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물리약학 레포트 Fabrication of Chitosan-coated alginated bead

이화여대 물리약학 실습 보고서 입니다.
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최초등록일 2024.06.02 최종저작일 2020.09
이화약대 물리약학 레포트 fabrication
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물리약학 레포트 Fabrication of Chitosan-coated alginated bead
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    소개

    이화여대 물리약학 실습 보고서 입니다.

    목차

    1.Date
    2.Name / part
    3.Principle
    4.Material & chemicals
    5.Procedure
    6.Result
    7.Remark
    8.Discussion
    9.Reference

    본문내용

    1. Date
    2. Name / part

    3. Principle

    1) Alginate (alginic acid)
    해초에서 얻을 수 있는 L-guluronate와 D-mannuronate의 두가지 단량체가 반복된 선형 고분자이며 아래에서 보다시피 -COOH기를 보유하기에 음이온성을 띤다. 물에 녹으면 점성을 띄게 되어 gel, film, fiber 형태로 만들 수 있다. Ca2+와 같은 양이온과의 상호작용으로 gel을 형성할 수 있으며 이것을 칼슘경화반응이라 한다

    <그림1> Alginate의 구조

    2) chitosan
    갑각류의 껍질에서 얻은 chitin의 deacetylation으로 얻어지는 고분자이며, beta-(1,4)-linked D-glucosamine (deacetylated unit)과 N-acetyl-D-glucosamine의 반복된 형태로 구성되어 있다. 생분해가 되며 점막에 잘 붙는 성질을 가지며 따라서 생체에 이용하기에 아주 적합한 형태라고 할 수 있다. 자원을 얻기가 비교적 용이하고 반응성이 좋은 편이기에 대량생산이 가능하여 비교적 저렴한 이점이 있다. 이러한 이점에 따라 점액접착성 제형, 소수성 약물 또는 유전자 약물의 전달체로 이용되고 있다.
    3) Chitosan coated alginate microparticle
    Alginated bead는 다공성이기에 봉입된 약물은 빠르게 방출되어 서방출 용으로 이용하기에 한계가 있다. 따라서 빠르게 배출되는 것을 막고 서방출하도록 만들기 위해 bead 표면에 다른 고분자를 이용해 코팅하기도 한다. Alginate는 음이온을 띄기에 coating용으로는 양이온을 띠는 chitosan(amine기를 보유하여 양이온을 띠는 다른 고분자도 가능)이 적합하다.

    참고자료

    · Size and shape of calcium alginate beads produced by extrusion dripping, B.‐B. Lee외 2명, 2013
    · Alginate bead production/ www.aveka.com
    · 약학실습6 수업자료
    · 펙틴과 알긴산소듐을 첨가하여 제조한 제인 나노입자의 안정성에 영향을 주는 요인, 문세훈, 2018

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    • 1. Alginate (alginic acid)
      Alginate, also known as alginic acid, is a naturally occurring polysaccharide derived from brown seaweed. It has a wide range of applications in various industries, including food, pharmaceuticals, and biomedical engineering. Alginate is known for its unique gelling properties, which are attributed to its ability to form ionic crosslinks with divalent cations, such as calcium. This property makes alginate a valuable material for the encapsulation and controlled release of drugs, as well as for the development of hydrogels and scaffolds for tissue engineering applications. Alginate-based materials are generally biocompatible, biodegradable, and non-toxic, making them attractive for use in biomedical applications. The versatility and tunable properties of alginate make it a promising candidate for further research and development in various fields.
    • 2. Chitosan
      Chitosan is a natural polysaccharide derived from the exoskeletons of crustaceans, such as shrimp and crab. It has gained significant attention in the scientific community due to its unique properties and potential applications. Chitosan is known for its biocompatibility, biodegradability, and antimicrobial activity, making it a valuable material for various biomedical applications. It has been extensively studied for its use in drug delivery systems, wound healing, tissue engineering, and water treatment. Chitosan can form hydrogels, films, and nanoparticles, allowing for the development of diverse chitosan-based products. The cationic nature of chitosan also enables it to interact with negatively charged molecules, such as proteins and nucleic acids, which can be exploited for gene delivery and other biomedical applications. Overall, the versatility and desirable properties of chitosan make it a promising material for continued research and development in various fields.
    • 3. Chitosan-coated alginate microparticle
      Chitosan-coated alginate microparticles are a type of composite material that combines the beneficial properties of both chitosan and alginate. Alginate, a natural polysaccharide derived from brown seaweed, is known for its gelling properties and ability to encapsulate and release drugs in a controlled manner. Chitosan, on the other hand, is a cationic polysaccharide derived from the exoskeletons of crustaceans, and it possesses antimicrobial, biocompatible, and mucoadhesive properties. By coating alginate microparticles with chitosan, researchers have been able to create a system that leverages the advantages of both materials. The chitosan coating can enhance the stability of the alginate microparticles, improve their mucoadhesive properties, and potentially provide additional antimicrobial protection. This composite system has been explored for various biomedical applications, such as drug delivery, tissue engineering, and wound healing. The synergistic effects of the chitosan-alginate combination make this a promising area of research with potential for developing innovative and effective biomaterials.
    • 4. Calcium crosslinking of alginate
      Calcium crosslinking of alginate is a widely studied and utilized technique in the field of biomaterials and drug delivery. Alginate, a natural polysaccharide derived from brown seaweed, has the ability to form hydrogels when exposed to divalent cations, such as calcium. This crosslinking process occurs through the formation of ionic bonds between the carboxylate groups of the alginate and the calcium ions. The resulting alginate hydrogels are biocompatible, biodegradable, and can be used to encapsulate and deliver various therapeutic agents, including drugs, proteins, and cells. The calcium crosslinking of alginate allows for the tuning of the mechanical properties, swelling behavior, and drug release kinetics of the resulting hydrogels. This technique has been extensively explored for applications in tissue engineering, wound healing, and controlled drug delivery systems. The simplicity, mild reaction conditions, and versatility of calcium crosslinking make it a valuable tool in the development of alginate-based biomaterials with diverse functionalities.
    • 5. Drug release from alginate beads
      Drug release from alginate beads is a well-established and widely studied topic in the field of drug delivery. Alginate, a natural polysaccharide derived from brown seaweed, has the ability to form hydrogels when exposed to divalent cations, such as calcium. This property allows for the encapsulation of drugs within alginate beads, which can then be used to control the release of the encapsulated therapeutic agents. The release of drugs from alginate beads is influenced by various factors, including the composition and crosslinking density of the alginate, the physicochemical properties of the drug, and the environmental conditions (e.g., pH, ionic strength, temperature). Alginate beads can be designed to provide sustained, delayed, or targeted drug release, depending on the specific application and desired therapeutic outcome. This approach has been extensively explored for the delivery of a wide range of drugs, including small molecules, proteins, and peptides. The biocompatibility, biodegradability, and tunable properties of alginate make it a valuable material for the development of drug delivery systems, with potential applications in various fields, such as pharmaceuticals, biomedicine, and tissue engineering.

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      이 문서는 chitosan-coated alginate bead 제조 실험의 전반적인 내용을 상세히 기술하고 있으며, 실험 결과와 분석을 통해 alginate bead의 약물 방출 특성을 잘 설명하고 있습니다.

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