[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20190036767A - Salt ion-responsive lipid cubic nanostructures and methods thereof - Google Patents

Salt ion-responsive lipid cubic nanostructures and methods thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20190036767A
KR20190036767A KR1020170126069A KR20170126069A KR20190036767A KR 20190036767 A KR20190036767 A KR 20190036767A KR 1020170126069 A KR1020170126069 A KR 1020170126069A KR 20170126069 A KR20170126069 A KR 20170126069A KR 20190036767 A KR20190036767 A KR 20190036767A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nanostructure
anionic polymer
cubic
lipid
active ingredient
Prior art date
Application number
KR1020170126069A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102035537B1 (en
Inventor
김진철
윤동열
Original Assignee
강원대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 강원대학교산학협력단 filed Critical 강원대학교산학협력단
Priority to KR1020170126069A priority Critical patent/KR102035537B1/en
Publication of KR20190036767A publication Critical patent/KR20190036767A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102035537B1 publication Critical patent/KR102035537B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10Dispersions; Emulsions
    • A61K9/127Liposomes
    • A61K9/1274Non-vesicle bilayer structures, e.g. liquid crystals, tubules, cubic phases, cochleates; Sponge phases
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/06Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/08Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite containing oxygen, e.g. ethers, acetals, ketones, quinones, aldehydes, peroxides
    • A61K47/14Esters of carboxylic acids, e.g. fatty acid monoglycerides, medium-chain triglycerides, parabens or PEG fatty acid esters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10Dispersions; Emulsions
    • A61K9/127Liposomes
    • A61K9/1277Processes for preparing; Proliposomes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

The present invention relates to a cubic lipid nanostructure having responsiveness to salt ions and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to: the cubic lipid nanostructure having responsiveness to salt ions, capable of responding to salt ions to easily control the release of an active component contained in a lipid nanostructure by comprising an anionic polymer in a water channel and crosslinking the same with a polyvalent cation for gelation; a use of the lipid nanostructure; and the method for manufacturing the same.

Description

염 이온 응답성을 지닌 입방형 지질 나노구조체 및 이의 제조방법{Salt ion-responsive lipid cubic nanostructures and methods thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cubic lipid nanostructure having a salt-ion responsive property and a preparation method thereof.

본 발명은 염 이온에 응답성을 지닌 입방형 지질 나노구조체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 상세하게는, 수상채널 내부에 음이온성 고분자를 포함시키고 이를 다가 양이온으로 가교하여 겔화시킴으로써 염 이온에 감응하여 지질 나노구조체 내 함유하고 있는 유효성분의 방출 제어를 용이하게 할 수 있는 염 이온에 응답성을 지닌 입방형 지질 나노구조체, 지질 나노구조체의 용도 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cubic lipid nanostructure having responsiveness to salt ions and a method for producing the same. More particularly, the present invention relates to a method for preparing a lipid nanostructure capable of responding to a salt ion and facilitating the release of an active ingredient contained in the lipid nanostructure by allowing an anionic polymer to be contained in a water channel and cross- And a method for producing the same. 2. Description of the Related Art

지질 분자는 생체에서 유래된 특징으로 인해 높은 생체적합성을 가지고 있으며, 분자의 양친매성 특성으로 인해 기타 소재 대비 비교적 간단한 제조공정을 통해 나노구조체(nanostructures)를 형성할 수 있는 장점이 있다. 상기 지질 나노구조체는 HLB(Hydrophilic Lipophilic Balance) 및 팩킹 파라미터(packing parameter) 등의 분자적 성질로부터 라멜라 구조, 실린더 구조, 마이셀 구조 등 다양한 형태의 나노구조가 형성될 수 있다.Lipid molecules have high biocompatibility due to the characteristics derived from the living body. Due to the amphipathic nature of the molecules, nanostructures can be formed through a relatively simple manufacturing process compared to other materials. The lipid nanostructure can be formed into various types of nanostructures such as a lamellar structure, a cylinder structure, and a micelle structure based on molecular properties such as HLB (Hydrophilic Lipophilic Balance) and packing parameters.

모노올레인(Monoolein, MO)은 적정량의 물과 접촉하여 평형상태에 도달하면 입방형 나노구조체를 형성한다. 입방형 나노구조체는 서로 교차하는 수상 채널들과 수상 채널들을 둘러싸는 지질 이중층으로 이루어진다[Razumas, Valdemaras., et al. The Journal of Physical Chemistry 100.28 (1996): 11766-11774.]. Monoolein (MO) forms a cubic nanostructure when it reaches an equilibrium state by contacting with an appropriate amount of water. The cubic nanostructure consists of a lipid bilayer surrounding the water channels and the water channels intersecting each other [Razumas, Valdemaras., Et al. The Journal of Physical Chemistry 100.28 (1996): 11766-11774.].

모노올레인 나노구조체는 투명하고 광학적으로 등방성(optically isotropic)이다. 모노올레인 나노구조체는 수상채널과 지질 매트릭스를 포함하고 있어, 수용성 유효성분과 지용성 유효성분을 모두 함유할 수 있는 특성을 가진다. The monoolein nanostructure is transparent and optically isotropic. The monoolein nanostructure comprises a water channel and a lipid matrix, and is capable of containing both a water soluble active ingredient and a fat soluble active ingredient.

나노구조체에 포집된 유효성분은 수상채널 밖으로 방출될 수 있는데, 효과적인 유효성분의 전달체로 사용되기 위해서는 외부 환경 조건에 따라 방출되는 것을 조절하거나 방출되는 속도를 제어하는 것이 필요하다. The active ingredient collected in the nanostructure may be released from the water channel. In order to be used as an effective ingredient carrier, it is necessary to control the rate of release or control the release according to external environmental conditions.

한편, 알지네이트와 같은 음이온성 고분자는 수용액에 용해되며, 여기에 다가 양이온을 첨가하면 고분자 사슬들이 가교되어 겔이 되는 특성을 가지고 있다[Augst, Alexander D., et al. Macromolecular bioscience 6.8 (2006): 623-633.]. On the other hand, an anionic polymer such as alginate is dissolved in an aqueous solution, and when a polyvalent cation is added thereto, the polymer chains are crosslinked to form a gel [Augst, Alexander D., et al. Macromolecular bioscience 6.8 (2006): 623-633.].

상기 음이온성 고분자는 이온에 따른 가교에 의해 졸 겔 특성 변화가 가역적으로 일어날 수 있으나, 아직까지 유효성분 전달체로서 적용한 예가 없다. 이에, 이러한 이온성 고분자의 특성을 살려 보다 효율적으로 구조 내에 포집된 유효물질을 방출시킬 수 있는 기술에 대한 연구개발이 요구되는 실정이다. The anionic polymer may undergo reversible changes in sol gel properties due to crosslinking depending on the ion, but there is no example applied as an effective component carrier. Accordingly, there is a need for research and development of a technique capable of releasing an effective substance trapped in the structure more efficiently by taking advantage of the characteristics of the ionic polymer.

Augst, Alexander D., et al. Macromolecular bioscience 6.8 (2006): 623-633.Augst, Alexander D., et al. Macromolecular bioscience 6.8 (2006): 623-633.

본 발명의 목적은 염 이온에 감응할 수 있는 지질 나노구조체를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a lipid nanostructure capable of being sensitive to salt ions.

본 발명의 다른 목적은 수상채널 내부에 이온성 고분자 및 유효 성분이 포함되어 염 이온에 감응하여 상기 유효 성분을 수상 채널 밖으로 방출하는 유효성분 전달체를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an effective component delivery system which contains an ionic polymer and an active ingredient in a water channel and releases the active ingredient out of the water channel in response to salt ions.

본 발명의 다른 목적은 방출 및 방출되는 유효성분의 양을 제어할 수 있는 유효성분의 방출방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of releasing an active ingredient which can control the amount of active ingredient released and released.

본 발명의 다른 목적은 염 이온에 감응할 수 있는 지질 나노구조체의 제조방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method for producing a lipid nanostructure capable of being sensitive to salt ions.

본 발명의 일 양태는 수상채널에 내부에, 음이온성 고분자 및 다가 양이온의 가교물인 음이온성 고분자 겔을 포함하는 염 이온 응답성 지질 나노구조체를 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a salt-ion responsive lipid nanostructure comprising an anionic polymer gel, which is a crosslinked product of an anionic polymer and a polyvalent cation, in a water channel.

본 발명의 일 실시예에 따른 지질 나노구조체에 있어서, 지질 나노구조체에 포함되는 지질은 모노올레인 큐빅상을 포함하는 것일 수 있다.In the lipid nanostructure according to an embodiment of the present invention, the lipid contained in the lipid nanostructure may include a monoolein cubic phase.

본 발명의 일 실시예에 따른 지질 나노구조체에 있어서, 상기 다가 양이온은 Mg2 +, Ca2 +, Sr2 +, Ba2 +, Be2+, Cr2 +, Co2 +, Cu2 +, Fe2 +, Mn2 +, Sn2 +, Ni2 +, Zn2 +, Al3 +, Cr3 +, Co3 +, Cu3 +, Ga3 +, Au3 +, Fe3 +, Mn3 +, Ni3 +, Mn4 +, Sn4+, Cr6+ 및 Mn7+ 로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 양이온을 포함하는 것일 수 있다. In the lipid nano-structure according to one embodiment of the present invention, the multivalent cation is Mg 2 +, Ca 2 +, Sr 2 +, Ba 2 +, Be 2+, Cr 2 +, Co 2 +, Cu 2 +, Fe 2 +, Mn 2 +, Sn 2 +, Ni 2 +, Zn 2 +, Al 3 +, Cr 3 +, Co 3 +, Cu 3 +, Ga 3 +, Au 3 +, Fe 3 +, Mn 3 +, Ni + 3, Mn + 4, it may be one containing any one or more cations selected from the group consisting of Sn 4+, Cr 6+ and Mn 7+.

본 발명의 일 실시예에 따른 지질 나노구조체에 있어서, 상기 음이온성 고분자는카르복실기(-COOH), 설폰산기(-SO3H), 하이드록시기(-OH), 포스피닉기(-HPO2H), 포스포닉기(-PO3H2), 아소닉기(-AsO3H2) 및 셀리노닉기(-SeO3H)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 기능기를 갖는 음이온성 고분자를 포함하는 것일 수 있다. In the lipid nanostructure according to an embodiment of the present invention, the anionic polymer may include a carboxyl group (-COOH), a sulfonic acid group (-SO 3 H), a hydroxyl group (-OH), a phosphinic group (-HPO 2 H ), phosphonate nikgi (-PO 3 H 2), O sonic group (-AsO 3 H 2) and cells Reno nikgi (including an anionic polymer having one or more features selected from the group consisting of -SeO 3 H) .

본 발명의 일 실시예에 따른 지질 나노구조체에 있어서, 상기 음이온성 고분자는 중량평균분자량이 400 내지 100,000g/mol인 것일 수 있다. In the lipid nanostructure according to an embodiment of the present invention, the anionic polymer may have a weight average molecular weight of 400 to 100,000 g / mol.

본 발명의 일 실시예에 따른 지질 나노구조체는 지질 분자 100중량부에 대하여 음이온성 고분자가 2 내지 9중량부 포함되는 것일 수 있다. The lipid nanostructure according to an embodiment of the present invention may include 2 to 9 parts by weight of an anionic polymer based on 100 parts by weight of lipid molecules.

본 발명의 일 실시예에 따른 지질 나노구조체에 있어서, 상기 양이온은 음이온성 고분자 내 음이온기의 몰 수 대비 15 내지 50몰% 포함되는 것일 수 있다. In the lipid nanostructure according to an embodiment of the present invention, the cation may be included in an amount of 15 to 50 mol% based on the number of moles of anionic groups in the anionic polymer.

본 발명의 일 실시예에 따른 지질 나노구조체는 염 이온에 감응하여 수상채널 외부로 방출되는 유효성분을 포함하는 것일 수 있다. The lipid nanostructure according to an embodiment of the present invention may include an active ingredient that is released to the outside of a water channel in response to a salt ion.

본 발명의 다른 양태는 본 발명은 상술한 지질 나노구체를 포함하는 유효성분 전달체에 관한 것이다. Another aspect of the present invention relates to an effective ingredient delivery system comprising the above-mentioned lipid nanospheres.

본 발명의 또 다른 양태는 수상채널 내부에 함유된 음이온성 고분자 겔 및 유효성분을 포함하는 입방형 지질 나노구조체를 이용하여 염 이온의 감응에 따라 수상채널 밖으로 방출되는 유효성분의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 염 이온 응답성 유효물질의 방출방법에 관한 것이다. Another aspect of the present invention is to adjust the amount of the active ingredient released from the water channel according to the response of the salt ion by using the anionic polymer gel contained in the water channel and the cubic lipid nanostructure containing the active ingredient And a method for releasing a salt-ion responsive active substance.

본 발명의 또 다른 양태는 음이온성 고분자 수용액을 모노올레인 용액에 첨가하여 모노올레인 나노구조체를 제조하는 단계 및 상기 제조된 모노올레인 나노구조체 상에 다가 양이온 화합물을 첨가하여 내부에 음이온성 고분자 겔을 형성하는 단계를 포함하는 염 이온 응답성 입방형 지질 나노구조체의 제조방법에 관한 것이다. In another aspect of the present invention, there is provided a method of preparing a monoolein nanostructure comprising the steps of: preparing an aqueous solution of an anionic polymer by adding a monoolein nanostructure to a monoolein solution; and adding a polyvalent cation compound to the prepared monoolein nanostructure, And a step of forming a gel. The present invention also relates to a method for producing a salt-ion responsive cubic lipid nanostructure.

본 발명의 일 실시예에 따른 지질 나노구조체의 제조방법에 있어서, 상기 음이온성 고분자 수용액은 유효성분을 더 포함하는 것일 수 있다. In the method for preparing a lipid nanostructure according to an embodiment of the present invention, the anionic polymer aqueous solution may further comprise an active ingredient.

본 발명에 따른 지질 나노구조체는 내부 수상채널에 함유된 유효성분의 방출 제어가 용이한 장점을 가진다.The lipid nanostructure according to the present invention has an advantage that the release of the active ingredient contained in the inner water channel can be easily controlled.

또한, 본 발명에 따른 지질 나노구조체는 외부 환경, 즉 염 이온에 감응하여 유효성분의 방출 및 방출 속도를 제어할 수 있으며, 상세하게는 우수한 보존 안정성을 가지고, 염 이온 농도가 일정 수준 이상인 조건에서 유효성분을 방출하고, 유효성분의 방출 속도를 증가시키거나 장시간 동안 서서히 유효성분을 방출할 수 있는 장점을 가진다. In addition, the lipid nanostructure according to the present invention is capable of controlling the release and release rate of the active ingredient by being sensitive to the external environment, that is, the salt ion. Specifically, the lipid nanostructure has excellent storage stability, It has an advantage that it releases the active ingredient, increases the release rate of the active ingredient, or releases the active ingredient slowly over a long period of time.

또한, 본 발명은 10 nm 이하의 수상채널이 내부에 존재하고, 염 이온에 감응하는 이온성 고분자 겔을 포함하는 입방형 지질 나노구조체를 간단한 방법으로 제조할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.The present invention also provides a method for manufacturing a cubic lipid nanostructure including an ionic polymer gel having a water channel having a diameter of 10 nm or less and being sensitive to salt ions by a simple method.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 염 이온 응답성 입방형 지질 나노구조체(reduction-responsive monoolein cubic nanostructure)의 모식도를 나타낸 것이다. (A)는 수상채널 내부에 이온성 고분자 겔이 채워져 있는 경우를 보이는 것이며, (B)는 나노구조체가 염 이온을 갖는 염 용액에 노출되는 경우 수상채널 내부에 채워진 이온성 고분자 겔에 가교결합이 파괴되어 겔이 졸로 변하는 경우를 보이는 것이다.
도 2는 실시예 및 비교예에서 제조된 입방형 지질 나노구조체의 시차주사열량 분석곡선을 나타낸 것이다.
도 3은 25 ℃에서 80 ℃로 가열했을 때 비교예 1에서 제조된 입방형 지질 나노구조체(A) 및 실시예 2에서 제조된 입방형 지질 나노구조체의 투과전자현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 4는 25 ℃에서 80 ℃로 가열했을 때 실시예 2에서 제조된 입방형 지질 나노구조체의 투과전자현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 5는 비교예 1에 따른 입방형 지질 나노구조체가 증류수(●) 및 PBS(10 mM, pH 7.4)(○)와 접촉했을 때 각각 염료가 방출되는 정도를 나타낸 그래프이다.
도 6는 실시예 1에 따른 입방형 지질 나노구조체가 증류수(●) 및 PBS(10 mM, pH 7.4)(○)와 접촉했을 때 각각 염료가 방출되는 정도를 나타낸 그래프이다.
도 7은 실시예 2에 따른 입방형 지질 나노구조체가 증류수(●) 및 PBS(10 mM, pH 7.4)(○)와 접촉했을 때 각각 염료가 방출되는 정도를 나타낸 그래프이다.
도 8은 증류수(●) 및 PBS(10 mM, pH 7.4)(○)에서 겔화된 알지네이트의 시간 경과에 따른 상대 광학밀도를 나타낸 것이다.
FIG. 1 is a schematic view of a reduction-responsive monoolein cubic nanostructure according to an embodiment of the present invention. (A) shows a case in which an ionic polymer gel is filled in a water channel, and (B) shows a case where a nanostructure is exposed to a salt solution having a salt ion, and when the ionic polymer gel filled in the water channel is crosslinked It is seen that the gel is broken down and changed into a sol.
Fig. 2 shows a differential scanning calorimetric curve of the cubic lipid nanostructure prepared in Examples and Comparative Examples.
3 is a transmission electron micrograph of the cubic lipid nanostructure (A) prepared in Comparative Example 1 and the cubic lipid nanostructure prepared in Example 2 when heated at 25 ° C to 80 ° C.
FIG. 4 is a transmission electron micrograph of the cubic lipid nanostructure prepared in Example 2 when heated at 25 ° C. to 80 ° C. FIG.
5 is a graph showing the degree of release of the dye when the cubic lipid nanostructure according to Comparative Example 1 is contacted with distilled water () and PBS (10 mM, pH 7.4) (?).
6 is a graph showing the degree of dye release when the cubic lipid nanostructure according to Example 1 is contacted with distilled water () and PBS (10 mM, pH 7.4) (○).
7 is a graph showing the degree of release of the dye when the cubic lipid nanostructure according to Example 2 is contacted with distilled water () and PBS (10 mM, pH 7.4) (?).
Figure 8 shows the relative optical density over time of alginate gelled in distilled water (●) and PBS (10 mM, pH 7.4) (○).

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 입방형 지질 나노구조체, 이의 제조방법 및 이의 용도를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. Hereinafter, a cubic lipid nanostructure of the present invention, a method for producing the same, and uses thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following drawings, but may be embodied in other forms, and the drawings presented below may be exaggerated in order to clarify the spirit of the present invention. Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.

본 발명에서 별다른 정의가 없는 한 ‘모노올레인’은 팩킹 파라미터(packing parameter)가 1보다 조금 큰 글리세롤 모노올레이트(glycerol monooleate; monoolein; 1-oleoyl-rac-glycerol)을 의미한다. Unless defined otherwise in the present invention, 'monoolein' means glycerol monooleate (monoolein; 1-oleoyl-rac-glycerol) with a packing parameter of slightly greater than 1.

본 발명에서 별다른 정의가 없는 한 ‘입방형’은 광학적으로 투명하고, 지질 매트릭스 내에 상호 가로지르는 수상채널을 가지는 큐빅상을 의미할 수 있다. 상기 수상채널은 모노올레인의 이중층에 의해 분리되며, 수상채널 내부에 수용성 화합물을 포함할 수 있다. 상기 수상채널은 비한정적으로 직경이 10 nm 이하일 수 있으며, 구체적으로는 2 nm 내지 7nm인 것일 수 있으나, 수상채널의 직경은 수상의 환경에 따라 변화할 수 있는 것이므로 상기 직경에 제한되지 않는다.Unless otherwise defined herein, the term " cubic " may refer to a cubic phase that is optically transparent and has an intercalated water channel in the lipid matrix. The water channels are separated by a bilayer of monoolein and may contain a water soluble compound within the water channel. The water channel may have a diameter of 10 nm or less, specifically 2 nm to 7 nm, but the diameter of the water channel is not limited to the diameter because it can vary depending on the environment of the water surface.

본 발명에서 별다른 정의가 없는 한 ‘유효성분’은 지질 나노구조체의 골격과 내부에 포함되는 음이온성 고분자 및 상기 이온성 고분자와의 가교로 겔을 형성하는 다가 양이온을 제외한 물질을 의미하는 것으로, 매질에 용해성을 가지는 단분자 화합물, 펩티드 또는 단백질일 수 있다. 상기 유효성분은 ‘생리활성성분’과 동등한 의미를 가질 수 있으며, 비한정적으로 수용성 단분자 화합물, 수용성 펩티드 또는 수용성 단백질이 예시될 수 있다.Unless otherwise defined in the present invention, the 'active ingredient' means a material excluding the skeleton of the lipid nanostructure and an anionic polymer contained therein and a polyvalent cation that forms a crosslinked gel with the ionic polymer, A peptide, or a protein having solubility in a cell. The active ingredient may have the same meaning as the " physiologically active ingredient ", and a water-soluble monomolecular compound, a water-soluble peptide, or a water-soluble protein may be exemplified without limitation.

비한정적인 일예로 유효성분은 음이온성 고분자의 음이온기와 정전기적 상호작용을 할 수 있도록 유효성분의 분자 내에 양이온기를 포함할 수 있다. 분자 내에 양이온기를 포함함으로써 음이온성 고분자의 음이온기와 정전기적 상호작용을 통해 초기에 과다한 유효성분의 방출이 억제되고 지속적인 방출을 유도할 수 있다. 또한 나노구조체가 양이온에 노출될 경우 양이온이 음이온기와 염을 형성함으로써 유효성분이 빠르게 방출될 수 있다. 유효성분의 양이온기는 아민기, 암모늄기, 이미다졸기 등일 수 있으나 이는 비한정적인 일 예시일 뿐 이에 한정되지 않는다.In a non-limiting example, the active ingredient may include a cationic group in the molecule of the active ingredient so as to have an electrostatic interaction with the anionic group of the anionic polymer. By including a cationic group in the molecule, the release of excessive active ingredient can be suppressed initially and electrostatic interactions with the anionic group of the anionic polymer can be induced and sustained release can be induced. Also, when a nanostructure is exposed to a cation, the cation can form a salt with the anion group, so that the active ingredient can be released rapidly. The cationic group of the active ingredient may be an amine group, an ammonium group, an imidazole group, and the like, but is not limited thereto.

본 발명에서 별다른 정의가 없는 한 ‘겔(gel)’은 콜로이드 입자가 이온 간 결합으로 가교 구조를 형성한 것으로 반고체상을 나타내는 것이며, ‘졸(sol)’은 ‘겔’의 반대 개념으로 가교 구조가 해체되어 콜로이드성 입자가 분산된 것을 의미한다. Unless defined otherwise in the present invention, 'gel' refers to a colloidal particle that forms a crosslinked structure due to inter-ion bonding and represents a semi-solid phase, and 'sol' refers to a crosslinked structure Is disintegrated and the colloidal particles are dispersed.

본 발명의 발명자는 지질 나노구조체 내부의 수상채널에 포집된 유효성분을 수상채널 외부로 방출함에 있어서, 대상물질에 적용하기 전에는 유효성분이 내부 수상채널 외부로 방출되지 않고 안정적으로 수상채널 내부에 포집되어 있으며, 대상물질에 적용 시에는 방출 성능이 제어되는 지질 나노구조체에 대한 연구를 수행하던 중, 지질 나노구조체 내의 수상채널 내부에 음이온성 고분자 및 다가 양이온의 가교물인 음이온성 고분자 겔을 포함함으로써 상기 지질 나노구조체가 염 이온에 응답하여 유효성분을 효율적으로 방출하며, 방출량 및 방출속도를 제어할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다. The inventor of the present invention has found that when releasing the active ingredient collected in the water channel inside the lipid nanostructure to the outside of the water channel, the active ingredient is stably trapped in the water channel without releasing the effective ingredient to the outside of the inner water channel In the study on lipid nanostructures whose release performance is controlled when they are applied to a target substance, the anionic polymer gel, which is a crosslinked mixture of anionic polymer and polyvalent cation, is contained in the water channel in the lipid nanostructure, The present inventors have found that the nanostructure efficiently releases the active ingredient in response to salt ions and can control the release amount and the release rate.

이하, 본 발명에 따른 지질 나노구조체에 대해 상술한다.Hereinafter, the lipid nanostructure according to the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 구현예에 따른 입방형 지질 나노구조체는 수상채널 내부에, 음이온성 고분자 및 다가 양이온의 가교물인 음이온성 고분자 겔을 포함하는 것을 특징으로 한다. The cubic lipid nanostructure according to one embodiment of the present invention includes an anionic polymer gel, which is a crosslinked product of an anionic polymer and a polyvalent cation, in a water channel.

상기 지질 나노구조체는 내부에 수상채널을 포함하고 있으며, 상기 수상채널은 비한정적으로 직경이 10 nm 이하일 수 있으며, 구체적으로는 2 nm 내지 7nm, 보다 구체적으로 3 nm 내지 5 nm인 것일 수 있으나, 수상채널의 직경은 수상의 환경에 따라 변화할 수 있는 것이므로 상기 직경에 제한되지 않는다.The lipid nanostructure may include a water channel therein. The water channel may have a diameter of 10 nm or less, specifically 2 nm to 7 nm, more specifically, 3 nm to 5 nm, The diameter of the water channel is not limited to the above diameter since it is variable depending on the environment of the water phase.

상기 지질 나노구조체의 지질 분자는 바람직하게 모노올레인일 수 있으며, 팩킹 파라미터가 약 1을 충족하는 지질분자라면 특정 분자에 제한받지는 않는다.The lipid molecule of the lipid nanostructure may be preferably a monoolefin and is not limited to a particular molecule if it is a lipid molecule with a packing parameter of about 1.

상기 음이온성 고분자는 지질 나노구조체 내부에 함유되는 것으로, 카르복실기(-COOH), 설폰산기(-SO3H), 하이드록시기(-OH), 포스피닉기(-HPO2H), 포스포닉기(-PO3H2), 아소닉기(-AsO3H2), 셀리노닉기(-SeO3H) 및 그의 염에서 선택되는 음이온성 잔기를 반복단위 내에 포함하는 중합체일 수 있으며, 비한정적인 일례로 알지네이트(Alginate), 히알루론산(Hyarulonic acid), 폴리글루타믹산(Polyglutamic acid), (메트)아크릴산계 중합체, 폴리(스티렌 설포네이트)계 중합체, 폴리(이소프로페닐 포스페이트)계 중합체 및 그의 공중합체일 수 있다. The anionic polymer is contained in the lipid nanostructure and includes a carboxyl group (-COOH), a sulfonic acid group (-SO 3 H), a hydroxyl group (-OH), a phosphonic group (-HPO 2 H), a phosphonic group (-PO 3 H 2), O sonic group (-AsO 3 H 2), may be a polymer containing in the cell Reno nikgi (-SeO 3 H) and repeating the anionic moiety is selected from a salt units, non-limiting (Meth) acrylic acid polymer, poly (styrene sulfonate) polymer, poly (isopropenylphosphate) polymer, and the like, and a polymer such as polyacrylic acid, May be a copolymer thereof.

상기 음이온성 고분자는 중량평균분자량이 비한정적으로 400 내지 100,000g/mol일 수 있으며, 바람직하게는 1,000 내지 50,000g/mol일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 지질 분자와 균질하게 혼합될 수 있으며, 다가 양이온과의 가교 구조의 형성에 의해 유효성분의 방출 제어 성능 구현에 유리할 수 있으나 이는 비한정적인 일예일 뿐 상기 수치범위에 제한받지 않는다. 또한, 상기 음이온성 고분자는 점도(25℃)가 1 내지 100 cP, 구체적으로 2 내지 80 cP인 것일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 지질 분자의 균일한 혼합은 물론 음이온성 고분자 겔 생성에 더욱 효과적이나, 이는 비한정적인 일예일 뿐 상기 수치범위에 제한받지 않는다. The anionic polymer may have a weight average molecular weight of 400 to 100,000 g / mol, and preferably 1,000 to 50,000 g / mol, without limitation. When the above range is satisfied, it can be homogeneously mixed with lipid molecules, and it can be advantageous to realize release control performance of an active ingredient by forming a crosslinked structure with polyvalent cations, but this is only a limited example, I do not accept. In addition, the anionic polymer may have a viscosity (25 ° C) of 1 to 100 cP, specifically 2 to 80 cP. When the above range is satisfied, uniform mixing of lipid molecules as well as production of anionic polymer gel is more effective, but this is a non-limiting example and is not limited to the above-mentioned numerical range.

본 발명의 일 구현예에 따른 입방형 지질 나노구조체는 지질 분자 100중량부에 대하여 상기 음이온성 고분자가 0.01 내지 12중량부, 구체적으로 2 내지 9중량부 포함될 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 지질 분자와의 균일한 혼합으로 입방형의 나노구조체 형성이 원활하고, 다가 양이온과의 가교 결합으로 겔화 및 유효성분의 포집 및 방출 면에서 효과적이나, 이는 비한정적인 일예일 뿐 상기 수치범위에 제한받지 않는다.In the cubic lipid nanostructure according to an embodiment of the present invention, the anionic polymer may be included in an amount of 0.01 to 12 parts by weight, specifically 2 to 9 parts by weight, based on 100 parts by weight of lipid molecules. When the above range is satisfied, formation of a cubic nanostructure is smooth by uniform mixing with lipid molecules, and cross-linking with a polyvalent cation is effective in gelation and trapping and releasing of an effective component. However, Is not limited to the above numerical range.

본 발명의 일 구현예에 따른 입방형 지질 나노구조체는 상기 음이온성 고분자가 다가 양이온과의 가교 결합으로 겔화시킨 이온성 고분자 겔을 포함하는 것을 특징으로 한다. The cubic lipid nanostructure according to an embodiment of the present invention is characterized in that the anionic polymer includes an ionic polymer gel obtained by gelation by cross-linking with polyvalent cations.

상기 음이온성 고분자 겔은 음이온성 고분자와 다가 양이온의 가교 결합의 구조물을 형성한다. 구체적으로, 상기 음이온성 고분자 겔은 다가 양이온에 의해 서로 다른 이온성 고분자 사슬들 간의 가교를 이루고 이들은 네트워크 상으로 구조물을 형성함으로써 유동성을 상실한 반고체상이 된다. 이는 수상채널 내부에 유효성분을 포집하고 있는 경우에 상기 유효성분의 수상채널에서의 확산도를 낮출 수 있어 수상채널 외부로 유효성분이 방출되는 것을 효율적으로 억제할 수 있는 특성을 가진다. The anionic polymer gel forms a crosslinked structure of an anionic polymer and a polyvalent cation. Specifically, the anionic polymer gel crosslinks between different ionic polymer chains by polyvalent cations and they form a network structure, resulting in a semi-solid phase in which fluidity is lost. This can lower the degree of diffusion of the active ingredient in the water channel when the effective ingredient is collected inside the water channel, and thus can effectively suppress the release of the effective ingredient to the outside of the water channel.

상기 음이온성 고분자를 겔화시키는 다가 양이온은 2가 이상의 이온기를 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 다가 양이온의 비한정적인 일예로, Mg2 +, Ca2 +, Sr2 +, Ba2 +, Be2 +, Cr2 +, Co2 +, Cu2 +, Fe2 +, Mn2 +, Sn2 +, Ni2+, Zn2 +, Al3 +, Cr3 +, Co3 +, Cu3 +, Ga3 +, Au3 +, Fe3 +, Mn3 +, Ni3 +, Mn4 +, Sn4 +, Cr6 + 및 Mn7 + 로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. The polyvalent cation that gels the anionic polymer has a divalent or higher ionic group. A non-limiting example of said multivalent cations, Mg 2 +, Ca 2 + , Sr 2 +, Ba 2 +, Be 2 +, Cr 2 +, Co 2 +, Cu 2 +, Fe 2 +, Mn 2 +, + 2 Sn, Ni 2+, Zn + 2, Al + 3, Cr + 3, Co + 3, Cu + 3, Ga + 3, Au 3 +, Fe + 3, Mn + 3, Ni + 3, Mn 4 + , Sn 4 + , Cr 6 + and Mn 7 + , but is not limited thereto.

상기 양이온은 음이온성 고분자 내 음이온기의 몰 수 대비 15 내지 50몰% 포함될 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 이온성 고분자 겔의 형성이 원활하고, 염 이온에 의해 졸이 되는 경우 내부에 포함되는 유효성분의 확산속도를 높일 수 있는 측면에서 유리하나, 이는 비한정적인 일예일 뿐 상기 수치범위에 제한받지 않는다.The cation may be contained in an amount of 15 to 50 mol% based on the number of moles of anionic groups in the anionic polymer. When the above range is satisfied, it is advantageous in that the formation of the ionic polymer gel is smooth and the diffusion rate of the active ingredient contained therein is increased when the salt is soled by the salt ion. However, It is not limited by the numerical range.

본 발명에서, 상기 다가 양이온은 상반되는 개념으로 1가 이온을 들 수 있다. 1가 이온은 수상채널 내부로 유입되는 경우 상기 다가 이온과의 이온 교환 반응을 일으키고, 음이온성 고분자 겔을 졸로 변화시킨다. 구체적으로, 1가 이온이 수상채널 내부로 유입되면 음이온성 고분자 사슬들은 다가 양이온에 의해 가교 결합된 구조가 1가 이온과의 이온 교환에 의해 파괴되고, 결국 이온성 고분자 겔은 졸로 변하게 되어, 수상채널 내부에 유효성분의 확산도를 증가시킨다. 상기와 같은 이온에 따른 졸-겔 상변이 특성을 갖는 본 발명에 따른 입방형 지질 나노구조체는 내부 수상채널에 유효성분을 함유함으로 유효성분을 안정적으로 포집하거나 필요에 따라 일정 조건에서 유효성분을 방출 및 방출 속도를 제어할 수 있는 특성을 가진다. In the present invention, the polyvalent cation is a monovalent ion as a contradictory concept. When monovalent ions are introduced into the water channel, they cause an ion exchange reaction with the polyvalent ions and convert an anionic polymer gel into a sol. Specifically, when the monovalent ions are introduced into the water channel, the anionic polymer chains are destroyed by the ion exchange with the monovalent ions due to the polyvalent cations. As a result, the ionic polymer gel is changed into the sol Thereby increasing the diffusivity of the active ingredient in the channel. The cubic lipid nanostructure according to the present invention having a sol-gel phase-change property according to the above-mentioned ion contains an active ingredient in the inner water channel, thereby stably collecting the active ingredient or releasing the active ingredient And the emission rate can be controlled.

본 발명의 일 구현예에 따른 입방형 지질 나노구조체에 있어, 지질 나노구조체에 포함되는 지질 분자는 모노올레인 큐빅상을 포함하는 입방형의 지질 나노구조체일 수 있다. 모노올레인은 팩킹 파라미터가 약 1을 가지는 지질 분자로서 물과 용융 혼합 시 자기조립을 통해 안정한 큐빅상을 형성할 수 있다.In the cubic lipid nanostructure according to an embodiment of the present invention, the lipid molecule contained in the lipid nanostructure may be a cubic lipid nanostructure including a monoolein cubic phase. Monoolein is a lipid molecule having a packing parameter of about 1 and can self-assemble upon melt-mixing with water to form a stable cubic phase.

본 발명의 일 구현예에 따른 입방형 지질 나노구조체는 염 이온에 감응하여 수상채널 외부로 방출되는 유효성분을 포함하는 것이다. 이때, 염 이온이라 함은 1가의 양이온기를 의미한다. 구체적으로, 1가의 양이온(M+)은 알칼리 금속 이온 및 암모늄 이온으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 비한정적인 일예로, 나트륨이온(Na+), 칼륨이온(K+), 리튬이온(Li+) 및 암모늄이온(NH4 +) 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. The cubic lipid nanostructure according to an embodiment of the present invention includes an active ingredient that is released to the outside of the water channel by being sensitive to salt ions. Here, the salt ion means a monovalent cationic group. Specifically, the monovalent cation (M + ) may be any one or more selected from the group consisting of an alkali metal ion and an ammonium ion, but is not limited thereto. For example, sodium ion (Na + ), potassium ion (K + ), lithium ion (Li + ) and ammonium ion (NH 4 + ) may be used.

상기 지질 나노구조체는 염 이온을 갖는 물질에 노출되는 경우 앞서 상술한 바와 같이 다가 이온과 1가 이온의 이온 교환이 일어나면서 가교 구조가 파괴될 수 있다. 상기 지질 나노구조체는 염 이온 응답성 지질 나노구조체로, 염 이온의 농도가 높은 경우에 수상채널 내부에 포집된 유효성분을 많이 방출하는 특성을 가진다. When the lipid nanostructure is exposed to a substance having a salt ion, the cross-linking structure may be destroyed by ion exchange of a polyvalent ion and a monovalent ion as described above. The lipid nanostructure is a salt-anion-responsive lipid nanostructure. When the concentration of the salt ion is high, the lipid nanostructure has a property of releasing a large amount of effective components collected in the water channel.

본 발명은 다른 양태로, 상술한 지질 나노구조체를 포함하는 유효성분 전달체를 포함한다. 또한 본 발명에 따른 유효성분의 방출방법은, 수상채널 내부에 함유된 음이온성 고분자 겔 및 유효성분을 포함하는 입방형 지질 나노구조체를 이용하여 염 이온의 감응에 따라 수상채널 밖으로 방출되는 유효성분의 양을 조절하는 것을 특징으로 한다. In another aspect, the present invention includes an effective ingredient delivery system comprising the above-mentioned lipid nanostructure. The method of releasing an active ingredient according to the present invention is a method of releasing an active ingredient released from a water channel in response to salt ions by using an anionic polymer gel contained in a water channel and a cubic lipid nanostructure containing an active ingredient Thereby adjusting the amount.

본 발명의 일 구현예에 따른 유효성분 전달체는 지질 나노구조체의 내부 수상채널 내에 유효성분을 포함할 수 있으며, 상기 유효성분은 생리활성성분일 수 있다. 상기 유효성분으로는 비한정적인 일예로 항암제, 항생제, 항진균제, 항박테리아제, 항산화제, 미백제, 소염제, 혈당강하제 등 다양한 생리활성성분을 포함할 수 있으며, 이는 일예일 뿐 이에 제한되는 것은 아니다.The active ingredient delivery system according to an embodiment of the present invention may contain an active ingredient in the inner aqueous channel of the lipid nanostructure, and the active ingredient may be a physiologically active ingredient. The active ingredient may include, but is not limited to, various physiologically active ingredients such as anticancer agents, antibiotics, antifungal agents, antibacterial agents, antioxidants, whitening agents, antiinflammatory agents and hypoglycemic agents.

상기 지질 나노구조체는 내부 수상채널 내에 유효성분을 포함함에 따라 유효성분 전달체로 사용될 수 있다. 상기 유효성분 전달체는 지질 나노구조체 내부의 내부 수상채널 내에 음이온성 고분자 겔을 포함하고, 상기 음이온성 고분자 겔은 가교 구조물의 반고체 상태로 수상채널 내의 유효성분의 확산도를 낮춤으로써 보관 시 유효성분을 방출시키지 않고 안정화시킬 수 있는 특성을 가진다. 반면, 염 이온에 노출되는 경우, 일예로, 피부에 도포되는 경우 피부는 염 농도가 높은 체액을 함유하고 있어 수상채널을 채우고 있는 음이온성 겔은 음이온성 고분자의 사슬들 간 가교 구조물이 파괴되어 졸이 되고, 수상채널 내의 유효성분의 확산도가 높아짐에 따라 수상채널 외부로 유효성분을 방출할 수 있으며, 염 이온의 감응에 따라 유효성분의 방출 속도 및 방출량을 제어할 수 있는 장점을 가진다. The lipid nanostructure may be used as an active ingredient delivery material as it contains an active ingredient in the inner water channel. The active ingredient carrier includes an anionic polymer gel in an inner water channel inside the lipid nanostructure, and the anionic polymer gel is a semi-solid state of the crosslinked structure, thereby lowering the effective component in the water channel, thereby releasing the active ingredient It is possible to stabilize it without providing it. On the other hand, when exposed to salt ions, for example, when applied to the skin, the skin contains a body fluid having a high salt concentration, so that the anionic gel filling the water channel breaks down the crosslinked structure between the chains of the anionic polymer, The active ingredient can be released to the outside of the water channel as the degree of diffusion of the effective ingredient in the water channel is increased and the release rate and the release amount of the active ingredient can be controlled according to the response of the salt ion.

본 발명에 따른 입방형 지질 나노구조체의 제조방법은, 음이온성 고분자 수용액을 모노올레인 용액에 첨가하여 모노올레인 나노구조체를 제조하는 단계 및 상기 제조된 모노올레인 나노구조체 상에 다가 양이온 화합물을 첨가하여 내부에 음이온성 고분자 겔을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 모노올레인 나노구조체를 제조하는 단계는 상기 모노올레인 용액에 상기 음이온성 고분자 수용액을 첨가하여 혼합시켜 수화시키는 공정이다. 즉, 입방형의 모노올레인 나노구조체를 이루며, 생성된 내부 수상채널에 음이온성 고분자를 포함시킬 수 있다. The method of producing a cubic lipid nanostructure according to the present invention comprises the steps of preparing a monoolein nanostructure by adding an anionic polymer aqueous solution to a monoolein solution and then adding a polyvalent cation compound to the monoolein nanostructure To form an anionic polymer gel therein. The step of preparing the monoolein nanostructure is a step of adding the anionic polymer aqueous solution to the monoolein solution, mixing and hydrating the monoolein solution. That is, it forms a cubic monoolein nanostructure, and an anionic polymer can be incorporated in the resulting internal water channel.

구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 입방형 지질 나노구조체의 제조방법은 모노올레인 용액 상에 음이온성 고분자 수용액을 첨가하여 모노올레인 나노구조체를 제조하는 공정을 실시한다. Specifically, a method for preparing a cubic lipid nanostructure according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing a monoolein nanostructure by adding an anionic polymer aqueous solution to a monoolein solution.

이때, 상기 음이온성 고분자 수용액은 음이온성 고분자의 농도가 0.01 내지 30중량%, 구체적으로 0.1 내지 20중량%, 보다 구체적으로 1 내지 10중량%인 것일 수 있다. 상기 범위 미만인 경우 가교밀도가 너무 낮아 염 이온에 감응하는 것과 상관없이 수상채널을 통한 유효성분의 확산도가 거의 일정하여 방출을 제어하는 것이 어렵고, 상기 범위를 초과하는 경우 높은 농도에서 용해도 한계로 인해 음이온성 고분자가 수상에 용해되지 어렵고 용해되더라도 점도 너무 높아 모노올레인 용액이 수화되기 어려울 수 있다. 반면, 상기 범위를 만족하는 경우 다가 양이온에 의한 연속상의 겔을 형성하는 것이 원활하고, 형성된 겔이 염 이온에 의해 졸이 되는 경우에 점도가 너무 높아 유효성분의 방출이 촉진되지 못하는 일 없이 효율적인 방출 성능을 구현할 수 있는 측면에서 효과적이나, 이는 비한정적인 일 예일 뿐 상기 수치범위에 제한받지 않는다. At this time, the anionic polymer aqueous solution may have an anionic polymer concentration of 0.01 to 30% by weight, specifically 0.1 to 20% by weight, more specifically 1 to 10% by weight. If it is less than the above range, it is difficult to control the release of the active ingredient through the water channel, irrespective of whether it is sensitive to salt ions, because the crosslink density is too low. When the concentration exceeds the above range, The water-soluble polymer is difficult to dissolve in the aqueous phase, and even if dissolved, the viscosity is too high, so that the monoolefin solution may be difficult to hydrate. On the other hand, when the above range is satisfied, it is easy to form a continuous phase gel by polyvalent cations, and when the formed gel is soled by salt ions, the viscosity is too high, It is effective in terms of performance, but it is a non-limiting example and is not limited to the above numerical range.

상기 모노올레인 용액은 모노올레인을 30 내지 70℃에서 가열하여 용융된 것을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 50 내지 60℃에서 가열하여 용융된 것일 수 있고, 선택적으로 물 등의 용매를 더 포함할 수 있다.The monoolein solution may contain monoolein heated at 30 to 70 ° C, preferably melted by heating at 50 to 60 ° C, optionally further containing a solvent such as water can do.

상기 음이온성 고분자 수용액은 모노올레인과 음이온성 고분자 수용액의 총 질량에 대하여 20 내지 50중량%, 구체적으로 23 내지 40중량%, 보다 구체적으로 25 내지 37중량% 포함될 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 입방형의 모노올레인 나노구조체의 형성이 원활하고, 음이온성 고분자를 가교시키기 위해 투입되는 다가 이온 화합물의 흡수가 용이한 측면에서 효과적이나, 이는 비한정적인 일예일 뿐 상기 수치범위에 제한받지 않는다. The anionic polymer aqueous solution may contain 20 to 50% by weight, specifically 23 to 40% by weight, more specifically 25 to 37% by weight based on the total weight of the monoolein and the anionic polymer aqueous solution. When the above range is satisfied, the formation of the cubic monoolefin nanostructure is smooth and effective in terms of ease of absorption of the polyvalent ionic compound to be added for crosslinking the anionic polymer. However, It is not limited by the numerical range.

다음으로, 상기 제조된 모노올레인 나노구조체에 다가 양이온 화합물을 첨가하여 내부에 음이온성 고분자 겔을 형성하는 단계를 실시한다. Next, a polyvalent cation compound is added to the prepared monoolein nanostructure to form an anionic polymer gel therein.

상기 다가 양이온 화합물은 비한정적으로 다가 양이온의 농도가 0.05 내지 20중량%, 구체적으로 0.1 내지 10중량%, 보다 구체적으로 0.5 내지 5중량%인 것일 수 있다. 상기 다가 양이온의 농도가 상기 범위 미만인 경우 음이온성 고분자 사슬 간의 가교 구조 형성이 어려울 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 다가 양이온이 과잉 존재하여 형성된 음이온성 고분자 겔이 염 이온에 감응하여 파괴되지 않을 수 있어 바람직하지 않을 수 있다. The multivalent cation compound may have a multivalent cation concentration of 0.05 to 20% by weight, specifically 0.1 to 10% by weight, more specifically 0.5 to 5% by weight, in a non-limiting manner. If the concentration of the polyvalent cation is less than the above range, it may be difficult to form a crosslinked structure between the anionic polymer chains. If the concentration exceeds the above range, an anionic polymer gel formed due to excessive polyvalent cation is not destroyed by the salt ion And may be undesirable.

상기 음이온성 고분자 수용액은 모노올레인 용액에 혼합하기 전에 가온된 모노올레인 용액의 온도와 유사한 온도로 가온한 후 모노올레인 용액과 혼합될 수 있다. 이때, 상기 음이온성 고분자 수용액을 상기 모노올레인 용액에 첨가하여 혼합시키는 방법은 가온된 모노올레인 용액 상부에 상기 음이온성 고분자 수용액을 서서히 첨가한 후 정치 상태에서 혼합을 유도하는 것일 수 있다. 상기 방법으로부터 내부 수상채널이 균일하게 형성된 지질 나노구조체를 얻을 수 있다. 구체적으로, 모노올레인 용액 상부층에 상기 음이온성 고분자 수용액층을 형성하고, 계면에서부터 상기 모노올레인 용액과 음이온성 고분자 수용액의 혼합이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 나아가 이러한 혼합은 밀폐된 분위기 하에서 실시하는 것이 안정적인 큐빅상을 확보하고 흡착 효율 측면에서 효과적이다. 상기 음이온성 고분자 수용액과 모노올레인 용액은 혼합 이후 상온으로 냉각하여 투명한 겔 상이 얻어질 때까지 추가적으로 정치하는 단계를 더 포함할 수 있다.The aqueous anionic polymer solution may be mixed with the monoolein solution after warming to a temperature similar to the temperature of the heated monoolein solution before mixing with the monoolein solution. In this case, the anionic polymer aqueous solution may be added to the monoolein solution and mixed therein by slowly adding the anionic polymer aqueous solution to the heated monoolein solution and inducing mixing in the stationary state. From the above method, it is possible to obtain a lipid nanostructure in which an inner water channel is uniformly formed. Specifically, it is preferable that the anionic polymer aqueous solution layer is formed on the upper layer of the monoolefin solution, and the monoolefin solution and the anionic polymer aqueous solution can be mixed from the interface. Further, such mixing is carried out in a closed atmosphere to ensure a stable cubic phase and is effective in terms of adsorption efficiency. The anionic polymer aqueous solution and the monoolein solution may be further cooled after being mixed and allowed to cool to room temperature until the transparent gel phase is obtained.

본 발명의 일 실시예에 따른 지질 나노구조체의 제조방법에 있어, 상기 음이온성 고분자 수용액은 유효성분을 더 포함하는 제조방법일 수 있다. In the method of manufacturing a lipid nanostructure according to an embodiment of the present invention, the anionic polymer aqueous solution may be a manufacturing method further comprising an active ingredient.

상기 유효성분은 수상채널 상에 유입되는 수용성 물질일 수 있다. 상기 유효성분은 본 발명의 지질 나노구조체가 염 이온에 감응하여 방출되는 물질로서, 상기 유효성분은 수용성 생리활성성분일 수 있다.The active ingredient may be a water-soluble substance which flows into the water channel. The active ingredient is a substance in which the lipid nanostructure of the present invention is released in response to a salt ion, and the active ingredient may be a water-soluble physiologically active ingredient.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples.

(실시예 1) (Example 1)

다가 이온으로 겔화된 알지네이트를 함유하는 입방형 지질 나노구조체 A cubic lipid nanostructure containing alginate gelled with a polyvalent ion

모노올레인 큐빅상은 용융수화법으로 제조하였다. 모노올레인(MO, monoolein, BASF Monomuls 90-018) 2g을 10ml 바이알에 넣고 50℃의 수조에서 용융시켜 모노올레인 용액을 제조하였다. The monoolein cubic phase was prepared by melt hydration. 2 g of monoolein (MO, monoolein, BASF Monomuls 90-018) was placed in a 10 ml vial and melted in a water bath at 50 ° C to prepare a monoolein solution.

또한, 알지네이트 농도가 1.22 w/v%가 되도록 증류수에 용해시켜 알지네이트 수용액을 제조하였다. 알지네이트는 소듐 알지네이트(sodium alginate, Sigma Alrich사)를 사용하였다. 알지네이트 수용액 0.7ml을 50℃의 수조에 넣어 예열한 다음 상기 제조된 모노올레인 용액에 천천히 첨가하여 뚜껑으로 밀폐한 뒤 알지네이트 수용액이 모노올레인 용액으로 완전히 흡수되어 투명한 반고체가 될 때까지 항온기(27℃)에 보관하였다. Further, the alginate solution was dissolved in distilled water so that the alginate concentration was 1.22 w / v%. Sodium alginate (Sigma Alrich) was used as the alginate. 0.7 ml of the aqueous alginate solution was preheated in a water bath at 50 ° C and slowly added to the prepared monoolein solution. The alginate aqueous solution was completely absorbed into the monoolein solution until it became a transparent semi-solid, Lt; 0 > C).

상기 입방형 지질 나노구조체의 수상채널에 포함된 알지네이트를 겔화하기 위하여 상기 입방형 지질 나노구조체 위에 염화칼슘(Ca2 +) 용액 (542 mM) 0.158 ml를 올리고 뚜껑을 단단히 밀봉한 다음 염화칼슘 용액이 투명한 반고체(알지네이트를 함유하는 입방형 지질 나노구조체)에 완전히 흡수될 때까지 항온기(27℃)에 보관하여 모노올레인 입방형 지질 나노구조체(MOCP_1)를 제조하였다. 상기 입방형 지질 나노구조체에 함유된 수용액 중의 알지네이트의 최종 농도는 1 w/v%이고, 염화칼슘의 최종 농도는 100 mM이었다. 0.158 ml of calcium chloride (Ca 2 + ) solution (542 mM) was placed on the cubic lipid nanostructure to gel the alginate contained in the water channel of the cubic lipid nanostructure, and the cap was sealed tightly. Then, (MOCP_1) was prepared by storing in a thermostat (27 ° C) until it was completely absorbed by the liposome (cubic lipid nanostructure containing alginate). The final concentration of alginate in the aqueous solution contained in the cubic lipid nanostructure was 1 w / v%, and the final concentration of calcium chloride was 100 mM.

(실시예 2)(Example 2)

실시예 1에서, 상기 알지네이트 수용액의 알지네이트 농도가 2.44 w/v%인 것을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 모노올레인 입방형 지질 나노구조체(MOCP_2)를 제조하였다. 상기 입방형 지질 나노구조체에 함유된 수용액 중의 알지네이트의 최종 농도는 2 w/v%이고, 염화칼슘의 최종 농도는 100 mM이었다. A monoolefin cubic lipid nanostructure (MOCP_2) was prepared in the same manner as in Example 1, except that the alginate aqueous solution had an alginate concentration of 2.44 w / v%. The final concentration of alginate in the aqueous solution contained in the cubic lipid nanostructure was 2 w / v%, and the final concentration of calcium chloride was 100 mM.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

실시예 1에서, 알기네이트를 함유하지 않고, 모노올레인 용액을 증류수로 수화시켜 입방형 지질 나노구조체를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 모노올레인 입방형 지질 나노구조체(MOCP_3)를 제조하였다. 이때, 상기 입방형 지질 나노구조체는 그 수분 함량이 실시예 1에 따른 입방형 지질 나노구조체의 수분함량과 동일하게 제조하였다. The procedure of Example 1 was repeated except that the alginate-free, monoolefin solution was hydrated with distilled water to prepare a cubic lipid nanostructure, thereby obtaining a monoolein cubic lipid nanostructure (MOCP_3). At this time, the cubic lipid nanostructure had a water content equal to that of the cubic lipid nanostructure according to Example 1.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

실시예 1에서, 알지네이트를 함유하지 않고, 모노올레인 용액을 알지네이트가 없는 염화칼슘 용액으로 수화시켜 입방형 지질 나노구조체를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 모노올레인 입방형 지질 나노구조체(MOCP_4)를 제조하였다. 이때, 상기 입방형 지질 나노구조체는 그 수분 함량이 실시예 1에 따른 입방형 지질 나노구조체의 수분함량과 동일하게 제조하였다. The procedure of Example 1 was repeated except that the alginate-free, monoolefin solution was hydrated with a calcium chloride-free solution of alginate to prepare a cubic lipid nanostructure, thereby obtaining a monoolein cubic Lipid nanostructure (MOCP_4) was prepared. At this time, the cubic lipid nanostructure had a water content equal to that of the cubic lipid nanostructure according to Example 1.

(실시예 3)(Example 3)

시차 주사 열량 분석법을 통한 입방형 지질 나노구조체의 상전이온도Phase Transition Temperature of Cubic Lipid Nanostructure by Differential Scanning Calorimetry

실시예 및 비교예에서 제조된 입방형 지질 나노구조체에 대하여 시차 주사 열량 분석법을 통해 상전이 온도를 측정하였다. 알루미늄 팬(TA Instruments, Aluminum Pans Hermetic)에 비교예 1 및 2, 실시예 1 및 2에서 제조한 입방형 지질 나노구조체를 일정량 넣고 프레스(TA Instruments, Tzero Sample Press Kit)를 사용하여 밀봉하였다. 이후, 시차 주사 열량계(TA Instruments, DSC Q2000)를 이용하여 30 ℃ ~ 80 ℃의 온도 범위에서 2 ℃/ min의 승온 속도로 열량을 분석하였다. 도 2는 비교예 1 및 2, 실시예 1 및 2에 따른 입방형 지질 나노구조체의 시차 주사 열량 분석 곡선을 나타낸 것으로, 나노구조체가 가열되면 상전이가 일어난다. 비교예 1에 따른 입방형 지질 나노구조체는 시차 주사 열량 분석 곡선에서 60.5 ℃ 부근에서 흡열피크가 발견되었고, 이는 입방형 지질 나노구조체의 상전이에 기인한 것이다. 비교예 2에 따른 입방형 지질 나노구조체는 시차 주사 열량 분석 곡선에서 상전이 온도는 약 46.8 ℃ 이었다. 이는 비교예 1에 비하여 낮은 것으로, 모노올레인의 글리세롤 잔기가 CaCl2 이온에 의해 탈수되어 더 낮은 상전이 온도를 나타내었다. 실시예 1 및 2에 따른 지질 나노구조체는 각각 상전이 온도가 44.2 ℃와 45.3 ℃인 것으로 나타났다. 이들은 유사한 상전이 온도를 가지고 있어 알지네이트는 모노올레인 입방형 지질 나노구조체의 구조에 영향을 미치지 않음을 확인하였다. The phase transition temperatures of the cubic lipid nanostructures prepared in Examples and Comparative Examples were measured by differential scanning calorimetry. A predetermined amount of the cubic lipid nanostructure prepared in Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 and 2 was placed in an aluminum pan (TA Instruments, Aluminum Pans Hermetic) and sealed with a press (TA Instruments, Tzero Sample Press Kit). Then, the calories were analyzed at a heating rate of 2 ° C / min in a temperature range of 30 ° C to 80 ° C using a differential scanning calorimeter (TA Instruments, DSC Q2000). FIG. 2 shows a differential scanning calorimetric curve of the cubic lipid nanostructure according to Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 and 2, and the phase transition occurs when the nanostructure is heated. In the cubic lipid nanostructure according to Comparative Example 1, an endothermic peak was found at about 60.5 DEG C in the differential scanning calorimetry curve, which is caused by the phase transition of the cubic lipid nanostructure. The cubic lipid nanostructure of Comparative Example 2 had a phase transition temperature of about 46.8 DEG C in a differential scanning calorimetry curve. This was lower than that of Comparative Example 1, and the glycerol residue of the monoolein was dehydrated by the CaCl 2 ion, indicating a lower phase transition temperature. The lipid nanostructures according to Examples 1 and 2 were found to have phase transition temperatures of 44.2 ° C and 45.3 ° C, respectively. They have similar phase transition temperatures, confirming that alginate does not affect the structure of the monoolein cubic lipid nanostructure.

(실시예 4)(Example 4)

투과전자현미경(TEM)을 이용한 입방형 지질 나노구조체의 구조 관찰Observation of structure of cubic lipid nanostructure using transmission electron microscope (TEM)

TEM 사진은 투과전자현미경(LEO 912AB OMEGA, Germany)에서 촬영하였다. 10 ml 바이알에 함유된 입방형 지질 나노구조체 각각에 Pluronic F-127 수용액 (0.6 % (w/v)) 5 ml을 넣고 쇠 주걱으로 입방형 지질 나노구조체 덩어리를 작은 덩어리로 분쇄한 후, 초음파 처리로 분쇄하여 작은 입자들로 미분화시켰다. 미립화된 입방형 지질 나노구조체 현탁액 1 ml에 인산 텅스텐 산 수용액 1 ml (2 % (w/v))를 가하고 상온 (25 ℃)에서 어두운 조건에서 4 시간 동안 염색시켰다. Formvar/copper로 코팅된 그리드(grid)를 염색된 입방형 지질 나노구조체 현탁액에 담그고 수초 후 끄집어 낸 다음 그리드를 어둡고 먼지가 없는 상태에서 실온에서 건조시켰다. TEM images were taken with a transmission electron microscope (LEO 912AB OMEGA, Germany). 5 ml of an aqueous solution of Pluronic F-127 (0.6% (w / v)) was added to each cubic lipid nanostructure contained in a 10 ml vial and the cubic lipid nanostructure was pulverized with a spatula into small pieces, To < RTI ID = 0.0 > micronize < / RTI > 1 ml (2% (w / v)) of aqueous solution of tungstophosphoric acid was added to 1 ml of the atomized cubic lipid nanostructure suspension, and the mixture was stained at room temperature (25 ° C) for 4 hours in a dark condition. A grid coated with Formvar / copper was immersed in a suspension of the dyed cubic lipid nanostructure and taken out after a few seconds, and then the grid was dried at room temperature in a dark, dust-free state.

도 3 및 도 4는 각각 25 ℃에서 80 ℃로 가열했을 때 비교예 1에서 제조된 입방형 지질 나노구조체 및 실시예 2에서 제조된 입방형 지질 나노구조체의 투과전자현미경 사진을 나타낸 것이다. 흑색과 백색 줄무늬가 관찰되었고, 나노구조체들 사이에 현저한 구조적 차이는 발견되지 않았다. 인산 텅스텐 산은 물에 쉽게 가용화되어 나노구조체 내부 수상채널에 존재하나 지질 이중층에는 거의 존재하지 않는다. 이에 수상채널은 사진상 흰색 선에 해당하고 지질 이중층은 검은 선에 해당한다. 수살채널의 직경은 전자현미경 사진에서 약 3-4 nm 였고, 입방형 지질 나노구조체들 사이에 현저한 구조적 차이가 발견되지 않았다. 입방형 지질 나노구조체의 상전이 온도는 CaCl2에 의해 현저히 감소되었지만, 그럼에도 불구하고 상전이 온도는 여전히 높았다(도2). 따라서 입방형 지질 나노구조체는 투과전자현미경 측정을 위한 시료들을 준비하는 과정(상온(25 ℃)에서 수행됨)에서 그 구조를 유지할 수 있었다. 알지네이트는 물에 잘 녹으며 모노올레인의 탄화수소 사슬과의 상호 작용 없이 수상채널에 존재할 수 있다. 또한, 모노올레인의 글리세롤 잔기와 분자간 상호 작용 (예를 들어, 정전기적 상호작용 및 수소결합)을 일으키지 않아 알지네이트는 모노올레인의 packing상태에 거의 영향을 미치지 않으며, 입방형 지질 나노구조체의 구조에 영향을 주지 않음을 알 수 있다. FIGS. 3 and 4 are transmission electron micrographs of the cubic lipid nanostructure prepared in Comparative Example 1 and the cubic lipid nanostructure prepared in Example 2, respectively, when heated at 25 ° C. to 80 ° C. FIG. Black and white streaks were observed and no significant structural differences were found between the nanostructures. Tungstophosphoric acid is easily solubilized in water and is present in the inner channel of the nanostructure, but is almost absent in the lipid bilayer. The water channel corresponds to the white line in the photograph and the lipid bilayer corresponds to the black line. The diameter of the dead channel was about 3-4 nm in electron micrographs and no significant structural differences were found between cubic lipid nanostructures. The phase transition temperature of the cubic lipid nanostructure was significantly reduced by CaCl 2 , but the phase transition temperature was still high (FIG. 2). Thus, the cubic lipid nanostructure was able to maintain its structure in the preparation of samples for transmission electron microscopy (performed at room temperature (25 ° C)). The alginate is soluble in water and may be present in the water channel without interaction with the hydrocarbon chain of the monoolein. In addition, since the molecule does not cause intermolecular interactions (for example, electrostatic interaction and hydrogen bonding) with the glycerol residue of the monoolein, the alginate hardly affects the packing state of the monoolein, and the structure of the cubic lipid nanostructure It can be understood that there is no influence on

(실시예 5)(Example 5)

염이온 응답성 방출 관찰Salt-ion responsive emission observation

염이온 응답성 방출 실험을 하기 위하여 염료가 탑재된 입방형 지질 나노구조체를 제조하였다. 이때 지질 나노구조체에 함유된 수용액 중의 염료의 최종 농도가 0.2 % (w/ v)가 되도록 아마란스(amaranth, 염료)를 수용액에 용해시켰다. In order to conduct the salt ion responsive emission experiment, a dye - loaded cubic lipid nanostructure was prepared. At this time, amaranth (dye) was dissolved in the aqueous solution so that the final concentration of the dye in the aqueous solution contained in the lipid nanostructure was 0.2% (w / v).

실시예 및 비교예에 따라 제조된 입방형 지질 나노구조체를 10 ml 바이알에 넣고, 각각에 방출 매질로 증류수 또는 포스페이트 버퍼(Phosphate buffer system; PBS)(10 mM, pH 7.4)) 5 ml을 넣고, 어두운 곳에서 실온(25 ℃)에서 진탕배양기 (JSR, JSSI-100C Compact shaking incubator)를 이용하여 약하게 쉐이킹(hand shaking) 시켰다. 입방형 지질 나노구조체로부터 방출된 염료(아마란스)의 양을 측정하기 위하여 24시간 동안 정해진 시간에 바이알로부터 방출 매질 0.2 ml를 취하고 동일한 양의 신선한 방출 매질을 바이알에 첨가하여 방출 매질의 부피를 일정하게 유지하였다. 바이알로부터 채취한 방출매질(0.2 ml)을 새로운 방출 매질로 희석하여 1 ml로 만들었고, 아마란스의 흡광도를 UV 분광 광도계 (JENWAY, 6505 UV / VIS 분광기)로 520 nm에서 측정하였다. 방출된 아마란스의 양은 550 nm에서의 흡광도에 대한 아마란스 0 농도를 도식함으로써 얻은 검량선을 이용하여 결정하였다. 방출율은 나노구조체에 탑재된 염료 양에 대해서 특정 시간 동안 방출 된 염료의 양의 백분율로서 정의하였다. The cubic lipid nanostructures prepared according to Examples and Comparative Examples were placed in 10 ml vials and 5 ml of distilled water or phosphate buffer (PBS) (10 mM, pH 7.4) was added to each vial, And shaken by hand using a shaking incubator (JSR, JSSI-100C Compact shaking incubator) at room temperature (25 캜) in a dark place. To determine the amount of dye (amaranth) released from the cubic lipid nanostructure, 0.2 ml of the release medium is taken from the vial at the specified time for 24 hours and the same amount of fresh release medium is added to the vial to constantly maintain the volume of the release medium Respectively. The release medium (0.2 ml) taken from the vial was diluted to 1 ml with the new release medium and the absorbance of the amaranth was measured at 520 nm with a UV spectrophotometer (JENWAY, 6505 UV / VIS spectrometer). The amount of released amaranth was determined using a calibration curve obtained by plotting Amaranth 0 concentration for absorbance at 550 nm. The release rate was defined as the percentage of the amount of dye released over a specific time period relative to the amount of dye loaded on the nanostructure.

도 5는 비교예 1에 따른 입방형 지질 나노구조체가 증류수(●) 및 PBS(10 mM, pH 7.4)(○)와 접촉했을 때 각각 염료가 방출되는 정도를 나타낸 그래프로, 내부에 함유된 염료가 초기에 매우 높은 방출율로 방출되어 대부분 2 시간 동안 방출이 이루어졌다. 이는 증류수 또는 PBS(10 mM, pH 7.4)의 방출 매질에 상관없이 일어났다. 증류수 및 PBS 각각 24시간에서의 방출율이 23.7 % 및 25.9 %이였다.5 is a graph showing the degree of release of the dye when the cubic lipid nanostructure according to Comparative Example 1 was contacted with distilled water (占) and PBS (10 mM, pH 7.4) (?), Was initially released at a very high rate of release and was released for the most 2 hours. This occurred regardless of the release medium of distilled water or PBS (10 mM, pH 7.4). The release rates of distilled water and PBS at 24 hours were 23.7% and 25.9%, respectively.

도 6은 실시예 1에 따른 입방형 지질 나노구조체의 염료 방출 정도를 나타낸 것으로, 염료의 방출율은 꾸준히 증가하였다. 실시예 1에 따른 나노구조체는 다가이온(Ca2 +)으로 가교된 알지네이트 사슬을 함유하고 있어, 입방형 지질 나노구조체를 통한 염료의 확산 속도가 느려졌다. 즉, 초기의 급속한 방출 이후 지속적인 서방성을 나타내었다. 또한, 방출 매질로서 PBS를 사용한 경우 방출율이 더욱 높게 나타났다. 구체적으로, PBS를 방출 매질로 사용하였을 경우의 최대 방출율은 42.6 % 이였고, 증류수를 방출매질로 사용하였을 경우의 최대 방출율은 31.8 %였다. 이는 나노구조체가 염 이온에 따른 응답특성을 가지고 있음을 보여주는 것이며, 효과적으로 방출 특성이 제어됨을 확인할 수 있었다. 즉, 다가 양이온 가교 결합제 (즉, Ca2+)가 완충용액에 포함되어 있는 1가 양이온 (즉, Na+)으로 교환되면서 방출이 수상채널 내부의 겔화된 알지네이트가 용해되거나 졸 형태로 변하면서 가교 밀도가 감소되어 수상채널을 통해 염료를 지속적으로 쉽게 방출시킬 수 있다. 6 shows the degree of dye release of the cubic lipid nanostructure according to Example 1. The release rate of the dye was steadily increased. The nanostructure according to Example 1 contained an alginate chain crosslinked with a polyvalent ion (Ca 2 + ), and the diffusion rate of the dye through the cubic lipid nanostructure was slowed down. That is, it showed sustained sustained release after the initial rapid release. Also, the release rate was higher when PBS was used as the release medium. Specifically, the maximum release rate when PBS was used as the release medium was 42.6%, and the maximum release rate when using distilled water as the release medium was 31.8%. This shows that the nanostructure has a response characteristic depending on the salt ion, and it is confirmed that the release characteristic is effectively controlled. That is, as the polyvalent cationic crosslinking agent (i.e., Ca 2+ ) is exchanged with a monovalent cation (i.e., Na + ) contained in the buffer solution, the release of gelled alginate in the water channel dissolves or changes into a sol form, The density can be reduced and the dye can be continuously and easily released through the water channel.

또한, 도 7은 실시예 2에 따른 입방형 지질 나노구조체의 염료 방출 정도를 나타낸 것으로, 앞서 도 6과 비교하여 볼 때, 초기의 급속한 방출 거동이 보다 낮게 나타났으며, 지속적인 서방 특성을 보였다. 이는 수상채널에 함유되어있는 겔화된 알지네이트에 의한 것으로, 실시예 1과 알지네이트 농도가 2배 차이가 남에 따라 겔화된 알지네이트의 가교 밀도에도 차이가 있으므로 그 결과 내부 수상채널에서의 확산저항의 작용효과로 방출을 억제할 수 있고 방출율 또한 낮게 나타났다. 구체적으로, PBS에서 최대 방출율은 37.2 % 였고 이 값은 증류수에서의 최대 방출율 보다 27 %나 높게 나타났다. 이는 Ca2 +와 Na+사이의 이온 교환 때문으로 겔화된 알지네이트를 함유한 입방형 지질 나노구조체가 염이온에 응답하여 방출을 촉진시키는 것에 기인한다. FIG. 7 shows the degree of dye release of the cubic lipid nanostructure according to Example 2. Compared with FIG. 6, the initial rapid release behavior was lower than that of FIG. 6, and the sustained release characteristic was exhibited. This is due to the gelated alginate contained in the water channel. As the difference in alginate concentration between the alginate and the alginate is different from that in Example 1, there is also a difference in the cross-link density of the gelled alginate. As a result, And the release rate was also low. Specifically, the maximum release rate in PBS was 37.2%, which was 27% higher than the maximum release rate in distilled water. This is due to the fact that the cubic lipid nanostructure containing gelled alginate due to ion exchange between Ca 2 + and Na + promotes release in response to salt ions.

(실시예 6)(Example 6)

염수 중 겔화된 알지네이트의 안정성 관찰Stability of gelated alginate in salt water

증류수에 알지네이트를 농도가 2 %(w/v)가 되도록 한 다음 알지네이트 수용액을 제조하였다. 또한, 증류수에 CaCl2를 넣어 농도가 200 mM인 칼슘 용액을 제조하였다. 각각의 용액 2 ml를 10 ml 바이알에 넣고 vortex mixer로 수초 동안 vortexing 하여 겔화된 알지네이트 현탁액을 제조하였다. 동일한 부피 (4 ml)의 증류수 또는 PBS (10 mM, pH 7.4)를 상기 겔화된 알지네이트 현탁액에 첨가하고 10 초간 vortexing 하여 혼합물을 제조하였다. 제조된 혼합물의 600 nm에서의 광학밀도를 24 시간 동안 주어진 시간에 측정하였다. 상대적 광학 밀도는 초기 광학밀도에 대하여 주어진 시간에서의 광학 밀도의 백분율로 계산 되었다.An alginate aqueous solution was prepared by adding alginate to the distilled water to a concentration of 2% (w / v). CaCl 2 was added to distilled water to prepare a calcium solution having a concentration of 200 mM. 2 ml of each solution was placed in a 10 ml vial and vortexed for several seconds with a vortex mixer to prepare a gelled alginate suspension. The same volume (4 ml) of distilled water or PBS (10 mM, pH 7.4) was added to the gelled alginate suspension and vortexed for 10 seconds to prepare a mixture. The optical density of the prepared mixture at 600 nm was measured at a given time for 24 hours. The relative optical density was calculated as a percentage of the optical density at a given time for the initial optical density.

도 8은 증류수 및 PBS에서 겔화된 알지네이트의 시간 경과에 따른 상대 광학밀도를 나타낸 것으로, 겔화된 알지네이트가 증류수에 있을 때, 광학밀도는 24시간동안 거의 변하지 않았으며, 이는 겔화된 알지네이트가 증류수에서 안정함을 의미한다. 겔화된 알지네이트가 염수용액(PBS (10 mM, pH 7.4))에 있을 때, 광학밀도는 겔화된 알지네이트의 용해로 인해 시간경과에 따라 현저하게 감소하였다. 이는 PBS의 1가 양이온인 Na+이 알지네이트 사슬에 결합한 Ca2 +를 대체할 수 있어 겔화된 알지네이트의 가교 밀도를 감소시키거나 용해도를 증가시켰기 때문이다. 앞서, 도 6 및 7에서 볼 수 있는 바와 같다. Figure 8 shows the relative optical density over time of distilled water and gelled alginate in PBS. When the gelled alginate was in distilled water, the optical density hardly changed for 24 hours, indicating that the gelled alginate was stable in distilled water . When the gelated alginate was in an aqueous salt solution (PBS (10 mM, pH 7.4)), the optical density decreased significantly with the lapse of time due to the dissolution of the gelled alginate. This is because Na + , a monovalent cation of PBS, can replace Ca 2 + bound to the alginate chain, thereby decreasing the cross-linking density or increasing the solubility of the gelated alginate. 6 and 7, respectively.

상기 결과를 종합하여 보면, 음이온성 고분자 및 상기 음이온성 고분자에 다가 양이온에 의한 가교 결합으로 형성된 음이온성 고분자 겔을 내부 수상채널에 포함하는 입방형의 지질 나노구조체는 염 이온이 존재하는 조건에서 많은 양의 유효성분을 방출하거나 서방성의 특성을 나타내고, 염 이온이 존재하지 않은 경우에는 유효성분을 안정적으로 포집할 수 있는 특성을 가지고 있어, 유효성분의 전달체로서의 그 응용범위의 확대가 기대될 수 있다. As a result, the anionic polymer and the anionic polymer gel formed by cross-linking by the polyvalent cation to the anionic polymer in the inner water channel had a large number of cubic lipid nanostructures in the presence of salt ions It can be expected to expand the application range of the active ingredient as a carrier since it has the property of releasing the active ingredient in positive or exhibiting the property of sustained release and stably collecting the active ingredient in the absence of salt ion .

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

Claims (12)

수상채널 내부에, 음이온성 고분자 및 다가 양이온의 가교물인 음이온성 고분자 겔을 포함하는 염 이온 응답성 입방형 지질 나노구조체.A salt-ion responsive cubic lipid nanostructure comprising an anionic polymer gel that is a cross-link of an anionic polymer and a polyvalent cation within a water channel. 제1항에 있어서,
상기 입방형 지질 나노구조체는 모노올레인 큐빅상을 포함하는 염 이온 응답성 입방형 지질 나노구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the cubic lipid nanostructure comprises a monoolein cubic phase.
제1항에 있어서,
상기 다가 양이온은 Mg2 +, Ca2 +, Sr2 +, Ba2 +, Be2 +, Cr2 +, Co2 +, Cu2 +, Fe2 +, Mn2 +, Sn2 +, Ni2 +, Zn2 +, Al3 +, Cr3+, Co3 +, Cu3 +, Ga3 +, Au3 +, Fe3 +, Mn3 +, Ni3 +, Mn4 +, Sn4 +, Cr6 + 및 Mn7 + 로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 양이온을 포함하는 염 이온 응답성 입방형 지질 나노구조체.
The method according to claim 1,
The multivalent cations are Mg 2 +, Ca 2 +, Sr 2 +, Ba 2 +, Be 2 +, Cr 2 +, Co 2 +, Cu 2 +, Fe 2 +, Mn 2 +, Sn 2 +, Ni 2 +, Zn + 2, Al + 3, Cr 3+, Co + 3, Cu + 3, Ga + 3, Au 3 +, Fe + 3, Mn + 3, Ni + 3, Mn 4 +, Sn 4 +, Cr & lt ; 6 + & gt ; and Mn < 7 + & gt ; , wherein the cation-responsive cubic lipid nanostructure comprises at least one cation selected from the group consisting of Cr & lt ; 6 + >
제1항에 있어서,
상기 음이온성 고분자는 카르복실기(-COOH), 설폰산기(-SO3H), 하이드록시기(-OH), 포스피닉기(-HPO2H), 포스포닉기(-PO3H2), 아소닉기(-AsO3H2) 및 셀리노닉기(-SeO3H)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 기능기를 포함하는 염 이온 응답성 입방형 지질 나노구조체.
The method according to claim 1,
The anionic polymer includes a carboxyl group (-COOH), a sulfonic acid group (-SO 3 H), a hydroxyl group (-OH), a phosphonic group (-HPO 2 H), a phosphonic group (-PO 3 H 2 ) Sonic group (-AsO 3 H 2) and cells Reno nikgi (-SeO 3 H) salt containing one or more functional groups which is selected from the group consisting of ionic responsive cubic lipid nanostructure.
제1항에 있어서,
상기 음이온성 고분자는 중량평균분자량이 400 내지 100,000g/mol인 염 이온 응답성 입방형 지질 나노구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the anionic polymer has a weight average molecular weight of 400 to 100,000 g / mol.
제1항에 있어서,
상기 지질 나노구조체는 지질 분자 100중량부에 대하여 음이온성 고분자가 2 내지 9중량부 포함되는 염 이온 응답성 입방형 지질 나노구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the lipid nanostructure comprises an anionic polymer in an amount of 2 to 9 parts by weight based on 100 parts by weight of the lipid molecules, and the salt-ion responsive cubic lipid nanostructure.
제1항에 있어서,
상기 양이온은 음이온성 고분자 내 음이온기의 몰 수 대비 15 내지 50몰% 포함되는 염 이온 응답성 입방형 지질 나노구조체.
The method according to claim 1,
The cation-responsive cubic lipid nanostructure comprises 15 to 50 mol% of the cation based on the molar number of anionic groups in the anionic polymer.
제1항에 있어서,
상기 입방형 지질 나노구조체는 염 이온에 감응하여 수상채널 외부로 방출되는 유효성분을 포함하는 염 이온 응답성 입방형 지질 나노구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the cubic lipid nanostructure comprises an active ingredient that is released to the outside of the water channel in response to salt ions.
제1항 내지 제8항 중에서 선택되는 어느 하나의 입방형 지질 나노구조체를 포함하는 유효성분 전달체.9. An effective ingredient delivery system comprising any one of the cubic lipid nanostructures selected from the group consisting of the above-mentioned materials. 수상채널 내부에 함유된 음이온성 고분자 겔 및 유효성분을 포함하는 입방형 지질 나노구조체를 이용하여 염 이온의 감응에 따라 수상채널 밖으로 방출되는 유효성분의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 염 이온 응답성 유효물질의 방출방법. Characterized in that the amount of the active ingredient released from the water channel is controlled by the response of the salt ion by using the anionic polymer gel contained in the water channel and the cubic lipid nanostructure containing the active ingredient, A method of releasing an effective substance. 음이온성 고분자 수용액을 모노올레인 용액에 첨가하여 모노올레인 나노구조체를 제조하는 단계 및
상기 제조된 모노올레인 나노구조체 상에 다가 양이온 화합물을 첨가하여 내부에 음이온성 고분자 겔을 형성하는 단계
를 포함하는 염 이온 응답성 입방형 지질 나노구조체의 제조방법.
Adding an anionic polymer aqueous solution to a monoolein solution to prepare a monoolein nanostructure; and
Adding a polyvalent cation compound to the prepared monoolein nanostructure to form an anionic polymer gel therein
/ RTI > The method of claim 1,
제11항에 있어서,
상기 음이온성 고분자 수용액은 유효성분을 더 포함하는 염 이온 응답성 지질 나노구조체의 제조방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the anionic polymer aqueous solution further comprises an active ingredient.
KR1020170126069A 2017-09-28 2017-09-28 Salt ion-responsive lipid cubic nanostructures and methods thereof KR102035537B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170126069A KR102035537B1 (en) 2017-09-28 2017-09-28 Salt ion-responsive lipid cubic nanostructures and methods thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170126069A KR102035537B1 (en) 2017-09-28 2017-09-28 Salt ion-responsive lipid cubic nanostructures and methods thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190036767A true KR20190036767A (en) 2019-04-05
KR102035537B1 KR102035537B1 (en) 2019-10-24

Family

ID=66103942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170126069A KR102035537B1 (en) 2017-09-28 2017-09-28 Salt ion-responsive lipid cubic nanostructures and methods thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102035537B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220116790A (en) * 2021-02-15 2022-08-23 강원대학교산학협력단 Salt ion-responsive cubic phase comprising Cationic polymer gel and preparation method thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102692881B1 (en) * 2021-06-28 2024-08-07 (주)바이오제닉스 pH and ion-responsive porous cubic phase structure and method for manufacuring the same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Augst, Alexander D., et al. Macromolecular bioscience 6.8 (2006): 623-633.
J. Phys. Chem., 1993, Vol 97, pp.11103-11107.* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220116790A (en) * 2021-02-15 2022-08-23 강원대학교산학협력단 Salt ion-responsive cubic phase comprising Cationic polymer gel and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR102035537B1 (en) 2019-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4704039B2 (en) Porous beads and method for producing the same
Sun et al. Unique thermo-responsivity and tunable optical performance of poly (N-isopropylacrylamide)-cellulose nanocrystal hydrogel films
Gradzielski et al. Polyelectrolyte-surfactant complexes (PESCs) composed of oppositely charged components
Köhler et al. Heat treatment of polyelectrolyte multilayer capsules: a versatile method for encapsulation
Eghbal et al. Complex coacervation for the development of composite edible films based on LM pectin and sodium caseinate
Roy et al. Influence of process parameters on microcapsule formation from chitosan—Type B gelatin complex coacervates
US6528035B1 (en) Multiwall polymeric microcapsules from hydrophilic polymers
CA2420523C (en) Controlled and sustained release properties of polyelectrolyte multilayer capsules
US20110008427A1 (en) Microcapsules and Methods
US11033872B2 (en) Method for preparing capsules with improved retention properties and capsules obtained therefrom
KR102035537B1 (en) Salt ion-responsive lipid cubic nanostructures and methods thereof
Zhang et al. Salt-induced fusion of microcapsules of polyelectrolytes
Li et al. Mobility of lysozyme inside oxidized starch polymer microgels
KR102009722B1 (en) Reduction-responsive Lipid Nanostructures Crosslinked by Disulfide Linkage and Methods Thereof
JP4518474B2 (en) Alginate gel fine particles and method for producing the same
Morán et al. DNA gel particles
CA2352802C (en) Preparation of multiwall polymeric microcapsules from hydrophilic polymers
KR102577724B1 (en) Salt ion-responsive cubic phase comprising Cationic polymer gel and preparation method thereof
JP2007523245A (en) Polymer stabilization, crystallized catanionic membrane, preparation method thereof and use thereof
Ramakrishna et al. Synthesis and characterization of Interpenetrating polymer network microspheres of acryl amide grafted Carboxymethylcellulose and Sodium alginate for controlled release of Triprolidine hydrochloride monohydrate
Park et al. Salt-responsive monoolein cubic phase containing polyethyleneimine gel
KR102692881B1 (en) pH and ion-responsive porous cubic phase structure and method for manufacuring the same
Wen et al. Microcapsules through polymer complexation: Part 3: Encapsulation and culture of human burkitt lymphoma cells in vitro
KR20240141486A (en) pH and Ion Responsive Cubic Phase Nanostructure For Cosmetic Ingredient And Manufacturing Method Thereof
KR20230060665A (en) pH and enzyme-responsive cubic phase nanostructure

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right