Core-shell microparticle encapsulating multiple active substances in different compartment has im-portant applications for therapeutics and pharmaceuticals. However, traditional core-shell release system entails uncontrolled release behavior and only allows limited combinations of core and shell materials, which further limits combinations of actives loaded in core and shell.
In this thesis, I report a simple lithographic approach to design new type of polymeric core-shell micro-particles which release multi-actives in controlled fashion. Reaction-Diffusion mediated Photolithography (RDP) which locally generates 3-dimensional microstructure is sequentially employed to generate core and shell. The resulting microparticle consists of three distinct compartment; core, shell and disk. Core and shell are programmed to release different kind of actives with distinctive kinetics whereas disk prevents direct ex-posure of core. Engineering release kinetics is achieved by tailoring mesh size of polymer composing each compartment. Microparticle size can be delicately controlled and combinations of core and shell materials are extensive. Using the same strategy, multi-layered microparticles loading multiple component is also pre-pared. We believe that this core-shell template can potentially serve as carriers for delivering synergistic com-binations of drugs, opening up new opportunities for pharmacotherapy.
여러 약제를 코어와 쉘에 담지하고 있는 코어-쉘 마이크로 입자는 다양한 치료와 약제에 사용 될 수 있을 것으로 예상이 된다. 그러나 일반적인 코어-쉘 마이크로 입자 시스템은 약제 방출 양상이 제어되지 않았으며, 코어와 쉘에 제한된 약제만 담지할 수 있었다. 본 논문은 포토리소그래피를 이용하여, 다양한 종류의 약제를 제어된 형태로 방출 및 전달할 수 있는 코어-쉘 마이크로 입자를 만드는 방법을 다룬다. 삼차원으로 고분자 구조체를 만드는 반응-확산 기반 포토리소그래피 기술을 연속적으로 적용하여 코어와 쉘을 만들 수 있다. 그러나 이렇게 만든 코어-쉘 마이크로 입자는 코어가 외부에 직접적으로 노출이 된다. 따라서, 통싱작ㅇ;ㄴ 포토리소그래피를 이용하여 마이크로디스크를 만든 뒤, 반응-확산 기반 포토리소그래피를 연속으로 가해줘 코어와 쉘을 만들면, 코어가 보호 된 코어-쉘 마이크로 입자를 만들 수 있다. 코어-쉘 마이크로입자 내 약제의 방출은, 각 부분을 이루는 고분자의 메쉬 크기를 조절함으로써 간단하게 제어할 수 있다. 이로써, 코어와 쉘 각각은 서로 다른 종류의 약제를 제어된 형태로 방출 할 수 있게끔 프로그래밍 될 수 있다. 해당 코어-쉘 마이크로 입자는 매우 다양한 조합의 약제를 특정 대상에 맞게 방출할 수 있기에 다양한 의학적 치료에 사용 될 수 있을 것으로 기대된다.
