양식장에 적합한 키토산 부유 미립구의 제조

Abstract

물고기 양식업은 많은 양의 물고기를 생산함으로써 영양 식품에 대한 수요를 보다 저렴한 가격으로 충족시켜 주기 때문에 그 추세가 계속 증가해 왔다. 그러나,박테리아나 곰팡이에 의해 발생하는 진균증과 같은 다양한 감염성 질환은 양식장에서 키우는 물고기의 공급량을 감소시키는 심각한 문제로 대두되어 왔다.이러한 문제점을 극복하기 위해 lumequine이나 oxytetracycline과 같은 많은 항생제들을 사용하여 양식장에 있는 박테리아 병원균들을 억제하거나 예방하려는 시도가 행해져 왔다.현재 양식장에서 사용되고 있는 몇 가지 항생제 투여 방식이 있는데,먼저 항생제를 음식과 함께 투여하는 방법이 있다.또한, 약물을 섞은 양식장의 물에 물고기를 수욕 시키거나 약물 자체를 물고기가 살고 있는 물에 녹이기도 한다.그러나,이러한 투여 방식들이 반드시 바람직하거나 효과적이지는 않다.약물을 음식과 같이 혼합하여 물고기에게 먹일 때 항생제가 물고기에게 투여될 확률의 편차가 물고기가 섭취하는 음식물의 양에 따라 심할 뿐 아니라 항생제 중에서 위에서 언급한 macrolide계열의 항생제들은 친수성이 작기 때문에 물 아래로 침전되기 쉽다.이처럼,투여된 약물의 침전되는 것과 같이 물고기가 섭취하지 못해 발생하는 손실을 감안하여 약물을 과량 사용할 수밖에 없다. 그러나, 대부분의 항생제가 물고기의 체내에서 축적되지 않고 대사 및 배설이 된다 하더라도,그것을 과량 사용하게 될 때 일부 약물이 체내에 잔류할 수 있고 이는 물고기에게 부작용을 초래할 수 있다.예를 들어, oxytetracycline은 무지개 송어의 체내에 잔류할 경우 항체 반응을 억제한다고 알려져 있다.이러한 잔류 기간을 고려하여 대부분의 양식장에서는 항생제를 투약한 후 휴약 기간을 둔다. 또한,약물로 인하여 변형된 물고기는 그것을 섭취한 사람들에게도 직접적으로 치명적인 영향을 끼칠 수 있다. 양식업에서 가장 많이 사용되는 tetracycline계열의 약물은 위장관과 간, 신장 그리고 치아에 독성을 일으킬 수 있다. 더욱이, 항생제의 남용은 최소 억제 농도와 최소 살균 농도를 증가시킴으로써 박테리아의 약물에 대한 내성을 강하게 하고 이것은 항생제의 효능을 저하시킨다. 그러므로, 적은 양의 항생제를 가지고 물고기의 감염증을 예방, 치료하는 것은 위에서 기술한 관점에서 볼 때 바람직할 것이다.왜냐하면,이러한 투여 방식은 약물의 손실이나 낭비를 최소화시키면서 물고기의 약물 흡수를 최대화시키는 것이기 때문이다.따라서,특별한 운반체를 사용하여 항생제의 제어 방출 제형을 개발하는 것은 의미 있는 분야이자 시도라고 할 수 있다.제어 방출과 같은 약물 송달 시스템을 통하여 운반체에 적절한 양의 항생제를 적재시키고 특정 부위에서 적정 속도로 그것을 방출시킬 수 있다. 본 연구에서는 물고기 양식업에 적합한 약물 송달 운반체로서 키토산 부유 미립구를 선택했다.아세틸 글루코사민과 글루코사민이 β(1→4)결합을 하고 있는 천연 중합체의 하나인 키토산은 생체 적합성과 생체 분해성과 같은 여러 장점을 가지고 있기 때문에 키토산을 이용한 particulatesystem은 약제학과 의공학 분야에서 많이 연구되었다.특히,키토산은 산성 조건에서 용해도가 높고 팽창이 잘되는 특이한 성질을 갖고 있기 때문에 양식장에서 이용할 수 있는 항생제 제형을 만들어서 경구용 약물 송달 시스템을 개발하고자 하는 본 연구의 주제에 적합하다.키토산 미립구는 다공성 표면 구조를 갖고 있어서 물 위에서 부유할 수 있기 때문에 미립구에 적재된 약물이 침전되지 못하게 할 수 있다.반면,물고기의 위와 같은 산성 조건에서는 미립구가 팽창된 후 용해되어 약물을 방출시킬 수 있다.이러한 목표를 얻고자 우리는 다공성 구조를 갖는 키토산 부유 미립구를 에멀젼화-용매 증발법으로 제조했다. 또한,미립구 제조의 최적화 조건을 찾는 실험을 수반했다.물고기의 항생제로써 Oxytetracycline.HCl을 제조된 키토산 미립구에 적재했는데,이 약물은 특히 무지개 송어에 많이 사용되며 낮은 산성 조건에서도 안정성과 물리화학적 성질을 유지한다고 알려져 있다.미립구의 부유 실험과 약물 방출 실험을 통하여 키토산 미립구가 양식장에 적합한 지 알아 보았다.또한,무지개 송어의 양식업이 fishfarmingmarket에서 상당히 큰 비중을 차지하고 있다는 관점에서 이 실험의 의의를 찾을 수 있겠다.