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암 치료를 위한 Poly(ethylene glycol)-Doxorubicin/SPION 자성 나노입자의 제조 및 특성분석
김유경(Yugyeong Kim),이선민(Seonmin Lee),김단비(Danbee Kim),노강민(Kangmin Noh),오근상(Keun Sang Oh),조성훈(Sunghoon Cho),최은표(Eunpyo Choi),김규표(Kyu-pyo Kim),허강무(Kang Moo Huh) 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.6
본 연구에서는 친수성 poly(ethylene glycol)(PEG)와 소수성 항암제인 독소루비신(DOX)의 화학적 결합에 의해 합성된 PEG-DOX conjugate를 이용하여 암 진단 및 치료가 가능한 자성 나노입자를 제조하고자 하였다. 양친매성 PEG-DOX는 수용액 내에서 자기조립 특성을 보이고, 10 ㎚ 내외의 자성 나노입자(SPION)에 대해 높은 봉입능 및 봉입률을 보였다. 제조된 PEG-DOX/SPION 나노입자는 ~100 ㎚의 균일한 사이즈 분포를 가지며 phantom 실험을 통해 조영제로서의 가능성을 확인하였다. 세포독성평가에서 DOX에 비해 낮은 독성을 보였고 최대내성용량(MTD) 평가실험에서 사망 개체가 발생하지 않았다. 결과적으로, 고함량의 항암제와 SPION으로 구성된 본 나노입자 시스템은 낮은 독성, MR 조영 특성, 수동적 및 자성 표적화능 등 다양한 생기능성을 기반으로 암 진단 및 치료에 유용한 테라그노스틱 제형에 응용될 수 있을 것으로 기대한다. In this study, an amphiphilic polymer-drug conjugate was synthesized by chemical conjugation of a hydrophilic polymer poly(ethylene glycol) (PEG) with a hydrophobic anticancer agent, doxorubicin (DOX), to prepare magnetic nanoparticles for cancer diagnosis and therapy. The amphiphilic PEG-DOX polymer could self-assemble in the aqueous solution to form nanoparticles (NPs) and efficiently encapsulated superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION) with high loading capacity and loading efficiency. The resulting SPION encapsulated PEG-DOX (PEG-DOX/SPION) NPs were observed to have an average size of ~100 ㎚ with a narrow and unimodal size distribution and demonstrated the characteristic of MR contrast agent from the phantom experiments. In the toxicity assessment, PEG-DOX/SPION NPs showed lower toxicity than pristine DOX, and no mortality was detected at the maximum MTD. As a result, these magnetic NPs with high contents of DOX and SPION could be utilized as a theragnostic formulation for efficient cancer diagnosis and therapy, due to their diverse potential capacities properties, such as low toxicity, MR imaging character, passive and magnetic targeting properties, and so on.