KR101516754B1 - Organic inorganic hybrid drug delivery system and manufacturing method thereof - Google Patents

Organic inorganic hybrid drug delivery system and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101516754B1
KR101516754B1 KR1020130032495A KR20130032495A KR101516754B1 KR 101516754 B1 KR101516754 B1 KR 101516754B1 KR 1020130032495 A KR1020130032495 A KR 1020130032495A KR 20130032495 A KR20130032495 A KR 20130032495A KR 101516754 B1 KR101516754 B1 KR 101516754B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
silica shell
microparticles
drug delivery
shell part
Prior art date
Application number
KR1020130032495A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140117799A (en
Inventor
장정호
이지호
박소현
Original Assignee
한국세라믹기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국세라믹기술원 filed Critical 한국세라믹기술원
Priority to KR1020130032495A priority Critical patent/KR101516754B1/en
Publication of KR20140117799A publication Critical patent/KR20140117799A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101516754B1 publication Critical patent/KR101516754B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A61K9/1605Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/1611Inorganic compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A61K9/1605Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/1629Organic macromolecular compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A61K9/1682Processes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

본 발명은 유무기 하이브리드 약물 전달체 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인산 칼슘 입자의 표면을 이산화 규소로 코팅하고, 상기 이산화 규소가 코팅된 인산 칼슘 입자의 표면에서 온도감응 고분자를 중합시킨 유무기 하이브리드 약물 전달체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 유무기 하이브리드 약물 전달체는 인산 칼슘 화합물을 포함하는 구형 입자 코어부 표면에 실리카 쉘부를 코팅하여 인산 칼슘 화합물의 강도를 보완하면서, 상기 실리카 쉘부의 외곽을 다시 온도 감응성 고분자로 중합되게 하여 온도에 따라 약물을 흡장 방출 속도를 제어할 수 있다.
The present invention relates to an organic-inorganic hybrid drug delivery system and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to an organic-inorganic hybrid drug delivery system and a method of manufacturing the same. More particularly, Organic hybrid drug delivery system and a method for producing the same.
In the organic or inorganic hybrid drug delivery system according to the present invention, the silica shell portion is coated on the surface of the spherical particle core portion containing the calcium phosphate compound so that the outer surface of the silica shell portion is further polymerized with the thermosensitive polymer The rate at which the drug is released can be controlled depending on the temperature.

Description

유무기 하이브리드 약물 전달체 및 이의 제조 방법{ORGANIC INORGANIC HYBRID DRUG DELIVERY SYSTEM AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an organic / inorganic hybrid drug delivery system and a method for manufacturing the same. BACKGROUND OF THE INVENTION < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 유무기 하이브리드 약물 전달체 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인산 칼슘 입자의 표면을 이산화 규소로 코팅하고, 상기 이산화 규소가 코팅된 인산 칼슘 입자의 표면에서 온도감응 고분자를 중합시킨 유무기 하이브리드 약물 전달체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an organic-inorganic hybrid drug delivery system and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to an organic-inorganic hybrid drug delivery system and a method of manufacturing the same. More particularly, Organic hybrid drug delivery system and a method for producing the same.

온도-감응성 폴리머는 온도 변화에 따라 폴리머의 상이 변하는 폴리머를 말하여, 솔(Sol)에서 겔(Gel) 또는 겔에서 솔로 변한다. 이때, 일정 온도 이하에서는 솔이고 그 온도를 초과하면 겔로 변할 때 이때의 온도를 LCST(Low Critical Solution Temperature)라 하고, 이와 반대로 일정 온도 이상에서 솔이고 그 온도 미만에서 겔로 변할 때 이때의 온도를 UCST라고 하는데, 주로 LCST 형태의 폴리머가 주류를 이루고 있다(K. Park, Controlled Drug Delivery, 485, 1997). A temperature-sensitive polymer refers to a polymer in which the phase of a polymer changes with temperature, changing from a sol to a gel or from a gel to a sol. At this time, when the temperature is higher than the predetermined temperature, it is a sole. When the temperature changes to gel, the temperature is referred to as LCST (Low Critical Solution Temperature). On the other hand, when the gel is changed to a gel at a certain temperature or above, (LCST) polymer is the mainstream (K. Park, Controlled Drug Delivery, 485, 1997).

온도-감응성 폴리머는 폴리머 골격에 결합되어 있는 소수성기와 친수성기의 균형에 따라 LCST가 변하며 일반적으로 친수성기의 함량이 증가하면 상전이 온도가 올라가고 소수성기가 증가하면 반대로 상전이 온도가 내려간다. 이러한 온도-감응성 폴리머는 약물 전달 시스템을 중심으로 하는 의료용 재료분야, 환경 분야, 화장품 분야 등 다양한 분야에서 응용 연구가 활발히 진행되고 있다. 예를 들어 온도-감응성 폴리머 겔에 각종 약물을 담지시킨 후에 온도를 변화시킴으로써 약물의 방출 속도를 제어하는 분야, 온도-감응성 폴리머를 효소에 결합시켜 온도-감응성 효소를 제조하여 효소 반응 후에 온도를 변화시킴으로써 생성물과 효소를 쉽게 분리할 수 있음에 따라 반응효율을 높이는 연구 등을 들 수 있다. 현재까지, 수십 종류의 온도-감응성 폴리머들이 보고되어 있으며, 이들을 본 발명에서 온도-감응성 폴리머로 사용할 수 있다. PNIPAm[poly(N-isopropylacrylamide] 또는 이들의 코폴리머가 LCST가 33.2℃이기 때문에 약물 전달 체계에 많이 이용되고 있다(E.Kokufuta et al., Macromolecules, 26, 1053, 1993). 이외에도 폴리메타크릴산(Polymethacrylic acid), 폴리(2-하이드로메타크릴산)[poly(2-hydromethacrylicacid)], 폴리(N,N'-디에틸아미노에틸) 아크릴레이트[poly(N,Ndiethylaminoethyl)acrylate], 폴리푸마르산(polyfumaric acid)이 사용될 수 있다.
The temperature-sensitive polymer has a LCST that varies depending on the balance between the hydrophobic group and the hydrophilic group bonded to the polymer skeleton. In general, when the hydrophilic group content increases, the phase transition temperature increases. When the hydrophobic group increases, the phase transition temperature decreases. These temperature-sensitive polymers have been actively studied in various fields such as medical materials, environment, and cosmetics centered on drug delivery systems. For example, there is a field of controlling the rate of release of a drug by loading various drugs on a temperature-sensitive polymer gel and then changing the temperature, preparing a temperature-sensitive enzyme by binding a temperature-sensitive polymer to an enzyme, And to increase the reaction efficiency by separating the product and the enzyme easily. To date, dozens of temperature-sensitive polymers have been reported and can be used as temperature-sensitive polymers in the present invention. PNIPAm [poly (N-isopropylacrylamide)] or copolymers thereof are widely used in drug delivery systems due to the LCST of 33.2 ° C. (E.Kokufuta et al., Macromolecules, 26, 1053, (N, N'-diethylaminoethyl) acrylate, poly (2-hydromethacrylic acid), poly polyfumaric acid) can be used.

생체 재료로서 사용되는 bioceramic 중 하이드록시아파타이트 (HAp)는 화학적으로 골과 하드 티슈의 미네랄 성분과 비슷한 성질을 지니고 있다. 생체 내에서 독성반응이 잘 일어나지 않으며, 경부조직뿐만 아니라 근육이나 피부 등과 같은 연부 조직에 대해서도 우수한 생체 적합성을 나타낸다. Hydroxyapatite (HAp), a bioceramic material used as biomaterial, is chemically similar to minerals in bone and hard tissues. It does not cause toxic reactions in vivo and exhibits excellent biocompatibility for soft tissues such as muscles and skin as well as for cervical tissues.

CaP 마이크로 미립자는 결손 구조를 용이하게 수용하고 주변 세포가 증식하고 성장하도록 지지하며 최종적으로 새로운 골조직이 재생되도록 분해될 수 있기 때문에 골 결손 부위를 채우고 증대시키기 위해 임상적으로 사용하는 형태로서 관심을 받아 왔다(Sharma CP. et al., J Mater Sci Mater Med, 1999, 10(7), 383-8; Sharma CP. et al., J Biomater Appl, 2003, 17(4), 253-64; Kim CH et al., Tissue Eng A, 2010, 16(5), 1681-91).Because CaP microparticles readily accept defective structures and support the proliferation and growth of the surrounding cells, and because they can be degraded to regenerate new bone tissue at the end, they are of interest as a form of clinical use for filling and increasing bone defect sites Sharma CP et al., J Biomater Appl, 2003, 17 (4), 253-64; Kim CH et al., 1999, 10 (7), 383-8; et al., Tissue Enga, 2010, 16 (5), 1681-91).

HAp의 화학식은 [Ca10(PO4)6(OH)2]으로 칼슘 (Ca)과 인(P)의 화학적 비율이 1.67인 인회석으로 골의 주 구성 성분이며, 사람의 치아나 골 무기물 성분의 70~90%를 차지하는 세라믹 생체 재료이다. 또한 그 합성 온도에 따라 다양한 결정 상태로 만들 수 있고 생체 내 비흡수형부터 생체 흡수형까지 다양한 물리적 성질의 조절이 가능하므로 현재 가장 널리 사용되고 있는 세라믹 생체 재료들 중의 하나이다The chemical formula of HAp is [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ] and is the main constituent of bone with an apatite with a chemical ratio of Ca (Ca) and phosphorus (P) of 1.67. It is a ceramic biomaterial which accounts for 70 ~ 90%. It is also one of the most widely used ceramic biomaterials because it can be made into a variety of crystal states depending on the synthesis temperature and various physical properties can be controlled from non-absorbable to bioabsorbable in vivo

또한, CaP 미립자의 하나의 주요한 장점은 약물 및 생체분자를 탑재하고 전달할 수 있는 능력이며, 이에 따라 치료 기능을 할 수 있다는 점이다(Sharma CP. et al., J Mater Sci Mater Med, 1999, 10(7), 383-8). CaP와 같은 생체 세라믹은 비면역원성이고 결합되는 약물에 대해 높은 친화성을 가지기 때문에 국부적인 약물 전달을 위한 적합한 방법으로서 이를 사용하여 왔다(Sharma CP. et al., J Biomater Appl, 2003, 17(4), 253-64). In addition, one major advantage of CaP microparticles is their ability to mount and deliver drugs and biomolecules, thus providing therapeutic functionality (Sharma CP et al., J Mater Sci Mater Med 1999, 10 (7), 383-8). Bioceramics such as CaP have been used as a suitable method for local drug delivery since they are non-immunogenic and have a high affinity for the bound drug (Sharma CP. Et al., J Biomater Appl, 2003, 17 4), 253-64).

최근 몇몇의 연구들은 단백질, 효소 및 항생제 등을 포함하는 다양한 약물의 효과적인 탑재 및 제어가능한 방출에 대한 CaP 마이크로 미립자의 이용 가능성을 보여주었다(Koplik EV. et al., Biomater, 2002, 23(16), 3449-54; Sharma CP. et al., J Biomed Mater Res, 2002, 61(4), 660-2; Tang R. et al., Chem Mater, 2007, 19(13), 3081-3)
Several recent studies have shown the availability of CaP microparticles for the effective loading and controllable release of a variety of drugs including proteins, enzymes and antibiotics (Koplik EV. Et al., Biomater, 2002, 23 (16) Tang R. et al., Chem. Mater. 2007, 19 (13), 3081-3), < / RTI > Sharma CP. Et al., J Biomed Mater Res, 2002, 61 (4), 660-2;

본 발명은 인산 칼슘 입자와 온도 감응 고분자를 이용한 새로운 구조의 유무기 하이브리드 약물 전달체를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a novel organic / inorganic hybrid drug delivery system using calcium phosphate particles and a temperature sensitive polymer.

본 발명은 또한, 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention also aims at providing a method for producing an organic or inorganic hybrid drug delivery vehicle.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 The present invention has been made to solve the above problems

인산 칼슘 화합물을 포함하는 구형 입자 코어부; A spherical particle core portion containing a calcium phosphate compound;

상기 하이드록시 아파타이트 구형 입자 코어부 표면에 형성되는 실리카 쉘부; 및A silica shell part formed on the surface of said hydroxyapatite spherical particle core part; And

상기 실리카 쉘부 표면에 형성되는 온도-감응성 폴리머 쉘부; 를 포함하는 유무기 하이브리드 약물 전달체를 제공한다. A temperature-sensitive polymer shell part formed on the surface of the silica shell part; Or a pharmaceutically acceptable salt thereof.

본 발명에 의한 유무기 하이브리드 약물 전달체에 있어서, 상기 온도-감응성 폴리머는 폴리(N-이소프로필아크릴아미드)(PNIPAm), 폴리메타크릴산, 폴리(2-하이드로 메타크릴산), 폴리(N,N'-디에틸아미노에틸)아크릴레이트 및 폴리푸마르산 으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다. In the organic or inorganic hybrid drug delivery system according to the present invention, the temperature-sensitive polymer is selected from the group consisting of poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAm), polymethacrylic acid, poly (2-hydro methacrylic acid) N'-diethylaminoethyl) acrylate and polyfumaric acid.

본 발명에 의한 유무기 하이브리드 약물 전달체에 있어서, 상기 인산 칼슘 화합물은 트리칼슘 포스페이트, 모노칼슘 포스페이트, 테트라칼슘 포스페이트, 디칼슘 포스페이트, 하이드록시 아파타이트 또는 이의 조합으로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 한다. In the organic or inorganic hybrid drug delivery system according to the present invention, the calcium phosphate compound is selected from the group consisting of tricalcium phosphate, monocalcium phosphate, tetracalcium phosphate, dicalcium phosphate, hydroxyapatite or a combination thereof.

본 발명에 의한 유무기 하이브리드 약물 전달체에 있어서, 상기 유무기 하이브리드 약물 전달체의 입경은 550 ㎛ 내지 650 ㎛ 인 것을 특징으로 한다. In the organic or inorganic hybrid drug delivery vehicle according to the present invention, the organic or inorganic hybrid drug delivery vehicle may have a particle size of 550 to 650 μm.

본 발명에 의한 유무기 하이브리드 약물 전달체에 있어서, 상기 약물이 단백질, 펩타이드, 합성화합물, 추출물 및 핵산으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다. In the organic or inorganic hybrid drug delivery system according to the present invention, the drug is selected from the group consisting of proteins, peptides, synthetic compounds, extracts, and nucleic acids.

본 발명에 의한 유무기 하이브리드 약물 전달체에 있어서, 상기 약물이 골다공치료제, 항생제, 항암제, 소염진통제, 항바이러스제, 항균제 및 호르몬으로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
In the organic or inorganic hybrid drug delivery system according to the present invention, the drug is selected from the group consisting of an osteoporosis treatment agent, an antibiotic agent, an anticancer agent, an antiinflammatory agent, an antiviral agent, an antibacterial agent and a hormone.

본 발명은 또한, The present invention also relates to

인산 칼슘 화합물 구형 입자를 제조하는 단계;Preparing spherical calcium phosphate compound particles;

상기 인산 칼슘 화합물 구형 입자 표면에 실리카 쉘부를 형성하는 단계; Forming a silica shell on the surface of the spherical particles of the calcium phosphate compound;

상기 인산 칼슘 화합물 구형 입자 내에 약물을 담지시키는 단계; 및 Supporting the drug in the spherical particles of the calcium phosphate compound; And

상기 실리카 쉘부 표면에서 온도-감응성 폴리머를 중합시키는 단계; 를 포함하는 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조방법을 제공한다. Polymerizing the temperature-sensitive polymer at the silica shell surface; And a method for preparing the same.

도 1에 본 발명에 의한 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조 공정을 개략적으로 나타내었다.
FIG. 1 schematically shows a process for producing an organic or inorganic hybrid drug delivery system according to the present invention.

본 발명에 의한 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조방법에 있어서, In the method for producing an organic or inorganic hybrid drug delivery system according to the present invention,

상기 실리카 쉘부 표면에서 온도-감응성 폴리머를 중합시키는 단계는 The step of polymerizing the temperature-sensitive polymer on the silica shell surface

상기 실리카 쉘부 표면을 개질시키는 단계; Modifying the surface of the silica shell portion;

상기 개질된 실리카 쉘부에서 온도-감응성 폴리머를 중합시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. And polymerizing the temperature-sensitive polymer in the modified silica shell part.

본 발명에 의한 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조방법에 있어서, 상기 실리카 쉘부 표면을 개질시키는 단계에서는 이중 결합을 가지는 silane coupling agent를 이용하여 실리카 쉘부 표면에 C=C 이중 결합을 형성하는 것을 특징으로 한다. In the method of preparing an organic or inorganic hybrid drug delivery system according to the present invention, a C = C double bond is formed on the surface of the silica shell using a silane coupling agent having a double bond in the step of modifying the surface of the silica shell part .

본 발명에 의한 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조방법에 있어서, 상기 silane coupling agent 는 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate 인 특징으로 한다. In the method for preparing an organic or inorganic hybrid drug delivery system according to the present invention, the silane coupling agent is 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate.

본 발명에 의한 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조방법에 있어서, 상기 실리카 쉘부 표면에서 온도-감응성 폴리머를 중합시키는 단계에서는 가교제로서 N,N'-methylenebisacrylamide, 개시제로서 potassium persulfate 를 사용하여 라디칼 중합에 의해 온도-감응성 폴리머가 중합되는 특징으로 한다. In the method of preparing an organic or inorganic hybrid drug delivery system according to the present invention, in the step of polymerizing the temperature-sensitive polymer on the surface of the silica shell part, N , N'- methylenebisacrylamide is used as a crosslinking agent and potassium persulfate is used as an initiator. Characterized in that the sensitive polymer is polymerized.

본 발명에 의한 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조방법에 있어서, 상기 제조된 약물 전달체에 약물을 담지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In the method for preparing an organic or inorganic hybrid drug delivery vehicle according to the present invention, the method further comprises a step of supporting the drug on the prepared drug delivery vehicle.

본 발명에 의한 유무기 하이브리드 약물 전달체는 인산 칼슘 화합물을 포함하는 구형 입자 코어부 표면에 실리카 쉘부를 코팅하여 인산 칼슘 화합물의 강도를 보완하면서, 상기 실리카 쉘부의 외곽을 다시 온도 감응성 고분자로 중합되게 하여 온도에 따라 약물을 흡장 방출 속도를 제어할 수 있다.
In the organic or inorganic hybrid drug delivery system according to the present invention, the silica shell portion is coated on the surface of the spherical particle core portion containing the calcium phosphate compound so that the outer surface of the silica shell portion is further polymerized with the thermosensitive polymer The rate at which the drug is released can be controlled depending on the temperature.

도 1은 본 발명에 의한 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조 공정을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 제조된 인산칼슘 마이크로 입자의 SEM 사진을 측정한 결과를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 제조된 인산칼슘 마이크로 입자의 EDS분석 결과이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 제조된 인산칼슘 마이크로 입자의 열처리 전(a)과 후(b)의 FT-IR spectrum을 측정한 결과이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 제조된 인산칼슘 마이크로 입자의 TGA 분석 결과를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 제조된 이산화규소가 표면 코팅된 인산칼슘 마이크로 입자 및 단면에 대해 SEM 사진을 측정한 결과를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서 제조된 이산화규소가 표면 코팅된 인산칼슘 마이크로 입자의 EDS 분석 결과를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 제조된 이산화규소가 표면 코팅된 인산칼슘 마이크로 입자의 FT-IR 분석 결과를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에서 제조된 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자에 대해 SEM 사진을 측정한 결과를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에서 제조된 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자의 FT-IR 을 측정한 결과를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에서 제조된 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자의 TGA 를 분석한 결과를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예들에서 제조된 CaP 마이크로 입자들의 크기 및 입도를 분석한 결과를 나타낸다.
도 13 내지 15는 본 발명의 실시예들에서 제조된 CaP 마이크로 입자들의 약물 방출 실험을 실시한 결과를 나타낸다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 schematically shows a process for producing an organic or inorganic hybrid drug delivery system according to the present invention.
2 shows SEM photographs of the calcium phosphate microparticles prepared in one embodiment of the present invention.
3 shows the results of EDS analysis of the calcium phosphate microparticles prepared in one embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows the FT-IR spectra of the calcium phosphate microparticles prepared in one embodiment of the present invention before and after heat treatment (a).
5 shows TGA analysis results of the calcium phosphate microparticles prepared in one embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows SEM photographs of calcium phosphate microparticles and cross-sections coated with silicon dioxide prepared in one embodiment of the present invention.
7 shows the results of EDS analysis of the calcium phosphate microparticles surface-coated with silicon dioxide prepared in one embodiment of the present invention.
FIG. 8 shows FT-IR analysis results of calcium dioxide microparticles surface-coated with silicon dioxide prepared in one embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows SEM photographs of PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles prepared in an embodiment of the present invention.
10 shows the results of FT-IR measurement of PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles prepared in one embodiment of the present invention.
FIG. 11 shows the results of analysis of TGA of PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles prepared in one embodiment of the present invention.
12 shows the results of analyzing the size and particle size of the CaP microparticles prepared in the examples of the present invention.
13 to 15 show the results of drug release experiments of CaP microparticles prepared in the examples of the present invention.

이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이하의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the present invention is not limited by the following examples.

<< 실시예Example 1> 입자가  1 > 담지되지Not supported 않은 유무기  Non-existent machine 하이브리드hybrid 약물 전달체의 제조 Preparation of drug delivery system

<< 실시예Example 1-1> 인산 칼슘 마이크로 입자 합성 1-1> Calcium phosphate microparticle synthesis

인산칼슘 마이크로 입자는 urea 분해를 위한 urease를 사용하여 pH 를 증가시킴으로써 하이드록시아파타이트(HAp)를 재결정시키고, water-in-oil emulsion 방식에 의해 제조하였다. Calcium phosphate microparticles were prepared by recrystallization of hydroxyapatite (HAp) and water-in-oil emulsion by increasing the pH using urease for urea decomposition.

이차증류수 40 mL 에 하이드록시 아파타이트(HAp) 0.2 g 을 넣고 HCl을 이용하여 pH 2.5로 조절하였다. 상기 하이드록시 아파타이트(HAp)가 녹아있는 산성 용액에 urea 0.2 g 을 넣고 400 rpm으로 1시간 동안 실온에서 교반하고, NaOH를 이용하여 pH 4.3으로 조절하여 urea 활성화 조건을 만들고 urease 0.1 g 을 넣고 10분 동안 교반하였다. 하이드록시 아파타이트(HAp)의 재결정이 일어나면, mineral oil 100 g 과 분산제인 span 85 1mL 가 섞여있는 용액에 HAp, urea, urease가 섞여있는 용액을 떨어뜨리고, 이후 1000 rpm에서 4시간 동안 교반하였다. 0.2 g of hydroxyapatite (HAp) was added to 40 mL of distilled water and adjusted to pH 2.5 with HCl. After adding 0.2 g of urea to the acid solution containing hydroxyapatite (HAp), stirring was carried out at 400 rpm for 1 hour at room temperature, and pH was adjusted to 4.3 using NaOH to make urea activation condition. Then, 0.1 g of urease was added, Lt; / RTI &gt; When recrystallization of hydroxyapatite (HAp) occurred, a mixture of HAp, urea and urease was added to a solution of 100 g of mineral oil and 1 ml of span, 85, and the mixture was stirred at 1000 rpm for 4 hours.

반응 후, 3000 rpm에서 10분 동안 원심분리하여 오일을 분리시키고 여액을 제거하여 에테르로 남아있는 오일을 제거하고, 만들어진 인산칼슘 마이크로 구형 입자를 실온에서 진공 건조하였다. 인산칼슘 마이크로 입자에 남아있는 유기물질을 제거하기 위해 700 ℃까지 2시간 동안 온도를 올리고, 4시간 동안 온도를 유지하여 열처리하였다.
After the reaction, the oil was separated by centrifugation at 3000 rpm for 10 minutes, and the filtrate was removed to remove the oil remaining as an ether, and the resulting microspheres of calcium phosphate were vacuum-dried at room temperature. In order to remove the organic substances remaining in the calcium phosphate microparticles, the temperature was raised to 700 ° C for 2 hours and the temperature was maintained for 4 hours.

<< 실험예Experimental Example 1-1>  1-1> SEMSEM 사진 측정 Photo measurement

제조된 인산칼슘 마이크로 입자의 SEM 사진을 측정하고 그 결과를 도 2 에 나타내었다. 도 2 에서(A), (B) 는 열처리 전을 나타내고, (C), (D) 는 열처리 후의 인산칼슘 마이크로 입자의 SEM 사진을 나타낸다. 도 2 에서 합성된 인산칼슘 마이크로 입자가 구형임을 확인할 수 있었다.
SEM photographs of the prepared calcium phosphate microparticles were measured and the results are shown in Fig. 2 (A) and 2 (B) show before the heat treatment, and (C) and (D) show SEM photographs of the calcium phosphate microparticles after the heat treatment. It was confirmed that the calcium phosphate microparticles synthesized in FIG. 2 were spherical.

<< 실험예Experimental Example 1-2>  1-2> EDSEDS 측정 Measure

인산 칼슘에 있어서, Ca/P의 mole 비율이 1 이하일 경우, 생체에 적합하지 않다는 것이 이미 알려져 있다(Lee SC, Choi HW, Lee HJ, Kim KJ, Chang JH, Kim SY, Choi J, Oh KS, Jeong YK, "In-situ synthesis of reactive hydroxyapatite nano-crystals for a novel approach of surface grafting polymerization" J. Mater. Chem., 2007; 17; 174-180). It is already known that calcium phosphate is not suitable for a living body when the mole ratio of Ca / P is 1 or less (Lee, SC, Choi, HJ, Kim, KJ, Jeong YK, "In-situ synthesis of reactive hydroxyapatite nano-crystals for a novel approach of surface grafting polymerization" J. Mater. Chem ., 2007; 17: 174-180).

본 발명에 의하여 합성된 인산칼슘의 원소 분석과 화학조성을 EDS 로 확인하였다. 얻어진 인산칼슘 마이크로 입자를 금 코팅을 하고, EDS와 연결된 SEM (Topcon SM-300 Scanning Electron Microscope)으로 15 KV 교류전압에서 입자와 CaP의 원소분석을 하고 표면 및 단면적을 관찰하였다. Elemental analysis and chemical composition of calcium phosphate synthesized by the present invention were confirmed by EDS. The obtained calcium phosphate microparticles were coated with gold and subjected to elemental analysis of particles and CaP at a 15 KV AC voltage with an SEM (Topcon SM-300 Scanning Electron Microscope) connected to EDS, and the surface and cross-sectional area were observed.

도 3은 합성된 인산칼슘 마이크로 입자의 EDS분석 결과이다. 분석 결과 CaP 마이크로 입자는 C, N, O, P, Ca로 이루어졌음을 알 수 있었다. 본 발명에 의해 합성된 인산칼슘 마이크로 입자의 Ca/P mole 비율은 1.17로 측정되어 생체에 적합한 것으로 확인되었다.
Fig. 3 shows the results of EDS analysis of synthesized calcium phosphate microparticles. The results showed that CaP microparticles were composed of C, N, O, P and Ca. The Ca / P molar ratio of the calcium phosphate microparticles synthesized by the present invention was measured to be 1.17, and thus it was confirmed to be suitable for a living body.

<< 실험예Experimental Example 1-3 >  1-3> FTFT -- IRIR 측정 Measure

인산칼슘 마이크로 입자의 열처리 전(a)과 후(b)의 FT-IR spectrum을 측정하고 그 결과를 도 4 에 나타내었다. The FT-IR spectra of calcium phosphate microparticles before and after heat treatment (a) and (b) were measured and the results are shown in Fig.

도 4에서 인산칼슘 마이크로 입자의 열처리 전과 후에서 HAp의 phosphate (PO4 3-) peak가 1214 cm-1, 1063 cm-1, 990 cm-1에서 모두 나타났으나, 열처리 후에는 N-H 결합의 3539 cm-1, 3486 cm-1, 3073 cm-1, 1250 cm- 1와 O-H 결합의 2385 cm-1, carbonyl (C=O)의 1646 cm-1, 1415 cm-1, 875 cm-1, C-H 결합의 2973 cm-1, 2931 cm-1 peak가 사라지는 것을 확인할 수 있었다.
In FIG. 4, the phosphate (PO 4 3- ) peaks of HAp were found at 1214 cm -1 , 1063 cm -1 and 990 cm -1 before and after the heat treatment of the calcium phosphate microparticles, cm -1, 3486 cm -1, 3073 cm -1, 1250 cm - 1 and the OH bond 2385 cm -1, carbonyl (C = O) 1646 cm -1, 1415 cm -1, 875 cm -1, CH of And 2973 cm -1 and 2931 cm -1 peaks of the bond disappear.

<< 실험예Experimental Example 1-4 >  1-4> TGATGA 측정 Measure

인산칼슘 마이크로 입자의 TGA분석을 통해 각 샘플의 유기물질 함량을 확인할 수 있다. TGA analysis of calcium phosphate microparticles can confirm the organic matter content of each sample.

제조된 인산칼슘 마이크로 입자의 TGA 를 분석하고 그 결과를 도 5에 나타내었다. 도 5 에서 인산칼슘 마이크로 입자의 무게 변화는 크게 120 ℃까지의 변화와 200 ℃ 이후의 변화로 나눌 수 있다. 초기 120 ℃까지의 무게변화는 인산칼슘 마이크로 입자 표면에 남아있던 수분의 의한 무게 감소로 판단된다. The TGA of the prepared calcium phosphate microparticles was analyzed and the results are shown in FIG. In FIG. 5, the weight change of calcium phosphate microparticles can be largely divided into a change up to 120 ° C and a change after 200 ° C. The initial weight change to 120 ℃ was judged to be the weight loss due to moisture remaining on the surface of calcium phosphate microparticles.

메인 변화인 200 ℃ 이후의 변화에서는 약 13 wt%의 무게 감소가 있었다. 무게 감소는 분해되지 않고 남아있던 urea나 W/O emulsion에서 사용한 계면활성제에 의해 발생한다.
The change after 200 ° C, the main change, resulted in a weight loss of about 13 wt%. The weight loss is caused by the surfactant used in the urea or W / O emulsion that remained undissolved.

<< 실시예Example 1-2 > 인산칼슘 마이크로 입자의 이산화규소 코팅 1-2> Silicon dioxide coating of calcium phosphate microparticles

상기 실시예에서 제조된 인산칼슘 마이크로 입자가 쉽게 부서지는 성질을 보완하기 위해 인산칼슘 마이크로 입자의 표면을 이산화규소로 코팅하였다. The surface of the calcium phosphate microparticles was coated with silicon dioxide to compensate for the easily breaking property of the calcium phosphate microparticles prepared in the above example.

TEOS의 산 촉매 가수분해에 의해 인산칼슘 마이크로 입자의 표면에 SiO2 가 코팅되도록 5 mL 와 0.1 M HCl 1 mL을 혼합하고 실온에서 15분간 반응시킨 후, 상기 실시예에서 제조된 인산칼슘 마이크로 입자 0.1 g 을 넣어주었다. 이 혼합물을 cyclohexane 300 mL에 한방울씩 떨어뜨리고 mechanical stirrer를 사용하여 실온에서 4시간 동안 반응시킨다. 반응 후 필터하여 methanol로 수세하여준 뒤 실온에서 진공 건조하였다.
By the acid catalytic hydrolysis of TEOS, SiO 2 And 1 mL of 0.1 M HCl were mixed and reacted at room temperature for 15 minutes. Then, 0.1 g of the calcium phosphate microparticles prepared in the above Example was added. The mixture is added dropwise to 300 mL of cyclohexane and reacted for 4 hours at room temperature using a mechanical stirrer. After the reaction, the solution was filtered, washed with methanol, and vacuum dried at room temperature.

<< 실험예Experimental Example 1-5 >  1-5> SEMSEM 사진 측정 Photo measurement

상기 실시예 1-2 에서 제조된 이산화규소가 표면 코팅된 인산칼슘 마이크로 입자의 입자 및 단면에 대해 SEM 사진을 측정하고 그 결과를 도 6 에 나타내었다. SEM photographs of particles and cross sections of the calcium phosphate microparticles surface-coated with silicon dioxide prepared in Example 1-2 were measured and the results are shown in FIG.

도 6에서 CaP 마이크로 입자 표면뿐만 아니라 CaP 마이크로 입자 사이도 Silica에 의해 모두 둘러싸인 것을 확인할 수 있다.
In FIG. 6, it can be confirmed that not only CaP microparticle surfaces but also CaP microparticles are all surrounded by Silica.

<< 실험예Experimental Example 1-6>  1-6> EDSEDS 측정 Measure

상기 실시예에서 제조된 이산화규소 코팅 인산칼슘 마이크로 입자의 EDS 를 분석하고 그 결과를 도 7 에 나타내었다. The EDS of the silicon dioxide-coated calcium phosphate microparticles prepared in the above examples was analyzed and the results are shown in Fig.

도 7 에서 이산화규소가 코팅된 인산칼슘 마이크로 입자는 Si, C, O, P, Ca로 구성되며, Si의 함량이 약 31 wt%로 인산칼슘 마이크로 입자 표면에 SiO2가 합성된 것을 확인할 수 있었다.
In FIG. 7, the calcium phosphate microparticles coated with silicon dioxide are composed of Si, C, O, P and Ca, and the content of Si is about 31 wt%, indicating that SiO 2 is synthesized on the surface of calcium phosphate microparticles .

<< 실험예Experimental Example 1-7>  1-7> FTFT -- IRIR 측정 Measure

상기 실시예에서 제조된 이산화규소 코팅 인산칼슘 마이크로 입자의 FT-IR 를 분석하고 그 결과를 도 8 에 나타내었다. The FT-IR of the silicon dioxide-coated calcium phosphate microparticles prepared in the above examples was analyzed and the results are shown in FIG.

도 8에서 이산화규소 코팅 인산칼슘 마이크로 입자의 FT-IR spectrum은 인산칼슘 마이크로 입자의 FT-IR spectrum 과 유사하나 795 cm-1에서 Si-O의 새로운 peak이 나타났다. 또한 Si-O-Si 결합의 1145 cm-1, 1081 cm-1 peak와 Si-OH 결합의 946 cm-1 peak가 넓게 나타나 CaP 마이크로 입자에 SiO2가 코팅된 것을 확인할 수 있었다.
8, the FT-IR spectrum of silicon dioxide-coated calcium phosphate microparticles is similar to the FT-IR spectrum of calcium phosphate microparticles, but at 795 cm -1 , peak. In addition, 1145 cm -1 and 1081 cm -1 peaks of Si-O-Si bonds and 946 cm -1 peaks of Si-OH bonds were broadly observed, indicating that SiO 2 was coated on CaP microparticles.

<< 실시예Example 1-3> C=C 결합 형성을 위한 표면 개질 1-3> Surface modification for C = C bond formation

상기 실시예 1-2 에서 합성된 이산화규소 코팅 인산칼슘 마이크로 입자의 표면을 3-MOP로 표면 개질을 하여 C=C 를 형성하였다. The surface of the silicon dioxide-coated calcium phosphate microparticles synthesized in Example 1-2 was surface-modified with 3-MOP to form C = C.

건조된 이산화규소 코팅 인산칼슘 마이크로 입자 0.05 g과 3-MOP 2 mL, water/ethanol 10 mL/80 mL을 함께 넣고 24시간 동안 실온에서 반응시킨다. 반응 후, 반응하지 않은 3-MOP를 제거하기 위해 ethanol로 수세하고 50 ℃ 진공오븐에서 건조하여 3-MOP modified SiO2-CaP 마이크로 입자를 합성하였다.
Add 0.05 g of dried silicon dioxide-coated calcium phosphate microparticles, 2 mL of 3-MOP and 10 mL / 80 mL of water / ethanol, and react at room temperature for 24 hours. After the reaction, 3-MOP modified SiO 2 -CaP microparticles were synthesized by washing with ethanol to remove unreacted 3-MOP and drying in a vacuum oven at 50 ° C.

<< 실시예Example 1-4>  1-4> NIPAmNIPAm 중합 polymerization

3-MOP 로 표면 개질된 이산화규소 코팅 인산칼슘 마이크로 입자의 표면에서 온도 감응성 고분자인 NIPAm 를 중합시켰다. The temperature sensitive polymer NIPAm was polymerized on the surface of 3-MOP surface-modified silicon dioxide-coated calcium phosphate microparticles.

단량체인 NIPAm 은 hexane에서 재결정하여 사용하였다. two-neck flask에 상기 실시예에서 제조된 3-MOP 로 표면 개질된 SiO2-CaP 마이크로 입자 0.1 g과 단량체인 NIPAm 0.2 g, 가교제인 MBA 0.1 g 을 30 mL 이차수에 넣어 mechanical stirrer를 사용하여 질소 분위기에서 30분간 교반하였다. 이 혼합물에 개시제인 KPS 0.01 g와 sodium metabisulfite 0.01 g을 이차수 1 mL에 녹인 수용액을 넣어 4시간 동안 반응하여 PNIPAm가 표면 중합된 PNIPAm /SiO2-CaP 마이크로 입자를 얻었다. 합성된 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자의 반응하지 않고 남아있는 NIPAm을 제거하기 위해 증류수로 수세하여 진공 건조하였다.
The monomer NIPAm was recrystallized from hexane. In a two-neck flask, 0.1 g of the 3-MOP surface-modified SiO 2 -CaP microparticles prepared in the above example, 0.2 g of NIPAm as a monomer and 0.1 g of MBA as a cross-linking agent were placed in a 30-mL secondary water, And the mixture was stirred in an atmosphere for 30 minutes. To this mixture was added 0.01 g of KPS, initiator, and 0.01 g of sodium metabisulfite in 1 mL of secondary water, and the mixture was reacted for 4 hours to obtain PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles surface-polymerized with PNIPAm. In order to remove the unreacted NIPAm of the synthesized PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles, they were washed with distilled water and vacuum dried.

<< 실험예Experimental Example 1-8 >  1-8> SEMSEM 사진 측정 Photo measurement

상기 실시예 1-4 에서 제조된 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자에 대해 SEM 사진을 측정하고 그 결과를 도 9 에 나타내었다. SEM photographs of the PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles prepared in Example 1-4 were measured and the results are shown in FIG.

도 9에서 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자의 표면은 울퉁불퉁하고 PNIPAm으로 완전히 둘러싸인 것을 확인할 수 있다. PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자의 평균 크기는 593.3 ㎛ 인 것으로 확인 되었다.
In FIG. 9, the surface of the PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles is uneven and completely surrounded by PNIPAm. The average size of the PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles was found to be 593.3 탆.

<< 실험예Experimental Example 1-8>  1-8> FTFT -- IRIR 측정 Measure

상기 실시예 1-4 에서 제조된 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자에 대해 FT-IR 을 측정하고 그 결과를 도 10 에 나타내었다. FT-IR was measured on the PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles prepared in Example 1-4, and the results are shown in FIG.

도 10 에서 분석 결과 C=O 결합을 2984 cm-1, 1650 cm-1, 1461 cm- 1 의 peaks을 통해 확인 할 수 있었고, PNIPAm의 C-H 결합을 3080 cm-1과 2973 cm- 1 의 peaks을 통해 확인하였다. 또한 3439 cm-1, 3305 cm-1, 1545 cm-1, 1370 cm- 1 의 N-H 결합을 확인하였다. 이 결과 이산화규소 코팅 인산칼슘 마이크로스피어 표면에 PNIPAm이 합성된 것을 확인할 수 있다.
In Figure 10 results C = O bond to 2984 cm -1, 1650 cm -1, 1461 cm - was able to be confirmed by the peaks of the 1, 3080 cm -1 bond of a CH PNIPAm and 2973 cm - 1, the peaks of the Respectively. In addition, 3439 cm -1, 3305 cm -1, 1545 cm -1, 1370 cm - was confirmed NH bond 1. As a result, it was confirmed that PNIPAm was synthesized on the silicon dioxide-coated calcium phosphate microsphere surface.

<< 실험예Experimental Example 1-9 >  1-9> TGATGA 측정 Measure

상기 실시예 1-4 에서 제조된 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자 의 TGA 를 분석하고 그 결과를 도 11에 나타내었다. 도 11에서 TGA 분석 결과 100 ℃ 이하에서 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 구형 입자의 표면에 남아있던 수분으로 인한 무게 변화가 나타났고, 300~400℃ 까지 PNIPAm에 의해 45 Wt%의 무게 감소가 일어나 이산화규소로 코팅된 인산칼슘 화합물 구형 입자의 표면에 PNIPAm이 합성된 것을 확인할 수 있었다.
The TGA of the PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles prepared in Example 1-4 was analyzed and the results are shown in FIG. As a result of TGA analysis in FIG. 11, weight change due to moisture remaining on the surface of PNIPAm / SiO 2 -CaP microspheres at 100 ° C or less was observed, and weight loss of 45 Wt% was caused by PNIPAm to 300-400 ° C. It was confirmed that PNIPAm was synthesized on the surface of the spherical particles of the calcium phosphate compound coated with silicon.

<< 실험예Experimental Example 1-10 > 입도 분석 및 입자 크기 비교 1-10> Particle Size Analysis and Particle Size Comparison

상기 실시예 1-4 에서 제조된 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 구형 입자의 입자 크기 및 입도를 분석하고 그 결과를 도 12 에 나타내었다. The particle size and particle size of the PNIPAm / SiO 2 -CaP microspheres prepared in Example 1-4 were analyzed and the results are shown in FIG.

도 12에서 CaP 마이크로 입자와 SiO2-CaP 마이크로 입자, PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자의 평균 크기는 각각 459.7 ㎛ , 499.0 ㎛, 593.3㎛ 로 나타났다. SiO2-CaP 마이크로 입자 표면에 PNIPAm 이 중합되었기 때문에 PNIPAm/ SiO2-CaP 마이크로 입자의 크기가 가장 컸고, SiO2 와 PNIPAm 에 의해 마이크로 입자가 코팅될수록 입자 크기가 커지는 것을 확인할 수 있었다.
In FIG. 12, the average sizes of CaP microparticles, SiO 2 -CaP microparticles and PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles were 459.7 μm, 499.0 μm and 593.3 μm, respectively. Since SiO 2 has been -CaP PNIPAm the polymerization to the micro particle surface PNIPAm / SiO 2 is great and the size of the microparticles -CaP, SiO 2 And PNIPAm, it was confirmed that the particle size increases as microparticles are coated.

<< 실시예Example 2>  2> DOXDOX  end 담지된Supported PNIPAmPNIPAm // SiOSiO 22 -- CaPCaP 마이크로 구형 입자의 제조 Preparation of micro spherical particles

상기 실시예 1-3 에서 합성된 표면 개질된 이산화규소 코팅 인산칼슘 마이크로 입자에 항암제인 DOX 를 담지하였다. The surface-modified silicon dioxide-coated calcium phosphate microparticles synthesized in Example 1-3 were loaded with DOX, which is an anticancer agent.

이차수 1 ml 에 DOX 1 mg 을 용해시키고 상기 실시예 1-3 에서 합성된 표면 개질된 이산화규소 코팅 인산칼슘 마이크로 입자를 12시간 동안 담가놓은 후 실온에서 진공 건조 하였다. 1 mg of DOX was dissolved in 1 ml of the second solution, and the surface-modified silicon dioxide-coated calcium phosphate microparticles synthesized in Example 1-3 were immersed for 12 hours and then vacuum-dried at room temperature.

이후 상기 실시예 1-4 와 같은 방법으로 NIPAm 를 표면에서 중합시켜서 DOX 가 담지된 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자를 제조하였다.
Thereafter, NIPAm was polymerized on the surface in the same manner as in Example 1-4 to prepare PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles carrying DOX.

< 비교예 > SiO 2 - CaP microspheres 합성 & Lt; Comparative Example & gt; SiO 2 - CaP microspheres synthesis

상기 실시예 1-2 까지 합성된 이산화규소 코팅 인산칼슘 마이크로 입자를 비교예로 하였다.
The silicon dioxide-coated calcium phosphate microparticles synthesized up to the above Example 1-2 were used as a comparative example.

<< 실험예Experimental Example > 약물 방출 패턴 확인 > Identify drug release patterns

상기 실시예 2 에서 제조된 DOX 가 담지된 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자와 상기 비교예에서 제조된 SiO2-CaP 마이크로 입자의 방출 패턴을 확인하였다. The emission patterns of the PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles carrying the DOX prepared in Example 2 and the SiO 2 -CaP microparticles prepared in the above Comparative Example were confirmed.

5 mL phosphate buffer (pH 7.4, 10 mM)에 넣어 37 ℃와 25 ℃ shaker에서 160 rpm으로 각각 유지주면서, 일정 시간마다 새로운 phosphate buffer 5 mL로 교체하여 얻은 buffer는 UV-Vis를 통하여 482 nm와 321 nm에서 흡광도를 측정하였고, 일정 시간간격으로 25 oC와 37 oC로 온도를 교대로하여 같은 방법으로 실험을 진행하였다. The buffer was replaced with fresh phosphate buffer (5 mL) at a constant rate of 160 rpm at 37 ° C and 25 ° C in 5 mL phosphate buffer (pH 7.4, 10 mM) The absorbance was measured at 25 ° C and 37 ° C at constant intervals.

도 13은 DOX이 담지된 SiO2-CaP 마이크로 입자와 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자를 10mM PBS buffer solution에서 25 ℃와 37 ℃의 조건으로 각각 방출실험을 진행한 결과이다. Fig. 13 shows the results of the release experiments of the SiO 2 -CaP microparticles carrying the DOX and the PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles in the 10 mM PBS buffer solution at 25 ° C and 37 ° C, respectively.

실험 결과 SiO2-CaP 마이크로 입자에서 DOX의 방출은 25 ℃ (b) 보다 37 ℃ (a)에서 더 빠르게 방출되는 것을 알 수 있었다. 반면, PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자의 경우 SiO2-CaP 마이크로 입자의 경우보다 훨씬 천천히 DOX 방출이 일어나는 것을 확인하였고, 216 h 이상 약물 방출이 지속되는 것을 확인할 수 있었다. 초기 12 h동안은 약물의 burst release가 나타났다. 초기 burst release 이후, 25 ℃에서 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자는 더 이상 DOX이 방출되지 않았지만 37 ℃의 경우 약물이 오랜 시간 지속적으로 방출되는 것을 확인할 수 있었다.
Experimental results show that the release of DOX from SiO 2 -CaP microparticles is faster at 37 ° C (a) than at 25 ° C (b). On the other hand, in the case of PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles, it was confirmed that the DOX release occurred much slower than in the case of SiO 2 -CaP microparticles, and the drug release continued for 216 h or longer. During the initial 12 h, burst release of the drug occurred. After the initial burst release, the PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles no longer released DOX at 25 ° C, but at 37 ° C, the drug was continuously released for a long time.

<< 실시예Example 3>  3> DOXDOX  And IMCIMC  end 담지된Supported PNIPAmPNIPAm // SiOSiO 22 -- CaPCaP 마이크로 구형 입자의 제조 Preparation of micro spherical particles

상기 실시예 2 에서 합성된 DOX 가 담지된 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자에 인도메타신(IMC)를 추가로 담지하였다. 에탄올 1 ml 에 IMC 를 녹이고 상기 실시예 2 에서 합성된 DOX 가 담지된 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자를 침지하여 DOX 및 IMC 를 담지시키고, 이후 상기 실시예 1-4 와 같은 방법으로 NIPAm 를 표면에서 중합시켰다.
Indomethacin (IMC) was further supported on the DOX-loaded PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles synthesized in Example 2 above. The IMC was dissolved in 1 ml of ethanol and the DOX and IMC were carried by immersing the DOX-loaded PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles synthesized in Example 2. Then, NIPAm was immersed in the surface Lt; / RTI &gt;

<< 실험예Experimental Example > 약물 방출 패턴 확인 > Identify drug release patterns

상기 실시예 3 에서 제조된 DOX 가 담지된 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자와 상기 비교예에서 제조된 SiO2-CaP 마이크로 입자의 방출 패턴을 확인하였다. The emission patterns of the PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles carrying the DOX prepared in Example 3 and the SiO 2 -CaP microparticles prepared in the above Comparative Example were confirmed.

도 14는 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자에서 DOX (A)과 IMC (B) 두 약물의 약물 방출 실험 결과를 보여준다. 도 14에서 보는 바와 같이 PNIPAm이 코팅된 마이크로 입자에서 초기 12 h까지 두 약물의 burst release가 나타났다. DOX과 IMC을 모두 포함하고 있는 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자는 37 ℃에서 초기 burst release가 감소됨을 보였고 약물이 300 h간 동안 천천히 지속적으로 방출되는 것을 확인할 수 있었다.Figure 14 shows the drug release experiment results of the two drugs, DOX (A) and IMC (B), in PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles. As shown in Fig. 14, in the case of PNIPAm-coated microparticles, A burst release of both drugs occurred. PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles containing both DOX and IMC showed a decrease in initial burst release at 37 ° C, and the drug was slowly and continuously released during 300 h.

도 15는 DOX과 IMC을 포함하고 있는 PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자에 일정 시간마다 온도 변화를 주어 약물방출 실험을 진행한 결과이다. FIG. 15 shows the results of drug release experiment by changing the temperature of the PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles containing DOX and IMC at constant time intervals.

24 시간 마다 온도를 25 ℃와 37 ℃로 바꿔주면서 온도 변화에 따른 DOX과 IMC의 방출량을 확인하였다. 실험 결과 25 ℃에서는 DOX과 IMC의 방출량이 줄어들다가 37 ℃에서 다시 약물이 방출되는 on-off 형태를 따르는 것을 확인하였다. 낮은 온도에서 polymer는 swelling되어 polymer 안쪽에 있는 약물이 빠져 나오지 못하게 한다. PNIPAm의 LCST 보다 온도가 올라가면 polymer는 shrinking 되고, polymer의 기공에 채워져 있던 약물이 squeezing 되면서 밖으로 빠져 나온다. PNIPAm/SiO2-CaP 마이크로 입자의 LCST인 37 ℃부근에서 수화/비수화의 변화가 일어나고 그로 인해 25 ℃ 보다 37 ℃에서 약물이 더 빠르게 방출되는 것이다. The temperature was changed to 25 ° C and 37 ° C every 24 hours, and the amount of DOX and IMC released by the temperature change was confirmed. As a result, it was confirmed that the amount of DOX and IMC was reduced at 25 ° C, followed by the on-off mode where the drug was released again at 37 ° C. At low temperatures, the polymer swells and prevents the drug inside the polymer from escaping. When the temperature rises above the LCST of PNIPAm, the polymer shrinks and squeezes out of the polymer pores. A change in hydration / dehydration occurs around 37 ° C, which is the LCST of PNIPAm / SiO 2 -CaP microparticles, resulting in faster release of the drug at 37 ° C than 25 ° C.

Claims (12)

하이드록시 아파타이트 구형 입자 코어부;
상기 하이드록시 아파타이트 구형 입자 코어부 표면에 형성되는 실리카 쉘부; 및
상기 실리카 쉘부 표면에 형성되는 온도-감응성 폴리머 쉘부; 로 이루어지고,
상기 온도-감응성 폴리머는 폴리(N-이소프로필아크릴아미드)(PNIPAm), 폴리메타크릴산, 폴리(2-하이드로 메타크릴산), 폴리(N,N'-디에틸아미노에틸)아크릴레이트 및 폴리푸마르산 으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 실리카 쉘부는 표면에 C=C 이중 결합을 형성하는 것을 특징으로 하는 것인, 유무기 하이브리드 약물 전달체.
A hydroxyapatite spherical particle core portion;
A silica shell part formed on the surface of said hydroxyapatite spherical particle core part; And
A temperature-sensitive polymer shell part formed on the surface of the silica shell part; Lt; / RTI &gt;
The temperature-sensitive polymer may be selected from the group consisting of poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAm), polymethacrylic acid, poly (2-hydro methacrylic acid) Fumaric acid,
Wherein the silica shell part forms a C = C double bond on the surface.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 유무기 하이브리드 약물 전달체의 입경은 550 ㎛ 내지 650 ㎛ 인 것인 유무기 하이브리드 약물 전달체.
The method according to claim 1,
Wherein the organic / inorganic hybrid drug delivery vehicle has a particle diameter of 550 to 650 占 퐉.
제 1 항에 있어서,
상기 약물이 단백질, 펩타이드, 합성화합물, 추출물 및 핵산으로 이루어진 그룹중에서 선택되는 약물전달체.
The method according to claim 1,
Wherein the drug is selected from the group consisting of proteins, peptides, synthetic compounds, extracts and nucleic acids.
제 1 항에 있어서,
상기 약물이 골다공증치료제, 항생제, 항암제, 소염진통제, 항바이러스제, 항균제 및 호르몬으로 이루어진 그룹에서 선택되는 약물전달체.
The method according to claim 1,
Wherein the drug is selected from the group consisting of osteoporosis treating agents, antibiotics, anticancer agents, antiinflammatory agents, antiviral agents, antibacterial agents and hormones.
하이드록시 아파타이트 구형 입자를 제조하는 단계;
상기 하이드록시 아파타이트 구형 입자 표면에 실리카 쉘부를 형성하는 단계; 및
상기 실리카 쉘부 표면에서 온도-감응성 폴리머를 중합시키는 단계; 를 포함하고,
상기 온도-감응성 폴리머는 폴리(N-이소프로필아크릴아미드)(PNIPAm), 폴리메타크릴산, 폴리(2-하이드로 메타크릴산), 폴리(N,N'-디에틸아미노에틸)아크릴레이트 및 폴리푸마르산 으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조방법.
Preparing hydroxyapatite spherical particles;
Forming a silica shell part on the hydroxyapatite spherical particle surface; And
Polymerizing the temperature-sensitive polymer at the silica shell surface; Lt; / RTI &gt;
The temperature-sensitive polymer may be selected from the group consisting of poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAm), polymethacrylic acid, poly (2-hydro methacrylic acid) &Lt; / RTI &gt; fumaric acid and fumaric acid.
제 7 항에 있어서,
상기 실리카 쉘부 표면에서 온도-감응성 폴리머를 중합시키는 단계는
상기 실리카 쉘부 표면을 개질시키는 단계;
상기 개질된 실리카 쉘부에서 온도-감응성 폴리머를 중합시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The step of polymerizing the temperature-sensitive polymer on the silica shell surface
Modifying the surface of the silica shell portion;
Polymerizing the temperature-responsive polymer in the modified silica shell part. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 21. &lt; / RTI &gt;
제 8 항에 있어서,
상기 실리카 쉘부 표면을 개질시키는 단계에서는 이중 결합을 가지는 실란 커플링제(silane coupling agent)를 이용하여 실리카 쉘부 표면에 C=C 이중 결합을 형성하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the step of modifying the surface of the silica shell part comprises forming a C = C double bond on the surface of the silica shell part by using a silane coupling agent having a double bond.
제 9 항에 있어서,
상기 실란 커플링제(silane coupling agent) 는 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트(3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate)인 것인 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the silane coupling agent is 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate. 2. The method of claim 1, wherein the silane coupling agent is 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate.
제 7 항에 있어서,
상기 실리카 쉘부 표면에서 온도-감응성 폴리머를 중합시키는 단계에서는 가교제로서 N,N'-메틸렌비스아크릴아미드(N,N'-methylenebisacrylamide), 개시제로서 과황산 칼륨(potassium persulfate)을 사용하여 라디칼 중합에 의해 온도-감응성 폴리머가 중합되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조방법.
8. The method of claim 7,
In the step of polymerizing the temperature-sensitive polymer on the surface of the silica shell part, N, N'-methylenebisacrylamide is used as a crosslinking agent, and potassium persulfate is used as an initiator. Wherein the temperature-responsive polymer is polymerized. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 11. &lt; / RTI &gt;
제 7 항에 있어서,
상기 제조된 약물 전달체에 약물을 담지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 약물 전달체의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The method of claim 1, further comprising the step of supporting the drug on the prepared drug delivery system.
KR1020130032495A 2013-03-27 2013-03-27 Organic inorganic hybrid drug delivery system and manufacturing method thereof KR101516754B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130032495A KR101516754B1 (en) 2013-03-27 2013-03-27 Organic inorganic hybrid drug delivery system and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130032495A KR101516754B1 (en) 2013-03-27 2013-03-27 Organic inorganic hybrid drug delivery system and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140117799A KR20140117799A (en) 2014-10-08
KR101516754B1 true KR101516754B1 (en) 2015-05-04

Family

ID=51990777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130032495A KR101516754B1 (en) 2013-03-27 2013-03-27 Organic inorganic hybrid drug delivery system and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101516754B1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101655558B1 (en) * 2014-11-03 2016-09-07 현대자동차주식회사 Temperature-sensitive color change complex pigment with core-shell structure, method for manufacturing the same and smart color changing paint composition using the same
KR101746959B1 (en) 2015-06-05 2017-06-15 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 Preparation method of ionic thermo-responsive copolymer exhibiting desired multi-LCST value
CN106977731B (en) * 2017-01-23 2019-11-15 武汉大学 Temperature sensitive polymer and its application of a kind of coupling nucleic acid or protein
CN109481399B (en) * 2018-12-17 2022-04-29 西北工业大学 Pickering emulsion, drug-loaded emulsion with temperature controlled release behavior and preparation method thereof
KR102546952B1 (en) * 2021-03-24 2023-06-22 전남대학교산학협력단 Surface modification method of microcapsules using microcracks and modified microcapsules using the same method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Journal of Colloidal and Interface Science, 2012, vol.376, pp.97-106.*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140117799A (en) 2014-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101516754B1 (en) Organic inorganic hybrid drug delivery system and manufacturing method thereof
Pramanik et al. Fabrication and characterization of dendrimer-functionalized mesoporous hydroxyapatite
Dorozhkin Functionalized calcium orthophosphates (CaPO 4) and their biomedical applications
US20060167147A1 (en) Metal-containing composite materials
Balamurugan et al. Development and spectral characterization of poly (methyl methacrylate)/hydroxyapatite composite for biomedical applications
Ng et al. Synthesis of high surface area mesostructured calcium phosphate particles
Pon-On et al. Mechanical properties, biological activity and protein controlled release by poly (vinyl alcohol)–bioglass/chitosan–collagen composite scaffolds: a bone tissue engineering applications
Prokopowicz et al. Biphasic composite of calcium phosphate-based mesoporous silica as a novel bone drug delivery system
Iqbal et al. Nano-hydroxyapatite reinforced zeolite ZSM composites: A comprehensive study on the structural and in vitro biological properties
WO2004085998A2 (en) Biomimetic hierarchies using functionalized nanoparticles as building blocks
Kumar et al. Synthesis and characterization of nHA-PEG and nBG-PEG scaffolds for hard tissue engineering applications
Schröder et al. Transformation of vaterite nanoparticles to hydroxycarbonate apatite in a hydrogel scaffold: Relevance to bone formation
KR101671585B1 (en) A bioactive nanocomposite calcium phosphate bone cement composition and a kit for preparing the same
Maji et al. Photo-crosslinked alginate nano-hydroxyapatite paste for bone tissue engineering
TR201811285T4 (en) A controlled porous implant comprising a matrix coated with a bioactive glass or a hybrid material.
He et al. Hydroxyapatite–poly (l-lactide) nanohybrids via surface-initiated ATRP for improving bone-like apatite-formation abilities
Araújo et al. On the mechanism of apatite-induced precipitation on 45S5 glass pellets coated with a natural-derived polymer
Tithito et al. Fabrication of biocomposite scaffolds made with modified hydroxyapatite inclusion of chitosan-grafted-poly (methyl methacrylate) for bone tissue engineering
JP3914501B2 (en) Polymer gel composite and method for producing the same
Qiu et al. Preparation of in situ forming and injectable alginate/mesoporous Sr-containing calcium silicate composite cement for bone repair
Simionescu et al. Biopolymers/poly (ε-caprolactone)/polyethylenimine functionalized nano-hydroxyapatite hybrid cryogel: Synthesis, characterization and application in gene delivery
EP2804636B1 (en) Bone filler composition
Ataie et al. Carboxymethyl carrageenan immobilized on 3D-printed polycaprolactone scaffold for the adsorption of calcium phosphate/strontium phosphate adapted to bone regeneration
KR101862457B1 (en) Hybrid hydrogels with improved mechanical properties by porous silica particles and method of fabricating thereof
Angelopoulou et al. A new approach for the one-step synthesis of bioactive PS vs. PMMA silica hybrid microspheres as potential drug delivery systems

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee