Recombinant human growth hormone (rhGH) was encapsulated within poly(D,L-lactic-co-glycolic acid) microspheres by a double emulsion solvent evaporation method. A mixture of methylene chloride and ethyl acetate in varying volume ratios was used for the microsphere preparation. Protein release profiles from three different microsphere formulations demonstrated initial burst effects ranging from 28.2 to 54.7 % after one day incubation, and exhibited no further significant releases up to 19 days. This was because the encapsulated rhGH with the microspheres was largely aggregated in a noncovalent fashion during the formulation. Non-aggregated water soluble rhGH species within the microspheres are likely to be responsible for the rapid release upon incubation. The initially released rhGH in the incubation medium, however, was composed of mostly monomer species with a small amount of dimer as probed by size exclusion chromatography. Circular dichroism spectra of the initially released rhGH in the medium revealed that the conformation of the released rhGH was correctly folded relative to that of native rhGH, with little variation in a-helix contents depending on the formulations. The "non-release" mechanism after the initial burst release was attributed to non-spontaneously dissociable non-covalent protein aggregation and surface adsorption of rhGH present within the microspheres.
본 연구에서는 재조합 인간성장호르몬을 2차 유제 용매 증발법으로 poly(D,L-lactic-co-glycolic acid) 미립구 내부에 봉입하였다. 미립구 제조시 메틸렌클로라이드와 에틸아세에테이트를 다양한 부피 비율로 섞은 용매를 사용하였다. 세 종류의 미립구에서의 단백질 방출 거동을 살폈는데, 하루동안의 초기 방출량이 28.2%에서 54.7%까지로 나타났으며, 그 이후에는 19일까지 더 이상의 단백질이 방출되지 않았다. 봉입된 단백질이 미립구 밖으로 방출되지 않는 이유는, 재조합 인간성장호르몬이 미립구 제조과정에서 비공유성 결합으로 응집되어 미립구내에 봉입되기 때문이다. 또한 초기의 빠른 방출거동은 봉입된 재조합 인간성장호르몬 중 응집되지 않은 수용성 단백질들에 의해 나타난다. 방출된 재조합 인간성장호르몬은 대부분이 단량체로서 존재하며, 아주 작은 양의 이량체만을 포함하고 있음을 고속 젤 여과 크로마토그라피로 분석하였다. 또한 방출된 재조합 인간성장호르몬을 Circular dichroism 스펙트럼으로 2차 구조를 분석한 결과 천연형과 거의 유사한 구조를 가지며, 제조방법에 따라 α-나선구조 포함량에 약간의 변동이 있었다.
초기의 급격한 방출이후에 "non-release"현상이 나타나는 이유는 미립구 제조과정에서 형성되는 풀려나올 수도 있는 비공유 결합성 단백질 응집체가 생성되기 때문이며, 또한 미립구내에 존재하는 재조합 인간성장호르몬이 미립구 표면에 흡착하기 때문임을 밝혔다.
