한국화상학회지 (J. Kor. Soc. Imag. Sci. Tech.) 제27권 제3호 (p.115-123)

자극응답성 키토산 하이드로겔 합성 및 특성

Synthesis and property of stimuli responsive chitosan hydrogels
키워드 :
Chitosan,Hydrogel,Stimuli responsive,Near Infrared,Drug delivery

목차

요 약
Abstract
1. 서 론
2. 실 험
   2-1. 시약 및 재료
   2-2. Cs-Nb-COOH의 합성
   2-3. Selenolactone (γ-BSeL)의 합성
   2-4. Se-MeTz의 합성
   2-5. Cs-Se Gel의 제조
   2-6. 겔 함량 측정 및 팽윤도 분석
   2-7. 분석
3. 결과 및 고찰
   3-1. 화학개질된 키토산 (Cs-Nb-COOH)의합성
   3-2. 가교제 (Se-MeTz)의 합성
   3-4. 하이드로겔의 팽윤도 분석
   3-5. 하이드로겔의 내부 단면 분석
   3-6. 하이드로겔의 근적외선 제어 약물 방출거동
4. 결 론
References

초록

본 연구에서는, 주위 산도나 근적외선과 같은 외부에서 주어지는 자극에 의하여 내부 탑재 약물의 방출을 조절할 수 있는, 자극 응답성 키토산(Cs) 하이드로겔를 합성하고 그것의 특성과 성능을 조사하였다. 우선 Cs와 carbic anhydride의 개 환반응에 의하여 노르보닐(Nb) 작용기가 도입된 Cs 유도체(Cs-Nb) 를 합성하였으며, methyltetrazine-amine과 selenolactone의 반응에 의하여 테트라진 (Tz) 작용기가 양 말단에 도입된 가교제(Se-Tz)를 합성하였다. Cs-Se 하 이드로겔은 CS-Nb와 Se-Tz 사이의 클릭반응에 의하여 빠르게 형성할 수 있었으며, Nb/Tz 반응 몰비 변화로서 가교도를 조절하였다. 하이드로겔의 가교도와 용액의 산도가 낮을수록 하이드로겔의 팽윤도가 높아졌으며, 하이드로겔의 내부구조가 다공성을 가짐을 SEM 단면 분석 결과 확인할 수 있었다. Ciprofloxacin hydrochloride monohydrate 약물을 탑재한 하이드로겔은 pH 5.2의 PBS용액에서 pH 3.7에 비하여 높은 약물 방출을 나타내었다. 또한 근적외선 조사에 의하여 약물 방출을 빠르게 유도할 수 있었다.
In this study, stimuli-responsive chitosan(Cs) hydrogels which respond external stimuli such as pH and near-infrared light are synthesized and their properties and performance are investigated. The Cs derivative (Cs-Nb) was prepared via the ring-opening reaction of Cs and carbic anhydride and the crosslinking agent containg tetrazine (Tz) functional groups at both ends was synthesized by the reaction of methyltetrazine-amine and selenolactone. Cs-Se hydrogels were quickly formed by the click reaction between CS-Nb and Se-Tz, and the degree of crosslinking was controlled with varying the molar ratio of the Nb/Tz. As the cross-linking density of hydrogels and the acidity of solution decreased, the swelling ratio of hydrogel increased. The internal structure of hydrogels was found to be porous. Ciprofloxacin hydrochloride monohydrate drug-loaded hydrogels showed higher drug release at pH 5.2 than pH 3.7 in PBS solutions. Furthermore, near-infrared irradiation was able to induce high drug release.