둘 수 있어 의학, 약학 분야의 약물전달 물질이나 미용분야의 기능성 화장품의 구성물질로 널리 활용될 수 있다. 또한 쉽게 제작, 회수 및 재사용이 가능하기 때문에 산업적으로 쉽고 경제적인 장점이 있다.

Claims (12)

  1. (a)부푸는 성질을 가진 하이드로젤층을 형성하는 단계;
    (b)형성된 하이드로젤층에 부풀지 않는 성질을 가진 고분자 층을 덧붙여 이중충하이드로젤 미세입자를 형성하는 단계;
    (c)형성된 이중충하이드로젤 미세입자를 하이드로젤층이 부푸는 조건에 두어 미세캡슐을 형성하는 단계와 이를 포함하는 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품현상을 이용한 미세수송체의 제조방법
  2. 제 1항에 있어서, a)단계의 부푸는 성질을 가진 하이드로젤층은 광중합을 이용하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품현상을 이용한 미세수송체의 제조방법
  3. 제 1항에 있어서, b)단계의 부풀지 않는 성질을 가진 고분자층은 광중합을 이용하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품현상을 이용한 미세수송체의 제조방법
  4. 제 1항에 있어서, a)단계의 부푸는 성질을 가진 하이드로젤층의 너비가 100nm∼1000㎛인 것을 특징으로 하는 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품현상을 이용한 미세수송체의 제조방법
  5. 제 1항에 있어서, a) 단계의 부푸는 성질을 가진 하이드로젤층의 두께가 10nm∼1000㎛인 것을 특징으로 하는 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품현상을 이용한 미세수송체의 제조방법
  6. 제 1항에 있어서,b) 단계의 부풀지 않는 성질을 가진 고분자층은 그 너비가 100nm∼1000㎛인 것을 특징으로 하는 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품현상을 이용한 미세수송체의 제조방법
  7. 제 1항에 있어서, 형성된 이중충하이드로젤 미세입자의 너비 대 두께의 비율이2:1∼100:1 인 것을 특징으로 하는 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품현상을 이용한 미세수송체의 제조방법
  8. 제 1항에 있어서, 부푸는 성질을 가지는 하이드로젤층을 형성하는 전구체가 아크릴기를 갖는 것을 특징으로 하는 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품현상을 이용한 미세수송체의 제조방법
  9. 제 1항에 있어서, 부풀지 않는 고분자층을 형성하는 전구체가아크릴기를 갖는 것을 특징으로 하는 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품현상을 이용한 미세수송체의 제조방법
  10. 제 1항에 있어서, 부푸는 성질을 가지는 하이드로젤층이 pH, 온도, 전기장, 특정염 또는 금속이온의 농도에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품현상을 이용한 미세수송체의 제조방법
  11. 제 8항에 있어서, 부푸는 성질을 가지는 하이드로젤층이 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate), 아크릴산(acrylic acid), 아크릴아마이드(acrylamide) 또는노말아이소프로필아크릴아마이드(N-isopropylacrylamide 중에서 선택된 중합물과 이들 중 하나 또는 복수개를 포함한 공중합물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품현상을 이용한 미세수송체의 제조방법
  12. 제 9항에 있어서, 부풀지 않는 고분자층이 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate), 폴리에틸렌글라이콜다이아크릴레이트(poly(ethylene glycol)diacrylate), 폴리에틸렌글라이콜다이메타아크릴레이트(poly(ethylene glycol)dimethacrylate), 에톡실레이티드트라이메틸로프로페인트라이아크릴레이트(ethoxylatedtrimethylolpropanetriacrylate, ETPTA) 등과 같은 아크릴레이트(acrylate) 기를 갖는 물질의 중합물과 이들 중 하나 또는 복수개를 포함한 공중합물물을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중충하이드로젤 미세입자의 비등방성 부품현상을 이용한 미세수송체의 제조방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문 2010년 10월 *
논문 2011년 1월 *
논문 2011년 9월 *

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