젤라틴 캡슐의 구조와 물성

문서 내 토픽

1. 젤라틴 캡슐의 구조

젤라틴은 수용성 단백질과 물(8-15%)의 혼합물로 15000에서 25000달톤 범위의 분자량을 갖는다. 이러한 성형 중합체를 형성한 아미드 결합에 의해 연결된 조금의 D-Configuration과 대부분의 L-Configuration의 아미노산을 가진다. 유리 카르복실기, 유리 아미노기, 자유 하이드록실 아미노산 등의 기능 그룹을 갖는 약 20개의 상이한 아미노산의 반복 단위로 구성된다.
2. 젤라틴 에스테르와 겔 강성

카르복실 산 그룹은 해리 시 음전하를 생성하며 산 촉매 존재 하에서 알코올과의 반응에 의해 비이온성 에스테르로 전환된다. 젤라틴의 에스테르 함량이 증가함에 따라 용액의 점도와 겔의 단단함이 감소한다.
3. 젤라틴의 겔화 망상 구조

콜라겐의 변성으로 생성되는 젤라틴은 본래 콜라겐과 부분적으로 비슷한 구조를 지닌다. 랜덤 코일 젤라틴을 겔화하면 3차원적인 그물눈 모양의 망상 구조를 형성하며, 이 구조 사이에 액체가 스며들어 독특한 탄력을 갖는 겔 구조를 이룬다.
4. 젤라틴 가소제

연질 젤라틴 캡슐을 위해서는 비휘발성 친수성 가소제가 첨가된다. 가소제는 단백질 사슬의 이동성 증가와 젤라틴의 유리 전이 온도 감소로 단백질 간의 상호 작용을 감소시켜 유연성과 취급성을 향상시킨다. 경질 젤라틴 캡슐은 12~16%의 수분을 통해 유연성과 무결성을 유지한다.
5. 젤라틴의 붕해 과정

젤라틴은 수성 매질에서 가수분해되며, pH, 온도, 반응 시간에 따라 분해 속도와 정도가 달라진다. 분해는 pH 4-7에서 최소 속도를 가지고 양 극단으로 갈수록 높은 속도를 갖는다. 젤라틴의 가수 분해는 용액의 점도 및 겔 형성 능력을 감소시킨다.
6. 캡슐의 인체 작용 과정

캡슐의 젤라틴 성분은 프로테아제에 의해 분해된다. 연질캡슐은 위에서 젤라틴 껍질이 부풀어 오르면서 내용물이 방출되고 흡수된다. 장용성 캡슐은 위산에 의해 녹거나 방출되지 않고 장에 도달하여 작용한다.

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1. 젤라틴 캡슐의 구조

젤라틴 캡슐은 약물 전달 시스템에서 널리 사용되는 중요한 제형이다. 젤라틴 캡슐은 단백질 고분자로 구성되어 있으며, 수소 결합과 소수성 상호작용에 의해 안정화된 독특한 3차원 구조를 가지고 있다. 이러한 구조적 특성으로 인해 젤라틴 캡슐은 약물을 효과적으로 포함하고 방출할 수 있다. 또한 생체 적합성이 우수하고 경제적이며 제조가 용이하다는 장점이 있다. 따라서 젤라틴 캡슐은 다양한 약물 전달 분야에서 널리 활용되고 있다.
2. 젤라틴 에스테르와 겔 강성

젤라틴 에스테르는 젤라틴 분자에 지방족 알코올이나 지방산이 에스테르 결합된 형태이다. 이러한 에스테르화는 젤라틴 분자 간 상호작용을 변화시켜 겔의 강성을 증가시킨다. 에스테르화된 젤라틴은 수소 결합과 소수성 상호작용이 증가하여 더 단단하고 탄력성 있는 겔 구조를 형성한다. 이는 약물 전달 시스템에서 약물 방출 조절, 캡슐 강도 향상 등에 활용될 수 있다. 따라서 젤라틴 에스테르화는 겔 강성 조절을 통해 다양한 약물 전달 응용 분야에서 유용하게 활용될 수 있다.
3. 젤라틴의 겔화 망상 구조

젤라틴은 수용액 상태에서 특정 온도와 pH 조건에서 겔화 현상을 나타낸다. 이는 젤라틴 분자 간 수소 결합과 소수성 상호작용에 의해 3차원 망상 구조가 형성되기 때문이다. 이러한 겔화 망상 구조는 약물 포집, 방출 조절, 캡슐 강도 향상 등 다양한 약물 전달 응용에 활용될 수 있다. 또한 생체 적합성이 우수하여 의약품뿐만 아니라 식품, 화장품 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 따라서 젤라틴의 겔화 망상 구조는 약물 전달 시스템 개발에 있어 매우 중요한 특성이라고 할 수 있다.
4. 젤라틴 가소제

젤라틴 캡슐의 물성 및 기능성을 향상시키기 위해 다양한 가소제가 사용된다. 대표적인 가소제로는 글리세린, 소르비톨, 폴리에틸렌 글리콜 등이 있다. 이러한 가소제는 젤라틴 분자 간 상호작용을 약화시켜 캡슐의 유연성과 탄력성을 증가시킨다. 또한 가소제는 캡슐의 용해도와 투과성을 조절하여 약물 방출 특성을 개선할 수 있다. 따라서 적절한 가소제 선택 및 농도 조절은 젤라틴 캡슐의 물성 및 기능성 향상을 위해 매우 중요하다. 이를 통해 다양한 약물 전달 시스템에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
5. 젤라틴의 붕해 과정

젤라틴 캡슐은 생체 내에서 다양한 붕해 과정을 거치게 된다. 먼저 위산에 의해 젤라틴 캡슐이 용해되면서 약물이 방출되기 시작한다. 이후 장관에서는 효소에 의해 젤라틴 분자가 가수분해되어 아미노산으로 분해된다. 이러한 젤라틴의 생체 내 붕해 과정은 약물 방출 속도와 생체 이용률에 영향을 미치게 된다. 따라서 젤라틴 캡슐 설계 시 이러한 붕해 특성을 고려하여 최적의 약물 전달 성능을 발휘할 수 있도록 해야 한다. 이를 통해 젤라틴 캡슐의 약물 전달 효율을 극대화할 수 있을 것이다.
6. 캡슐의 인체 작용 과정

젤라틴 캡슐은 생체 적합성이 우수하여 다양한 약물 전달 시스템에 활용되고 있다. 캡슐이 인체에 투여되면 위장관을 통해 흡수되어 혈액 순환계로 들어가게 된다. 이후 약물이 표적 조직에 도달하여 약효를 나타내게 된다. 이 과정에서 젤라틴 캡슐은 생체 내에서 점진적으로 분해되어 아미노산으로 대사된다. 이러한 생체 적합성과 생분해성으로 인해 젤라틴 캡슐은 안전성이 높은 약물 전달 시스템으로 평가받고 있다. 따라서 젤라틴 캡슐은 다양한 약물 전달 응용 분야에서 지속적으로 활용될 것으로 기대된다.

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