Study on the external stimulus-responsive monoolein cubic phase containing electric field, oxidation, and pH-sensitive polymers :전기장, pH, 산화 민감성 고분자를 함유한 외부자극 응답성 모노올레인 큐빅상에 관한 연구

박석호

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자료유형: 학위논문

저자정보: 박석호 (강원대학교, Kangwon National University)

지도교수: Jin-Chul Kim

발행연도: 2019

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2019

Lipid nanoparticles loaded with Bambusae Caulis in Taeniam extract with anti-inflammatory activity

박석호 , 김진철 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2019.04 학술대회자료

Study on the external stimulus-responsive monoolein cubic phase containing electric field, oxidation, and pH-sensitive polymers

박석호 2019.01 학위논문

2018

pH-sensitive monoolein cubic phase containing extract of Bambusae Caulis in Taeniam

박석호 , 김진철 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2018.04 학술대회자료

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본 연구는 여러 외부자극(전기장, pH, 산화)에 민감한 고분자를 함유하여 약물전달체 내부의 탑재된 약물을 전달하고자 한다. 약물전달체로서 사용되는 큐빅상은 모노올레인이라는 지질과 물을 사용하여 제조된다. 양친매성 분자인 모노올레인은 특정 온도, 물 함량일 때, 큐빅상이 형성된다. 큐빅상 내부는 지질 이중층과 수상채널이 존재하는데, 수상채널 내부에 외부자극에 민감성 고분자와 약물을 탑재하여 외부자극에 대해서 약물 전달을 제어할 수 있다.
이 연구는 전기장, pH, 산화에 민감한 고분자를 함유하여 외부자극에 응답하는 모노올레인 큐빅상에 대해 물리?화학적 특성 및 외부자극에 대한 방출 테스트 및 in vitro 세포활성에 대한 연구를 하였다. 공통적으로, 모노올레인 큐빅상의 라멜라 구조 관찰 및 상전이 온도를 확인하였다.
전기장 응답성 모노올레인 큐빅상의 경우 수상채널 내부에 전기장 민감성 고분자가 함유되어 있다. 전기장 자극에 의한 고분자 끌림 현상으로 모노올레인 큐빅상 내부에 있는 염료(모델 약물)의 방출을 촉진시켰다. 다음 연구로는 산화 응답성 모노올레인 큐빅상의 수상채널에 내부에는 산화 환경에 민감한 고분자를 포함시켰고, 주변 환경이 산화조건으로 변하면 고분자가 산화됨에 따라서 상대적으로 친수성이 강해지게 된다. 이 때, 모노올레인 큐빅상에 고정된 고분자의 소수성 부분이 친수성 성질이 강해지면서 수상채널에 고정된 고분자가 빠지면서 수상채널 내부에 있던 염료(모델 약물)의 방출을 촉진시켰다. 마지막으로 항염, 항산화 효능이 있는 죽여 추출물과 pH 민감성 고분자를 모노올레인 큐빅상에 탑재하여 pH 응답성 방출 및 in vitro 세포 독성, 항염, 항산화 효능 등을 평가하였다. pH 응답성 모노올레인 큐빅상의 수상채널 내부에 탑재된 pH 민감성 고분자는 pH에 의해 complex coacervate 형성 및 해체가 일어난다. 그 결과, 수상채널 내부에 있던 죽여 추출물의 방출을 촉진시켰다. 이러한 모노올레인 큐빅상을 나노크기로 분산시켜 큐보좀을 제조하여 in vitro 세포독성, 항염, 항산화 효능을 평가하였다. 죽여 추출물이 탑재된 큐보좀은 세포 독성이 없었으며, 항염에 관련된 PGE2 생성을 감소 시켰고, 세포 내 ROS 생성을 억제시킴으로써 in vitro 세포독성, 항염, 항산화 효능을 나타났다.

This study was aimed at delivering drugs loaded inside the drug delivery system by containing polymers sensitive to various external stimuli (electric field, oxidation, pH). The cubic phase used as the drug delivery vehicle was prepared using a lipid called monoolein and water. Monoolein, an amphipathic molecule, formed a cubic phase at a specific temperature and water content. The inside of the cubic phase has a lipid bilayer and a water channel, and the drug channel can be controlled for external stimuli by mounting a polymer and a drug sensitive to external stimuli inside the water channel.
This study was conducted to investigate physico-chemical properties, release test for external stimuli and in vitro cell activity of monoolein cubic phase containing an electric field, oxidation, and pH-sensitive polymer in response to external stimuli.
In common, observation of the lamellar structure on monoolein cubic and phase transition temperature were confirmed.
In the case of the electric field responsive monoolein cubic phase, an electric field sensitive polymer was contained in the water channel. Polymer attraction due to electric field stimulation promoted the release of dye (model drug) inside the monoolein cubic phase. In the next research, an oxidation-sensitive polymer was loaded on the water channel of the oxidation-responsive monoolein cubic phase. As the polymer is oxidized under oxidizing conditions, the hydrophobic part becomes relatively hydrophilic. At this time, the polymer immobilized on the water channel on the monoolein cubic was freed and promoted the release of the dye (model drug). Finally, pH-responsive release and in vitro cytotoxicity, anti-inflammation, and antioxidant efficacy of Bambusae Caulis in Taeniam extract and pH-sensitive polymer with anti-inflammatory and antioxidative effects were measured on monoolein cubic acid. pH-sensitive polymer loaded in the water channel of the monoolein cubic phase formed complex coacervate and disintegration by pH. As a result, the release of Bambusae Caulis in Taeniam extract inside the water channel was promoted. These monoolein cubic phases were dispersed in nanoscale to prepare cubosome, and the cytotoxicity, anti-inflammation and antioxidant efficacy in vitro were evaluated. Cubosomes with Bambusae Caulis in Taeniam extract were not cytotoxic, decreased PGE2 production by anti-inflammation, inhibited intracellular ROS production, and showed cytotoxicity, anti-inflammation and antioxidant activity in vitro.

CONTENTS
Abstract iiv
Contents v
List of Figures viivii
List of Tables xii
Ⅰ. Monoolein cubic phase containing poly(hydroxyethyl acrylate-co-propyl methacrylate-co-methacrylic acid) and its electric field-driven release property
1. Introduction 1
2. Experimental 4
3. Results and Discussion 8
4. Conclusions 25
5. Publication 26
Ⅱ. Oxidation-responsive cubic phase incorporation poly(hydroxyethyl acrylamide-co-phenyl vinyl sulfide)
1. Introduction 27
2. Experimental 29
3. Results and Discussion 33
4. Conclusions 53
5. Publication 55
Ⅲ. Complexation-responsive monoolein cubic phase containing extract of Bambusae Caulis in Taeniam
1. Introduction 56
2. Experimental 59
3. Results and Discussion 63
4. Conclusions 75
5. Publication 80
Ⅳ. In vitro anti-inflammatory efficacy of Bambusae Caulis in Taeniam extract loaded in monoolein cubosomes
1. Introduction 81
2. Experimental 83
3. Results and Discussion 91
4. Conclusions 112
5. Publication 113
Ⅴ. Monoolein cubosomes for enhancement of in vitro anti-oxidative efficacy of Bambusae Caulis in Taeniam extract toward carcinogenic fine dust-stimulated RAW 264.7 cells
1. Introduction 114
2. Experimental 117
3. Results and Discussion 122
4. Conclusions 136
5. Publication 136
References 137
Korean Abstract 152
Publications 155
Presentations 157
Patents 159

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	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

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