KR20190064187A - 친수성 또는 소수성 약물을 제어하는 다공성 나노입자의 콜로이드화 - Google Patents

친수성 또는 소수성 약물을 제어하는 다공성 나노입자의 콜로이드화 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 친수성 관능기 또는 소수성 관능기가 내부에 포함된 다공성 나노입자 및 상기 다공성 나노입자 상에 코팅된 다공성 콜로이드층을 포함하는 것을 특징으로 구성된 다공성 나노입자를 제공하는 것이다.

Description

친수성 또는 소수성 약물을 제어하는 다공성 나노입자의 콜로이드화{Colloidization of porous nanoparticles controlling hydrophilic or hydrophobic drugs}
본 발명은 친수성 또는 소수성 약물을 제어하는 다공성 나노입자의 콜로이드화에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기공크기가 균일한 다공성 나노입자 내부에 친수성 관능기 또는 소수성 관능기를 도입하고 이를 콜로이드화 하여 초기에 약물이 대량 방출하는 것을 제어할 수 있는 다공성 나노입자 콜로이드화에 관한 것이다.
약물 전달 시스템은 기존 의약품의 부작용을 최소화하고 효능 및 효과를 극대화시켜 필요한 양의 약물, 예를 들어, 단백질, 핵산, 또는 기타 저분자를 효율적으로 전달할 수 있도록 하는 의약 기술을 의미한다. 신약 개발에 필요한 비용과 시간을 절감해 주는 상기 기술은 최근 나노기술과 결합하면서 의약계에서 새로운 부가가치를 창출하는 첨단기술의 한 분야로 자리 잡고 있다. 미국과 일본 등 기술선진국들은 지난 80년대 후반부터 제약 회사 등 기업을 중심으로 신약 개발과 함께 약물 전달 시스템의 개발에 전력을 쏟아 왔다.
나노입자는 특정 장기나 조직에 선택적으로 약물을 전달하는 약물 수용체로 사용될 수 있다. 그러나, 나노입자가 전달할 수 있는 약물의 양이 매우 적고, 나노 구조를 균일하고 정밀하게 제어하는 것이 어렵기 때문에 임상 치료에 적용된 성과는 미미한 실정이다. 특히, 다량의 약물을 제어하면서 방출하는 것이 필요한 서방성 제제는 약물 전달 시스템 중에서 상업적인 활용도가 우수하지만, 나노입자의 한계로 인해 서방성 나노 전달체의 개발이 미진한 상황이다.
따라서, 다량의 약물을 담지하고 약물의 방출을 제어할 수 있는 나노입자가 여전히 요구된다.
또한, 이러한 약물담지 나노입자는 임플란트에 코팅되어 생체 매식용 의료기구로서 사용된다.
임플란트는 생체 내에 매식되어 소기의 기능을 발휘하는 생체 매식용 의료기구로서, 골막하 임플란트, 골관통 임플란트, 골내 임플란트 등이 있다. 임플란트는 생체 친화적이며 안정적인 재료를 사용하여 부작용이 없고 화학 및 생화학적 반응을 유발하지 않도록 제조되어야 하며, 생체 내에 매식된 후 골과 임플란트 사이에 연조직이 개입되지 않고 완전한 골로만 채워짐으로써 골과 결합하는 골 결합력이 높아야 한다. 이와 같은 이유로 임플란트에는 순수 티타늄이 주로 사용되고 있지만, 인공관절 등 정형외과 분야에는 보다 강도가 우수한 티타늄 합금이 사용되고 있다.
즉, 티타늄과 티타늄 합금 등은 생체적합성이 뛰어나 주위 조직에 대해 양호한 생체 친화성을 보일 뿐 아니라 화학 및 생화학적으로 안정적이며, 생체에 대한 독성이 거의 없는 것으로 알려져 있다. 이러한 티타늄의 생체적합성은 안정된 부동태 피막에 의한 것으로, 이러한 부동태 피막이 생체와 이루는 계면이 골 유착에 중요하다고 보고되고 있으며, 티타늄과 티타늄 합금은 넓은 면적을 갖는 임플란트에 가장 적합한 재료로 알려져 있다.
세포의 부착과 증식, 분화는 골과 임플란트 계면의 고정을 위하여 중요한 과정이며, 이 과정이 임플란트 시술의 성공을 좌우하는 열쇠가 되기 때문에 임플란트 표면 특성은 매우 중요하다. 상기와 같은 이유로 다양한 형태의 표면처리 방법들이 연구 개발되고 있고, 이미 상당 수의 방법들은 실용화되어 있다.
뼈 결합을 증진시키기 위한 방법으로는 티타늄 임플란트에 자연뼈의 주 무기질 성분인 하이드록시아파타이트(Hydroxyapatite: HAP) 혹은 칼슘 포스페이트(Calcium Phosphate)를 코팅하는 방법이 있으며 이는 보통 플라즈마 스프레이법을 이용한다. 그러나 이러한 코팅은 기지 금속과 결합이 약하여 지속적인 파괴가 일어나며 시술 후 빠른 속도로 용해될 수도 있다.
기계적인 유지력을 보강하기 위해 임플란트 표면에 나사선을 형성시키거나, 다양한 직경의 입자들을 표면에 분사하여 표면을 변성 또는 변형시키는 샌드 블라스팅법, 이에 추가로 HCl, H2SO4 강산 처리하는 SLA, 양극 산화, 플라즈마 용사, 알카리 처리, 이온 주입 등이 행해지고 있다.
대한민국 공개특허 KR 10-1724142
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하이드로겔 복합화를 위해 균일하고 안정한 분산이 가능한 콜로이드 형태가 필요하다 따라서 친수성 또는 소수성 관능기를 나노입자 내부에만 도입하고 외부는 기존의 나노입자 콜로이드의 표면으로 구성하여 친수성 또는 소수성 약물의 방출을 제어하는 콜로이드화된 다공성 나노입자를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 친수성 또는 소수성이 제어된 다공성 나노입자 콜로이드를 제공한다. 이러한 친수성 또는 소수성이 제어된 다공성 나노입자의 제조방법은 다공성 나노입자 내부에 친수성 관능기 또는 소수성 관능기를 도입하는 단계 및 상기 다공성 나노입자 표면에 다공성 콜로이드 층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다공성 나노입자는 테트라메톡시실란(tetramethoxy silane), 테트라에톡시실란(tetraethoxy silane), 아미노프로필트리메톡시실란(aminopropyltrimthoxy silane), 아미노프로필트리에톡시실란(aminopropyltriethoxy silane), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxy silane), 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxy silane), 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxy silane), 페닐트리에톡시실란(phenyltriethoxy silane) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다공성 콜로이드 층은 테트라메톡시실란(tetramethoxy silane), 테트라에톡시실란(tetraethoxy silane) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 친수성 관능기는 -OH(수산화기), -NH2 (아민기) 또는 -COOH(카르복시기)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소수성 관능기는 -R(알킬기), -CF3(불소기) 또는 -Ph(페닐기)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 다공성 나노입자 콜로이드를 제공한다. 이러한 다공성 나노입자 콜로이드는 친수성 관능기 또는 소수성 관능기가 내부에 포함된 다공성 나노입자 및 상기 다공성 나노입자 상에 코팅된 다공성 콜로이드층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다공성 나노입자는 테트라메톡시실란(tetramethoxy silane), 테트라에톡시실란(tetraethoxy silane), 아미노프로필트리메톡시실란(aminopropyltrimthoxy silane), 아미노프로필트리에톡시실란(aminopropyltriethoxy silane), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxy silane), 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxy silane), 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxy silane), 페닐트리에톡시실란(phenyltriethoxy silane) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다공성 콜로이드 층은 테트라메톡시실란(tetramethoxy silane), 테트라에톡시실란(tetraethoxy silane) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다공성 나노입자의 기공 직경크기는 0.5nm내지50nm 인 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 상기 상술된 친수성 또는 소수성이 제어된 다공성 나노입자가 코팅된 임플란트를 제공할 수 있다. 이러한 임플란트의 구성은 임플란트 모재 및 상기 임플란트 모재 상에 위치하는 다공성 나노입자 콜로이드를 포함한 하이드로겔 코팅층을 포함하고, 상기 다공성 나노입자 콜로이드는 친수성 관능기 또는 소수성 관능기가 내부에 포함된 다공성 나노입자 및 상기 다공성 나노입자 상에 코팅된 다공성 콜로이드 층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 임플란트 모재는 마그네슘, 철, 알루미늄, 구리 및 이의 합금을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다공성 나노입자 콜로이드의 기공 직경크기는 0.5nm내지50nm 인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 친수성 관능기는 -OH(수산화기), -NH2 (아민기) 또는 -COOH(카르복시기)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소수성 관능기는 -R(알킬기), -CF3(불소기) 또는 -Ph(페닐기)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하이드로겔 코팅층은 광경화 코팅을 통해 광경화 하이드로겔을 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 약물 방출 제어 나노입자를 통해 종래에 약물이 초기 대량 방출하는 문제를 관능기 도입으로 인해 해결할 수 있다.
또한, 본 발명의 약물 방출 제어 나노입자는 친수성 관능기를 포함하여 친수성 약물의 방출 속도를 선택적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 약물 방출 제어 나노입자는 소수성 관능기를 포함하여 소수성 약물의 방출 속도를 선택적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 약물 방출 제어 나노입자는 생체 재료인 임플란트상을 코팅제로 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 약물 담지체 상에 표면을 구성함으로 관능기끼리의 응집 또는 수용액 분산도 저하 문제를 해결 할 수 있다.
또한, 본 발명의 약물 방출 제어 나노입자는 콜로이드 형태로 하이드로겔 내에서 분산효과를 높일 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 친수성 또는 소수성이 제어된 다공성 나노입자 콜로이드 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 친수성 또는 소수성이 제어된 다공성 나노입자 콜로이드 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 다공성 나노입자 내부에 친수성 관능기 또는 소수성 관능기를 도입하는 단계(S100) 및 상기 다공성 나노입자 표면에 다공성 콜로이드 층을 형성하는 단계(S200)를 포함할 수 있다.
먼저, 다공성 나노입자 내부에 친수성 관능기 또는 소수성 관능기를 도입한다(S100).
예를 들어, 상기 다공성 나노입자는 테트라메톡시실란(tetramethoxy silane), 테트라에톡시실란(tetraethoxy silane), 아미노프로필트리메톡시실란(aminopropyltrimthoxy silane), 아미노프로필트리에톡시실란(aminopropyltriethoxy silane), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxy silane), 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxy silane), 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxy silane), 페닐트리에톡시실란(phenyltriethoxy silane) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 다공성 나노입자는 약물을 담지하는 담지체로 제공 될 수 있다.
또한, 상기 친수성관능기는 -OH(수산화기), -NH2 (아민기) 또는 -COOH(카르복시기)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
따라서, 상기 친수성 관능기를 포함한 다공성 나노입자는 다공성 나노입자 내에 포함된 친수성약물이 친수성 관능기에 의해 친수성 상호작용으로 친수성 물질의 초기 대량방출을 막고 서서히 방출 하므로 친수성 약물이 초기에 대량방출 하는 문제를 해결할 수 있다.
또한, 다공성 나노입자 내에 소수성 약물을 탑재할 경우에는 초기 대량방출이 증가한다 따라서, 다공성 나노입자 내에 친수성 약물 및 소수성 약물을 모두 포함되어 있을 경우 친수성 약물을 소수성 약물보다 느리게 방출하는 선택적 방출이 가능 할 수 있다.
또한, 상기 소수성 관능기는 -R(알킬기), -CF3(불소기) 또는 -Ph(페닐기)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
따라서, 상기 소수성 관능기를 포함한 다공성 나노입자는 다공성 나노입자 내에 포함된 소수성약물이 소수성 관능기에 의해 소수성 상호작용으로 소수성 물질의 초기 대량방출을 막고 서서히 방출 하므로 소수성 약물이 초기에 대량방출 하는 문제를 해결할 수 있다.
또한, 다공성 나노입자 내에 친수성 약물을 탑재할 경우에는 초기 대량방출이 증가한다 따라서, 다공성 나노입자 내에 소수성 약물 및 친수성 약물을 모두 포함되어 있을 경우 소수성 약물을 친수성 약물보다 느리게 방출하는 선택적 방출이 가능 할 수 있다.
그 다음에, 상기 다공성 나노입자 표면에 다공성 콜로이드 층을 형성한다(S200).
상기 다공성 콜로이드 층은 상기 다공성 나노입자 표면에 코팅되므로 다공성 나노입자에 포함된 친수성 관능기 또는 소수성 관능기가 친수성 관능기는 친수성 관능기끼리 소수성 관능기는 소수성 관능기끼리 서로 응집하지 않도록 도와주고 소수성 관능기에 의해 수용액 또는 하이드로겔 내에서 분산이 저하되는 것을 막아 줄 수 있다.
또한, 다공성 콜로이드층을 통해서 콜로이드 안정성을 유지할 수 있다.
또한, 상기 다공성 나노입자 표면을 이루는 상기 다공성 콜로이드층은 테트라메톡시실란(tetramethoxy silane), 테트라에톡시실란(tetraethoxy silane) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다공성 나노입자 내부에 친수성 관능기 또는 소수성 관능기를 도입하는 단계(S100)는,
예를 들어, 테트라메톡시실란(tetramethoxy silane) 또는 테트라에톡시실란(tetraethoxy silane)을 친수성 관능기 또는 소수성 관능기를 가지고 있는 메톡시실란(methoxy silane) 또는 에톡시실란(ethoxy silane)과 혼합하는 단계 및 상기 혼합액을 염기성 수용액에서 물과 반응시켜 친수성 관능기 또는 소수성 관능기가 포함된 다공성 나노입자를 형성하는 단계를 포함한 것을 특징으로 할 수 있다.
따라서, 상기 다공성 나노입자는 콜로이드화 되며 다공성 나노입자 내에 친수성 또는 소수성 관능기를 포함될 수 있다.
또한, 친수성 관능기 또는 소수성 관능기가 내부에 포함된 다공성 나노입자, 상기 다공성 나노입자 상에 코팅된 다공성 콜로이드층을 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 나노입자 콜로이드가 제공될 수 있다.
상기 다공성 나노입자 콜로이드의 구조를 살펴보면 다공성 나노입자 내에 친수성 또는 소수성 관능기가 포함되어 친수성 약물 또는 소수성 약물의 대량방출을 늦추는 역할을 할 수 있고, 상기 다공성 나노입자 상에 코팅된 다공성 콜로이드층 은 다공성 나노입자 내에 친수성 또는 소수성 관능기가 친수성관능기끼리 또는 소수성 관능기끼리 서로 응집되지 않도록 한다.
상기 다공성 나노입자는 테트라메톡시실란(tetramethoxy silane), 테트라에톡시실란(tetraethoxy silane), 아미노프로필트리메톡시실란(aminopropyltrimthoxy silane), 아미노프로필트리에톡시실란(aminopropyltriethoxy silane), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxy silane), 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxy silane), 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxy silane), 페닐트리에톡시실란(phenyltriethoxy silane) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다공성 콜로이드 층은 테트라메톡시실란(tetramethoxy silane), 테트라에톡시실란(tetraethoxy silane) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다공성 나노입자 또는 다공성 콜로이드층은 SiO2계 다공성 나노입자로 제조될 수 있고, 상기 SiO2계 다공성 나노입자는 다공성 구조를 제공할 수 있다.
또한, 상기 다공성 나노입자는 다공성 구조를 이루어 약물을 담지 할 수 있다.
또한, 상기 다공성 나노입자의 기공 직경크기는 0.5nm내지50nm 인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다공성 나노입자의 기공 직경크기가 0.5nm내지50nm 일 때, 체내에 들어간 약물의 방출시간을 너무 빠르게 또는 너무 느리게 방출되지 않도록 할 수 있어 약물의 방출 속도를 조절 할 수 있다.
또한, 본 발명은 임플란트를 제공할 수 있다. 이러한 임플란트의 구조는 임플란트 모재 및 상기 임플란트 모재 상에 위치하는 다공성 나노입자 콜로이드를 포함한 하이드로겔 코팅층을 포함하고, 상기 다공성 나노입자 콜로이드는 친수성 관능기 또는 소수성 관능기가 내부에 포함된 다공성 나노입자 및 상기 다공성 나노입자 상에 코팅된 다공성 콜로이드 층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 임플란트 모재는 마그네슘, 철, 알루미늄, 구리 및 이의 합금을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
예를 들어, 상기 타이타늄은 생체 친화적이며 안정적인 재료를 사용하여 부작용이 없고 화학 및 생화학적 반응을 유발하지 않도록 제조되어 생체 내에 매식된 후 임플란트 사이에 연조직이 개입되지 않고 완전한 골로만 채워짐으로써 골과 결합력이 높다
또한, 티타늄 합금은 생체적 합성이 뛰어나 조직에 대해 양호한 생체 친화성을 보이고 화학 및 생화학적으로 안정하고 생체에 대한 독성이 거의 없는 것으로 알려져 있다 또한, 이러한 티타늄의 생체 적합성은 안정된 부동태 피막에 의한것이로 이러한 부동태 피막이 생체와 이루는 계면이 골 유착에 중요하다.
또한, 상기 다공성 나노입자 콜로이드의 기공 직경크기는 0.5nm내지50nm 인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 다공성 콜로이드 나노입자의 기공 직경크기가 0.5nm내지50nm 일 때, 체내에 들어간 약물의 방출시간을 너무 빠르게 또는 너무 느리게 방출되지 않도록 할 수 있어 약물의 방출 속도를 조절 할 수 있다.
또한, 상기 친수성 관능기는 -OH(수산화기), -NH2 (아민기) 또는 -COOH(카르복시기)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
따라서, 상기 친수성 관능기는 다공성 나노입자 콜로이드 내에 포함된 친수성약물이 친수성 관능기에 의해 친수성 상호작용으로 친수성 물질의 초기 대량방출을 막고 서서히 방출 하므로 친수성 약물이 초기에 대량방출 하는 문제를 해결할 수 있다.
또한, 다공성 나노입자 콜로이드 내에 소수성 약물을 탑재할 경우에는 초기 대량방출이 증가한다 따라서, 다공성 나노입자 콜로이드 내에 친수성 약물 및 소수성 약물을 모두 포함되어 있을 경우 친수성 약물을 소수성 약물보다 느리게 방출하는 선택적 방출이 가능 할 수 있다.
또한, 상기 소수성 관능기는 -R(알킬기), -CF3(불소기) 또는 -Ph(페닐기)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
따라서, 상기 소수성 관능기는 다공성 나노입자 콜로이드 내에 포함된 소수성약물이 소수성 관능기에 의해 소수성 상호작용으로 소수성 물질의 초기 대량방출을 막고 서서히 방출 하므로 소수성 약물이 초기에 대량방출 하는 문제를 해결할 수 있다.
또한, 다공성 나노입자 콜로이드 내에 친수성 약물을 탑재할 경우에는 초기 대량방출이 증가한다 따라서, 다공성 나노입자 콜로이드 내에 소수성 약물 및 친수성 약물을 모두 포함되어 있을 경우 소수성 약물을 친수성 약물보다 느리게 방출하는 선택적 방출이 가능 할 수 있다.
또한, 상기 하이드로겔 코팅층은 광경화 코팅을 통해 광경화 하이드로겔을 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 광경화 하이드로겔은 짧은 시간의 자외선 조사만으로 경화되어 다공성 나노입자가 침전하거나 응집되는 현상을 최소화할 수 있다.
상기 광경화 하이드로겔은 경화시간을 수시간에서 1분 내지 30분으로 단축하여 제조공정 시간을 줄일 수 있다.
또한, 광경화 후 동결건조를 하여 하이드로겔 내에서의 약물방출 까지 최소화 할 수 있다.
또한, 상기 다공성 콜로이드층으로 다공성 나노입자 표면을 코팅함으로 다공성 나노입자 내에 포함된 각 관능기끼리 서로 응집하는 것을 막고 소수성 관능기에 의해 수용액 또는 하이드로겔 내에서 분산이 저하되는 문제를 해결 할 수 있는 효과를 제공한다.
제조예
1) 물 480g에 4M NaOH 수용액 1.75ml를 넣고 교반한다.
2) 상기 용액에 Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) 1g을 완전히 용해시킨다.
3) 상기 용액에 테트라에톡시실란(Tetraethoxy silane) 4ml와 페닐트리에톡시실란(phenyltriethoxy silane) 0.5ml를 혼합하여 위의 용액에 넣고 100분간 교반하여 다공성 나노입자를 합성하였다.
4) 상기 다공성 나노입자 합성용액에 테트라에톡시실란(Tetraethoxy silane) 5ml를 10분간 3번에 나누어 첨가하고, 다시 70분간 교반하여 콜로이드화된 다공성 나노입자를 합성하였다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 약물 방출 제어 나노입자를 통해 종래에 약물이 초기 대량 방출하는 문제를 관능기 도입으로 인해 해결할 수 있다.
또한, 본 발명의 약물 방출 제어 나노입자는 친수성 관능기를 포함하여 친수성 약물의 방출 속도를 선택적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 약물 방출 제어 나노입자는 소수성 관능기를 포함하여 소수성 약물의 방출 속도를 선택적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 약물 방출 제어 나노입자는 생체 재료인 임플란트상을 코팅제로 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 약물 담지체 상에 표면을 구성함으로 관능기끼리의 응집 또는 수용액 분산도 저하 문제를 해결 할 수 있다.
또한, 본 발명의 약물 방출 제어 나노입자는 콜로이드 형태로 하이드로겔 내에서 분산효과를 높일 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 다공성 나노입자 내부에 친수성 관능기 또는 소수성 관능기를 도입하는 단계; 및
    상기 다공성 나노입자 표면에 다공성 콜로이드 층을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 친수성 또는 소수성이 제어된 다공성 나노입자 콜로이드 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 나노입자는 테트라메톡시실란(tetramethoxy silane), 테트라에톡시실란(tetraethoxy silane), 아미노프로필트리메톡시실란(aminopropyltrimthoxy silane), 아미노프로필트리에톡시실란(aminopropyltriethoxy silane), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxy silane), 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxy silane), 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxy silane), 페닐트리에톡시실란(phenyltriethoxy silane) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 친수성 또는 소수성이 제어된 다공성 나노입자 콜로이드 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 콜로이드 층은 테트라메톡시실란(tetramethoxy silane), 테트라에톡시실란(tetraethoxy silane) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 친수성 또는 소수성이 제어된 다공성 나노입자 콜로이드 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 친수성 관능기는 -OH(수산화기), -NH2 (아민기) 또는 -COOH(카르복시기)를 포함하는 것을 특징으로 하는 친수성 또는 소수성이 제어된 다공성 나노입자 콜로이드 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소수성 관능기는 -R(알킬기), -CF3(불소기) 또는 -Ph(페닐기)를 포함하는 것을 특징으로 하는 친수성 또는 소수성이 제어된 다공성 나노입자 콜로이드 제조방법.
  6. 친수성 관능기 또는 소수성 관능기가 내부에 포함된 다공성 나노입자; 및
    상기 다공성 나노입자 상에 코팅된 다공성 콜로이드층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 나노입자 콜로이드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다공성 나노입자는 테트라메톡시실란(tetramethoxy silane), 테트라에톡시실란(tetraethoxy silane), 아미노프로필트리메톡시실란(aminopropyltrimthoxy silane), 아미노프로필트리에톡시실란(aminopropyltriethoxy silane), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxy silane), 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxy silane), 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxy silane), 페닐트리에톡시실란(phenyltriethoxy silane) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 나노입자 콜로이드.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 다공성 콜로이드 층은 테트라메톡시실란(tetramethoxy silane), 테트라에톡시실란(tetraethoxy silane) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 나노입자 콜로이드.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 다공성 나노입자의 기공 직경크기는 0.5nm내지50nm 인 것을 특징으로 하는 다공성 나노입자 콜로이드.
  10. 임플란트 모재; 및
    상기 임플란트 모재 상에 위치하는 다공성 나노입자 콜로이드를 포함한 하이드로겔 코팅층; 을 포함하고,
    상기 다공성 나노입자 콜로이드는 친수성 관능기 또는 소수성 관능기가 내부에 포함된 다공성 나노입자 및 상기 다공성 나노입자 상에 코팅된 다공성 콜로이드 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 임플란트 모재는 마그네슘, 철, 알루미늄, 구리 및 이의 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 다공성 나노입자 콜로이드의 기공 직경크기는 0.5nm내지50nm 인 것을 특징으로 하는 임플란트.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 친수성 관능기는 -OH(수산화기), -NH2 (아민기) 또는 -COOH(카르복시기)를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 소수성 관능기는 -R(알킬기), -CF3(불소기) 또는 -Ph(페닐기)를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 하이드로겔 코팅층은 광경화 코팅을 통해 광경화 하이드로겔을 형성되는 것을 특징으로 하는 임플란트.

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