Di- and triblock copolymers of PEO and poly(DL-valine-co-DL-leucine) were prepared by polymerization of NCA mixtures of DL-valine and DL-leucine with amine-terminated PEO’s. These copolymers (PED-1~PET-3) were soluble in dichloroacetic acid, DMF and DMAc. Block copolymers (D1~T3) that have high contents of amino acid (higher than 30 mol%) showed low solubility in DMF and DMAc, indicating that the content of polypeptide is an important factor to control the solubility of PEO/polypeptide block copolymers. The synthesized block copolymers showed melting point shift to lower temperatures because attached polypeptide blocks at the end of PEO chains change the crystalline lamellar morphology of the PEO chains. These amphiphilic block copolymers formed various morphological phases such as nanosphere and multi-lamellar structures. Wide angle X-ray diffraction (WAXD) study showed the change in packing distance between the PEO chains on x-y plane after block polymerizations of triblock copolymer (PET-1). Diblock copolymers formed micelles and their aggregations were observed. While triblock copolymer formed the lamellar structures. This observation indicates that small polypeptide and large PEO contents makes the diblock copolymers form easily micelle structures whereas PEO centered triblock copolymers that have larger polypeptide content result in the formation of antiparallel lamellar structure because of easy phase separation.
In the preliminary drug release study, critical micelle concentration (CMC) of diblock copolymer (PED-1) was determineded by employing pynene as an extrinsic probe and then the release of doxorubicin from the micelles decreased with an increase of poly(valine-co-leucine) (PVL) content because of stronger hydrophobic interaction between doxorubicin and polypeptide.
본 논문은 아민말단기를 가지는 폴리에틸렌옥사이드를 이용하여 루신 및 발린의 N-카르복시안하이드라이드(NCA)를 개환중합하여 다이블록 및 트리블록 공중합체의 합성 및 특성에 관한 연구이다. 이러한 공중합체는 DMF, DMAc, 그리고 다이클로로아세틱산 등의 용매에 녹는다. 폴리에틸렌옥사이드의 분자량을 고정하고 루신과 발린의 함량을 조절하여 여러가지 공중합체를 합성하였다. 폴리에틸렌 옥사이드의 분자량은 5,000과 3,400을 다이블록과 트리블록에 각각 사용하였다. 폴리펩타이드의 함량이 30% 이상이면 DMF, DMAc 등의 용매에 낮은 용해도를 보였다. 따라서, 공중합체의 용해도는 폴리펩타이드의 함량이 중요한 요소가 됨을 알 수 있었다.
합성된 공중합체의 녹는점은 공중합의 진행 후에 낮아짐을 보였다. 왜냐하면 공중합을 통하여 합성된 폴리펩타이드가 폴리에틸렌옥사이드의 라멜라 결정구조를 바꾸기 때문이다. 이러한 구조적 변화는 Wide angle X-ray diffraction (WAXD)를 통하여 또한 확인할 수 있다. 폴리에틸렌옥사이드와 폴리펩타이드 공중합이 진행한 다음에는 폴리에틸렌의 x-y 평면 거리의 변화를 보여주었다.
합성된 양친매성 공중합체는 나노교질입자(micelle)나 다중라멜라 구조 등 여러가지 형상을 가진다. 다이블록공중합체는 교질입자들이 모인구조를 형성함을 투과전자현미경(TEM)을 통하여 확인하였다. 이는 작은 폴리펩타이드와 큰 폴리에틸렌옥사이드 함량이 다이블럭 공중합체의 교질입자 형성을 용이하게 하였다. 반면에 폴리에틸렌옥사이드가 중간에 위치한 트리블록공중합체는 많은 함량의 폴리펩타이드를 함유함으로서 상호수평(antiparallel)의 라멜라구조의 형성을 보였다.
약물 방출 연구에서 다이블록공중합체의 한계교질입자농도(CMC)는 외부 추적물로 pynene을 이용하여 결정하였고, 교질입자로 부터 doxorubicin(항암제)의 방출 실험을 하였다. 공중합체의 폴리펩타이드의 함량이 증가할수록 약물 방출시간이 증가하였다. 이는 소수성 약물인 doxorubicin과 폴리펩타이드와 상호작용력이 더 크기 때문이다.
