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케라틴/PLGA 복합체 필름의 적층 원통형 지지체가 섬유륜 재생에 미치는 영향 (Effects of Laminated Cylindrical Scaffolds of Keratin/Poly(lactic-co-glycolic acid) Hybrid Film on Annulus Fibrous Tissue Regeneration)

  • 이선경;홍희경;김수진;김용기;이동원;강길선
    • 폴리머
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    • 제34권5호
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    • pp.474-479
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    • 2010
  • 조직공학에 이용되는 고분자인 poly(lactic-co-glycolic acid)(PLGA)는 높은 생체적합성 및 생분해성의 장점을 지니지만, 생체활성물질의 결여와 소수성으로 인해 세포의 부착에 어려움을 가진다. 또한 PLGA의 가수분해 과정 중 생성되는 산 분해물이 조직주변의 pH를 감소시켜 염증을 유발하는 단점을 가지고 있다. 따라서 이러한 단점을 보완하기 위한 방법으로 천연고분자인 케라틴을 첨가한 PLGA필름을 제작하였으며 조직공학적 디스크재생에 응용하기 위하여 케라틴/PLGA 복합체필름의 원통형 지지체를 제작하였다. 이 원통형 지지체의 내부는 케라틴/PLGA 필름을 말아서 사용하였으며 외부는 PLGA 다공성 지지체 링을 제작하여 사용하였다. 본 연구에서는 이 지지체에 섬유륜세포를 파종하여 PLGA 필름과 케라틴/PLGA 필름을 이용한 원통형 지지체에서의 세포의 부착 및 생존율을 비교하고 케라틴을 첨가한 지지체의 우수성을 확인하였으며 강도의 우수성 또한 확인하였다. 이 결과는 디스크재생을 위한 지지체의 연구에 유용한 정보를 제공할 것이다.

재결정 PLGA와 단량체를 이용한 5-FU/PLGA 웨이퍼의 방출거동 (Release Behavior of 5-FU from 5-FU/PLGA Wafer using Recrystallized PLGA and Monomer)

  • 박정수;최명규;김윤태;이준희;모종현;강길선;이종문;신형식;이해방
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권2호
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    • pp.205-210
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    • 2008
  • PLGA는 생분해성 고분자이며 생체적합성을 갖는 고분자로서 약물전달을 위한 연구에 많이 이용되고 있는 고분자이다. 그러나 PLGA를 약물전달에 이용할 때 약물의 급격한 초기방출 이후에 일정기간동안 약물이 방출되지 않는 지연시간이 존재하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 PLGA 웨이퍼에 단량체를 첨가하여 제조하였다. 또한 PLGA를 재결정하여 약물의 급격한 방출 현상을 억제하도록 하였다. SEM을 이용하여 재결정된 PLGA의 형태학적 차이를 관찰하였으며 생체외 약물 방출거동은 HPLC를 이용하여 측정하였다. PLGA의 분해과정에서 단량체의 영향을 알아보기 위하여 GPC를 이용하여 분자량 변화를 측정하였다. 본 연구를 통하여 PLGA의 벌크분해에 기인한 지연시간을 없앨 수 있었으며 약물의 방출 기간을 3일까지 앞당길 수 있었다.

Synthesis and Micellar Characterization of CBABC Type PLGA-PEO-PPO-PEO-PLGA Pentablock Copolymers

  • Seong, Haseob;Cho, Eun-Bum;Oh, Joongseok;Chang, Taihyun
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권8호
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    • pp.2342-2348
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    • 2014
  • Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) were grafted to both ends of Pluronic$^{(R)}$ F68 ($(EO)_{75}(PO)_{30}(EO)_{75}$) triblock copolymer to produce poly{(lactic acid)$_m$-co-(glycolic acid)$_n$}-b-poly(ethylene oxide)$_{75}$-b-poly(propylene oxide)$_{30}$-b-poly(ethylene oxide)$_{75}$-b-poly{(lactic acid)$_m$-co-(glycolic acid)$_n$} (PLGA-F68-PLGA) pentablock copolymers. Molecular weights of PLGA blocks were controlled and five kinds of pentablock copolymers with different PLGA block lengths were synthesized using in-situ ring-opening polymerization of D,L-lactide and glycolide with tin(II) 2-ethylhexanoate ($Sn(Oct)_2$) catalyst. PLGA-F68-PLGA pentablock copolymers were characterized by $^1H$- and $^{13}C$-NMR, GPC, and TGA. The numbers (2m, 2n) of repeating units for lactic acid and glycolic acid inside PLGA segments were obtained as (48, 17), (90, 23), (125, 40), (180, 59), and (246, 64), with $^1H$-NMR measurement. From NMR data, the resultant molecular weights were determined in the range of 12,700-29,700, which were similar to those obtained from GPC. Polydispersity index was increased in the range of 1.32-1.91 as the content of PLGA blocks increased. TG and DTG thermograms showed discrete degradation traces for PLGA and F68 blocks, which indicate the weight fractions of PLGA blocks in pentablock copolymers can be calculated by TG profile and it is possible to remove PLGA block selectively. Hydrodynamic radius and radius of gyration of pentablock copolymer micelle were obtained in the range of 46-68 nm and 31-49 nm, respectively, in very dilute (i.e. 0.005 wt %) aqueous solution of THF:$H_2O$ = 10:90 by volume at $25^{\circ}C$.

SIS/PLGA 담체와 근육유래 줄기세포를 이용한 생체조직공학적 골재생 (Effects of SIS/PLGA Porous Scaffolds and Muscle-Derived Stem Cell on the Formation of Tissue Engineered Bone)

  • 김순희;윤선중;장지욱;김문석;강길선;이해방
    • 폴리머
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    • 제30권1호
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    • pp.14-21
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    • 2006
  • 조직공학 기술은 in vitro와 in vivo에서 초기 세포 부착과 차후의 조직형성을 위해 3차원적인 지지체로서 다공성의 생분해성 담체의 사용이 필수적이다. 소장점막하조직(small intestinal submucosa, SIS)은 고유의 인장력과 생체적합성 때문에 생체물질로서 사용될 잠재력을 가지고 있는 콜라겐 조직이다. 근육유래 줄기세포는 배양조건에 따라 골세포, 연골세포, 및 근육세포 등으로 분화가 가능하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 SIS를 함유한 락타이드-글리콜라이드 공중합체(PLGA) 다공성 지지체를 용매캐스팅/염추출법으로 제조하였고, 전자주사현미경 및 수은다공측정계를 이용하여 특성을 결정하였다 세포의 생존율과 성장률은 MTT(3-(4,5-dimethylthiazole-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium-bromide) 분석 방법을 이용하였고 골로 분화된 세포를 알칼라인 포스파테이즈(ALP) 활성을 측정하여 확인하였다. SIS가 함유된 지지체와 SIS가 함유되지 않은 지지체를 면역결핍 쥐의 피하에 삽입하여 이들의 골형성 정도를 비교하여 보았다. 조직을 파라핀으로 고정시켜 슬라이드를 제조한 후 hematoxylin과 eosin, 트라이크롬 및 본쿠사 염색을 실시하였다. 천연/합성 하이브리드 담체로서의 SIS/PLGA 담체가 PLGA 단독으로 사용하였을 때와 비교하여 볼 때 골형성이 우수하였는데 이는 SIS 내에 함유하고 있는 여러 생체활성분자에 기인한 것으로 추측되었다.

지속 가능한 블록 공중합체 기반 열가소성 탄성체 (Sustainable Block Copolymer-based Thermoplastic Elastomers)

  • 신지훈;김영운;김건중
    • 공업화학
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    • 제25권2호
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    • pp.121-133
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    • 2014
  • ABA형태의 삼중블록공중합체는 고무상과 유리상의 상대적 성분에 좌우되는 열가소성 탄성체와 강화 플라스틱으로써 유용하다. 이러한 물질은 다른 고분자와 혼합하여 첨가제, 강화제, 상용화제로써 기능성을 줄 수 있다. 상업적으로 유용한 대부분의 블록 공중합체는 석유로부터 유래된다. 지구상의 유한한 화석자원 공급과 석유 사용 및 채굴에 관련된 경제, 환경적 비용을 고려하면 그 대안은 매력적이다. 이러한 흐름에 더하여 미래 지속 가능한 물질의 최종 용도를 위한 설계 및 그 실행이 요구되고 있다. 본 총설에서는 재생 가능한 ABA 형태의 삼중블록 공중합체 합성과 특성을 살펴보고, 특히 공중합체의 경성부분을 위한 높은 유리 전이온도 혹은 녹는점을 지닌 식물 유래 폴리올레핀과 다당류 유래 폴리락타이드와 공중합체의 연성부분을 위한 바이오 기반, 낮은 유리 전이온도, 무결정의 탄화수소계 고분자에 대해 논의하려고 한다. 이를 위해서 다양하게 제어된 고분자 중합법은 강력한 도구임이 증명되고 있다. 이러한 혼성 고분자의 정교한 합성에 관한 연구는 재생가능성, 생분해성, 고성능을 지닌 새로운 탄성체와 강화 플라스틱의 발전을 이끌고 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.

실크/PLGA 하이브리드 필름에서 실크가 인간 대동맥 내피세포의 부착과 증식에 미치는 효과 (Effect of Silk in Silk/PLGA Hybrid Films on Attachment and Proliferation of Human Aortic Endothelial Cells)

  • 이지혜;이소진;김슬지;김경희;김영래;송정은;이동원;강길선
    • 폴리머
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    • 제37권2호
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    • pp.127-134
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    • 2013
  • 혈관내피세포는 혈관 안쪽을 덮고 있는 편평한 세포층으로, 혈관의 기능과 혈관평활근세포의 증식을 조절한다. 폴리락타이드글리콜라이드 공중합체(PLGA)는 물성이 좋고 분해속도를 조절하기 좋은 생분해성 합성고분자이며, 여러 형태로 제조하기 쉽다. 누에에서 얻은 실크 피브로인은 18가지 아미노산으로 구성되어 있고 세포의 부착과 세포 기능 유지에 중요하며 화장품, 의료분야 등 다양한 분야에서 응용되고 있다. 본 연구에서는 용매 증발법을 이용하여 0, 10, 20, 40 및 80 wt%의 실크를 이용하여 실크/PLGA 하이브리드 필름을 만들었으며, MTT, SEM, ELISA, 면역세포화학염색법을 실시하였다. 실크/PLGA 하이브리드 필름에서 실크 함량에 따른 인간 대동맥 내피세포의 부착과 증식을 측정한 결과, 40 wt%의 실크/PLGA 하이브리드 필름에서 세포의 부착과 증식이 가장 높았으며, 이런 결과들은 실크가 세포의 증식에 좋은 영향을 미치고 실크/PLGA 하이브리드 필름의 표면이 인간 대동맥 내피세포의 성장에 알맞은 환경이라는 것을 확인할 수 있었다.

진공 건조법에 의해 제조된 BCNU/PLGA웨이퍼의 BCNU 방출거동 (BCNU Release Behaviour from BCNU/PLGA Wafer Prepared by Vacuum Drying Method)

  • 박정수;신준현;이두희;이종문;김문석;이해방;강길선
    • 폴리머
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    • 제31권3호
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    • pp.201-205
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    • 2007
  • 폴리락타이드, 폴리글리콜라이드, 및 글리콜라이드-락타이드 공중합체(PLGA)와 같은 생분해성 고분자들은 쉬운 약물방출량 조절과 부산물독성이 없이 지지체의 완벽한 분해과 좋은 생체적합성을 갖고 있다. 그러나 PLGA는 in vitro 실험에서의 괴상침식, 과도한 초기방출 후의 방출량이 감소하는 단점을 갖고 있다. 본 연구에서 PLGA 재결정 분말은 진공건조법을 이용하여 제조하였으며 1,3-bis(2-chloroethyl)-1-nitro-sourea(BCNU, carmustine)가 함유된 PLGA 웨이퍼의 방출거동을 알아보았으며 동시에 수용성 첨가제를 넣어 약물의 방출거동을 알아보고자 하였다. 진공건조법으로 재결정한 PLGA 웨이퍼가 일반방법으로 제조한 PLGA 웨이퍼보다 수분흡수율 감소와 웨이퍼 자체 초기의 분해 속도 감소로 인하여 초기 방출량이 감소하고 지속적 방출거동을 가지는 것을 확인하였다.

이프리플라본을 함유한 생분해성 미립구의 제조와 특성분석 (Preparation and Characteristics of Ipriflavone-Loaded PLGA Microspheres)

  • 이진수;강길선;이종문;신준현;정제교;이해방
    • 폴리머
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    • 제27권1호
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    • pp.9-16
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    • 2003
  • 골다공증 치료제 이프리플라본 (IP)은 조골세포의 분화와 증식을 자극하고 에스트로겐의 존재로 칼시토닌 분비를 강화한다. 조절 가능한 생분해성과 생체적합성으로 인하여 락타이드-글라이콜라이드 공중합체 (PLGA)는 약물방출조절을 연구하는데 가장 적합한 고분자중의 하나이다. 본 연구에서 IP가 함유된 PLGA 미립구는 일반적인 O/W 용매 증발법으로 제조하였으며, 미립구의 크기는 5~200 $mu extrm{m}$의 범위에 있었다. 미립구의 형태는 SEM으로 관찰하였고, 생체외 방출실험에서 IP 방출량은 HPLC로 분석 하였다. 젤라틴 및 PVA등의 유화제 사용으로 가장 높은 약물 포접율을 얻을 수 있었다. 미립구의 형태, 크기 및 약물 방출 패턴은 PLGA의 분자량 (8, 20, 33 및 90 kg/mol), 고분자용액의 농도 (2.5, 5, 10 및 20%), 유화제의 종류 (PVA, gelatin 및 Tween 80), 초기 약물 함유량 (5, 10, 20 및 30%) 및 교반속도 (250, 500 및 1000 rpm) 등과 같은 여러 제조 변수들에 의하여 조절할 수 있음을 알 수 있었다. 생체외 방출실험에서 IP 방출은 제조조건을 조절함으로써 거의 영차방출 형태로 30일 이상으로 지속적이었다 또한, XRD와 DSC로 IP 함유 PLGA 미립구의 물리화학적인 성질을 조사하여 방출메카니즘을 고찰하였다.

SIS로 개질된 PLGA 담체에서의 단백질의 서방화 (Sustained Release of Proteins Using Small Intestinal Submucosa Modified PLGA Scaffold)

  • 고연경;최명규;김순희;김근아;이해방;이종문;강길선
    • 폴리머
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    • 제32권3호
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    • pp.199-205
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    • 2008
  • 단백질 및 펩타이드의 서방형 약물전달체로서 소장점막하조직(SIS)으로 개질된 PLGA 담체를 제조하고자 하였으며, SIS/PLGA 담체는 용매 캐스팅/염 추출법에 의해 준비된 PLGA 담체에 SIS 용액을 첨가하여 단순 함침방법으로 제조하였다. 본 실험에서 사용된 돼지의 소장 점막층에서 유래된 SIS는 면역거부반응이 적어 생체재료로 널리 사용되고 있다. 제조된 PLGA 및 SIS/PLGA 담체를 SEM을 통한 표면 및 내부 관찰결과 두 담체 모두 열린 다공구조를 이루며, 특히 SIS/PLGA 담체는 PLGA 담체의 다공 내부에 SIS가 침투되어 작은 네트워크를 형성하고 있음을 확인하였다. 또한 단백질의 방출경향을 확인하기 위하여 형광이 결합된 소 혈청 알부민(FITC-BSA)을 PLGA 및 SIS/PLGA 담체에 담지시킨 후, 형광광도계를 통해 이들의 방출거동을 확인하였다. PLGA 담체와 비교할 때 SIS/PLGA 담체에서의 BSA의 방출은 초기방출량이 적고 지속적으로 일정량이 방출되는 거동을 확인할 수 있었으며 함량별 BSA 농도에 따른 SIS/PLGA 담체에서의 방출은 BSA의 양이 증가할수록 빠르고 많은 양이 방출되는 경향성 있는 방출패턴을 보임을 확인하였다. 결론적으로 PLGA 담체에 침투한 SIS 젤이 BSA의 급격한 초기방출을 억제하며, SIS로 개질된 PLGA 담체는 방출조절이 가능한 약물전달체로서 매우 유용할 것으로 사료된다.