핵자기공명분광법을 이용한 양친매성 고분자 마이셀의 물리화학적 구조 연구

Abstract

질병의 치료를 위해 사용되는 의약품의 성능은 실제 환부에 작용하여 치료의 효과를 나타내는 약리학적 활성물질의 효능과 그것을 체내 표적 부위까지 전달하는 약물 전달체의 안정성 및 운반 성능과 관련이 있다. 이에 최근 제약 업계의 연구는 의약품의 성능을 향상시키기 위해 크게 약리학적 효능을 나타내는 신약 활성 물질의 개발과 약물 전달체의 물리화학적인 성능 개선에 초점을 맞추고 있다.

본 연구에서는 두 번째 요소인 약물 전달체의 물리화학적인 성능 개선을 주제로 선정하여 의약품 제조 시 약물 전달체로서 주로 사용되는 마이셀을 제조하고, 그것의 물리화학적인 성질을 핵자기공명분광기(NMR)와 Dynamic Light Scattering (DLS)를 이용하여 분석했다. 인체에 적용 되는 약물 전달체의 특성상 마이셀을 제조할 때 사용하는 고분자와 첨가 물질들은 모두 생체 친화성을 갖는 물질을 사용했다. 마이셀을 구성하는 주성분 고분자는 양친매성 블록 공중합체인 PEO-b-PCL이며, flexibility 및 안정성과 같은 마이셀의 물리화학적인 성질을 변화시키기 위해서 레시틴과 레시틴 족의 다른 물질(소수성 부분의 대칭성 혹은 불포화 결합의 차이)을 첨가 물질로서 이용했다.

약물 전달체로 쓰이는 마이셀의 물리화학적인 성질은 그 입자의 size에 따라 영향을 받는다. 그래서 마이셀 입자의 size가 얼마나 균일한지 알아보기 위해 DLS 측정을 진행하였고, 대부분의 마이셀 시료에서 균일한 size distribution을 갖는 것을 확인했다. 1D 1H NMR 실험에서는 피크들의 화학적 이동 값과 linewidth를 통해 약리학적 활성물질이 encapsulation 되는 양친매성 블록 공중합체의 소수성 부분에 대한 정보와 마이셀 입자의 형성 여부를 확인했다. 그리고 NMR의 T2 이완시간 측정을 통해 다양한 flexibility를 갖는 마이셀 중에 최적의 안정성을 갖는 마이셀을 선정하고, 첨가 물질의 종류에 따라 마이셀 입자의 다양한 물리화학적인 성질의 변화를 확인할 수 있었다. 또한 2D 1H NMR 실험인 NOESY 측정을 통해 마이셀을 구성하는 PEO-b-PCL과 첨가물질이 갖는 양성자 사이의 거리 정보를 확인했다. 추가로 마이셀 입자 내에서 첨가 물질의 유무에 따른 양친매성 블록 공중합체와의 상호작용 여부를 확인함으로서 선정된 마이셀의 안정성이 높은 이유를 파악했다. 끝으로 약물 전달체에 encapsulation 되는 약리학적 활성물질과 소수성의 성질이 비슷한 모델 활성물질을 선정하여 마이셀에 encapsulation 시킨 후 NMR을 이용한 분석을 진행했다. 그 결과 안정성의 측면에서 마이셀과 에멀젼의 형태에서 같은 경향성이 나타난 것을 확인했고, 이를 통해 개발한 마이셀 및 에멀젼 입자의 약물 전달체로의 응용 가능성을 확인했다.

이와 같이 약물 전달 체계에서 사용되는 마이셀을 제조하고 그것의 물리 화학적인 성질을 변경시켜가며 다양한 조건 하에서 최적의 안정성을 갖는 약물 전달체를 개발하는 연구는, 실제 제약 연구 과정 중에 의약품의 성능을 향상시키기 위한 연구에서 그 연구 과정과 결과가 활용 될 수 있을 것이라고 판단된다.