KR101609047B1 - Polymer microparticle with a porous structure and process for preparing the same - Google Patents

Polymer microparticle with a porous structure and process for preparing the same Download PDF

Info

Publication number
KR101609047B1
KR101609047B1 KR1020140044680A KR20140044680A KR101609047B1 KR 101609047 B1 KR101609047 B1 KR 101609047B1 KR 1020140044680 A KR1020140044680 A KR 1020140044680A KR 20140044680 A KR20140044680 A KR 20140044680A KR 101609047 B1 KR101609047 B1 KR 101609047B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
microparticles
lactide
glycolide
poly
drug
Prior art date
Application number
KR1020140044680A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150119527A (en
Inventor
최성욱
백동현
Original Assignee
가톨릭대학교 산학협력단
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 가톨릭대학교 산학협력단 filed Critical 가톨릭대학교 산학협력단
Priority to KR1020140044680A priority Critical patent/KR101609047B1/en
Publication of KR20150119527A publication Critical patent/KR20150119527A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101609047B1 publication Critical patent/KR101609047B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • C08J3/122Pulverisation by spraying
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/34Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyesters, polyamino acids, polysiloxanes, polyphosphazines, copolymers of polyalkylene glycol or poloxamers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/20Pills, tablets, discs, rods
    • A61K9/28Dragees; Coated pills or tablets, e.g. with film or compression coating
    • A61K9/2806Coating materials
    • A61K9/2833Organic macromolecular compounds
    • A61K9/2853Organic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, polyethylene oxide, poloxamers, poly(lactide-co-glycolide)

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

본 발명은, 고분자를 포함하는 분무 원액을 준비하고; 전압을 인가하면서 상기 준비된 분무 원액을 전기분무하여 다공성 고분자 마이크로입자를 생성하고; 상기 다공성 고분자 마이크로입자에 진공을 주어 약물을 함입하고; 그리고 상기 약물이 함입된 다공성의 고분자 마이크로입자를 희석한 유기용매 용액에 침지시켜 상기 다공성 고분자 마이크로입자의 표면을 녹임으로써 상기 마이크로입자 표면의 구멍을 닫는 단계;를 포함하는 다공성 고분자 마이크로입자 제조방법에 대한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a polymer electrolyte membrane, comprising: preparing a spray liquid containing a polymer; Spraying the prepared spraying stock solution while applying a voltage to produce porous polymer microparticles; Applying a vacuum to the porous polymeric microparticles to incorporate the drug; And immersing the drug-containing porous polymer microparticles in a diluted organic solvent solution to dissolve the surface of the porous polymer microparticles, thereby closing the holes in the surface of the microparticles. It is about.

Description

다공성 고분자 마이크로입자 및 이의 제조방법{Polymer microparticle with a porous structure and process for preparing the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a porous polymer microparticle and a method for preparing the porous microparticle,

본 발명은 약물 특히, 단백질 약물의 변성 없이 생리활성을 유지하는 서방형 약물 전달용 고분자 마이크로입자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a drug delivery microparticle for sustained drug delivery, which maintains physiological activity without denaturing the drug, and a method for producing the same.

생명공학 분야와 제약 분야의 발전으로 단백질 또는 펩타이드의 기능과 역할이 상세히 밝혀지고 있으며, 이들의 대량생산화를 통하여 치료물질로써 단백질 약물들이 상용화되고 있다. 이들을 활용한 신약개발을 위한 노력이 계속되고 있지만 단백질 약물의 경우 그 자체의 생리 활성은 우수하나 열 또는 독성 용매 그리고 계면활성제 등의 공정변수로 인하여 쉽게 변성이 되거나 분해가 되기 때문에 생체 이용률이 매우 낮으며 3차원 구조를 안정적으로 유지하여야만 생리 활성이 있기에 이를 안정적으로 전달할 수 있는 약물 전달체 개발의 필요성이 대두되고 있다. 기존의 고분자 미립자 전달체를 제조하는 공정은 유화액(emulsion), 분무건조(spray drying), 이온 상호작용(ionic interaction), 상분리(phase separation) 등을 이용한 공정법이 있지만 이러한 공정으로 제조된 서방형 단백질 약물 제제의 경우 약물의 변성의 위험이 있고 지속 방출 효과가 짧고 그 응용범위가 매우 적으며, 생산에 있어서 고가의 비용이 필요로 하다는 단점이 있다. 이와 같이, 단백질 약물에 대한 고분자 미립자를 이용한 제형은, 제조 공정 중 약물의 변성 및 초기 약물의 과다 방출 그리고 짧은 지속 방출 효과 등의 문제로 상용화가 어려우며 그 개발 공정 역시 복잡한 문제점이 있다.
The development of biotechnology and pharmaceutical fields has revealed the functions and roles of proteins or peptides in detail. Protein drugs are being commercialized as therapeutic substances through their mass production. Although the efforts for the development of new drugs using these drugs are continuing, protein drugs have excellent physiological activity, but their bioavailability is very low because they are easily denatured or decomposed due to process parameters such as heat or toxic solvent and surfactant Therefore, there is a need to develop a drug delivery system capable of stably transferring the three-dimensional structure because of its physiological activity. Conventional processes for preparing polymeric particle transporters include processes using emulsion, spray drying, ionic interaction, phase separation and the like. However, In the case of drug preparations, there is a risk of denaturation of the drug, a short sustained release effect, a very small application range, and a high cost in production. As described above, the formulation using the polymer microparticles for the protein drug is difficult to commercialize due to problems such as denaturation of the drug, excessive release of the initial drug, and short-duration release effect during the manufacturing process, and the development process thereof is also complicated.

대한민국 특허등록 제10-1096679Korean Patent Registration No. 10-1096679

본 발명의 목적은 전기분무 공정을 이용한 다공성 고분자 마이크로입자 제조방법을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for producing porous polymer microparticles using an electrospray process.

본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법에 의해 제조되는 다공성 고분자 마이크로입자를 제공하기 위한 것이다.
Another object of the present invention is to provide porous polymer microparticles produced by the above-mentioned production method.

본 발명은 전기분무 공정을 이용한 다공성 고분자 마이크로입자 제조방법을 제공한다. The present invention provides a method for producing porous polymer microparticles using an electrospray process.

구체적으로 본 발명은,More specifically,

고분자를 포함하는 분무 원액을 준비하고; Preparing a spraying stock solution containing the polymer;

전압을 인가하면서 상기 준비된 분무 원액을 전기분무하여 다공성 고분자 마이크로입자를 생성하고; Spraying the prepared spraying stock solution while applying a voltage to produce porous polymer microparticles;

상기 다공성 고분자 마이크로입자에 진공을 주어 약물을 함입하고; 그리고 Applying a vacuum to the porous polymeric microparticles to incorporate the drug; And

상기 약물이 함입된 다공성의 고분자 마이크로입자를 희석한 유기용매 용액에 침지시켜 상기 다공성 고분자 마이크로입자의 표면을 녹임으로써 상기 마이크로입자 표면의 구멍을 닫는 단계;Immersing the drug-containing porous polymer microparticles in a diluted organic solvent solution to dissolve the surface of the porous polymer microparticles, thereby closing the holes on the surface of the microparticles;

를 포함하는 다공성 고분자 마이크로입자 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing porous polymer microparticles.

상기 고분자는 생분해성과 생체적합성을 가지고 있는 고분자일 수 있으며, 구체적으로 상기 고분자는 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide), PLGA) 및 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.The polymer may be a biodegradable and biocompatible polymer. Specifically, the polymer may be a poly (D, L-lactide-co-glycolide) (Poly D, L-lactide-co-glycolide, PLGA) and Polycaprolactone (PCL).

상기 고분자를 포함하는 분무 원액은 1 내지 20 중량%의 농도일 수 있다. The spraying stock solution containing the polymer may be in a concentration of 1 to 20% by weight.

상기 분무 원액은 휘발점이 높은 유기용매를 포함할 수 있으며, 구체적으로 다이메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 아세토나이트릴 (Acetonitrile) 또는 다이메틸카보네이트 (Dimethyl carbonate) 일 수 있다.The spraying liquid may include an organic solvent having a high volatility point, and may be specifically dimethyl sulfoxide (DMSO), acetonitrile, or dimethyl carbonate.

상기 다공성 고분자 마이크로입자를 생성하는 단계에서, 상기 전압은 10 내지 20kV의 범위로 인가하면서 수행될 수 있다.In the step of producing the porous polymer microparticles, the voltage may be applied while being applied in a range of 10 to 20 kV.

상기 약물은 단백질, 펩타이드, 소수성 약물, 친수성 약물 또는 난용성 약물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
The drug may be selected from the group consisting of a protein, a peptide, a hydrophobic drug, a hydrophilic drug or an insoluble drug.

다른 측면에서 본 발명은 상기 방법으로 제조된 다공성 고분자 마이크로입자를 제공한다.
In another aspect, the present invention provides a porous polymer microparticle prepared by the above method.

본 발명에 따른 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 마이크로입자는 단백질의 초기과량방출이 없으며 주사제형이나 경구투여약물로써 응용이 적합하다. 본 발명은 소혈청 알부민(Albumin from bovine serum, BSA)의 변성 없이 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 마이크로입자에 단백질을 성공적으로 함입시켰으며, 제작이 간단하고 독성 용매, 열 또는 계면활성제를 사용하지 않으며 많은 양의 단백질을 함입시킬 수 있고 단백질의 서방성 방출이 가능한 장점이 있다. 따라서, 본 발명은 다른 수용성 분자들 또는 단백질의 전달을 필요로 하는 분야에 널리 응용될 수 있다.
The porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles according to the present invention have no initial excess release of the protein and can be used as an injectable or oral drug (D, L-lactide-co-glycolide) microspheres without modification of bovine serum albumin (BSA) The present invention is advantageous in that the protein is successfully incorporated into the particles and is simple to manufacture and does not use a toxic solvent, heat, or surfactant, can incorporate a large amount of protein, It can be widely applied to fields requiring the transfer of other water-soluble molecules or proteins.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 단백질 전달용 미세입자의 제조 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 주사전자현미경을 통하여 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 농도에 따른 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 입자의 형태변화(A) 및 다양한 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)의 농도에 따른 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 크기 변화를 나타낸 그래프(B)이다.
도 3은 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자 7 중량%를 다이메틸설폭사이드 용매로 표면 구멍을 막기 전과 막은 후의 입자의 절단면을 보여주는 주사전자현미 사진이다(용매처리 전(단면 A 및 표면 C)과 용매처리 후(단면 B 및 표면 D).
도 4는 는 형광체 이소티오시아네이트 덱스트란을 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자에 함입 후 이를 용매혼합액으로 처리하기 전후의 공초점현미경 사진(공초첨현미경 사진의 하얀 선들은 각각의 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자 중심부의 개략적인 형광감도임)(A) 및 형광체 이소티오시아네이트 덱스트란을 함입한 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 용매처리 전후의 정량적인 형광감도를 나타낸 그래프(B)이다.
도 5는 다양한 비율의 인산완충식염수와 다이메틸설폭사이드 혼합액에 노출된 소혈청 알부민의 원편광2색성 스펙트럼(A) 및 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 소혈청 알부민 방출 거동을 나타낸 그래프(B)이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view illustrating a method for producing a microparticle for protein delivery according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a graph showing the effect of poly (D, L-lactide-co-glycolide) on the poly (D, L-lactide-co- glycolide) concentration via a scanning electron microscope (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles according to the morphological change (A) and the concentration of various poly (D, L-lactide-co-glycolide) Graph (B).
Figure 3 is a scanning electron micrograph showing 7% by weight of porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles in cross-section of the particles before and after blocking the surface pores with a dimethylsulfoxide solvent (Section A and surface C) and after solvent treatment (section B and surface D).
FIG. 4 is a photograph of a micrograph of a confocal microscope (before and after the incorporation of fluorescent isothiocyanate dextran into microparticles of porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) The white lines are the approximate fluorescence sensitivities of the respective poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles) (A) and the poly (D, L-lact) incorporating the phosphor isothiocyanate dextran (B) showing the quantitative fluorescence sensitivities before and after the solvent treatment of the microparticles of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the circular polarization dichroism spectrum (A) of bovine serum albumin and the bovine serum of poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles exposed to various ratios of phosphate buffered saline and dimethylsulfoxide mixture (B) showing albumin release behavior.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은,According to the present invention,

상기 제조방법은 고분자를 포함하는 분무 원액을 준비하고; The manufacturing method includes: preparing a spraying stock solution containing a polymer;

전압을 인가하면서 상기 준비된 분무 원액을 전기분무하여 다공성 고분자 마이크로입자를 생성하고; Spraying the prepared spraying stock solution while applying a voltage to produce porous polymer microparticles;

상기 다공성 고분자 마이크로입자에 진공을 주어 약물을 함입하고; 그리고 Applying a vacuum to the porous polymeric microparticles to incorporate the drug; And

상기 약물이 함입된 다공성의 고분자 마이크로입자를 희석한 유기용매 용액에 침지시켜 상기 다공성 고분자 마이크로입자의 표면을 녹임으로써 상기 마이크로입자 표면의 구멍을 닫는 단계;Immersing the drug-containing porous polymer microparticles in a diluted organic solvent solution to dissolve the surface of the porous polymer microparticles, thereby closing the holes on the surface of the microparticles;

를 포함하는 다공성 고분자 마이크로입자 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing porous polymer microparticles.

상기 고분자는 생분해성과 생체적합성을 가지고 있는 고분자일 수 있다. 구체적으로 상기 고분자는 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide), PLGA) 및 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있으나, 반드시 이로 제한되는 것은 아니다. The polymer may be a polymer having biodegradability and biocompatibility. Specifically, the polymer is a poly (D, L-lactide-co-glycolide) (poly (D, L-lactide-co- glycolide) But are not necessarily limited to, those selected from the group comprising Polycaprolactone (PCL).

상기 고분자를 포함하는 분무 원액은 1 내지 20 중량%의 농도일 수 있으며, 상기 범위를 벗어나 고분자의 중량이 증가하면 마이크로입자의 공극률이 감소하므로 약물 함입이 잘 이루어지지 않는 문제점이 발생할 수 있다.The undiluted solution containing the polymer may have a concentration of 1 to 20% by weight. If the weight of the polymer is increased beyond the above range, the porosity of the microparticles may be decreased, which may result in poor drug penetration.

상기 분무 원액은 휘발점이 높은 유기용매를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 분무 원액은 다이메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 아세토나이트릴 (acetonitril) 또는 다이메틸카보네이트 (Dimethyl carbonate)로 이루어진 군에서 선택되는 유기용매일 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 다이메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO)인 것이 바람직하다.The spraying stock solution may contain an organic solvent having a high volatility point. Specifically, the spraying liquid may be an organic solvent selected from the group consisting of dimethyl sulfoxide (DMSO), acetonitrile, and dimethyl carbonate, but is not limited thereto. Dimethyl sulfoxide (DMSO).

상기 다공성 고분자 마이크로입자를 생성하는 단계에서, 상기 전압은 10 내지 20kV의 범위로 인가하면서 수행될 수 있다. 상기 전압 범위를 벗어나는 경우에는 균일한 형태의 다공성 고분자 마이크로입자를 생성하기 어려운 문제점이 발생할 수 있다.In the step of producing the porous polymer microparticles, the voltage may be applied while being applied in a range of 10 to 20 kV. If the voltage is out of the above-mentioned range, it may be difficult to produce uniform porous polymer microparticles.

상기 약물은 단백질, 펩타이드, 소수성 약물, 친수성 약물 또는 난용성 약물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 약물은 구체적으로 rhBMP(recombinant human bone morphogenetic protein)-1, rhBMP-2, rhVEGF(recombinant human vascular endothelial growth factor), rhFGF(recombinant human fibroblast growth factor) 또는 rhNGF(recombinant human nerve growth factor) 등의 다양한 수용성 성장인자일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 특히, 단백질 또는 펩타이드인 것이 바람직하다.
The drug may be selected from the group consisting of a protein, a peptide, a hydrophobic drug, a hydrophilic drug or an insoluble drug. Specifically, the drug may be a recombinant human bone morphogenetic protein (rhBMP) -1, rhBMP-2, a recombinant human vascular endothelial growth factor (rhVEGF), a recombinant human fibroblast growth factor (rhFGF) But are not limited to, soluble growth factors. In particular, it is preferably a protein or a peptide.

본 발명은 본 발명에 따른 방법으로 제조된 다공성 고분자 마이크로입자를 제공한다.
The present invention provides porous polymer microparticles prepared by the method according to the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 단백질 전달용 미세입자의 제조 방법을 개략적으로 도시한 것이다. 다공성의 고분자 마이크로입자를 제조하고, 상기 다공성 고분자 마이크로입자에 진공을 주어 약물을 함입하고, 그리고 상기 약물이 함입된 다공성의 고분자 마이크로입자를 희석한 유기용매 용액에 침지시켜 상기 다공성 고분자 마이크로입자의 표면을 살짝 녹임으로써 상기 마이크로입자 표면의 구멍을 닫아 준다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view illustrating a method for producing a microparticle for protein delivery according to an embodiment of the present invention. FIG. The porous polymer microparticles are prepared by preparing microporous polymer microparticles, applying a vacuum to the microporous polymer microparticles, immersing the drug in the organic solvent solution diluted with the porous polymer microparticles in which the drug is impregnated, To thereby close the holes on the surface of the microparticles.

본 발명으로 인한 고분자 마이크로입자는 약물을 변성시키지 않고 마이크로입자에 함유시킬 수 있다. 또한 상기 마이크로입자 표면의 구명이 닫히기 때문에 초기 약물의 과량 방출없이 서방성 약물 방출이 가능하다.The polymer microparticles according to the present invention can be contained in microparticles without denaturing the drug. Also, since the surface of the microparticles is closed, release of the sustained release drug is possible without excess release of the initial drug.

본 발명에 따른 단백질 함입 공정은 독성이 없는 용매를 이용하고, 즉 세포에 영향이 거의 없으며, 계면활성제를 사용하지 않으며 pH의 변화가 없기에 단백질의 변성을 초래하지 않는다.
The protein incorporation process according to the present invention uses a solvent that is not toxic, that is, it has little effect on cells, does not use a surfactant, and does not cause protein denaturation because there is no change in pH.

일반적으로 3가지 타입의 형태, 예를 들면 구형, 진주목걸이형(sphere-on-string) 그리고 섬유형과 같은 형태는 전기방사에서 고분자의 농도, 용매, 인가전압, 유속 등의 공정변수의 조절을 통하여 그 형태를 컨트롤할 수 있다. 이러한 고정변수 중 고분자 용액의 농도는 약물 전달체의 형태를 결정할 수 있는 중요한 포인트이다. Generally, three types of shapes, such as spherical, sphere-on-string, and fiber-shaped, can control the process parameters such as concentration of polymer, solvent, applied voltage, You can control its shape through Among these fixed variables, the concentration of the polymer solution is an important point in determining the morphology of the drug delivery system.

본 발명의 구체적인 일실시예에서, 다이메틸설폭사이드에 다양한 농도로 녹아있는 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 용액을 먼저 전기분무하여 고분자 농도에 따른 약물전달체 형태의 변화를 관찰하였다. 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 농도가 7% 이하일 때는 구형이 관찰되고 10%일 때는 진주목걸이형(sphere-on-string structure)이 나타났다(도 2 (A)). 낮은 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 농도에서는 다공성 구조가 더욱 증가하며 이는 전기분무를 통하여 용매가 빠르게 증발하기 때문인 것으로 판단되었다. 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 농도가 5중량%일 때는 잘 부서지기에 높은 다공성을 유지하기 어렵고 실험을 수행함에 있어 그 물성이 약하였다. 또한, 마이크로입자의 평균 크기는 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 고분자의 농도의 증가에 따라서 2.90±0.72μm 에서 6.23±1.13μm로 증가하였다(도 2 (B)). 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자는 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 고분자 농도가 7중량%일 때 변동계수가 9.6%로 상대적으로 균일한 크기를 나타내었다. 따라서, 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 공극률과 물성, 균일한 크기를 고려할 때, 단백질 함입 실험을 위해서 제작할 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 농도는 7중량%가 적절하였다. In a specific embodiment of the present invention, a solution of poly (D, L-lactide-co-glycolide) (D, L-lactide-co- glycolide) dissolved in dimethyl sulfoxide at various concentrations When the concentration of poly (D, L-lactide-co-glycolide) was less than 7%, spherical shape was observed. When the concentration was 10%, a sphere-on (D, L-lactide-co-glycolide), the structure of the porous structure was further increased When the concentration of poly (D, L-lactide-co-glycolide) was 5 wt%, it was difficult to maintain high porosity due to breakage. And the average size of the microparticles was found to be less than that of poly (D, L-lactide-co- (D, L-lactide-co-glycolide) polymer increased from 2.90 ± 0.72 μm to 6.23 ± 1.13 μm as the concentration of the poly (D, The microparticles showed a relatively uniform size with a coefficient of variation of 9.6% when the poly (D, L-lactide-co-glycolide) polymer concentration was 7 wt% (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles to be prepared for protein incorporation experiments, considering porosity, physical properties and uniform size of the (D, L-lactide-co- A concentration of 7% by weight was appropriate.

본 발명의 구체적인 일실시예에서, 전기분무를 하는 실내 온도는 26℃로 다이메틸설폭사이드의 녹는점인 19℃보다 높기에 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 마이크로입자의 다공성을 형성함에 있어서 다이메틸설폭사이드 용액의 결정화가 영향을 끼치지 않았다. 그러므로, 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 공극 형성은 전기분무를 수행하는 동안 용매의 증발과 함께 용매의 상분리를 통하여 이루어지는 것으로 분석되었으며, 만약 다이메틸설폭사이드가 전기분무 과정에서 완전히 증발하지 않았다면 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자를 파우더 형태로 얻을 수 없었을 것으로 판단되었다. 전기분무된 마이크로액적의 큰 표면 면적은 비록 다이메틸설폭사이드의 기화점이 189℃라 하여도 전기분무를 통하여 빠르게 증발될 수 있도록 촉진하는 역할을 하였다. In a specific embodiment of the present invention, the temperature of the room at which electrospray is carried out is 26 ° C., which is higher than 19 ° C., the melting point of dimethylsulfoxide, of poly (D, L-lactide-co-glycolide) , L-lactide-co-glycolide) microparticles did not influence the crystallization of the dimethylsulfoxide solution in forming the porosity of the microparticles. The pore formation was analyzed through phase separation of the solvent with evaporation of the solvent during the electrospray, and if the dimethylsulfoxide had not completely evaporated during the electrospray process, the poly (D, L-lactide-co-glycol The large surface area of the electrosprayed microdroplet was found to be much higher than the vaporization point of dimethylsulfoxide, even at 189 ° C, And it was responsible for facilitating to be fast evaporating.

더하여, 인산완충식염수(Phosphate-buffered saline, PBS)를 통한 세척과 장시간의 동결건조를 통하여 잔존 다이메틸설폭사이드를 제거하기 때문에 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 마이크로입자에 잔존 용매가 남아있지 않았다. In addition, poly (D, L-lactide-co-glycolide) (Poly (D, L-lactide-co- glycolide)) is used to remove residual dimethyl sulfoxide through washing with phosphate- buffered saline , L-lactide-co-glycolide) microparticles.

본 발명의 구체적인 일실시예에서, 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 마이크로입자의 표면 구멍의 크기는 62.7±8.5nm였으며, 안쪽 공극이 표면의 공극보다 큰 것으로 관찰되었다(도 3). 이러한 현상은 유화(emulsification)와 용매증발법에서 관찰된 것으로, 전기분무된 마이크로액적이 오일과 공기의 사이에서 용매의 빠른 증발로 인하여 표면이 굳어지며 전체적인 마이크로입자 크기가 결정되기 때문인 것으로 분석되었다. 마이크로액적 내의 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 분자는 연속적으로 표면으로 움직이고 전기분무 과정 중 석출되어 결과적으로 상대적으로 밀집된 표면과 다공성의 내부를 가지게 되었다. 이러한 형태는 겉표면의 작은 구멍들은 막기가 쉬우며 내부의 큰 다공성은 다량의 단백질을 함입시키는 데에 유리한 형태이다. In a specific embodiment of the present invention, the size of the surface pores of the poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles was 62.7 +/- 8.5 nm, It was observed that the inner pore was larger than the pores on the surface (Figure 3). This phenomenon was observed in the emulsification and solvent evaporation methods, because the electrosprayed micro-droplet was caused by the rapid evaporation of the solvent between the oil and air The poly (D, L-lactide-co-glycolide) molecules in the microdroplets move continuously to the surface and precipitate during the electrospray process, resulting in relative It has a dense surface and a porous interior, which allows the small pores on the surface to be easily blocked and the large porosity on the inside, which is advantageous for incorporating large amounts of protein A.

본 발명의 구체적인 일실시예에서, 인산완충식염수와 다이메틸설폭사이드 혼합액은 마이크로입자 표면의 구멍을 닫는데 사용되었다. 다이메틸설폭사이드는 상대적으로 낮은 독성으로 인한 단백질의 변성에 영향이 거의 없기에 선택적으로 사용되었다. 다이메틸설폭사이드의 비율이 30w/w%보다 높을 때는 다공성의 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자가 서로 합쳐지는 경향으로 인하여 커다란 덩어리를 형성하였다. 이에 따라, 다이메틸설폭사이드와 인산완충식염수 용액의 혼합율은 20w/w%로 유지하였으며 상기 비율에 따라 모든 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자가 뭉침 현상 없이 잘 분산될 수 있었다. In one specific embodiment of the present invention, a phosphate buffered saline and dimethylsulfoxide mixture was used to close the pores of the microparticle surface. Dimethyl sulfoxide was used selectively because it had little effect on denaturation of the protein due to its relatively low toxicity. When the ratio of dimethyl sulfoxide was higher than 30 w / w%, a large lump was formed due to the tendency of the porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles to join with each other. Thus, the mixing ratio of the dimethyl sulfoxide and the phosphate buffered saline solution was maintained at 20 w / w%, and all of the poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles were well dispersed I could.

또한, 도 3 (C) 및 (D)에서 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자 표면의 구멍은 닫혀도 내부의 다공성은 잘 유지됨이 나타났다. 이에 따라, 겉표면의 구멍을 닫음으로써 함입된 단백질의 서방성 방출이 가능하며 장시간 동안 함입된 단백질의 활성과 단백질 구조가 변성 없이 유지된다. In addition, in Fig. 3 (C) and (D), the porosity of the poly (D, L-lactide-co-glycolide) Thus, by closing the pores of the outer surface, sustained releasing of the embedded protein is possible, and the protein activity and protein structure that are embedded for a long time are maintained without denaturation.

본 발명의 구체적인 일실시예에서, 형광체 이소티오시아네이트 덱스트란(fluorescein isothiocyanate-dextran, FITC-dextran)을 먼저 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자에 함입하였다. 용매혼합액으로 처리하기 전 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자는 낮은 형광을 띄었으며, 이것은 물리적으로 형광체 이소티오시아네이트 덱스트란이 표면과 마이크로입자에 흡착되어있기 때문이다. 이와 대조적으로, 용매혼합액으로 처리한 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자는 다량의 형광체 이소티오시아네이트 덱스트란이 관찰되었다(도 4 (A)). In one specific embodiment of the present invention, fluorescein isothiocyanate-dextran (FITC-dextran) was first incorporated into porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles. The porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles before treatment with the solvent mixture had low fluorescence, because physically the phosphor isothiocyanate dextran was adsorbed on the surface and microparticles to be. In contrast, in the poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles treated with the solvent mixture, a large amount of phosphor isothiocyanate dextran was observed (FIG.

또한, 용매처리를 한 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 형광감도는 용매처리하지 않은 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자보다 훨씬 더 높은 형광감도를 나타내었으며 이는 용매처리한 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자에 다량의 형광체 이소티오시아네이트 덱스트란이 함입되어 있음을 시사하였다(도 4 (B)).In addition, the fluorescence sensitivity of the solvent-treated poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles is much higher than that of the solventless poly (D, L-lactide-co- glycolide) microparticles (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles containing a large amount of phosphor isothiocyanate dextran (FIG. 4 (B)).

본 발명의 구체적인 일실시예에서, 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자에 함입을 위한 단백질로 널리 이용되고 있는 소혈청 알부민(Albumin from bovine serum, BSA)를 모델 단백질로 사용 시, 마이크로입자에 함입된 소혈청 알부민과 방출된 소혈청 알부민의 원편광2색성 분광법(circular dichroism(CD) spectroscopy)를 통하여 소혈청 알부민에 변성이 없다는 것을 확인하였다. 용매처리된 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자에 함입된 소혈청 알부민의 함입률은 89.7%으로 용매처리되지 않은 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자에 대한 함입률 52.3%보다 훨씬 높았다. In a specific embodiment of the present invention, albumin from bovine serum (BSA), widely used as a protein for inclusion in poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles, When used, it was confirmed that there was no denaturation of bovine serum albumin through circular dichroism (CD) spectroscopy of bovine serum albumin and released bovine serum albumin embedded in microparticles. The incorporation rate of bovine serum albumin embedded in the solvent-treated poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles was 89.7%, and the incorporation rate of poly (D, L-lactide- co- glycolide) The penetration rate for microparticles was much higher than 52.3%.

또한, 용매처리하지 않은 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 소혈청 알부민 방출량은 1일째에 50% 정도였으며 10일 후에는 방출 안정기를 나타내었으나, 이와 대조적으로 용매처리한 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자는 초기과량방출 없이 60일 이상으로 장기간 서방성 방출함을 확인하였다. 이는 단백질의 함량과 방출 기간을 고농도의 BSA를 함입함으로써 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 고농도의 소혈청 알부민를 함입함으로써 단백질의 함량과 방출 기간을 증가시킬 수 있을 것으로 판단되었다.
In addition, the amount of bovine serum albumin released from the untreated poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles was about 50% on day 1 and released after 10 days, One poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticle was found to release slowly over a period of 60 days without initial overdose release. This can be increased by incorporating high levels of BSA into the protein content and release period. Therefore, it was concluded that the content of protein and the release period could be increased by incorporating a high concentration of bovine serum albumin.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the following examples are intended to illustrate the contents of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following examples. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

<< 실시예Example 1> 다공성 폴리(D,L- 1> Porous poly (D, L- 락티드Lactide -코--nose- 글리콜라이드Glycolide )(Poly(D,L-) (Poly (D, L- lactidelactide -- coco -glycolide) 마이크로입자 제조-glycolide) Microparticle production

다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide), 락티드 75: 글리콜라이드 25, Sigma-Aldrich) 마이크로입자를 제조하기 위하여, 수직 전기분무공정을 이용하였다. 다이메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO)에 녹인 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 용액 5, 7, 10 및 15 중량%을 알루미늄 호일 집전판(collector plate)에 실린지 펌프(syringe pump)(NE-1000, New Era Pump Systems Inc.)를 사용하여 유속을 0.02mL/min로 유지한 상태로 전기분무하였다. 노즐(24G 주사침)과 알루미늄 호일 집전판의 거리는 20cm로 15kV의 전압을 적용하였다. 용매의 증발 후, 알루미늄 호일에 집전된 다공성의 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자를 인산완충식염수(Phosphate-buffered saline, PBS, pH 7.4, Sigma-Aldrich)를 사용하여 수득하고 이를 동결건조하였다.To prepare microparticles of porous poly (D, L-lactide-co-glycolide), lactide 75: glycolide 25, Sigma-Aldrich) Spraying process was used. 5, 7, 10 and 15% by weight of a solution of poly (D, L-lactide-co-glycolide) dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) were placed in an aluminum foil collector plate syringe pump (NE-1000, New Era Pump Systems Inc.) at a flow rate of 0.02 mL / min. The distance between the nozzle (24G needle) and the aluminum foil collector plate was 20 cm and a voltage of 15 kV was applied. After evaporation of the solvent, the porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles collected in an aluminum foil were dissolved in phosphate buffered saline (PBS, pH 7.4, Sigma-Aldrich) And lyophilized.

제조된 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 형태를 관찰하기 위하여 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM, S-4800, Hitachi High-Technologies, Co. Ltd., Japan)을 사용하였다. To observe the morphology of the prepared porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles, a scanning electron microscope (SEM, S-4800, Hitachi High- ) Were used.

그 결과, 도 2 (A)와 같이, 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 농도가 7% 이하일 때는 구형이 관찰되었고 10%일 때는 진주목걸이형(sphere-on-string structure)이 나타났다. 낮은 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 농도에서는 다공성 구조가 증가하며 이는 전기분무를 통하여 용매가 빠르게 증발하기 때문인 것으로 분석되었다. 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자 제작 시, 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 농도가 5중량%인 경우에는 잘 부서지기 때문에 높은 다공성을 유지하기 어려웠고 실험을 수행하기에 있어 그 물성이 약하였다. 도 2 (B)와 같이, 마이크로입자의 평균 크기는 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 고분자의 농도의 증가에 따라 2.90±0.72μm 에서 6.23±1.13μm로 증가하였다. 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자는 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 고분자 농도가 7중량%일 때 변동계수가 9.6%로 상대적으로 균일한 크기를 나타내었다. As a result, a spherical shape was observed when the poly (D, L-lactide-co-glycolide) concentration was 7% or less, and 10% (D, L-lactide-co-glycolide) concentration increases the porosity structure because the solvent evaporates rapidly through the electrospray When making poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles, the poly (D, L-lactide-co-glycolide) concentration of 5 wt% As shown in Figure 2 (B), the average size of the microparticles was found to increase with increasing concentration of the poly (D, L-lactide-co-glycolide) polymer (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles increased from 2.90 ± 0.72 μm to 6.23 ± 1.13 μm. Showed a relatively uniform size with a coefficient of variation of 9.6% when the poly (D, L-lactide-co-glycolide) polymer concentration was 7 wt%.

결론적으로, 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 공극률과 물성, 균일한 크기를 고려하였을 때 단백질 함입 실험을 위하여 제작할 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 마이크로입자의 농도는 7중량%가 적절하였다. In conclusion, considering the porosity, physical properties and uniform size of the poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles, the poly (D, L-lactide-co- glycolide ) (Poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles concentration of 7 wt.

전기분무를 하는 실내 온도는 26℃로 다이메틸설폭사이드의 녹는점(19℃)에 비하여 높았으므로 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 다공성을 형성함에 있어서 다이메틸설폭사이드 용액의 결정화가 영향을 끼치지 않았으며, 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 공극 형성은 전기분무를 수행하는 동안 용매의 증발과 함께 용매의 상분리를 통하여 이루어진 것으로 분석되었다.
The room temperature at which the electrospray was performed was 26 ° C., which was higher than the melting point (19 ° C.) of dimethylsulfoxide. Therefore, in forming the porosity of poly (D, L-lactide-co- glycolide) microparticles, The crystallization of the side-solution did not affect the formation of voids in the poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles, which was accomplished by phase separation of the solvent with evaporation of the solvent during electrospinning Respectively.

<< 실시예Example 2> 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 마이크로입자로의 단백질 함입 Protein incorporation into poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles of porous poly (D, L-lactide-co-glycolide)

다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 마이크로입자를 40mg/mL 소혈청 알부민(Albumin from bovine serum, BSA, Sigma-Aldrich)가 녹아있는 5mL 인산완충식염수(Phosphate-buffered saline, PBS, pH 7.4)에 침지 후 진공을 주어 소혈청 알부민 용액이 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자 내부에 구멍을 통하여 함입하게 하였다. 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자에 소혈청 알부민 용액이 들어가 있는 상태에서 원심분리 공정을 통하여 마이크로입자 외의 상층액을 파이펫을 사용하여 제거한 후 다이메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO)(20w/w%)가 섞여있는 수용액 5mL을 첨가하였다. 다음의 혼합물을 오르비탈 혼합기(orbital shaker)에 4시간 정도 반응시켜 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 표면 구멍이 다이메틸설폭사이드 수용액에 의하여 녹아서 막히도록 하였다. 필터페이퍼를 통하여 표면의 구멍을 막은 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자를 수득하고 잔존 다이메틸설폭사이드 용매를 제거한 후 동결건조하였다. 동결건조하는 이유는 단백질은 수용액인 상태보다 고체인 상태가 더 안정적이라고 알려져 있기 때문이다.The microparticles of poly (D, L-lactide-co-glycolide) (poly (D, L-lactide-co- glycolide) microparticles were suspended in 40 mg / mL bovine serum albumin (BSA, Sigma-Aldrich) After immersing in 5 mL phosphate-buffered saline (PBS, pH 7.4), the bovine serum albumin solution was poured through a porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) The supernatant from the microparticles was removed using a pipette by centrifugation in the presence of the bovine serum albumin solution in the porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles, 5 mL of an aqueous solution containing dimethyl sulfoxide (DMSO) (20 w / w%) was added. The following mixture was reacted in an orbital shaker for about 4 hours to prepare a porous poly (D, L-lactide - co-glycolide) surface pores of microparticles (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles having pores on the surface through a filter paper were obtained and the remaining dimethylsulfoxide solvent was removed, The reason for lyophilization is that it is known that the solid state of protein is more stable than that of aqueous solution.

이후, 단백질이 함입되는 것을 확인하기 위하여, 위와 동일한 공정으로 형광체 이소티오시아네이트 덱스트란(fluorescein isothiocyanate-dextran, FITC-dextran, Sigma-Aldrich)을 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자에 함입하였다.
Then, in order to confirm that the protein is embedded, the fluorescein isothiocyanate-dextran (FITC-dextran, Sigma-Aldrich) was dissolved in poly (D, L-lactide-co- glycolide ) Microparticles.

<< 실시예Example 3> 주사전자현미경을 통한 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 마이크로입자 분석 3> Analysis of porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles through scanning electron microscopy

다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 마이크로입자의 표면처리 전과 후의 형태를 관찰하기 위하여 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)을 사용하였다. 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 절단면을 주사전자현미경으로 관찰하기 위하여, 동결마이크로톰(Cryotome FSE, Thermo scientific, Co. Ltd., USA)을 사용하였다. 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 평균 크기는 이미지J 소프트웨어(ImageJ software, National Institutes of Health, USA)(n = 500)를 사용하여 주사전자현미경 사진을 측정하여 구하였다. A scanning electron microscope (SEM) was used to observe the morphology of the porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles before and after the surface treatment. Free microtome (Cryotome FSE, Thermo scientific, Co. Ltd., USA) was used to observe the cross section of the poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles by scanning electron microscopy porous poly (D, L- lactide-co-glycolide), average size of the microparticles is image J software (ImageJ software, National Institutes of Health, USA) using (n = 500) measured with a scanning electron microphotograph Respectively.

그 결과, 도 3과 같이 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자 7중량% 표면 구멍을 다이메틸설폭사이드 용매로 막기 전과 막은 후에 따르는 입자의 절단면을 확인하였다. 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 표면 구멍의 크기는 62.7±8.5nm이었으며, 안쪽 공극이 표면 공극보다 큰 것으로 확인하였다. 인산완충식염수(Phosphate-buffered saline, PBS)와 다이메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO) 혼합액은 마이크로입자 표면의 구멍을 닫는 데에 사용되었다. 다이메틸설폭사이드의 비율이 30w/w%보다 높을 때는 다공성의 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자가 서로 합쳐지는 경향으로 인하여 커다란 덩어리를 형성하였다. As a result, the cut surfaces of the particles before and after the 7-wt% surface pores of the porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles were blocked with the dimethylsulfoxide solvent as shown in Fig. The size of the surface pores of the poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles was 62.7 ± 8.5 nm and the inner pores were confirmed to be larger than the surface pores. A mixture of phosphate-buffered saline (PBS) and dimethyl sulfoxide (DMSO) was used to close the microporous surface pores. When the ratio of dimethyl sulfoxide was higher than 30 w / w%, a large lump was formed due to the tendency of the porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles to join with each other.

그러므로, 다이메틸설폭사이드와 인산완충식염수 용액의 혼합율을 20w/w%로 유지하였으며, 도 3의 (C)와 (D)와 같이 표면의 구멍이 없어져도 내부의 다공성은 잘 유지되는 것을 확인하였다. Therefore, the mixing ratio of the dimethylsulfoxide and the phosphate buffered saline solution was maintained at 20 w / w%, and it was confirmed that the porosity of the inside was maintained even when the holes on the surface were lost as shown in (C) and (D)

폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자 내에 형광체 이소티오시아네이트 덱스트란(fluorescein isothiocyanate-dextran, FITC-dextran, Sigma-Aldrich)이 잔존하는지를 확인하기 위하여 공초점현미경(LSM700, ZEISS, Germany)을 사용하였다. 이미지J 소프트웨어와 공초점현미경 사진을 통하여 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자 안에 함유된 형광체 이소티오시아네이트 덱스트란의 형광 감도 및 분포도를 개략적으로 정리하였다. 단백질의 변성 정도를 측정하기 위하여 0, 20, 50w/w%의 다이메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO) 용액으로 4시간 동안 처리한 소혈청 알부민(Albumin from bovine serum, BSA) 단백질을 원편광 이색성 분광기(circular dichroism spectroscope, J-815, Jasco International, Co. Ltd., Japan)를 사용하여 단백질의 다이메틸설폭사이드 수용액에 대한 변성 정도를 관찰하였다.In order to confirm whether fluorescein isothiocyanate-dextran (FITC-dextran, Sigma-Aldrich) remained in the poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles, a confocal microscope (LSM700, ZEISS, Germany). Fluorescence sensitivity and distribution of fluorescent isothiocyanate dextran contained in poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles through image J software and confocal microscope photographs are summarized. To measure the degree of protein denaturation, albumin from bovine serum (BSA) protein treated with 0, 20, and 50 w / w% dimethyl sulfoxide (DMSO) solution for 4 hours was subjected to circular polarization dichroism The degree of denaturation of the protein with respect to the dimethylsulfoxide aqueous solution was observed using a circular dichroism spectroscope (J-815, Jasco International, Co. Ltd., Japan).

단백질의 함입을 확인하기 위하여, 형광체 이소티오시아네이트 덱스트란을 실시예 2와 동일한 방법에 따라 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자에 함입하였다. In order to confirm the incorporation of the protein, the phosphor isothiocyanate dextran was incorporated into the porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles in the same manner as in Example 2.

그 결과, 도 4 (A)와 같이 용매혼합액으로 처리하기 전 다공성 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자는 낮은 형광을 띄고 있었으나, 용매혼합액으로 처리한 후 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자에서는 다량의 형광체 이소티오시아네이트 덱스트란이 관찰되었다. As a result, the porous poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles had low fluorescence before being treated with the solvent mixture as shown in FIG. 4 (A) L-lactide-co-glycolide) microparticles, a large amount of phosphor isothiocyanate dextran was observed.

또한, 형광체 이소티오시아네이트 덱스트란을 함입한 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 용매처리 전후의 형광감도를 정량적으로 분석한 결과, 도 4 (B)와 같이 용매처리를 한 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자의 형광감도가 용매처리하지 않은 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자보다 훨씬 더 높은 형광감도를 가지고 있는 것으로 나타났으며 이는 용매처리한 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자에 다량의 형광체 이소티오시아네이트 덱스트란이 함입되어 있음을 시사하였다.
The fluorescence sensitivities of the poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles containing the phosphor isothiocyanate dextran before and after the solvent treatment were quantitatively analyzed. As a result, The fluorescence sensitivity of the poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles treated was much higher than that of the poly (D, L-lactide-co- glycolide) , Suggesting that a large amount of phosphorus isothiocyanate dextran was incorporated into the solvent-treated poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles.

<< 실시예Example 4>  4> 폴리Poly (D,L-(D, L- 락티드Lactide -코--nose- 글리콜라이드Glycolide )() ( PolyPoly (D,L-(D, L- lactidelactide -- coco -- glycolideglycolide ) 마이크로입자로 함입된 단백질의 변성 여부 분석 ) Analysis of denaturation of proteins embedded in microparticles

단백질을 전달체에 함입하는데 있어서 단백질의 변성 여부는 매우 중요하므로, 다이메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO)에 의한 단백질의 변성이 일어나는지 알아보기 위하여 원편광2색성 분광법(circular dichroism(CD) spectroscopy)을 사용하였다. Since protein denaturation is crucial for the incorporation of proteins into the transporter, circular dichroism (CD) spectroscopy can be used to determine whether protein denaturation occurs by dimethyl sulfoxide (DMSO) Respectively.

208과 222nm 원편광2색성 스펙트럼에서 알파-나선 지문(α-helix fingerprint)을 통하여 소혈청 알부민(Albumin from bovine serum, BSA)의 변성 여부를 확인한 결과, 도 5 (A)와 같이 일반적인 소혈청 알부민의 원편광2색성 스펙트럼과 50w/w%의 다이메틸설폭사이드 혼합액에 노출된 소혈청 알부민의 원편광2색성 스펙트럼에는 차이가 없었으며, 마이크로입자에 함입된 소혈청 알부민과 방출된 소혈청 알부민의 원편광2색성 스펙트럼에서도 소혈청 알부민의 변성이 없음을 확인하였다.
As shown in FIG. 5 (A), denaturation of bovine serum albumin (BSA) was confirmed by alpha -hellix fingerprint in the 208 and 222 nm circular dichroism spectra. As a result, , And there was no difference in the circular dichroism spectrum of the bovine serum albumin exposed to the mixture of the 50% w / w dimethylsulfoxide and the bovine serum albumin embedded in the microparticles and the bovine serum albumin It was also confirmed that there was no denaturation of bovine serum albumin even in the circular dichroism spectrum.

<< 실시예Example 5> 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 마이크로입자로의 단백질 함입 효율 분석 5> Analysis of protein incorporation efficiency into poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles

폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 마이크로입자에 함입된 소혈청 알부민(Albumin from bovine serum, BSA)의 함유 효율을 확인하기 위하여 추출법을 사용하였다. 건조된 소혈청 알부민을 함유한 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자 10mg을 1mL 디메틸클로라이드(dimethylchloride, DCM)에 용해 후 10mL 인산완충식염수(Phosphate-buffered saline, PBS, pH 7.4)를 첨가하였다. 이 혼합액을 1시간 동안 교반시켜 소혈청 알부민을 용출하였다. 그 후, 혼합액을 3000rpm으로 5분 동안 원심분리하여 물과 유기용매의 상분리를 유도하였다. 물상에 용출된 소혈청 알부민의 농도를 측정하기 위하여 바이오래드 단백질 어세이 시약(Bio-Rad Protein Assay reagent)(Cat. #500-0006, Bio-Rad Laboratories Inc.)를 사용하였다. 소혈청 알부민이 용출된 용액 10mL와 단백질 어세이 용액 200mL를 인산완충식염수 800mL에 넣고 2분 동안 교반하였다. 교반된 혼합액을 마이크로플레이트 분광광도계(microplate spectrophotometer, EON, BioTek, USA)를 사용하여 595nm에서 흡광도를 측정하였다. 함입 효율은 실제 소혈청 알부민의 함입량과 이론적인 소혈청 알부민의 함입량의 비율을 통하여 환산하였다. 약물 방출 거동을 확인하기 위해서 소혈청 알부민이 함입된 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자 10mg/mL를 인산완충식염수 2mL에 침지한 후 37℃를 유지하였다. 방출된 소혈청 알부민의 양은 마이크로플레이트 분광광도계를 사용하여 595nm의 흡광도로 정해진 시간에 따라 측정하였다. 모든 실험은 3번 반복하여 수행하였으며 실험 결과는 ±를 통하여 표준편차로 나타내었다. In order to investigate the efficiency of the incorporation of bovine serum albumin (BSA) into poly (D, L-lactide-co-glycolide) 10 mg of poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles containing dried bovine serum albumin were dissolved in 1 mL of dimethylchloride (DCM), and then 10 mL of phosphate- buffered saline, PBS, pH 7.4), and the mixture was stirred for 1 hour to elute bovine serum albumin. Then, the mixture was centrifuged at 3000 rpm for 5 minutes to induce phase separation of water and organic solvent. (Bio-Rad Protein Assay reagent (Cat. # 500-0006, Bio-Rad Laboratories Inc.) was used to measure the concentration of bovine serum albumin eluted in the culture medium. 10 mL of the solution and 200 mL of the protein assay solution The absorbance of the mixed solution was measured at 595 nm using a microplate spectrophotometer (EON, BioTek, USA). The penetration efficiency was calculated by subtracting the actual amount of bovine serum albumin (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles containing bovine serum albumin (10 mg / mL) were dissolved in phosphate buffered saline (PBS) to determine drug release behavior. The amount of bovine serum albumin released was measured at a fixed time with an absorbance of 595 nm using a microplate spectrophotometer All experiments were repeated three times and the results were as follows: ± standard deviations.

용매처리된 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자에 함입된 소혈청 알부민의 함입률은 89.7%으로 용매처리되지 않은 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자에 함입된 소혈청 알부민의 함입률 52.3%보다 훨씬 높았다. The incorporation rate of bovine serum albumin embedded in the solvent-treated poly (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles was 89.7%, and the incorporation rate of poly (D, L-lactide- co- glycolide) Which was significantly higher than the 52.3% incorporation of bovine serum albumin into microparticles.

또한, 도 5 (B)와 같이, 용매처리하지 않은 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 마이크로입자의 소혈청 알부민 방출량은 1일째에 50% 정도이고 10일 후에는 방출 안정기를 가지는 것으로 나타났으며, 이와 대조적으로 용매처리한 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드) 마이크로입자는 초기과량방출 없이 60일 이상으로 소혈청 알부민을 장기간 서방성 방출하는 것을 확인하였다. 이에 따라, 고농도의 소혈청 알부민를 함입함으로써 단백질의 함량과 방출 기간을 증가시킬 수 있을 것으로 판단되었다. As shown in Fig. 5 (B), the amount of bovine serum albumin released from poly (D, L-lactide-co-glycolide) (D, L-lactide-co-glycolide) microparticles were found to have release stabilizers at about 50% at day 1 and after 10 days in contrast to solvent-treated poly It was confirmed that the long - term sustained release of bovine serum albumin. Thus, it was considered that the content of protein and the release period could be increased by incorporating bovine serum albumin at a high concentration.

Claims (9)

고분자를 포함하는 분무 원액을 준비하고;
전압을 인가하면서 상기 준비된 분무 원액을 전기분무하여 다공성 고분자 마이크로입자를 생성하고;
상기 다공성 고분자 마이크로입자에 진공을 주어 약물을 함입하고; 그리고
상기 약물이 함입된 다공성의 고분자 마이크로입자를, 식염수 전체 중량에 대하여 1 내지 30 중량%를 포함하는 다이메틸설폭사이드 수용액에 1 내지 4 시간 동안 침지시켜 상기 다공성 고분자 마이크로입자의 표면을 녹임으로써 상기 마이크로입자 표면의 구멍을 닫는 단계;
를 포함하는 다공성 고분자 마이크로입자 제조방법.
Preparing a spraying stock solution containing the polymer;
Spraying the prepared spraying stock solution while applying a voltage to produce porous polymer microparticles;
Applying a vacuum to the porous polymeric microparticles to incorporate the drug; And
The surface of the porous polymer microparticles is dissolved by immersing the drug-containing porous polymer microparticles in a dimethylsulfoxide aqueous solution containing 1 to 30 wt% based on the total weight of the saline solution for 1 to 4 hours, Closing the hole in the particle surface;
Wherein the porous polymer microparticles are produced by a method comprising the steps of:
제1항에 있어서, 상기 고분자는 생분해성과 생체적합성을 가지고 있는 고분자인 다공성 고분자 마이크로입자 제조방법.The method for producing porous polymer microparticles according to claim 1, wherein the polymer has biodegradability and biocompatibility. 제2항에 있어서, 상기 생분해성과 생체적합성을 가지고 있는 고분자는 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide)(Poly(D,L-lactide-co-glycolide), PLGA) 및 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)을 포함하는 군으로부터 선택되는 것인 다공성 고분자 마이크로입자 제조방법.The method of claim 2, wherein the biodegradable and biocompatible polymer is selected from the group consisting of poly (D, L-lactide-co-glycolide) (Poly (D, L- lactide-co-glycolide, PLGA) and Polycaprolactone (PCL). 제1항에 있어서, 상기 고분자를 포함하는 분무 원액은 1 내지 20 중량%의 농도인 것을 특징으로 하는 다공성 고분자 마이크로입자 제조방법.The method of claim 1, wherein the spraying liquid containing the polymer has a concentration of 1 to 20 wt%. 제4항에 있어서, 상기 분무 원액은 휘발점이 높은 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 고분자 마이크로입자 제조방법.5. The method of claim 4, wherein the spraying liquid comprises an organic solvent having a high volatility point. 제5항에 있어서, 상기 휘발점이 높은 유기용매는 다이메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 아세토나이트릴 (acetonitrile) 또는 다이메틸카보네이트 (Dimethyl carbonate)로 이루어진 군에서 선택되는 것인 다공성 고분자 마이크로입자 제조방법.The porous polymer microparticle of claim 5, wherein the organic solvent having a high volatility point is selected from the group consisting of dimethyl sulfoxide (DMSO), acetonitrile, and dimethyl carbonate. Gt; 제1항에 있어서, 상기 다공성 고분자 마이크로입자를 생성하는 단계에서, 상기 전압은 10 내지 20kV의 범위로 인가하면서 수행하는 것을 특징으로 하는 다공성 고분자 마이크로입자 제조방법.The method of claim 1, wherein the step of forming the porous polymer microparticles is performed while the voltage is applied in a range of 10 to 20 kV. 제1항에 있어서, 상기 약물은 단백질, 펩타이드, 소수성 약물, 친수성 약물 또는 난용성 약물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 약물인 다공성 고분자 마이크로입자 제조방법.The method of claim 1, wherein the drug is selected from the group consisting of a protein, a peptide, a hydrophobic drug, a hydrophilic drug, or a poorly soluble drug. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조되는 다공성 고분자 마이크로입자.9. A porous polymer microparticle produced by the production method according to any one of claims 1 to 8.
KR1020140044680A 2014-04-15 2014-04-15 Polymer microparticle with a porous structure and process for preparing the same KR101609047B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140044680A KR101609047B1 (en) 2014-04-15 2014-04-15 Polymer microparticle with a porous structure and process for preparing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140044680A KR101609047B1 (en) 2014-04-15 2014-04-15 Polymer microparticle with a porous structure and process for preparing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150119527A KR20150119527A (en) 2015-10-26
KR101609047B1 true KR101609047B1 (en) 2016-04-05

Family

ID=54427921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140044680A KR101609047B1 (en) 2014-04-15 2014-04-15 Polymer microparticle with a porous structure and process for preparing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101609047B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101969723B1 (en) 2017-10-26 2019-04-17 충남대학교산학협력단 Manufacturing method of biodegradable micro-beads by melt electrospray process

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180018157A (en) * 2016-08-12 2018-02-21 고려대학교 산학협력단 Porous polymer microsphere for the prevention or treatment of soft tissue diseases and preparation method thereof
KR101879399B1 (en) * 2016-11-15 2018-07-18 이화여자대학교 산학협력단 Methods for producing various microspheres using non-halogenated solvent
KR101998789B1 (en) * 2018-11-09 2019-07-10 고려대학교 산학협력단 Porous polymer microsphere for the prevention or treatment of soft tissue diseases and preparation method thereof
WO2022197101A1 (en) * 2021-03-16 2022-09-22 주식회사 오스펌 Composite of calcium phosphate-based bioceramic and biodegradable polymer and manufacturing method therefor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
POLYMER (KOREA VOL.31, NO.3.), 2007, PP 215-220

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101969723B1 (en) 2017-10-26 2019-04-17 충남대학교산학협력단 Manufacturing method of biodegradable micro-beads by melt electrospray process

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150119527A (en) 2015-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101609047B1 (en) Polymer microparticle with a porous structure and process for preparing the same
US9381164B2 (en) Silk nanospheres and microspheres and methods of making same
Tu et al. Controlling the stability and size of double-emulsion-templated poly (lactic-co-glycolic) acid microcapsules
FI104954B (en) Controlled drug delivery system comprising protein or polypeptide interaction and biodegradable polymers
Zuidema et al. Oriented nanofibrous polymer scaffolds containing protein‐loaded porous silicon generated by spray nebulization
US9561190B2 (en) Nonwoven membrane as a drug delivery system
Ungaro et al. Microsphere-integrated collagen scaffolds for tissue engineering: effect of microsphere formulation and scaffold properties on protein release kinetics
KR101741982B1 (en) Porous biodegradable polymer microsphere for dual-loaded drug delivery and method for producing thereof
US20140105978A1 (en) Silk microspheres for encapsulation and controlled release
US20170340575A1 (en) Method using polyethylene glycol to prepare fibroin nano/microspheres, and application of method in controlled drug release
Pacheco et al. Development of an injectable PHBV microparticles-GG hydrogel hybrid system for regenerative medicine
Sadeghi et al. Biocompatible nanotubes as potential carrier for curcumin as a model bioactive compound
Wang et al. Narrowing the diversification of supramolecular assemblies by preorganization
US20110020225A1 (en) Porous polymer particles immobilized with charged molecules and method for preparing the same
Bege et al. In situ forming nimodipine depot system based on microparticles for the treatment of posthemorrhagic cerebral vasospasm
JP2018510883A (en) Dissolvable microniddle for protein or peptide delivery
Paik et al. Entrapment of protein using electrosprayed poly (D, L‐lactide‐Co‐glycolide) microspheres with a porous structure for sustained release
He et al. Sequence-controlled delivery of peptides from hierarchically structured Nanomaterials
JP2017527566A (en) Protein capsule
Ansary et al. Preparation, characterization, and in vitro release studies of insulin-loaded double-walled poly (lactide-co-glycolide) microspheres
EP2203159A1 (en) Dispersion of poloxamer- protein particles, methods of manufacturing and uses thereof
TW200836770A (en) Controlled release system and manufacture method thereof
KR101831417B1 (en) Porous microspheres with spontaneous pore-closing functionality and method for preparing the same
Omidi et al. Impact of lipid/magnesium hydroxide hybrid nanoparticles on the stability of vascular endothelial growth factor-loaded PLGA microspheres
Shim et al. Fabrication of hollow porous PLGA microspheres using sucrose for controlled dual delivery of dexamethasone and BMP2

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
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200310

Year of fee payment: 5