키토산 마이크로스피어를 이용한 오플록사신의 폐포 내 대식세포로의 전달에 관한 연구

Abstract

본 실험에서는 결핵을 치료하기 위한 대안으로, 결핵균이 주로 서식하는 폐중 대식세포로 직접 약을 전달할 수 있는 항결핵제를 구상하였다. 그에 따라 glutaraldehyde를 crosslinking시킨 ofloxacin loaded chitosan microspheres(OCM)를 제조하였고, 그 제제의 물리적 특성 및 대식세포로의 약물 전달 정도를 평가하였다. 실험에 쓰일 OCM microspheres는 water-in-oil emulsification 방법을 사용하여 제조하였다. 제조된 microspheres는 particle size analysis, drug content analysis, scanning electron microscopy, X-ray diffraction study, in vitro release study, morphology in liquid, twin stage impinge study 등을 통해 제제의 물리적 특성을 조사하였다. 그리고 alveolar macrophage인 NR8383 cell을 이용하여 OCM 형태로 적용했을 때의 macrophage로의 약물 전달 효과를 solution 형태로 적용했을 때와 비교하였다. 제조한 OCM 제제의 사이즈는 약 1-6 μm의 범위에서 분포하였고, 거의 대부분 둥근 구 형태를 이루고 있었다. 제제 내에 봉입된 ofloxacin의 함량은 약 27.41 ± 0.74%(w/w)로 계산되었다. 그리고 제제를 액상에 분산시켰을 때에는 크게 응집되는 현상 없이 쉽게 분산되었고, 약물 방출은 두 시간 정도에 걸쳐서 대부분의 약물이 방출되는 특징을 보였다. 이 제제를 lactose로 배산하여 twin stage impinge study를 진행한 결과, 전체 loading한 약물 중 90% 이상이 제제를 loading한 capsule에서 빠져나갔고, 30-40%에 해당하는 양이 stage Ⅱ까지 도달하였다. 이를 통해 폐 안쪽으로 충분한 양의 제제를 흡입시킬 수 있다고 예측하게 되었다. Alveolar macrophage인 NR8383을 대상으로 동일한 ofloxacin 농도를 가진 ofloxacin solution 또는 OCM suspension을 적용한 후 macrophage를 collect하여 단백질량 기준 uptake된 약물량을 비교한 결과, OCM을 적용했을 때가 solution으로 적용했을 때보다 약 3.8배 더 높았다. 이를 통해 순수 약물을 용해시켜 적용하는 것보다 microsphere 형태로 적용하는 것이 macrophage로 하여금 phagocytosis를 유발하여 보다 효과적으로 macrophage 내부로 약물을 전달할 수 있다고 판단하였다.