Page 93 - Pharma Paper Review

3. Diatom Biosilica의 약물전달시스템(DDS) 응용

3.1 지속방출형 제제

DB는 실리카 기반의 메조포러스 구조와 넓은 비표면적을 지녀 약물 흡착·포집에 유리합니다.

약물은 물리적 흡착, 정전기적 결합, 실란커플링(covalent conjugation) 등을 통해 DB에 부착되며, 특히
APTES(3-aminopropyltriethoxysilane)를 이용하면 결합 안정성이 향상됩니다.

Curcumin, Doxorubicin 등의 소수성 약물을 로딩했을 때, 70–80 %의 높은 적재율과 완만한 방출곡선을
보였습니다.

Higuchi와 Korsmeyer–Peppas 모델에 따르면 DB 내 약물 방출은 확산지배(diffusion-controlled) 메
커니즘을 따릅니다.

또한 공극크기가 작을수록 약물 방출속도가 지수적으로 감소하여, DB의 나노다공 구조가 약물의 안정적 방
출을 가능하게 함을 확인하였습니다.

3.2 표적전달 시스템

DB 표면에는 다수의 Si–OH기와 음전하가 존재하여 항체·리간드·아프타머 등과의 화학적 결합이 용이합니

다.

Delalat 등은 규조류에 단백질 G의 GB1 도메인을 발현시켜 항체 결합이 가능한 유전자개조형 DB(GB1–
DB) 를 제작하였으며, 항암제 SN38을 탑재하여 신경모세포종 세포에 선택적으로 약물을 전달하였습니다.

이 경우 종양이 약 53 % 감소하였고, 정상세포에서는 독성이 나타나지 않았습니다.

또한 Fe₃O₄ 나노입자를 부착한 자기유도형 DB 마이크로로봇은 pH 6.5 환경에서 항암제(시스플라틴, 파클
리탁셀)를 동시에 방출하였으며, 자기장을 통해 이동 및 위치 제어가 가능함을 확인하였습니다.

3.3 생분해성 평가

DB의 생분해성은 기존 합성 메조포러스 실리카(MSN)보다 우수합니다.

MSN은 결정질 구조로 인해 생분해 속도가 느리지만, DB는 비결정질(amorphous) 구조로 30일 이내

PBS에서 완전 분해가 가능하였습니다.
DB는 세포독성이 없으며(100 µg/mL 이하에서 인체대장세포 생존율 유지), 지속방출 효율 또한 MSN보다

높습니다(8 시간 내 68 % 방출).

또한 DB는 생물학적 배양을 통해 대량생산이 가능하므로 합성공정보다 비용과 환경부담이 현저히 낮습니다.