천연고분자
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(2) • Ribonucleic acid: mRNA, tRNA, sRNA, rRNA, siRNA A CG.
(3) • Protein: polypeptide Amino acid HOOCC(R)NH2, R: 20 groups 1차 구조: 아미노산 서열 2차 구조: 1 분자의 3D 구조 3차 구조: 2차 결합 분자의 3D 구조. 효소, 인슐린, 알부민, 콜라겐,,, 당단백, 지단백, 색소단백 – 복합 단백질 구형, 섬유상, 기질 단백질 구조, 기능 단백질. • 탄수화물: CHO, 당류 단당: glucose(포도당),galactose, 이당: lactose, sucrose 다당: starch, cellulose 에너지원.
(4) • 전분: D-glucose, α-1,4-glucoside Amylose(수용), amylopectin(불용) • 섬유소: D-glucose, β-1,4-glucoside,. • Chitin/Chitosan: poly(n-acetyl-D-glucosamine) 갑각류 외피, polycations Deacetylation – from chitin to chitosan.
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(6) • 미생물 생성 고분자 Bacterial cellulose - Glucoacetobacter Xylinum Pullulan - Aureobasidium pullulans poly(hydroxy butylate) – Bacillus megaterium.
(7) From. Acetobacter Xylinum etc β-1,4-glucan, 99% pure, microfibril network by nano-fiber For food, electro-devices, finisher, medical membranes.
(8) . 합성고분자 • 물성, 가격, 면역 vs 생체적합성 • 분해성: heteroatom in main chain; -CCO-, -CCN-.
(9) • Polyglycolide(PGA) Glycolic acid – glycine – serine – pyruvic acid – tricarboxyl acid cycle(TCA) – H2O, CO2 Glycolide 개환중합 친수성, 결정성 • Polylactide(PLA) L/ D/ meso – enantiomers, normal PLLA Lactic acid(젖산) – pyruvic acid 소수성, 결정성, 늦은 분해속도, 강도유지(6개월) 골재료 등.
(10) • Polycaprolactone(PCL) Tm 60°C, Tg - 60°C 소수성, 결정성 낮은 분해속도 Hydrohexanoic acid 생체적합성 • Polydioxanone(PDS) 흡수성, 유연성, 결정성 빠른 분해속도 강도저하(50%/3개월) 약물전달 등.
(11) • Polyanhydride 분해속도 수일~, 표면분해 R로 조절 반응성, 뇌암약물전달제 • Polyorthoesters 표면분해 알칼리 안정성 약물전달.
(12) . 다량의 물을 함유하는 3차원 망상 구조 • 망상구조: 공유결합, 2차 결합, entanglement • 친수성 분자, 불용성, 팽윤성, 형태안정성 • 연조직 • 가교방법 물리적: 전자빔, 감마선, X선, 자외선 화학적: 가교제, 다관능성 단량체.
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(14) . Hydrogel polymers • 천연고분자 음이온성: hyaluronic acid(GAG, endotoxin), alginate(2가 양이온 가교), pectin, chondroitin sulfate, dextran sulfate,,,, ( -COOH, -SO3 ) 양이온성: chitosan(N-deacetyl chitin), polylysine (-NH2) 중성: dextran, agarose, pullulan,collagen,gelatin, fibrin (-OH) • 합성고분자 Polyethylene glycol(PEG), Polyethylene oxide(PEO) Polyvinyl alcohol(PVA), Polyvinylpyrrolidone(PVP).
(15) • Poly(hydroxyethyl methacrylate)(PHEMA) • Poly(N-isopropyl acrylamide)(PNIPAAm) • Poly(glycerol methacrylate)(PGMA) • Poly(diethylglycol methacrylate)(PDEGMA) • Poly(methylethyl acrylamide)(PMEAAm) • Block polymers PEG-PLA-PEG, PEG-PLGA-PEG, PEG-PCL-PEG PEO-PPO-PEO, PPO-PEO-PPO, PLA-PEO-PLA • 음이온기: carboxyl, sulfonate • 양이온기: amine, imine, pyridine • Amphoteric (양친성): cationic/anionic(+/-) • Amphiphilic (양친매성): hydrophilc/hydrophobic.
(16) • 천연-합성 복합체 장단점 보완 PEG-co-protein, alginate-g-pluronic, chitosan-g-lipid PLGA-co-serine, collagen-g-acrylate, poly(HEMA-gpeptide),,, . 하이드로겔 특성 • 팽윤성 Flory-Huggins theory: 열역학적 해석 부피팽윤도(Q), 무게팽윤도(q), 수화도(H).
(17) . Flory-Huggins theory. • 비결정성 팽윤에 대한 chemical potential은 겔 고분자 의 부피 비. 와 고분자-물 상호작용 파라메타 (J/K mol), T는 절대온도(K). 로 표현, 여기서 R은 기체상수. • 여기서 Q는 겔 고분자 부피 비로 팽윤도.
(18) • 가교된 고분자는 팽윤 형성 상태에서. • 여기서. 는 고분자의 그램 당 가교된 분자의 유효 몰 수 이며, 는 가교 사이의 분자 무게, 은 고분자의 밀도, 은 용매의 몰랄 부피. •. 에 의한 가교 밀도(. ).
(19) A03. 1.3124. 2.27. 6238.16. 21.77. 2.58. 0.3881. 0.5094. A15. 1.3274. 3.40. -19.21. 6.77. 19.19. 0.0521. 0.0692. A33. 1.3405. 5.18. -347.99. 4.12. 72.39. 0.0138. 0.0185. A45. 1.3536. 10.57. -128.02. 7.05. 140.23. 0.0071. 0.0097. A59. 1.3630. 10.95. 20.86. 14.25. 71.36. 0.0140. 0.0191. : the density of the polymer, : the volume degree of swelling, : the chemical potential, : the polymer-water interaction parameter, : The molecular weight between cross-links, : The effective number of moles of cross-linked chains per gram of polymer, : the cross-linking density..
(20) • Biodegradability 종류 Biodegradable, bioerodable, resorbable. 절단: backbone chain, crosslink, Pendant. 일시/표면 가수/효소 가교: . 합성(glutaraldehyde,,) 천연(sucrose,,) 단분자(oligopeptide,,) 고분자(albumin,,).
(21) • Sol - Gel phase transition 환경에 의해 상 변화 (온도, 농도, pH, 전기, 광 등) Sol: 다용매 소용질, Gel: 소용매 다용질. 양친매성 부여: 친수(A)-소수(B)-친수(A), B-A-B A-B-A type: Pluronic F-127 BASF, ( PEO-PPO-PEO ) B-A-B type: ReGel Protheric, (PLGA-PEO-PLGA) 온도와 농도 감응성.
(22) . Intelligent (Smart) Hydrogel. •. 환경(온도, pH, 등) 감응 가역성. •. 온도감응성 (Thermo responsive) •. 열가역성, 물리적 가교 (소수성 작용으로 가교). •. 체내 주입형 전달체.
(23) • pH 감응성 (pH sensitive) 양이온성 또는 음이온성 고분자 예, methacrylic acid (MAA), 2-methacryloxyethyl glucoside (MEG) 의 공중합체 poly(MAA-co-MEG) MAA: pH-sensitive, 팽창율 변화 MEG: mucosa 점착성, 약물안정성. • 경구전달제: • 위장(pH 2)에서 비팽창 감호 “. •. – 소장(pH 7)에서 팽창 방출. 팽창 방출억제 –. “. 용해 방출. • 약물의 극성, 용해성, 결합성, 크기와 이온성 고분자간 상호작용으로 결정.
(24) • 온도 & pH 감응성 온도 감응성의 체내주입효율 개선으로 pH 감응 추가 주사관에서 겔화 방지-이온성 물질 혼합 겔화 방지 예, OSM-(PCL-PEG-PCL)-OSM, PAE-(PCL-PEG-PCL)-PAE. paclitaxel (항암제) pH: oligo sulfonamide(OSM, 음이온성), poly(beta-aminoester)(PAE, 양이온성), Temp.: PCL-PEG-PCL * Taxol: 주목에서 추출한 항암제.
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관련 문서
