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순수 초임계 이산화탄소와 극성 공용매로 변형된 초임계 이산화탄소를 이용한 L-PLA 미세입자 제조

Preparation of L-PLA Microparticles using Pure and Cosolvent-modified Supercritical Carbon Dioxide

한국생물공학회지 2003년 18권 5호 p.385 ~ 391
김재훈 ( Kim Jae-Hoon ) - 수원대학교 화학공학과

이상윤 ( Lee Sang-Yun ) - 수원대학교 화학공학과
김병용 ( Kim Byung-Yong ) - 경희대학교 식품생명공학과
유종훈 ( Ryu Jong-Hoon ) - 수원대학교 화학공학과
임교빈 ( Lim Kyo-Bin ) - 수원대학교 화학공학과

Abstract

초임계 이산화탄소를 이용한 효율적인 DDS 설계를 위한 기초연구로서 순수한 초임계 이산화탄소와 초임계 이산화탄소와 상용성이 있으면서 고분자에 대해서는 비용매로 작용하는 극성 공용매로 변형된 초임계 이산화탄소를 이용하여 생체분해성 고분자인 L-PLA의 미세입자 형성에 대하여 고찰하였다. L-PLA용액의 농도가 증가할수록 입자 크기는 증가하였으며, 약 4%이상의 농도에서는 입자들 간의 강한 응집으로 인하여 입자의 형태가 구형에서 섬유상으로 변화하였다. 침전기 내 초임계 유체의 온도가 높아짐에 따라 생성된 입자의 크기가 증가하였으며, 온도가 높아질수록 입자의 분포는 불균일하게 나타났다. 용액 유량이 증가함에 따라 전체적으로 구형 입자의 생성이 증가하였으며, 입자의 평균 크기는 증가하는 것으로 나타났다. 순수한 초임계 이산화탄소를 사용한 경우 모든 실험 조건에서 입자 회수율은 약 30∼40% 정도로 나타났다. 입자 회수율을 향상시키기 위해 극성 공용매를 초임계 이산화탄소와 혼합하여 입자를 제조하였다. 메탄올과 에탄올을 이산화탄소 대비 몰비 0.5로 혼합한 경우 회수율은 각각 80%와 70%로 매우 높은 값을 나타냈으며, 평균 직경 1 이하의 매우 작은 입자를 제조할 수 있었다.

Biodegradable poly (L-lactide) (L-PLA) solution in methylene chloride was precipitated into microparticles by using supercritical carbon dioxide modified with polar cosolvents. The effects of the amount of polar cosolvents, solution concentration, temperature, and solution flow rate on the formation of microparticles were investigated. The mean particle size was found to increase with the increase of solution concentration and flow rate. It was also observed that the particle size not only increases but the size distribution also becomes less uniform as the temperature increases. The percent recovery of microparticles was found to be 30∼40% at all experimental conditions. The supercritical carbon dioxide modified with methanol and ethanol was employed to enhance the recovery, resulting in significant improvement up to about 80 and 70%, for methanol and ethanol, respectively. Furthermore, the mean diameter of L-PLA microparticles was found to be less than 1 for both cosolvents.

키워드

Supercritical carbon dioxide;biodegradable polymer;poly(L-lactide);polar cosolvent
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