pH-Responsive and mucoadhesive hydrogel particles using acrylic acid (AA) and gelatin were synthesized via free-radical suspension polymerization. The methacrylate groups were introduced into native gelatin to make methacrylated gelatin (GelMA) capable of polymerizing with AA. In order to determine the optimal synthesis conditions for producing the well-dispersed hydrogel particles, the effects of various reaction conditions such as concentration of dispersion stabilizer, amount of continuous medium, and stirring speed on the size and dispersibility of hydrogel particles were investigated. When the stabilizer concentration, amount of continuous medium, and stirring speed increased, the dispersibility of particles was improved. The pH-sensitive swelling and release behaviors of P(AA-co-GelMA) hydrogel particles were also investigated according to various composition of AA and gelatin in the hydrogels. P(AA-co-GelMA) hydrogel particles showed low swelling ratio at a pH less than 5 but high swelling ratio at a pH greater than 5, and the swelling ratio of the hydrogel increased at a pH above 5 with AA content in the hydrogel. The P(AA-co-GelMA) hydrogel particles also presented a pH-responsive release behavior. The difference in the released amount of FITC-dextran from the hydrogel particles between pH 2.6 and pH 7.0 decreased, when the AA content in the hydrogel decreased.

천연 젤라틴에 메타아크릴레이트 그룹을 첨가하여 아크릴산(AA)과 중합할 수 있는 메타이크릴레이티드 젤라틴을 공중합하고 이를 이용하여 현탁중합을 통해 pH 감응성 및 점막부착성 수화젤 입자를 합성하였다. 우수한 분산성을 가진 수화젤 입자를 제조하기 위한 조건을 찾기 위하여 분산안정제의 농도, 분산매의 양, 그리고 교반속도 등 합성조건이 수화젤 입자의 크기와 분산성에 미치는 영향을 조사한 결과, 분산안정제의 농도, 분산매의 양, 그리고 교반속도가 증가할수록 입자의 분산성이 향상되는 것을 알 수 있었다. 합성된 P(AA-co-GelMA) 수화젤 입자는 pH 5를 기준으로 5 보다 낮은 pH에서는 작은 팽윤비를, 5보다 높은 pH에서는 큰 팽윤비를 보여주었고 수화젤 내 AA 함량이 증가할수록 5보다 높은 pH에서 수화젤의 팽윤비가 더 많이 증가하였다. 또한 P(AA-co-GelMA) 수화젤 입자는 pH 감응성 방출거동을 보여주었는데, 수화젤 입자에 탑재된 FITC-dextran의 방출량을 pH 2.6과 pH 7.0에서 비교한 결과, pH 7.0에서의 방출량이 많았으며, 수화젤 내 AA 함량이 감소함에 따라 두 pH 사이에서 방출량의 차이가 감소하는 것을 볼 수 있었다.

Keywords: pH-responsive copolymers, gelatin, hydrogel particles, suspension polymerization, oral drug delivery.