Compositional tuning of gentamicin-loaded alginate-chitosan beads for optimized drug release and biological properties

본 연구에서는 이온겔화법을 이용하여 제조된 겐타마이신 황산염(Gn) 함유 알긴산-키토산 복합 비드의 조성 변화가 물리화학적 및 생물학적 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 키토산(0.1–1.0 wt%) 및 겐타마이신(0.003–0.3 wt%)의 함량을 조절하여 제조한 비드의 표면 형태는 주사전자현미경(SEM)을 통해 관찰되었으며, 조성에 따른 표면 형태적 차이가 확인되었고, 이러한 표면 형태의 차이는 약물 방출 거동과 밀접한 연관성을 나타냈다. Fourier 변환 적외선 분광법(FT-IR) 및 열중량 분석(TGA)을 통해 겐타마이신이 비드 내에 성공적으로 함입되었으며, 복합체의 열적 안정성도 확보되었음을 확인하였다. 팽윤 특성은 고분자 조성과 약물 함량에 따라 크게 달라졌으며, 키토산 농도가 증가할수록 친수성이 증가하여 수분 흡수가 증가하였고, 반대로 겐타마이신 농도가 증가할수록 고분자 네트워크 내의 이온성 가교 결합이 조밀하게 형성되어 팽윤이 감소되었다. 키토산과 겐타마이신의 조성 조절을 통해 인산완충생리식염수 내에서 약물 방출 속도와 지속 시간을 정밀하게 제어할 수 있었다. 모든 조성의 Gn-함유 비드는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)에 대해 항균 활성을 나타냈으며, human gingival fibroblasts를 이용한 세포적합성 평가에서도 70% 이상의 세포 생존율을 보여 양호한 생체적합성을 입증하였다. 이러한 결과는 조성 제어가 가능한 알긴산-키토산 비드가 국소 항균 약물 전달 플랫폼으로서의 높은 응용 가능성을 지님을 시사한다.