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Self-Assembled Nanoparticles of Bile Acid-Modified Glycol Chitosans and Their Applications for Cancer Therapy

  • Kim Kwangmeyung;Kim Jong-Ho;Kim Sungwon;Chung Hesson;Choi Kuiwon;Kwon Ick Chan;Park Jae Hyung;Kim Yoo-Shin;Park Rang-Won;Kim In-San;Jeong Seo Young
    • Macromolecular Research
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    • 제13권3호
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    • pp.167-175
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    • 2005
  • This review explores recent works involving the use of the self-assembled nanoparticles of bile acid-modified glycol chitosans (BGCs) as a new drug carrier for cancer therapy. BGC nanoparticles were produced by chemically grafting different bile acids through the use of l-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide (EDC). The precise control of the size, structure, and hydrophobicity of the various BGC nanoparticles could be achieved by grafting different amounts of bile acids. The BGC nanoparticles so produced formed nanoparticles ranging in size from 210 to 850 nm in phosphate-buffered saline (PBS, pH=7.4), which exhibited substantially lower critical aggregation concentrations (0.038-0.260 mg/mL) than those of other low-molecular-weight surfactants, indicating that they possess high thermodynamic stability. The SOC nanoparticles could encapsulate small molecular peptides and hydrophobic anticancer drugs with a high loading efficiency and release them in a sustained manner. This review also highlights the biodistribution of the BGC nanoparticles, in order to demonstrate their accumulation in the tumor tissue, by utilizing the enhanced permeability and retention (EPR) effect. The different approaches used to optimize the delivery of drugs to treat cancer are also described in the last section.

크리프 회복 거동을 고려한 철근콘크리트 및 프리스트레스트 콘크리트 부재의 장기거동해석에 관한 연구 (Time-dependent Analysis of Reinforced and Prestressed Concrete Structures Incorporating Creep Recovery Function)

  • 김세훈;오병환
    • 콘크리트학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.279-288
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    • 1999
  • 콘크리트 구조물의 크리프해석은 주로 크리프식의 중첩원리에 기초한 방법에 의해 수행되고 있다. 그러나 크리프식의 중첩을 응력이 증가하거나 일정할 경우에는 비교적 정확한 예측이 가능하지만, 응력이 감소하는 경우에는 상당한 오차를 나타낸다. 이것은 지속하중과 응력감소 과정에서 크리프와 관련된 콘크리트의 성질이 변화되므로 크리프 회복을 크리프 식의 중첩으로 정확하게 모사할수 없기 때문이다. 따라서, 본 연구에서는 감소와 증가를 반복하는 응력 이력을 지니는 콘크리트 구조물의 좀더 정확하고 합리적인 장기거동 해석을 위하여 응력의 감소를 단순히 크리프식의 중첩에 의해 해석한 기존의 방법과는 달리 크리프식과 크리프 회복식으로 표현하여, 소위 2함수 방법(two-function method)를 콘크리트구조물의 해석에 적용하는 방법을 제시하였다. 본 연구의 2함수방법을 콘크리트 구조물의 장기거동 해석을 적용하기 위해, 시간단계 동안 다양한 응력 변화에 대하여 크리프 변형도 증분량을 계산하는 방법을 제시하였다. 본 연구의 해석방법에 의해서 해석된 결과를 기존의 크리프식의 중첩에 의한 결과 및 기존의 실험결과들과 비교 분석한 결과, 기존의 중첩법은 실험결과와 많은 차이를 보이고 있으나 본 연구의 해석방법은 실험결과와 잘 맞고 있음을 보여주고 있다. 따라서, 크리프회복식을 이용하는 본 연구의 해석방법은 기존의 크리프식의 중첩방법이나 기존의 설계기준에 비해 변화하는 응력이력 하에서의 콘크리트 구조물의 크리프거동을 더 정확하게 서술할 수 있는 방법으로서 앞으로 설계기준 작성과 실제 구조물 해석에 효율적인 응용이 기대되고 있다.

Local Drug Delivery System Using Biodegradable Polymers

  • Khang, Gil-Son;Rhee, John M.;Jeong, Je-Kyo;Lee, Jeong-Sik;Kim, Moon-Suk;Cho, Sun-Hang;Lee, Hai-Bang
    • Macromolecular Research
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    • 제11권4호
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    • pp.207-223
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    • 2003
  • For last five years, we are developing the novel local drug delivery devices using biodegradable polymers, especially polylactide (PLA) and poly(D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA) due to its relatively good biocompatibility, easily controlled biodegradability, good processability and only FDA approved synthetic degradable polymers. The relationship between various kinds of drug [water soluble small molecule drugs: gentamicin sulfate (GS), fentanyl citrate (FC), BCNU, azidothymidine (AZT), pamidronate (ADP), $1,25(OH)_2$ vitamin $D_3$, water insoluble small molecule drugs: fentanyl, ipriflavone (IP) and nifedipine, and water soluble large peptide molecule drug: nerve growth factor (NGF), and Japanese encephalitis virus (JEV)], different types of geometrical devices [microspheres (MSs), microcapsule, nanoparticle, wafers, pellet, beads, multiple-layered beads, implants, fiber, scaffolds, and films], and pharmacological activity are proposed and discussed for the application of pharmaceutics and tissue engineering. Also, local drug delivery devices proposed in this work are introduced in view of preparation method, drug release behavior, biocompatibility, pharmacological effect, and animal studies. In conclusion, we can control the drug release profiles varying with the preparation, formulation and geometrical parameters. Moreover, any types of drug were successfully applicable to achieve linear sustained release from short period ($1{\sim}3$ days) to long period (over 2 months). It is very important to design a suitable formulation for the wanting period of bioactive molecules loaded in biodegradable polymers for the local delivery of drug. The drug release is affected by many factors such as hydrophilicity of drug, electric charge of drug, drug loading amount, polymer molecular weight, the monomer composition, the size of implants, the applied fabrication techniques, and so on. It is well known that the commercialization of new drug needs a lot of cost of money (average: over 10 million US dollar per one drug) and time (average: above 9 years) whereas the development of DDS and high effective generic drug might be need relatively low investment with a short time period. Also, one core technology of DDS can be applicable to many drugs for the market needs. From these reasons, the DDS research on potent generic drugs might be suitable for less risk and high return.

PLGA 분자량에 따른 이중층 독소루비신 미립구의 방출거동 (Effect of Molecular Weight of PLGA on Release Behavior of Doxorubicin for Double-Layered PLGA Microspheres)

  • 박정수;양재찬;육순흥;신형식;이종문;김문석;이해방;강길선
    • 폴리머
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    • 제31권3호
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    • pp.189-193
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    • 2007
  • 항암제인 독소루비신의 지속적인 방출을 위하여 PLGA와 독소루비신의 미립구를 수중유형(O/W) 용매증발 방법을 이용하여 약물의 농도와 고분자의 분자량의 변화에 따른 방출거동의 차이를 확인하였다. 이중층 미립구내의 독소루비신의 방출을 분석하기 위하여 형광 분광 광도계를 이용하여 5주 동안 독소루비신의 방출을 보았으며 주사전자현미경을 이용하여 이중층미립구의 단면과 표면을 확인하였다. 제조된 이중층 미립구는 외부층이 전체적으로 매끄러운 표면과 구형을 나타내고 있었고 이중층 미립구의 단면을 잘라 계면층을 중심으로 하여 내부형태와 외부형태를 구분 지을 수 있었다. 또한 제조된 이중층 PLGA 독소루비신 미립구는 방출 결과를 통하여 저분자량의 고분자를 이용할수록 방출이 빠르다는 것을 확인할수 있었다. 따라서 미립구를 제조하는데 있어서 고분자의 분자량을 조절함으로써 방출거동을 조절할 수 있다는 것을 확인하였다.

소수성 항진균제 전달체로 응용하기 위한 데옥시콜릭산이 결합된 저분자량 수용성 키토산 나노입자의 제조와 특성 (Preparation and Characterization of Deoxycholic Acid-Conjugated Low Molecular Weight Water-Soluble Chitosan Nanoparticles for Hydrophobic Antifungal Agent Carrier)

  • 최창용;정현;남정표;박윤경;장미경;나재운
    • 폴리머
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    • 제33권4호
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    • pp.389-395
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    • 2009
  • 저분자량수용성 키토산(LMWSE)을 소수성 항진균제 전달체로 응용하기 위하여, 데옥시콜릭산(deoxycholic acid, DA)을 이용하여 LMWSE를 화학적으로 개질하였다. DA가 결합된 LMWSC 나노입자(WSEDA)의 특성은 동적 광산란기, 투과전자현미경을 이용하여 그 특성을 분석하였다. 제조되어진 나노입자의 크기는 $250{\sim}350\;nm$로 DA의 치환도가 증가함에 따라 입자의 크기가 증가하였다. 항진균제인 이트라코나졸(itraconazole)이 봉입된 WSEDA 나노입자(WSEDA-ITCN)는 소수성 상호작용을 이용한 용매 증발법으로 제조하였다. UV 분광광도계를 이용하여 약물의 함량 및 담지 효율을 측정한 결과 약물의 담지 효율은 $61{\sim}68%$로 우수한 담지 효율을 보였다. 약물방출 거동에서 이트라코나졸이 봉입된 나노파티클의 DA의 함량이 많아질수록 약물이 천천히 방출되었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 제조한 DA가 결합된 저분자량 수용성 키토산 나노파티클이 항진균제 전달체로서 매우 높은 응용 가능성을 나타내고 있음을 확인하였다.

질소산화물 환원과 N2O 생성에 있어서 V2O5-WO3/TiO2 촉매의 V2O5 함량 영향 (The Effect of Vanadium(V) Oxide Content of V2O5-WO3/TiO2 Catalyst on the Nitrogen Oxides Reduction and N2O Formation)

  • 김진형;최주홍
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권3호
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    • pp.313-318
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    • 2013
  • $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매의 질소산화물 환원반응에 있어서 $V_2O_5$ 함량이 NO 환원 및 $N_2O$ 생성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 분말촉매를 사용한 미분반응기에서 실험 연구를 수행하였다. 고정된 비율의 $WO_3$$TiO_2$$V_2O_5$ 함량을 1에서 8 wt%까지 변화시킨 촉매에서 NO 환원반응과 암모니아 산화반응 특성이 조사되었다. $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매에서 NO 환원 반응은 $200^{\circ}C$ 이하에서도 상당량 진행되지만, $V_2O_5$ 함량을 1 wt% 촉매의 경우 700 ppm의 NO를 99.9%이상 전환시키는 최저 반응온도가 $340^{\circ}C$에서 아주 좁은 활성 온도창으로 일어났다. 그리고 이 활성온도는 촉매의 $V_2O_5$ 함량이 증가됨에 따라 점점 저온 쪽으로 이동하여, 6 wt% 촉매의 경우 $220{\sim}340^{\circ}C$에서 높은 활성을 보였다. $V_2O_5$ 함량이 8 wt% 촉매의 경우 전 온도 구간에서 6 wt% 촉매보다 낮은 NO 환원율을 보였다. 그러나 반응온도 $340^{\circ}C$ 이상에서는 촉매의 $V_2O_5$ 함량이 증가함에 따라 NO 전환율이 감소하였다. 이는 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매의 NO 환원을 위한 촉매 활성점 상당 크기 이상의 $V_2O_5$ 입자와 관계되는 것으로 판단되며 촉매 입자가 클수록 $320^{\circ}C$ 이상에서 암모니아 산화에 의해 발생되는 $N_2O$ 생성을 고려하여야 한다. $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매는 배기가스 중의 질소산화물 제거를 위하여 현재 통상적으로 $350{\sim}450^{\circ}C$의 영역에서 운전되고 있으나, 고온 영역에선 2차 오염물인 $N_2O$의 발생을 피할 수 없고 에너지 소비량이 많으므로, $250{\sim}320^{\circ}C$의 저온 영역에서 적합한 촉매로써 $V_2O_5$ 함량이 높은 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매의 사용이 권장되었다.

부영양 저수지에서 남조류의 발달과 천이 및 영향 요인 (Cyanobacterial Development and Succession and Affecting Factors in a Eutrophic Reservoir)

  • 김호섭;황순진;공동수
    • 생태와환경
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    • 제40권1호
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    • pp.121-129
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    • 2007
  • 본 연구는 부영양 저수지에서 남조류의 발달과 천이에 영향을 미치는 요인들과 그 결과를 평가하기 위하여, 2003년 3월부터 2004년 2월까지 현장 조사를 통하여 남조류 종조성과 밀도변화, 침전특성, 퇴적물 특성을 분석하였다. 또한 인, 수온, 광도를 달리한 조건에서의 남조류 성장률을 비교하였다. 식물플랑크톤은 봄철(3${\sim}$4월)에 규조류와 편모조류가 우점한 시기를 제외하고는 연중 남조류가 우점하였고, 7월과 11월에 높은 밀도 증가가 관찰되었다. 남조류 우점기간 중 5월에는 Oscillatoria spp., 6월에는 Aphanizomenon sp.이 우점하였고, 7월부터 11월까지는 Microcystis spp.가 우점종으로 나타났다. Oscillatoria spp.가 우점하고 침강율이 높았던 5월에는 수온, 광도 그리고 TN/TP비가 높았던 반면, Microcystis spp.가 우점한 7월부터 11월까지의 TN/TP비는 상대적으로 낮은 범위 (평균 27)를 보였다. 침강속도는 규조류가 우점한 3월 가장 높았고, 남조류의 우점종 기간 중에서는 5월과 10월이 다른 시기와 비교할 때 빨랐다. 퇴적물의 C/N비는 $6{\sim}8$의 범위였고, 간극수내 무기인의 농도는 심층에 산소농도가 희박(<2mg $O_2$ $L^{-1}$)하였던 시기에 감소하였다. 남조류의 성장률은 영양염 농도와 수온에 크게 의존하였고, 특히 높은 인 농도는 낮은 수온에서도 남조류가 발달하는 원인으로 나타났다. 본 연구의 결과는, 인이 충분하게 공급되는 국내의 많은 소형 부영양 저수지에서 연중 남조류의 발달과 지속가능성을 시사하며, 수질개선과 조류제어를 위해 인의 저감(특히, 퇴적층 관리)을 매우 중요하게 고려해야 함을 강조한다.

Substance P에 의한 가토 회장평활근의 수축기전에 대한 연구 (Studies on the Mechanism of Contraction by Substance P in Rabbit Ileum)

  • 조세헌;정진섭;이상호
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제18권2호
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    • pp.151-162
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    • 1984
  • 가토의 회장평활근에서 substance P의 수축기전을 밝히기 위하여 본 실험을 시행하여 다음과 같이 요약하였다. 1) SP는 $10^{-9}M$부터 수축을 일으켜 $10^{-7}M$에서 최대수축을 나타내었고 그 생도는 $10^{-6}M$ acetylcholine에 의한 수축의 90%에 달하였다. 2) SP를 농도별로 부가적으로 투여할 때는 SP를 각 농도마다 따로 투여함 때보다 수축의 크기가 크게 감소하였다. 3) $10^{-7}M$ SP로 5분간 처리한 회장평활근의 $10^{-8}M$ SP에 글한 반응은 $10^{-7}M$$10^{-8}M$ SP 투여시간의 간격이 클수록 증가하여 20분후 정상으로 회복되었다. 4) $10^{-7}M$ SP로 3분 처리후에도 $10^{-6}M$ acetylcholine에 의한 수축은 영향을 받지 않았다. 5) $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 $10^{-6}M$ atropine에 의해 영향을 받지 않았고 3mM TEA전처치시 $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 정상이거나 약간 감소하였고 SP 전처치시 TEA 수축은 감소하였다. 6) $10^{-8}M$ SP와 3mM TEA에 의한 수축은 Na없는 용액, $10^{-4}M$ ouabain, 100k용액에 의해 완전히 억제되었고 $10^{-6}M$ NE 존재시는 40% 정도 억제되었다. $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 각 조건내서 완전히 억제되지 않았다. K없는 용액에서 $10^{-8}M$ SP 의한 수축은 완전히 억제되고 $10^{-7}M$ SP와 TEA에 의한 수축은 완전히 억제되지 않았다. 7) SP에 의한 수축은 0. 1 mM $Ca^{2+}$존재시 상당히 억제되었고 외부 $Ca^{2+}$증가시 증가하여 1.8 mM $Ca^{2+}$에서 최고에 달하였으며 그 이후는 오히려 감소하였다. SP수축의 감소속도는 0.5mM $Ca^{2+}$에 의해 증가하였으나 1.8mM이상의 $Ca^{2+}$농도에서는 영향을 받지 않았다. 8) $Ca^{2+}$없는 용액에서 $10^{-7}M$ SP는 수축을 일으켰고 그 수축의 크기는 $Ca^{2+}$없는 용액으로 처리시간이 증가함에 따라 감소하며 10분후 완전 소실되었다. 9) $Ca^{2+}$없는 용액으로 처리시간이 길어질수록 0.5mM $Ca^{2+}$에서 $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 감소하였다. 10) $Ca^{2+}$없는 용액에서 10분간 처리한 후 $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 Ca loading time이 길수록 외부 $Ca^{2+}$농도가 높을수록 증가하였다. 이상의 결과로 볼 때 저농도의 SP는 주로 외부 $Ca^{2+}$의 유입에 의해 수축을 일으키는 것으로 생각되며 이 $Ca^{2+}$의 유입에 관여하는 기전은 $K^+$투과도의 감소에 의한 막전위의 탈분극만으로 완전히 설명할 수 없었고 고농도의 SP에 의한 수축에는 세포내부 $Ca^{2+}$의 유리도 관여하고 이 $Ca^{2+}$저장고는 세포막과 밀접하게 연결되어 있는 것으로 생각된다.

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