Process optimization of spray drying of lysozyme loaded liposomes fabricated by microfluidics
저자
발행사항
[Seoul] : Graduate School, Yonsei University, 2023
학위논문사항
학위논문(석사) -- Graduate School, Yonsei University Department of Pharmacy 2023.8
발행연도
2023
작성언어
영어
주제어
발행국(도시)
서울
기타서명
미세유체기술로 제작된 라이소자임이 봉입된 리포좀의 분무 건조 과정 최적화
형태사항
viii, 46장 : 삽화(일부천연색) ; 26 cm
일반주기명
지도교수: Sung-joo Hwang
UCI식별코드
I804:11046-000000549751
소장기관
흡입용 건조 분말(Dry powder for inhalation, DPI)은 천식과 당뇨병을 비롯한 지역 및 전신 질환
치료를 위해 단백질과 펩타이드를 폐로 전달하기 위해 조사되고 있다. 단백질과 펩타이드는
생리화학적으로 불안정하여 제조, 저장 및 투여 중 단백질의 변성을 방지하기 위해 리포좀과
같은 운반체가 필요하다. 리포좀 형성물을 건조시키는 방법 중 하나는 스프레이 건조이다.
그러나 불안정한 단백질과 펩타이드의 무결성을 보호하고, 흡입 가능한 입자 크기의 고수율
분말을 생산하기 위해서는 스프레이 건조 매개변수를 최적화해야 한다. 이 연구에서는 모델
약물로 리소자임을 사용했습니다. Dolomite 5 입력 칩 3D 에 연결된 프로그램 가능한 단일
주사 마이크로플루이딕스 펌프를 사용하여 리소자임을 함유한 리포좀을 제조했다. 입자 크기,
다변량분산지수, 제타 포텐셜과 같은 리포좀 형성물의 물리화학적 특성을 평가하여 스프레이
건조의 최적 조성을 결정하기 위해 실험계획법(Design of Experiment, DOE)을 사용했다. 생산
과정에서 유속 비율 (Flow Rate Ratio, FRR)을 증가시키면 리소자임의 포획 효율이 향상되는
것을 관찰할 수 있었다. 통계 분석 결과, 분무 압력과 로이신 함량이 스프레이 건조 과정에 영향을 미치는 중요한 요인임을 확인했다. 최적화된 스프레이 건조 분말 조성은 단백질 기반
치료제의 효율적인 흡입 전달을 위한 유망한 가능성을 갖고 있다.
Dry powder for inhalation (DPI) has been under investigation for the delivery of proteins and
peptides to the lung to treat local and systemic diseases including asthma and diabetes. Proteins
and peptides suffer from physiochemical instability emerge the need for a carrier like liposomes to
protect them from denaturation during manufacturing, storage, and administration. One of the
methods used to dry liposomal formulations is spray drying. However, spray drying parameters
needed to be optimized to protect the unstable protein and peptides integrity, and produce powder
with high yield inhalable particle size. In this study, lysozyme was used as a model drug.
Lysozyme-loaded liposomes were prepared using programmable single-syringe microfluidics
pump connected to Dolomite 5 input chip 3D. The physicochemical characteristics of the
liposomal formulations, such as particle size, polydispersity index, and zeta potential, were
evaluated to determine the optimal formulation to be used in the optimization process of spray
drying using design of experiment approach (DOE). It was observed that increasing the flow rate
ratio (FRR) during the production process improved the encapsulation efficiency of lysozymes.
Statistical analysis revealed that atomizing pressure and leucine content were significant factors influencing the spray drying process. The optimized spray-dried powder formulation holds
promise for efficient delivery of proteins via inhalation, contributing to the development of
effective protein-based therapeutics
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