KR20070070061A - A complex material using caprolacton and glycolide for drug delivery system and method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따라, 메틸렌블루가 10% 혼합된 매크로머를 촬영한 SEM(Scanning Electron Microscopy) 사진이다.1 is a SEM (Scanning Electron Microscopy) photograph of a macromer mixed with methylene blue 10% according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 따라 카프로락톤과 글리콜라이드로부터 스탠다드 폴리머(Standard polymer)인 매크로머를 제조하여 약물전달 시스템의 복합물질을 제조하는 반응 메카니즘을 간단히 도시한 것이다.FIG. 2 is a simplified illustration of a reaction mechanism for preparing a composite material of a drug delivery system by preparing a macromer, which is a standard polymer, from caprolactone and glycolide according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 실시예의 1)에 따라 카프로락톤과 글리콜라이드로 공중합된 다이올의 절대 분자량 측정을 위한 NMR 분석 그래프이다.3 is an NMR analysis graph for measuring the absolute molecular weight of diol copolymerized with caprolactone and glycolide according to Example 1) of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 1)에 따라 카프로락톤과 글리콜라이드로 공중합된 폴리에스터다이올의 열적 성질을 알아보기 위하여 DSC법으로 분석한 그래프이다.4 is a graph analyzed by DSC method to determine the thermal properties of polyester diol copolymerized with caprolactone and glycolide according to Example 1) according to the present invention.
도 5는 실험예에서 가수분해를 통한 메틸렌 블루의 용출실험으로, 먼저 활성물질이 포함되어 있지 않은 필름(S) 및 메틸렌 블루 10%가 포함된 필름(SM)의 무게를 각각 측정한 그래프이다.5 is a dissolution test of methylene blue through hydrolysis in the experimental example, first is a graph measuring the weight of the film (S) that does not contain the active material and the film (SM) containing 10% methylene blue, respectively.
본 발명은 활성물질의 물리적 결합을 통한 약물 전달 시스템용 복합물질 및그의 제조방법에 관한 것으로, 카프로락톤과 글리콜라이드를 출발물질로 하여 올리고머를 제조하고 상기 올리고머를 메타크릴레이션화시켜 매크로머를 얻은 후, 약물이 투여되었을 때 약효를 나타내는 활성물질을 상기 매크로머와 물리적으로 혼합함으로써 생분해성이면서 약물 전달에 효과가 있는 필름형태의 복합물질 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composite material for a drug delivery system through physical coupling of an active substance and a method for preparing the same, to prepare an oligomer using caprolactone and glycolide as starting materials, and to obtain a macromer by methacrylation of the oligomer. Then, the present invention relates to a composite material in the form of a film which is biodegradable and effective in drug delivery by physically mixing an active substance which shows a medicinal effect when the drug is administered, with the macromer.
일반적으로 생분해성이면서 생체적합성을 지닌 고분자 재료로서, 지방족 폴리에스테르인 폴리카프로락톤, 폴리락티드, 그리고 폴리글리콜라이드와 이들을 이용한 공중합체가 알려져 있다. 대표적으로 폴리락티드와 폴리글리콜리드의 공중합체인 폴리(락티드-co-글리코리드)(이하, PLGA라 칭함)는 약물방출체계의 기질, 세포배양을 위한 지지체(scaffold) 및 봉합사 등으로 응용되고 있다. 또한 폴리에테르는 친수성 특성을 통하여 단백질 흡착 등을 억제하며 이로 인해 우수한 생체적합성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 따라서 소수성 특성을 나타내는 지방족 폴리에스테르와 친수성 특성을 지닌 폴리에테르를 공중합하여 블록공중합체를 형성하게 되면 양친성을 나타내어 혈액에 있는 단백질의 흡착을 억제하여 장시간 사람이나 동물의 몸속에서 형태를 유지하여 약물방출 등의 다양한 기능을 수행할 수 있다. In general, as biodegradable and biocompatible polymer materials, aliphatic polyester polycaprolactone, polylactide, and polyglycolide and copolymers thereof are known. Poly (lactide-co-glycolide) (hereinafter referred to as PLGA), which is a copolymer of polylactide and polyglycolide, is applied as a substrate of drug release system, scaffold and suture for cell culture, have. In addition, polyether is known to exhibit excellent biocompatibility due to the inhibition of protein adsorption through hydrophilic properties. Therefore, when a block copolymer is formed by copolymerizing an aliphatic polyester having hydrophobic properties and a polyether having hydrophilic properties, it exhibits amphipathicity, inhibits the adsorption of proteins in the blood, and maintains the form in the body of a human or animal for a long time. Various functions such as release can be performed.
기존에 널리 사용된 PLGA는 분해 속도가 매우 빨라 1~2개월 이내에 분해가 완료되는 매질로 사용되었다. 그러나 PLGA는 우수한 기계적 강도가 요구되는 필름형태의 제조가 용이하지 않으며, 분해가 수개월이 필요한 장시간 응용에는 사용이 어렵고 급격한 분해로 인해 기질 내에 심한 pH의 강하로 단백질 등과 같은 안정성이 저조한 약물의 적용에 어려움이 있다. 반면 단일고분자인 폴리카프로락톤과 폴리락티드를 사용하게 되면 우수한 기계적 물성을 나타내고 분해에 오랜 시간이 걸리는 장점이 있지만, 높은 결정성으로 인해 분해시 분해산물이 결정성을 지니고 있어 주변의 세포에 손상을 주는 단점을 지닌다.PLGA, which has been widely used in the past, has been used as a medium in which decomposition is completed within one to two months due to its rapid decomposition rate. However, PLGA is not easy to manufacture in the form of a film requiring excellent mechanical strength, and is difficult to use for long-term applications requiring several months of decomposition, and due to the rapid drop in pH, the application of poorly stable drugs such as proteins due to the severe drop in pH in the substrate. There is difficulty. On the other hand, the use of single polymers, polycaprolactone and polylactide, has excellent mechanical properties and takes a long time to decompose.However, due to high crystallinity, decomposition products have crystallinity and damage to surrounding cells. Has the disadvantage of giving.
한편, 생분해성 전달매체로 폴리카프로락톤을 재료로 사용할 경우, 그 강도나 활성물질의 조절 방출 기간은 길어질 수 있으나, 그 유연성에 문제가 생기는 반면, 폴리글리콜라이드를 재료로 사용하면 유연성은 높아지나 분해속도가 빨라져 방출조절기간이 짧아지므로 생분해성 전달매체로 폴리카프로락톤의 성질을 유지하면서도 유연성을 가지는 공중합체가 필요하였다.On the other hand, when polycaprolactone is used as a biodegradable delivery medium, the strength and controlled release period of the active substance may be long, but the flexibility may be problematic, whereas the use of polyglycolide as a material may increase flexibility. As the rate of decomposition is shortened and the emission control period is shortened, a copolymer having flexibility while maintaining the properties of polycaprolactone as a biodegradable delivery medium is required.
또한, 종래에는 활성물질(또는 작용물질이라고도 하며, 약물이 투여되었을 때 약효를 나타내는 성분을 의미함)과 생분해성 전달매체와의 물리적 결합(혼합)만으로는 활성물질의 종류에 따라 혼합이 불가능하거나 미세한 양만이 혼합 가능하여 그 제조 자체가 불가능할 때가 있었다. 또한, 활성물질과 생분해성 전달매체와의 화학적 결합을 하여도 그 제조에 한계가 있을 뿐만 아니라 불필요하게 복잡한 공정을 거치게 되어 경제성 면에서도 단점이 되었다. 이와 함께 종래에는 생분해성 고분자 전달매체인 폴리에스테르를 합성하고자 할 때 독성이 강한 촉매를 써서 합성 하기 때문에, 합성 후에 촉매를 다시 제거하여 주어야 하는 단점이 있었다.In addition, in the related art, the physical combination (mixing) of the active substance (also called an active substance, meaning a component that exhibits efficacy when the drug is administered) and the biodegradable delivery medium is impossible or fine depending on the kind of active substance. Only the amounts can be mixed so that the production itself is impossible. In addition, the chemical combination of the active material and the biodegradable delivery medium is not only limited in its manufacture but also unnecessarily complicated process has become a disadvantage in terms of economics. In addition, conventionally, when synthesizing polyester, which is a biodegradable polymer transfer medium, was synthesized using a highly toxic catalyst, so that the catalyst had to be removed again after synthesis.
예를 들어, 한국특허 제515035호에는 소수성 블록은 비결정성 폴리(d,l-락티드), 폴리(d,l-락티드-co-글리코리드), 폴리(d,l-락티드-co-ε-카프로락톤), 폴리(l-락티드-co-글리코리드), 폴리(l-락티드-co-ε-카프로락톤), 폴리(ε-카프로락톤-co-글리코리드), 폴리(ε-카프로락톤-co-글리코리드-co-d,l-락티드), 폴리 (ε-카프로락톤-co-글리코리드-co-l-락티드)의 군에서 선택되고, 친수성 블록으로는 폴리(에틸렌 옥시드)를 갖는 생분해성을 가지면서 수용액상에서 온도에 따라 졸/겔 전이를 보이는 열감응성 스타형 블록공중합체가 기재되어 있다.For example, Korean Patent No. 515035 discloses that hydrophobic blocks include amorphous poly (d, l-lactide), poly (d, l-lactide-co-glycolide), poly (d, l-lactide-co -ε-caprolactone), poly (l-lactide-co-glycolide), poly (l-lactide-co-ε-caprolactone), poly (ε-caprolactone-co-glycolide), poly ( ε-caprolactone-co-glycolide-co-d, l-lactide), poly (ε-caprolactone-co-glycolide-co-l-lactide), and a hydrophilic block as poly Thermally sensitive star block copolymers are described that have biodegradability with (ethylene oxide) and exhibit sol / gel transition with temperature in aqueous solution.
또한, 한국특허 제527292호에는 소수성 생분해성 고분자 블록의 말단에 하나의 양이온 그룹을 가지는 A(친수성 고분자 블록)-B(소수성 생분해성 고분자 블록) 블록형 공중합체를 포함하는, 양이온성 고분자 미셀 형 약물 전달체가 기재되어 있으며, 이 양이온성 생분해성 블록 공중합체는 정전기적 상호작용에 의해 음이온성 약물과 복합체를 형성함을 특징으로 한다. 또한, 한국특허 제527408호에는 카프로락톤과 락티드의 랜덤공중합체와 폴리에테르를 이용한 생분해성 블록공중합체의 제조방법이 기재되어 있으며, 한국특허 제348717호에는 3가 이상의 다가 알코올을 사용하여 글리콜라이드와 ε-카프로락톤을 중합시켜 고분자량의 글리콜라이드/ε-카프로락톤 공중합체를 높은 수율로 얻는 방법과, 이로 제조된 스타형 분자구조를 갖는 생분해성 글리콜라이드/ε-카프로락톤 공중합체가 기재되어 있고, 한국특허 제408458호에는 중량평균분자량이 10,000 이상이고 기계적 물성과 적당한 가수분해성을 갖는 생분해성의 글리콜라이드/ε-카프로락톤 공중합체로부터 제조된 조직공학 용 다공성 지지체가 기재되어 있다.In addition, Korean Patent No. 527292 includes a cationic polymer micelle type A (hydrophilic polymer block) -B (hydrophobic biodegradable polymer block) block copolymer having one cation group at the end of the hydrophobic biodegradable polymer block. Drug carriers are described and are characterized in that the cationic biodegradable block copolymers form complexes with anionic drugs by electrostatic interaction. In addition, Korean Patent No. 527408 describes a method for preparing biodegradable block copolymers using random copolymers of caprolactone and lactide and polyethers, and Korean Patent No. 348717 discloses glycols using trivalent or higher polyhydric alcohols. The method of polymerizing a lide and ε-caprolactone to obtain a high molecular weight glycolide / ε-caprolactone copolymer in high yield, and a biodegradable glycolide / ε-caprolactone copolymer having a star molecular structure prepared therefrom Korean Patent No. 408458 describes a porous support for tissue engineering prepared from a biodegradable glycolide / ε-caprolactone copolymer having a weight average molecular weight of 10,000 or more and mechanical properties and moderate hydrolyzability.
그러나, 친환경 약물전달시스템용 복합물질의 제조방법에 있어서 효율적인 개발이 계속적으로 요구되고 있다.However, there is a continuous demand for efficient development in the method for producing a complex material for an environmentally friendly drug delivery system.
이에 본 발명자들은 활성물질을 자연분해가 가능한 생분해성 고분자 재료와 물리적 결합으로 제조함으로써 제조방법을 단순화하고 유독성의 유기촉매를 사용하지 않는 친환경 약물전달 시스템용 복합물질의 제조방법을 개발하고 이를 완성하였다.Accordingly, the present inventors simplified the manufacturing method by preparing the active material in a natural combination with a biodegradable polymer material capable of naturally degrading, and developed and completed a manufacturing method of a composite material for an environmentally friendly drug delivery system without using a toxic organic catalyst. .
본 발명의 목적은, 카프로락톤과 글리콜라이드로부터 생분해성 전달매체를 올리고머의 형태로 합성하고 상기 올리고머의 OH기를 메타크릴레이트기로 변형시킨 매크로머를 얻은 후, 상기 매크로머와 활성물질과의 물리적 결합을 이루고 자외선 경화 및 실온건조를 통해 필름형태로 제조하는 친환경적 약물전달시스템용 복합물질 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to synthesize a biodegradable delivery medium from the caprolactone and glycolide in the form of oligomers and obtain a macromer in which the OH group of the oligomer is modified with a methacrylate group, and then physically bonds the macromer with the active substance. The present invention provides an environment-friendly drug delivery system composite material and a method for manufacturing the same, which are manufactured in a film form through UV curing and room temperature drying.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 활성물질의 물리적 결합을 통한 약물전달 시스템용 복합물질의 제조방법은, 카프로락톤과 글리콜라이드를 1,2-디클로로에탄 용매하에서 70~90 : 10~30 중량비로 혼합하고 에틸렌글리콜 개시제 및 무촉매하에서 공중합하여 1,000~10,000의 중량평균분자량을 갖는 올리고머를 중합시키는 제1 단계; 상기 올리고머에 테트라히드로푸란의 용매하에서 트리에틸아민 및 메타크릴로일클로라이드를 1 : 1의 몰비로 첨가하여 올리고머의 OH기를 메타크릴레 이트기로 변형시킨 매크로머를 얻는 제2 단계; 상기 매크로머 90~98중량%를 60~70℃로 승온시켜 용융시킨 후 녹는점이 60℃ 이상인 고상의 미립자 활성물질 2~10중량%와 혼합시키는 제3 단계; 및 상기 혼합물을 원하는 프레임 상에 얇게 펴서 필름화하고 U.V. 조사 및 실온건조하여 필름을 형성하는 제4 단계;를 포함한다.Method for producing a composite material for drug delivery system through the physical combination of the active material according to the present invention for achieving the above object, 70 to 90: 10 to 30 weight ratio of caprolactone and glycolide in 1,2-dichloroethane solvent A first step of polymerizing an oligomer having a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000 by mixing with an ethylene glycol initiator and copolymerizing in the absence of an ethylene glycol initiator; A second step of obtaining a macromer in which triethylamine and methacryloyl chloride are added in a molar ratio of 1: 1 in the solvent of tetrahydrofuran to transform the OH group of the oligomer into a methacrylate group to the oligomer; A third step of mixing the
또한, 상기한 방법을 이용한 본 발명은 카프로락톤과 글리콜라이드를 1,2-디클로로에탄 용매하에서 70~90 : 10~30 중량비로 혼합하고 에틸렌글리콜 개시제 및 무촉매하에서 공중합한 올리고머에, 테트라히드로푸란의 용매하에서 트리에틸아민 및 메타크릴로일클로라이드를 소정의 몰비로 첨가하여 올리고머의 OH기를 메타크릴레이트기로 변형시킨 매크로머 90~98중량%와 고상의 미립자 활성물질 2~10중량%와 혼합한 후 필름화한 것을 특징으로 하는 활성물질의 물리적 결합을 통한 약물 전달 시스템용 복합물질을 제공한다.In addition, the present invention using the above-described method is mixed with caprolactone and glycolide in a 1,2-dichloroethane solvent in a weight ratio of 70 to 90: 10 to 30, and copolymerized in an ethylene glycol initiator and a non-catalyst, tetrahydrofuran Triethylamine and methacryloyl chloride were added in a predetermined molar ratio in a solvent of and mixed with 90 to 98% by weight of the macromer in which the OH group of the oligomer was modified with a methacrylate group and 2 to 10% by weight of the solid particulate active material. It provides a composite material for drug delivery system through the physical combination of the active material, characterized in that the filmed after.
이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
전술한 바와 같이, 본 발명은 종래에는 제조가 복잡했던 활성물질을 생분해성 전달매체와 물리적으로 결합시켜 이상적인 형태의 약물전달 시스템을 제공하는데, 제조방법을 단계적으로 살펴보면, 먼저 카프로락톤과 글리콜라이드를 1,2-디클로로에탄의 용매하에서 70~90 : 10~30 중량비로 혼합하고, 에틸렌글리콜 개시제 및 무촉매하에서 공중합하여 1,000~10,000의 중량평균분자량을 갖는 올리고머를 중합시킨다. 이 방법의 반응메카니즘은 하기 반응식 1에 기재되어 있다.As described above, the present invention provides an ideal form of drug delivery system by physically combining an active substance, which was conventionally complicated with a biodegradable delivery medium, and a step by step of the preparation method, caprolactone and glycolide are first described. The mixture is mixed at a weight ratio of 70 to 90:10 to 30 in a solvent of 1,2-dichloroethane and copolymerized under an ethylene glycol initiator and a non-catalyst to polymerize an oligomer having a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000. The reaction mechanism of this method is described in
상기 반응식 1에서 알 수 있는 바와 같이, 에틸렌글리콜을 개시제로 하여 무촉매하에서 카프로락톤과 글리콜라이드를 공중합시키면 올리고[(ε-카프로락톤)-코-글리콜라이드]디올이 중합된다. 이 올리고머의 중합도는 1,000~10,000의 중량평균분자량을 갖는 것이 바람직하다. 상기 중합도는 유독성 유기촉매를 사용하지 않고도 적절한 수율과 속도로 얻을 수 있으며, 본 발명에 따른 복합물질에 적합하다.As can be seen in
상기 반응식 1에서 얻어진 올리고머에 테트라하이드로푸란을 용매로 사용하고 트리에틸아민 및 메타크릴로일클로라이드를 1:1의 몰비로 첨가하여 올리고머의 OH기를 메타크릴레이트기로 변형시킨 매크로머를 얻으며, 이 단계의 반응 메카니즘은 하기 반응식 2에 나타나있다.Tetrahydrofuran was used as a solvent in the oligomer obtained in
이와 같이 합성된 매크로머의 상대분자량과 분자량분포(Polydispersity)는 GPC(Gel Permeation Chromatography)로 분석하고 절대분자량과 기능성 기는 반응식 3에서와 같은 화학반응을 통하여 아세틸기를 폴리머 양쪽 말단에 결합시킨 후 1H-NMR-스펙트로스코피(Spectroskopy)로 분석한다. 또한 그 열적 성질은 DSC(Differential Scanning Calorimetry)로 분석할 수 있다.Thus, the relative molecular weight and molecular weight distribution of the synthesized macromers (Polydispersity) is then bonded acetyl groups at both ends of a polymer analyzed by (Gel Permeation Chromatography) GPC and through the absolute molecular weight and functional group reactions such as in Scheme 3 1 H Analyze with -NMR-Spectroskopy. In addition, the thermal properties can be analyzed by differential scanning calorimetry (DSC).
한편, 상기 매크로머 90~98중량%를 60~70℃로 승온시켜 용융시킨 후, 녹는점이 60℃ 이상인 고상의 미립자 활성물질 2~10중량%와 혼합시킨다.On the other hand, after heating 90-98 weight% of said macromers to 60-70 degreeC, and melting it, it mixes with 2-10 weight% of solid-state particulate active materials whose melting point is 60 degreeC or more.
상기 고상의 미립자 활성물질은 메틸렌블루, 타르색소, 클로로필린의 칼륨 또는 나트륨염, 리보플라빈과 그의 유도체, 수용성 안나토, 황산구리, 카라멜, 쿠르쿠민 및 코치나로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 염료일 수 있다.The solid particulate active material may be at least one dye selected from the group consisting of methylene blue, tar pigment, potassium or sodium salt of chlorophyllin, riboflavin and its derivatives, water soluble anato, copper sulfate, caramel, curcumin and kochina. .
또는, 상기 고상의 미립자 활성물질은 황산알루미늄의 무기응집제, 아크릴산계 및 술폰산계의 음이온계 고분자응집제, 메타크릴레이트계 및 아크릴레이트계의 양이온계 고분자응집제 및 비이온계 고분자응집제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 응집제일 수 있다.Alternatively, the solid particulate active material is selected from the group consisting of an inorganic coagulant of aluminum sulfate, an anionic polymer coagulant of acrylic acid and sulfonic acid, a cationic polymer coagulant of methacrylate and an acrylate, and a nonionic polymer coagulant. May be at least one flocculant.
또는, 상기 고상의 미립자 활성물질은 구리제, 무기황제 및 비소제의 무기계 농약 및 니코틴 및 피레쓰린의 천연유기계 농약 및 유기인계, 유기염소계 및 카바 메이트계의 유기합성계 농약으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 살충제일 수 있다.Alternatively, the solid particulate active material may be at least one selected from the group consisting of inorganic pesticides of copper, inorganic emulsifiers and arsenic agents, natural organic pesticides of nicotine and pyrethrin, and organic synthetic pesticides of organophosphorus, organochlorine and carbamate. May be a pesticide.
전술한 활성물질의 특성에 따라 본 발명에서 얻어지는 최종 복합물질은 다양한 용도에서 사용가능하다.Depending on the nature of the active material described above, the final composite material obtained in the present invention can be used in various applications.
상기 매크로머와 상기 활성물질의 혼합은 통상적인 물리적 교반 또는 스터링 등의 물리적 처리를 가하여 실시된다.Mixing of the macromer and the active substance is carried out by applying a physical treatment such as conventional physical stirring or stirring.
얻어진 상기 혼합물을 원하는 프레임 상에 얇게 펴서 필름화하고 U.V. 조사 및 실온 건조하여 필름을 형성하여 본 발명에 따른 약물전달 시스템용 복합물질을 제조한다.The obtained mixture was thinly spread on a desired frame and filmed in U.V. Irradiation and room temperature drying form a film to prepare the composite material for drug delivery system according to the present invention.
상기 필름의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 원하는 용도에 따라 원하는 프레임과 두께로 설정하여 제조할 수 있다.The thickness of the film is not particularly limited, and may be prepared by setting the desired frame and thickness according to the desired use.
도 2에는 본 발명에 따라 카프로락톤과 글리콜라이드로부터 스탠다드 폴리머인 매크로머를 제조하여 약물전달 시스템의 복합물질을 제조하는 반응 메카니즘을 도시하였다.2 illustrates a reaction mechanism for preparing a macromer which is a standard polymer from caprolactone and glycolide according to the present invention to prepare a composite material of a drug delivery system.
하기 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 이에 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예Example
1) 카프로락톤, 글리콜라이드 및 에틸렌글리콜에 의한 폴리에스터다이올의 합성1) Synthesis of Polyester Diol by Caprolactone, Glycolide and Ethylene Glycol
500ml 가지달린 둥근 플라스크에서 질소가스를 공급하며 14.47g (0.125 mol) 글리콜라이드와 161.40g (1.414 mol) 카프로락톤을 150ml 1,2-디클로로에탄에 용해하고 3.73g (60.1 mmol) 에틸렌글리콜을 첨가하였다. 이 반응물들을 질소가스 하에서 14일 동안 130℃에서 반응시키고 난 뒤 65℃로 냉각시켰다.In a 500 ml round flask equipped with nitrogen gas, 14.47 g (0.125 mol) glycolide and 161.40 g (1.414 mol) caprolactone were dissolved in 150
플라스크에 있는 점도 높은 용액을 65℃에서 150ml 1,2-디클로로에탄에 용해하였다. 곧바로 이 용액을 0℃ 핵산에서 잘 저으며 천천히 떨어뜨려 석출시켰다. 핵산을 따라버리고 왁스상의 생성물은 회전농축기에서 잘 농축시킨 후 하루 동안 고진공에서 건조시켜 올리고머를 얻었다. The viscous solution in the flask was dissolved in 150
2) 트리에틸아민 및 메타크릴로일클로라이드에 의한 폴리에스터다이메타크릴레이트의 합성2) Synthesis of Polyester Dimethacrylate by Triethylamine and Methacryloyl Chloride
500ml 가지달린 플라스크 안에서 질소가스 존재하에 0.01mol 코폴리에스터다이올을 200ml 건조된 테트라하이드로푸란에 녹였다. 그 다음 얼음 냉각 하에서 천천히 5.3ml (0.038mol) 트리에틸아민 및 3.7ml (0.038mmol) 메타크릴로일클로라이드를 가하였다. 2시간 후에 얼음조를 치우고 반응 혼합물을 3일 동안 상온에서 교반하였다. 플라스크에 있는 흰 생성물을 필터용지로 거르고 여과액은 회전농축기로 건조하였다. 여기에 남은 물질을 트리에틸아민 (처음에 반응시킨 코폴리에스터다이올의 무게의 10배 분량)에 녹여 작은 분자량의 올리고머들을 제거하였다. 그리고 다시 녹지 않은 물질을 여과해 주었다. 그 다음 이 스탠다드 폴리머를 강하게 저어주며 핵산, 메탄올 및 디에틸에터 혼합용액(18:1:1)을 떨어뜨려 주어 침전시켰다. 끝으로 생성물을 핵산으로 씻어주고 하룻동안 고진공에서 건조하여 주었다.In a 500 ml eggplant flask, 0.01 mol copolyesterdiol was dissolved in 200 ml of dried tetrahydrofuran in the presence of nitrogen gas. Then 5.3 ml (0.038 mol) triethylamine and 3.7 ml (0.038 mmol) methacryloylchloride were slowly added under ice cooling. After 2 hours the ice bath was removed and the reaction mixture was stirred at room temperature for 3 days. The white product in the flask was filtered through filter paper and the filtrate was dried with a rotary concentrator. The remaining material was dissolved in triethylamine (10 times the weight of the first reacted copolyesterdiol) to remove small molecular weight oligomers. And the undissolved material was filtered out. This standard polymer was then stirred vigorously and precipitated by dropping a mixture of nucleic acid, methanol and diethyl ether (18: 1: 1). Finally, the product was washed with nucleic acid and dried in high vacuum for one day.
3) 코폴리에스터다이메타크릴레이트 및 메틸렌블루(활성물질)의 혼합3) Mixing copolyester dimethacrylate and methylene blue (active substance)
상기 스탠다드 폴리머를 5ml 비이커에서 70℃로 가열하여 용융시키고 메틸렌블루와 9:1의 비율로 잘 혼합하고 실온으로 냉각하여 0.4g 시료를 만들었다.The standard polymer was melted by heating to 70 ° C. in a 5 ml beaker, well mixed with methylene blue at a ratio of 9: 1, and cooled to room temperature to make a 0.4 g sample.
메틸렌블루 10%가 혼합된 매크로머를 SEM(Scanning Electron Microscopy)으로 촬영한 사진을 도 1에 도시하였다.1 shows a photograph of a macromer mixed with methylene blue 10% by SEM (Scanning Electron Microscopy).
4) 자외선 경화를 통한 필름성형4) Film forming through UV curing
상기 시료를 오븐에서 1시간 동안 70℃로 열처리하였다. 그러면 시료들은 용융되고 그 안에 형성된 기포가 없어진다. 이 용융액을 교반하지 않고 유리판에 부으면 약 1분 후에 상온에서 굳어진다. 시료를 다시 5분간 오븐에서 70℃로 가열하였다. 그 다음 테플론 1mm 프레임을 모서리에 붙이고 두 번째 유리판으로 위를 덮었다. 시료가 밖으로 흘러 나오지 않게 주의하면서 아래, 위 유리판을 집게로 고정시켰다. 이제 시료를 자외선 조사기에서 경화시킬 수 있다. The sample was heat treated at 70 ° C. in an oven for 1 hour. The samples are then melted and no bubbles formed therein. When this melt is poured into a glass plate without stirring, it solidifies at room temperature after about 1 minute. The sample was again heated to 70 ° C. in an oven for 5 minutes. Then a Teflon 1mm frame was attached to the corners and covered with a second glass plate. The lower and upper glass plates were fixed with tongs, taking care not to let the sample flow out. The sample can now be cured in an ultraviolet irradiator.
시료를 핫플레이트에 놓고 녹을 때까지 70℃로 가열했다. 이 시료 폴리머는 자외선을 조사하는 동안 액체 상태에 놓여 있어야 한다. 시료는 20분 동안 40cm 거리에서 광원으로부터 노출되어졌다. 시료가 충분히 냉각된 후 필름을 유리판으로부터 떼어냈다.The sample was placed on a hotplate and heated to 70 ° C. until it melted. This sample polymer should be in a liquid state during the irradiation of ultraviolet light. The sample was exposed from the light source at 40 cm distance for 20 minutes. After the sample had sufficiently cooled down, the film was removed from the glass plate.
실험예 1Experimental Example 1
폴리에스터다이올의 GPC (Gel Permeation Chromatography)분석Gel Permeation Chromatography (GPC) Analysis of Polyester Diols
상기 실시예의 1) 카프로락톤과 글리콜라이드로 공중합된 폴리에스터다이올 의 상대 분자량을 알아보기 위하여 GPC법으로 분석하였다. GPC 분석은 Polymer Laboratories사의 기계로 측정되었다. 검출기로는 RI Detector ERC-7515A가 사용되었다. 컬럼은 폴리스타이렌 표준으로 눈금을 정하였다. 그리고 시료의 농도는 클로로포름 용매를 사용하여 8-10 mg/ml로 맞추었다. 이 용액 100μl를 주사기로 기계에 삽입하였다. 내부 표준으로는 아세톤이 사용되었다. 데이터의 측정과 수치해석은 GPC 전문 프로그램인 JANUS (Marsch Software 1995)를 이용하였다. 분석 결과, 합성된 폴리에스터다이올의 수평균분자량(Mn)은 7,000 g/mol이었고 분자량분포는 1.5였다.In order to determine the relative molecular weight of polyester diol copolymerized with caprolactone and glycolide of Example 1, it was analyzed by GPC method. GPC analysis was measured with a machine from Polymer Laboratories. RI Detector ERC-7515A was used as a detector. Columns were calibrated with polystyrene standards. The concentration of the sample was adjusted to 8-10 mg / ml using chloroform solvent. 100 μl of this solution was inserted into the machine by syringe. Acetone was used as an internal standard. Data measurement and numerical analysis were performed using JANUS (Marsch Software 1995), a GPC specialist program. As a result, the number average molecular weight (Mn) of the synthesized polyester diol was 7,000 g / mol and the molecular weight distribution was 1.5.
실험예 2Experimental Example 2
1H-NMR (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) 분석을 위한 폴리에스터다이올의 아세틸레이션(acetylation)Acetylation of Polyesterdiol for 1H-NMR (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) Analysis
가지달린 50 ml 둥근 플라스크 안에서 질소가스 존재 하에 합성된 1 mmol 폴리에스터다이올을 2.5 ml 1,2-디클로로에탄에 녹였다. 그 다음 플라스크를 얼음으로 냉각하며 천천히 0.36 ml (4.5 mmol) 피리딘 및 0.215 ml (3.0 mmol) 아세틸클로라이드를 가하였다. 이때 심한 발열반응이 일어나 염이 형성되며 용액의 색깔이 연 노랑색에서 흰색으로 바뀐다. 이렇게 얼음으로 냉각된 상태에서 2시간 동안 교반하여주고 그 다음 12시간 동안 상온에서 교반하였다.1 mmol polyesterdiol synthesized in the presence of nitrogen gas in a branched 50 ml flask was dissolved in 2.5
반응에서 생성된 흰 가루 (폴리에스터디아세틸레이트)를 거름종이로 거르고 다시 증류수에 침전시켰다. 그 다음 생성물을 다시 여과하고 5번 물로 씻어주었다. 끝으로 5번 얼음으로 냉각시킨 핵산으로 씻어준 후 회전농축기와 고진공 장치를 이 용하여 건조시켜 폴리에스터디아세틸레이트를 얻었다.The white powder (polyester diacetylate) produced in the reaction was filtered with filter paper and precipitated again in distilled water. The product was then filtered again and washed with water five times. Finally, the resultant was washed with nucleic acid cooled by
실험예 3Experimental Example 3
폴리에스터디아세틸레이트의 1H-NMR 분석1 H-NMR Analysis of Polyester Diacetylate
카프로락톤과 글리콜라이드로 공중합된 폴리에스터다이올의 절대 분자량을 알아보기 위하여 폴리에스터디아세틸레이트를 1H-NMR로 분석하여 그 스펙트럼을 도 3에 도시하였다. 1H-NMR 스팩트럼은 INOVA사의 400 MHz 스팩트럼 기계를 이용하여 측정되었다. 측정을 위한 시료는 D6-디메틸설프옥사이드 (D6-DMSO) 또는 중수소로 치환된 클로로포름(CDCl3)으로 용해하였다. 또한 용매의 화학적 전이 (D6-DMSO: 2.50ppm, CDCl3: 7.26ppm)를 위하여 표준용액이 사용되었다. 스팩트럼의 수치적 분석을 위하여 부분적으로 소프트웨어 FELIX(BIOSYM Technologies, 1993)가 사용되었다. 분석 결과 합성된 폴리에스터다이올 (올리고머)의 분자량은 3700이었다.In order to determine the absolute molecular weight of the polyester diol copolymerized with caprolactone and glycolide, the polyester diacetylate was analyzed by 1 H-NMR, and the spectrum thereof is shown in FIG. 3. The 1 H-NMR spectrum was measured using a 400 MHz spectrum machine from INOVA. Samples for measurement were dissolved in D6-dimethylsulfoxide (D6-DMSO) or chloroform (CDCl 3 ) substituted with deuterium. In addition, a standard solution was used for chemical conversion of the solvent (D6-DMSO: 2.50 ppm, CDCl 3 : 7.26 ppm). Software FELIX (BIOSYM Technologies, 1993) was used in part for numerical analysis of the spectrum. The molecular weight of the synthesized polyesterdiol (oligomer) was 3700.
실험예 4Experimental Example 4
폴리에스터다이올의 DSC (Differential Scanning Calorimetry) 분석DSC (Differential Scanning Calorimetry) Analysis of Polyester Diol
상기 실시예의 카프로락톤과 글리콜라이드로 공중합된 폴리에스터다이올의 열적 성질을 알아보기 위하여 DSC법으로 분석하여 그 결과를 도 4에 도시하였다. DSC 분석은 Perkin-Elmer사의 DSC7 기계를 이용하여 실시하였다. 이를 위하여 7-15 mg의 시료를 작은 알루미늄 용기에 용기에 담았다. 시료는 먼저 가열속도를 30 ℃/min으로 하여 가열하고 10 ℃/min의 속도로 냉각하였다. 계속하여 이번에는 가열속도를 10 ℃/min로 하여 -75-80 ℃ 사이의 온도범위에서 측정하였다. 분석 결과, 유리전이온도(Tg)는 -60℃였고 용융점은 45-55 ℃ 사이였으며 용융엔탈피는 65.08 J/g을 나타냈다.In order to determine the thermal properties of the polyester diol copolymerized with caprolactone and glycolide of the above example, the results were analyzed by DSC. DSC analysis was performed using a Perkin-Elmer DSC7 machine. For this purpose 7-15 mg of the sample was placed in a small aluminum container. The sample was first heated at a heating rate of 30 ° C./min and cooled at a rate of 10 ° C./min. Subsequently, the heating rate was measured at a temperature range of -75 to 80 ° C at a heating rate of 10 ° C / min. As a result, the glass transition temperature (Tg) was -60 ° C, the melting point was 45-55 ° C, and the melting enthalpy was 65.08 J / g.
실험예 5Experimental Example 5
가수분해를 통한 메틸렌 블루의 용출실험Dissolution test of methylene blue through hydrolysis
먼저 활성물질이 포함되어 있지 않은 필름(S) 및 메틸렌 블루(SM) 10%가 포함된 필름의 무게를 각각 측정하고 100 ml 폴리에틸렌 용기에 40 ml 포스페이트 완충용액 (pH = 7)과 함께 넣은 다음 37 ℃에 보관하였다. 일정한 분해기간이 지나면 용액을 버리고 필름을 건조한 후 그 무게를 측정하여 그 결과를 도 5에 도시하였다. 분석결과, 활성물질이 포함되지 않은 필름(S)은 7주 동안 단지 4%만이 분해되었다. 활성물질로 메틸렌블루가 포함된 필름(SM)은 이 기간 동안 약 9%의 분해도를 나타냈다.First, weigh the film (S) and 10% methylene blue (SM) film containing no active substance, and put them together with 40 ml phosphate buffer (pH = 7) in a 100 ml polyethylene container. Stored at ° C. After a certain decomposition period, the solution was discarded, the film was dried, the weight thereof was measured, and the results are shown in FIG. 5. As a result, only 4% of the film (S) without active material was decomposed for 7 weeks. Films containing methylene blue as an active material (SM) exhibited a resolution of about 9% during this period.
본 발명에 따라 제조된 약물전달 시스템용 복합물질은 생분해성 고분자와 활성물질을 물리적으로 혼합하는 것만으로도 간단하게 생분해성이면서 약물 전달에 효과가 있으며, 제조단계가 간단하고, 공중합시 유기촉매를 사용하지 않으므로 친환경적이다.The composite material for drug delivery system prepared according to the present invention is simply biodegradable and effective in drug delivery just by physically mixing the biodegradable polymer and the active material, and the manufacturing step is simple, and the organic catalyst is used during copolymerization. It is eco-friendly because it is not used.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
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KR1020050131208 | 2005-12-28 | ||
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KR1020060122875A KR20070070061A (en) | 2005-12-28 | 2006-12-06 | A complex material using caprolacton and glycolide for drug delivery system and method for preparing the same |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113563569A (en) * | 2021-06-03 | 2021-10-29 | 深圳光华伟业股份有限公司 | Biodegradable polyester material with low melting point and preparation method and application thereof |
-
2006
- 2006-12-06 KR KR1020060122875A patent/KR20070070061A/en not_active Application Discontinuation
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