다양한 다가 음이온 가교제로 제조한 퀘르세틴 함유 키토산 나노입자의 물리화학적 특성 및 생리활성 분석

Abstract

tripolyphosphate (TPP), arabic gum (AG), poly-γ-glutamic acid (PGA), hyaluronic acid (HA), and dextran sulfate (DS). Wall materials solutions were adjusted to pH 3.5, where the charge differences between CS and the cross-linkers showed the highest level in the conductivity evaluation. Moreover, CS NPs showed better particles size, uniformity, and significantly (p<0.05) higher entrapment efficiency (92.2-98.3%) than those of using pH unadjusted solutions. When each type of CS NPs was compared at the significantly (p<0.05) same size of 400 nm, CS-TPP NPs showed significantly lower QUE release inhibition and cell permeability than the other NPs in general. Moreover, CS-AG and CS-HA NPs showed significantly (p<0.05) higher intestinal cellular adhesion (36.8 and 38.7%) and cellular permeability (12.9 and 13.6 cm/sec×10-6), respectively compared with the other NPs and free QUE. Furthermore, these results were verified with cellular antioxidant assay that CS-AG and CS-HA NPs showed significantly (p<0.05) higher antioxidant activity (126.5 and 137.5 unit) after internalization into Caco-2 cells, respectively compared with the other CS NPs. Therefore, this study suggested that gastrointestinal release and cellular permeation of CS NPs could be influenced by types and concentration of cross-linkers under limited size conditions.; 본 연구에서는 트리폴리삼인산염(tripolyphosphate, TPP)와 중합체(polymer) 구조의 아라빅검(arabic gum, AG), 폴리감마글루탐산(poly-γ-glutamic acid, PGA), 히알루론산(hyaluronic acid, HA), 덱스트란황산(dextran suflate, DS)를 각각의 가교제로 이용하여 퀘르세틴(querecetin, QUE)을 함유한 키토산 나노입자(chitosan nanoparticles, CS NPs)를 제조하고, 특성을 비교하였다. 키토산(chitosan, CS)과 각각의 가교제와의 효과적인 이온결합을 통한 CS NPs의 형성 조건을 도출하기 위해 conductivity를 측정하여 피복소재 용해 조건을 pH 3.5로 선정하였다. 실험결과, CS용액을 pH 3.5를 조절하여 CS NPs를 제조하였을 때, 조절하지 않은 입자보다 높은 포집효율(45.2-98.3%), 안정적인 입자크기(166-493 nm)와 분산도(0.188-0.481)를 나타내었다. 유의적으로 동일한 입자크기(400 nm)의 각각의 가교제별로 제조된 CS NPs를 비교하였을 때, 캡슐화를 통해 QUE의 방출조절 및 세포투과특성이 증진되었으며, 전반적으로 중합체 구조의 가교제로 CS NPs를 제조하였을 때, CS-TPP NPs보다 QUE의 방출조절 및 세포투과특성이 유의적으로(p<0.05) 높게 나타났다. 중합체 구조의 가교제를 이용하여 제조한 CS NPs 중에서는 CS-AG과 CS HA NPs가 다른 입자들보다 유의적으로(p<0.05) 높은 장점막세포 부착성(36.8, 38.7%)과 장점막세포 투과성(12.9, 13.6 cm/sec×10-6)을 나타내었다. 또한, Caco-2 세포를 이용한 세포항산화 활성에서도 CS-AG, CS-HA NPs가 각각 126.5과 137.5 unit으로 다른 실험군보다 유의적으로(p<0.05) 높은 활성을 보였다. 본 연구를 통해 가교제의 농도와 종류가 CS NPs의 포집, 함유 효율과 같은 입자 특성 뿐만 아니라 방출, 체내 흡수 특성, 항산화 활성에도 영향을 미친다는 결과를 도출할 수 있었다.; Quercetin (QUE)-loaded nanoparticles (NPs) were prepared by ionic gelation between chitosan (CS) and each type of cross-linkers