Preparation of Amino Acid Copolymers/water-insoluble Drug Nanoparticles: Polymer Properties and Processing Variables

An increase in the surface area of drugs by reducing particle sizes from microns to nanometers has been known as an efficient method to improve the bioavailability of water-insoluble drugs. To prevent drug nanoparticles from aggregation during the processes of drug formulation, a limited number of pharmaceutical inactive ingredients such as hydroxypropyl cellulose has been employed as stabilizers or dispersants. In this study, copolymers of hydrophilic and hydrophobic amino acids were synthesized by the ring opening polymerization of their N-carboxyanhydride monomers and evaluated as novel candidates to stabilize the nanoparticles of a water insoluble drug, naproxen. Naproxen nanoparticles stabilized by synthesized amino acid copolymers were successfully prepared in the size of $200\~500nm$ in 60 min by a wet comminution process. Particle size analysis showed that the effective stabilization performance of copolymers required the hydrophobic moiety content to be higher than $10 mol\%$. However, the molecular weight and morphology of copolymers was not the critical parameters in determining the particle size reduction. Their particle size was found to be stable up to 14 days without significant aggregation.

아미노산 공중합체/난용성 약물 나노입자의 제조: 고분자 특성 및 가공변수

입자크기 감소에 의한 약물의 표면적 증가는 불용성 약물의 생체이용률 즉, 약물의 흡수량과 속도를 향상시켜 주는 효과적인 방법으로 알려져 있다. 그 동안 약물 나노제제 공정 동안 약물 나노입자가 응집되는 것을 방지하기 위한 안정제 또는 분산제로서 한정된 수의 부형제만 사용되어 공정의 개선에 제약이 되었다. 본 연구에서는 N-카복시안하이드라이드 단량체의 개환 중합으로 합성한 소수성과 친수성을 가진 아미노산 공중합체가 불용성 약물인 나프록센 나노입자를 안정화시키기 위한 새로운 물질로서 사용되었다. 합성된 아미노산 공중합체로 안정화된 나프록센 나노입자는 60분간 습식 분쇄 공정에 의해 $200\~500nm$의 크기로 제조되었고, 공중합체의 소수성 부분이 적어도 $10 mol\%$ 이상이어야 효과적인 크기 감소를 볼 수 있으며, 공중합체의 모폴로지와 분자량은 입자 크기 감소를 결정하는 중요 요소가 아니었다. 또한 제조된 약물 나노입자 크기는 눈에 띄는 응집없이 14일까지 안정한 것을 알 수 있었다.