Fabrication of hydroxypropyl methylcellulose(HPMC) resin-fortified poly(ethyl acrylate-co-methyl methacrylate) nanoparticles emulsion in aqueous medium

Abstract

[한글]

폴리(에틸아크릴레이트-메틸 메타크릴레이트) (poly(EA-co-MMA)는 서방성 코팅 물질로 쓰이는 대표적인 물질이다. 특히, 2000년 이후 수계 코팅으로 약물 코팅의 추세가 바뀌면서 그 사용량이 늘고 있다. 그러나 poly(EA-co-MMA)의 필름은 잘 부셔지고 약물 용출 시 지연시간이 있다는 단점이 있다. 반면에 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 (HPMC)는 셀룰로오스 고분자로서 필름 특성이 우수하고 안정성이 뛰어난 장점이 있으나, 유기용매를 사용한 코팅에 적용해야 한다는 단점을 가지고 있다.

이번 연구에서 HPMC수지로 강화시킨 poly(EA-co-MMA) 나노입자를 합성하였다.

제조 후 FT-IR을 이용하여 합성 여부를 판단하였고, DSC를 통하여 유리전이온도를 측정하였다. SEM으로 입자의 형태를 관찰하였다. DLS, CHDF을 통하여 입자 크기를 측정하였고, UTM을 이용하여 인장강도와 경도를 측정하였다.

FT-IR을 통하여 입자가 원하는 대로 합성된 것을 알 수 있었고, 유리전이온도는 단량체의 함량이 높아질수록 낮아지는 것을 볼 수 있었다. 입자 크기는 단량체의 양이 증가 할수록 커졌으나 0.05몰의 단량체를 넣었을 때는 마이셀을 만들기 위해 단량체가 모두 소비되어 입자가 충분히 성장하지 못하여 입자 크기가 다른 농도에 비해 매우 작은 것으로 추정된다. 0.05몰 이상에서는 CAC의 변화량이 작아 입자 수의 변화가 크지 않아 단량체가 첨가 될수록 입자 크기가 커지는 것을 볼 수 있었다. 인장강도와 경도는 단량체의 농도가 진해 질수록 작아지는 경향을 보였다. 합성된 입자를 약물에 코팅하여 분해 실험을 실시한 결과 80%이상 분해 되는데 단량체의 양에 따라 30분~50분이 걸렸다. 이로써 기존 poly(EA-co-MMA)에 비하여 1시간 가량의 지연시간을 줄였고 단량체의 양을 조절하여 원하는 시간의 분해 속도를 가지는 입자를 합성 할 수 있다.

이로써 인장강도와 경도를 향상시키고 약물 방출 시 지연시간을 줄인 입자가 잘 합성된 것을 볼 수 있었다

[영문]

Copolymer [ethyl acrylate (EA): methyl methacrylate (MMA), 2:1] (Eugragit NE) is widely used in aqueous sustained release coating of pharmaceutical field. However, the film properties of copolymer [ethyl acrylate (EA): methyl methacrylate (MMA), 2:1] (Eugragit NE) is brittle and breakable so it needed to use plasticizer such as propylene glycol. To improve film properties of acryl copolymer, hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) is used as a polymeric emulsifier in the redox polymerization in emulsion system of methyl methacrylate (MMA) and ethyl acrylate (EA).

The synthesis of HPMC resin fortified poly(EA-co-MMA) nanoparticles was carried out by ceric ammonium nitrate (CAN) induced redox polymerization in homogeneous aqueous medium.

These grafted copolymers were characterized by fourier transform infrared spectra (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimeter (DSC), capillary hydrodynamic fractionation (CHDF) and dynamic light scattering (DLS) methods. The mechanical properties of grafted copolymer films were characterized by universal testing machine (UTM). In addition, the disintegration time of the grafted copolymer films was studied.