덴드리머: 두 판 사이의 차이

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drug delivery
덴드리머 응용
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덴드리머는 또한 세데에 의해 분류되는데 이는 합성 중에 수행되는 반복되는 가지 주기의 수를 의미한다. 예를 들어, 만약 덴드리머가 발산형 합성법에 따라 코어에 3번에 걸쳐 가지 반응을 수행했다면 그 결과를 3세대 덴드리머로 간주한다. 성공적인 세대 결과는 각각의 세대를 걸치면 이전 세대의 대략 2배의 분자무게를 가진다. 높은 세대의 덴드리머는 표면에 작용기가 많이 노출되어있는데 이것은 나중에 응용부분에서 원하는 대로 만들 때 사용된다.<ref>{{웹 인용|url=https://web.archive.org/web/20110706065720/http://www.sps.aero/Key_ComSpace_Articles/TSA-001_Dendrimers_White%20Paper.pdf|제목=Wayback Machine|확인날짜=2022-05-24}}</ref>
덴드리머는 또한 세데에 의해 분류되는데 이는 합성 중에 수행되는 반복되는 가지 주기의 수를 의미한다. 예를 들어, 만약 덴드리머가 발산형 합성법에 따라 코어에 3번에 걸쳐 가지 반응을 수행했다면 그 결과를 3세대 덴드리머로 간주한다. 성공적인 세대 결과는 각각의 세대를 걸치면 이전 세대의 대략 2배의 분자무게를 가진다. 높은 세대의 덴드리머는 표면에 작용기가 많이 노출되어있는데 이것은 나중에 응용부분에서 원하는 대로 만들 때 사용된다.<ref>{{웹 인용|url=https://web.archive.org/web/20110706065720/http://www.sps.aero/Key_ComSpace_Articles/TSA-001_Dendrimers_White%20Paper.pdf|제목=Wayback Machine|확인날짜=2022-05-24}}</ref>


== 약물 전달 ==
== 덴드리머의 응용 ==
덴드리머의 응용은 일반적으로 검출제(예: 염료 분자), 친화성 리간드, 표적 성분, 방사성 리간드, 이미징제 또는 약학적으로 활성화된 화합물로서 기능할 수 있는 다른 화학종을 덴드리머 표면에 결합하는 것을 포함한다. 덴드리머는 구조가 다가 시스템으로 이어질 수 있기 때문에 이러한 응용에 대하여 엄청난 잠재력을 가지고 있다. 다시 말해서, 하나의 덴드리머 분자는 활성 분자와 결합할 수 있는 수백 개의 가능한 부위를 가지고 있다. 연구자들은 전달 덴드리머의 소수성 환경을 이용하여 합성적으로 어려운 생성물을 생성하는 광화학 반응을 수행하는 것을 목표로 했다. 카르복실산과 페놀 말단 수용성 덴드리머가 약물 전달 및 내부 화학 반응의 효용성을 확립하기 위하여 합성되었다. <ref>{{저널 인용|제목=Dendrimers as Photochemical Reaction Media. Photochemical Behavior of Unimolecular and Bimolecular Reactions in Water-Soluble Dendrimers|저널=The Journal of Organic Chemistry|성=Kaanumalle|이름=Lakshmi S.|성2=Ramesh|이름2=R.|url=http://dx.doi.org/10.1021/jo0503254|날짜=2005-05-20|권=70|호=13|쪽=5062–5069|doi=10.1021/jo0503254|issn=0022-3263|성3=Murthy Maddipatla|이름3=V. S. N.|성4=Nithyanandhan|이름4=Jayaraj|성5=Jayaraman|이름5=Narayanaswamy|성6=Ramamurthy|이름6=V.}}</ref>이는 연구자들이 표적 분자와 약물 분자를 같은 덴드리머에 부착시킬 수 있게 할 수 있는데, 이로 인해 건강한 세포에 대한 약물의 부정적인 부작용을 줄일 수 있다.<ref>{{저널 인용|제목=Book Review of Bioconjugate Techniques Bioconjugate Techniques , 2nd ed. By Greg T. Hermanson  (Pierce Biotechnology, Thermo Fisher Scientific, Rockford, IL).  Academic Press  (an imprint of Elsevier):  London, Amsterdam, Burlington, San Diego . 2008 . xxx + 1202 pp. $99.95. ISBN 978-0-12-370501-3 .|저널=Journal of the American Chemical Society|url=http://dx.doi.org/10.1021/ja8042917|날짜=2008-07|권=130|호=30|쪽=10031–10031|doi=10.1021/ja8042917|issn=0002-7863}}</ref>

덴드리머는 가용화제로도 사용될 수 있다. 1980년대 중반에 소개된 이후부터, 이 새로운 종류의 덴드리머 건축은 호스트-게스트 화학의 주요한 후보였다. <ref>{{저널 인용|제목=Starburst Dendrimers: Molecular-Level Control of Size, Shape, Surface Chemistry, Topology, and Flexibility from Atoms to Macroscopic Matter|저널=Angewandte Chemie International Edition in English|성=Tomalia|이름=Donald A.|성2=Naylor|이름2=Adel M.|url=http://dx.doi.org/10.1002/anie.199001381|날짜=1990-02|권=29|호=2|쪽=138–175|doi=10.1002/anie.199001381|issn=0570-0833|성3=Goddard|이름3=William A.}}</ref>소수성 중심 및 친수성 외부를 가진 덴드리머는 미셀과 같은 행동을 보이며 용액에서 컨테이너의 특성을 갖는 것으로 나타났다.<ref>{{저널 인용|제목=Functional Polymers and Dendrimers: Reactivity, Molecular Architecture, and Interfacial Energy|저널=Science|성=Fréchet|이름=Jean M. J.|url=http://dx.doi.org/10.1126/science.8134834|날짜=1994-03-25|권=263|호=5154|쪽=1710–1715|doi=10.1126/science.8134834|issn=0036-8075}}</ref> 덴드리머를 단분자 미셀로 사용하는 것은 1985년 Newkome에 의해 제안되었다.<ref>{{저널 인용|제목=Water-soluble dendritic unimolecular micelles:|저널=Journal of Controlled Release|성=Liu|이름=Mingjun|성2=Kono|이름2=Kenji|url=http://dx.doi.org/10.1016/s0168-3659(99)00245-x|날짜=2000-03|권=65|호=1-2|쪽=121–131|doi=10.1016/s0168-3659(99)00245-x|issn=0168-3659|성3=Fréchet|이름3=Jean M.J}}</ref> 이러한 유추는 덴드리머가 가용화제로서의 유용성을 강조했다. <ref>{{저널 인용|제목=Micelles. Part 1. Cascade molecules: a new approach to micelles. A [27]-arborol|저널=The Journal of Organic Chemistry|성=Newkome|이름=George R.|성2=Yao|이름2=Zhongqi|url=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jo00211a052|날짜=1985-05|권=50|호=11|쪽=2003–2004|언어=en|doi=10.1021/jo00211a052|issn=0022-3263|성3=Baker|이름3=Gregory R.|성4=Gupta|이름4=Vinod K.}}</ref>제약 산업에서 이용할 수 있는 대부분의 약물은 본질적으로 소수성이며, 이 특성은 특히 주된 조제 문제의 원인이 되었다. 약물의 이러한 단점은 덴드리머를 통해 개선될 수 있는데, 이는 물과 광범위한 수소 결합에 참여하는 덴드리머의 능력 때문에 약물의 캡슐화뿐만 아니라 용해에도 사용될 수 있다.<ref>{{저널 인용|제목=Synthesis, Characterization, and Guest−Host Properties of Inverted Unimolecular Dendritic Micelles|저널=Journal of the American Chemical Society|성=Stevelmans|이름=S.|성2=van Hest|이름2=J. C. M.|url=http://dx.doi.org/10.1021/ja954207h|날짜=1996-01-01|권=118|호=31|쪽=7398–7399|doi=10.1021/ja954207h|issn=0002-7863|성3=Jansen|이름3=J. F. G. A.|성4=van Boxtel|이름4=D. A. F. J.|성5=de Brabander-van den Berg|이름5=E. M. M.|성6=Meijer|이름6=E. W.}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Dendrimers: Novel Polymeric Nanoarchitectures for Solubility Enhancement|저널=Biomacromolecules|성=Gupta|이름=Umesh|성2=Agashe|이름2=Hrushikesh Bharat|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/bm050802s|날짜=2006-03-01|권=7|호=3|쪽=649–658|언어=en|doi=10.1021/bm050802s|issn=1525-7797|성3=Asthana|이름3=Abhay|성4=Jain|이름4=N. K.}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Targeting and Inhibition of Cell Growth by an Engineered Dendritic Nanodevice|저널=Journal of Medicinal Chemistry|성=Thomas|이름=Thommey P.|성2=Majoros|이름2=Istvan J.|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jm040187v|날짜=2005-06-01|권=48|호=11|쪽=3729–3735|언어=en|doi=10.1021/jm040187v|issn=0022-2623|성3=Kotlyar|이름3=Alina|성4=Kukowska-Latallo|이름4=Jolanta F.|성5=Bielinska|이름5=Anna|성6=Myc|이름6=Andrzej|성7=Baker|이름7=James R.}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=PEGylated-poly-l-lysine Dendrimers for Delivery of Chloroquine Phosphate|성=Bhadra|이름=D.|성2=Bhadra|이름2=S.|url=http://dx.doi.org/10.1109/icmens.2004.1508974|출판사=IEEE|doi=10.1109/icmens.2004.1508974|성3=Jain|이름3=N.K.}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Poly(amidoamine) (PAMAM) dendritic nanostructures for controlled sitespecific delivery of acidic anti-inflammatory active ingredient|저널=AAPS PharmSciTech|성=Asthana|이름=Abhay|성2=Chauhan|이름2=Abhay Singh|url=http://dx.doi.org/10.1208/pt060367|날짜=2005-09|권=6|호=3|쪽=E536–E542|doi=10.1208/pt060367|issn=1530-9932|성3=Diwan|이름3=Prakash Vamanrao|성4=Jain|이름4=Narendra Kumar}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=A PEGylated dendritic nanoparticulate carrier of fluorouracil|저널=International Journal of Pharmaceutics|성=Bhadra|이름=D.|성2=Bhadra|이름2=S.|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0378517303001327|날짜=2003-05|권=257|호=1-2|쪽=111–124|언어=en|doi=10.1016/S0378-5173(03)00132-7|성3=Jain|이름3=S.|성4=Jain|이름4=N.K.}}</ref>덴드리머 연구소는 덴드리머의 가용화 특성을 조작하고, 약물 전달을 위한 덴드리머를 탐색하고<ref>{{저널 인용|제목=Effect of dendrimer on entrapment and release of bioactive from liposomes|저널=International Journal of Pharmaceutics|성=Khopade|이름=Ajay J.|성2=Caruso|이름2=Frank|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0378517301009012|날짜=2002-01|권=232|호=1-2|쪽=157–162|언어=en|doi=10.1016/S0378-5173(01)00901-2|성3=Tripathi|이름3=Pushpendra|성4=Nagaich|이름4=Surekha|성5=Jain|이름5=Narendra K.}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Dendimer-Mediated Solubilization, Formulation Development and in Vitro − in Vivo Assessment of Piroxicam|저널=Molecular Pharmaceutics|성=Prajapati|이름=Ram N.|성2=Tekade|이름2=Rakesh K.|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/mp8002489|날짜=2009-06-01|권=6|호=3|쪽=940–950|언어=en|doi=10.1021/mp8002489|issn=1543-8384|성3=Gupta|이름3=Umesh|성4=Gajbhiye|이름4=Virendra|성5=Jain|이름5=Narendra K.}}</ref>, 특정한 운반자 역할을 목표로 삼기위해 개발되고 있다.<ref>{{저널 인용|제목=Dendrimer-mediated transdermal delivery: enhanced bioavailability of indomethacin|저널=Journal of Controlled Release|성=Chauhan|이름=Abhay S|성2=Sridevi|이름2=S|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0168365903002001|날짜=2003-07|권=90|호=3|쪽=335–343|언어=en|doi=10.1016/S0168-3659(03)00200-1|성3=Chalasani|이름3=Kishore B|성4=Jain|이름4=Akhlesh K|성5=Jain|이름5=Sanjay K|성6=Jain|이름6=N.K|성7=Diwan|이름7=Prakash V}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Nanoparticle Targeting of Anticancer Drug Improves Therapeutic Response in Animal Model of Human Epithelial Cancer|저널=Cancer Research|성=Kukowska-Latallo|이름=Jolanta F.|성2=Candido|이름2=Kimberly A.|url=http://dx.doi.org/10.1158/0008-5472.can-04-3921|날짜=2005-06-15|권=65|호=12|쪽=5317–5324|doi=10.1158/0008-5472.can-04-3921|issn=0008-5472|성3=Cao|이름3=Zhengyi|성4=Nigavekar|이름4=Shraddha S.|성5=Majoros|이름5=Istvan J.|성6=Thomas|이름6=Thommey P.|성7=Balogh|이름7=Lajos P.|성8=Khan|이름8=Mohamed K.|성9=Baker|이름9=James R.}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=[No title found]|저널=Pharmaceutical Research|성=Quintana|이름=Antonio|성2=Raczka|이름2=Ewa|url=http://link.springer.com/10.1023/A:1020398624602|날짜=2002|권=19|호=9|쪽=1310–1316|doi=10.1023/A:1020398624602|성3=Piehler|이름3=Lars|성4=Lee|이름4=Inhan|성5=Myc|이름5=Andrzej|성6=Majoros|이름6=Istvan|성7=Patri|이름7=Anil K.|성8=Thomas|이름8=Thommey|성9=Mulé|이름9=James}}</ref>

덴드리머가 제약 분야에 사용될 수 있으려면 시장에 도달하기 위해 필요한 규제와 같은 장애물을 극복해야 한다. 이를 위해 설계된 것이 폴리에톡시에틸글리시나미드(PEE-G) 덴드리머이다.<ref>{{저널 인용|제목=Poly Ethoxy Ethyl Glycinamide (PEE-G) Dendrimers: Dendrimers Specifically Designed for Pharmaceutical Applications|저널=ChemMedChem|성=Toms|이름=Steven|성2=Carnachan|이름2=Susan M.|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cmdc.201600270|날짜=2016-08-05|권=11|호=15|쪽=1583–1586|언어=en|doi=10.1002/cmdc.201600270|성3=Hermans|이름3=Ian F.|성4=Johnson|이름4=Keryn D.|성5=Khan|이름5=Ashna A.|성6=O'Hagan|이름6=Suzanne E.|성7=Tang|이름7=Ching-Wen|성8=Rendle|이름8=Phillip M.}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Back Cover: Poly Ethoxy Ethyl Glycinamide (PEE-G) Dendrimers: Dendrimers Specifically Designed for Pharmaceutical Applications (ChemMedChem 15/2016)|저널=ChemMedChem|성=Toms|이름=Steven|성2=Carnachan|이름2=Susan M.|url=http://dx.doi.org/10.1002/cmdc.201600377|날짜=2016-08-05|권=11|호=15|쪽=1668–1668|doi=10.1002/cmdc.201600377|issn=1860-7179|성3=Hermans|이름3=Ian F.|성4=Johnson|이름4=Keryn D.|성5=Khan|이름5=Ashna A.|성6=O'Hagan|이름6=Suzanne E.|성7=Tang|이름7=Ching-Wen|성8=Rendle|이름8=Phillip M.}}</ref> 이 덴드리머는 높은 HPLC 순도, 안정성, 수용성 및 낮은 고유 독성을 갖도록 설계되고 입증되었다.

=== 약물전달 ===
고분자 운반체를 사용하여 변경되지 않은 천연물을 전달하기 위한 접근법이 널리 관심을 끌고 있다. 덴드리머는 소수성 화합물의 캡슐화와 항암제 전달을 위해 연구되어 왔다. 단분산성, 수용성, 캡슐화 능력을 포함하는 덴드리머의 물리적 특성 그리고 다수의 주변 작용기들은 이러한 고분자를 약물 전달체로 적합하도록 만든다.
고분자 운반체를 사용하여 변경되지 않은 천연물을 전달하기 위한 접근법이 널리 관심을 끌고 있다. 덴드리머는 소수성 화합물의 캡슐화와 항암제 전달을 위해 연구되어 왔다. 단분산성, 수용성, 캡슐화 능력을 포함하는 덴드리머의 물리적 특성 그리고 다수의 주변 작용기들은 이러한 고분자를 약물 전달체로 적합하도록 만든다.


=== 약물 전달에서 덴드리머 화학적 변형의 역할 ===
==== 약물 전달에서 덴드리머 화학적 변형의 역할 ====
체내 적합성을 높이고 위치-특정 표적 약물 전달이 가능하도록 한 광범위한 화학적 변형 때문에 덴드리머는 다용도 약물 전달체로 사용된다. 덴드리머에 약물 부착은 (1) 덴드리머 전구 약물을 형성하는 덴드리머의 외부 표면에 대한 공유 결합 또는 [[콘쥬게이션]], (2) 하전된 외부 작용기에 대한 [[배위 결합|이온 배위]], 또는 (3) 덴드리머 -약물 초분자 조립체를 통한 약물의 [[미셀|미셀(micelle)]] 유사 캡슐화에 의해 가능하다.<ref>{{저널 인용|제목=Dendrimer-Encapsulated Camptothecins: Increased Solubility, Cellular Uptake, and Cellular Retention Affords Enhanced Anticancer Activity<i>In vitro</i>|저널=Cancer Research|성=Morgan|이름=Meredith T.|성2=Nakanishi|이름2=Yuka|url=http://dx.doi.org/10.1158/0008-5472.can-06-2066|날짜=2006-12-15|권=66|호=24|쪽=11913–11921|doi=10.1158/0008-5472.can-06-2066|issn=0008-5472|성3=Kroll|이름3=David J.|성4=Griset|이름4=Aaron P.|성5=Carnahan|이름5=Michael A.|성6=Wathier|이름6=Michel|성7=Oberlies|이름7=Nicholas H.|성8=Manikumar|이름8=Govindarajan|성9=Wani|이름9=Mansukh C.}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Exploring dendrimer towards dual drug delivery: pH responsive simultaneous drug-release kinetics|저널=Journal of Microencapsulation|성=Tekade|이름=Rakesh Kumar|성2=Dutta|이름2=Tathagata|url=http://dx.doi.org/10.1080/02652040802312572|날짜=2009-06|권=26|호=4|쪽=287–296|doi=10.1080/02652040802312572|issn=0265-2048|성3=Gajbhiye|이름3=Virendra|성4=Jain|이름4=Narendra Kumar}}</ref> 덴드리머 [[전구체|전구 약물]] 구조의 경우, 원하는 방출 [[화학반응속도론|동역학]]에 따라 약물과 덴드리머의 결합이 직접적이거나 링커(linker)<ref>{{웹 인용|url=https://broadpharm.com/web/blog.php?post=what-are-adc-linkers&gclid=Cj0KCQjwhLKUBhDiARIsAMaTLnHbcrg3qbC4tnkp7_eQdIuueS644943JS0jiH9Ax0OM7gUay5Fpq7QaAqsxEALw_wcB|제목=What are ADC Linkers? {{!}} BroadPharm|확인날짜=2022-05-24}}</ref> 매개될 수 있다. 이러한 링커는 pH 민감성, 효소 촉매 또는 [[다이설파이드 결합|이황화결합]]일 수 있다. 덴드리머에 사용할 수 있는 광범위한 말단 작용기는 다양한 유형의 링커 화학을 허용하며, 시스템에 또 다른 조정 가능한 구성 요소를 제공한다. 링커 화학을 위해 고려해야 할 주요 변수는 (1) 표적 부위에 도달한 후 방출 메커니즘, 세포 내 또는 특정 장기 시스템에 있는지 여부, (2) 친유성 약물이 덴드리머로 접히는 것을 방지하기 위한 약물-덴드리머 간격, (3) 약물에 대한 링커 분해성 및 방출 후 추적이다.<ref>{{저널 인용|제목=Doxorubicin Conjugation and Drug Linker Chemistry Alter the Intravenous and Pulmonary Pharmacokinetics of a PEGylated Generation 4 Polylysine Dendrimer in Rats|저널=Journal of Pharmaceutical Sciences|성=Leong|이름=Nathania J.|성2=Mehta|이름2=Dharmini|url=http://dx.doi.org/10.1016/j.xphs.2018.05.013|날짜=2018-09|권=107|호=9|쪽=2509–2513|doi=10.1016/j.xphs.2018.05.013|issn=0022-3549|성3=McLeod|이름3=Victoria M.|성4=Kelly|이름4=Brian D.|성5=Pathak|이름5=Rashmi|성6=Owen|이름6=David J.|성7=Porter|이름7=Christopher J.H.|성8=Kaminskas|이름8=Lisa M.}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Dendrimer Prodrugs|저널=Molecules|성=da Silva Santos|이름=Soraya|성2=Igne Ferreira|이름2=Elizabeth|url=http://dx.doi.org/10.3390/molecules21060686|날짜=2016-05-31|권=21|호=6|쪽=686|doi=10.3390/molecules21060686|issn=1420-3049|성3=Giarolla|이름3=Jeanine}}</ref>
체내 적합성을 높이고 위치-특정 표적 약물 전달이 가능하도록 한 광범위한 화학적 변형 때문에 덴드리머는 다용도 약물 전달체로 사용된다. 덴드리머에 약물 부착은 (1) 덴드리머 전구 약물을 형성하는 덴드리머의 외부 표면에 대한 공유 결합 또는 [[콘쥬게이션]], (2) 하전된 외부 작용기에 대한 [[배위 결합|이온 배위]], 또는 (3) 덴드리머 -약물 초분자 조립체를 통한 약물의 [[미셀|미셀(micelle)]] 유사 캡슐화에 의해 가능하다.<ref>{{저널 인용|제목=Dendrimer-Encapsulated Camptothecins: Increased Solubility, Cellular Uptake, and Cellular Retention Affords Enhanced Anticancer Activity<i>In vitro</i>|저널=Cancer Research|성=Morgan|이름=Meredith T.|성2=Nakanishi|이름2=Yuka|url=http://dx.doi.org/10.1158/0008-5472.can-06-2066|날짜=2006-12-15|권=66|호=24|쪽=11913–11921|doi=10.1158/0008-5472.can-06-2066|issn=0008-5472|성3=Kroll|이름3=David J.|성4=Griset|이름4=Aaron P.|성5=Carnahan|이름5=Michael A.|성6=Wathier|이름6=Michel|성7=Oberlies|이름7=Nicholas H.|성8=Manikumar|이름8=Govindarajan|성9=Wani|이름9=Mansukh C.}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Exploring dendrimer towards dual drug delivery: pH responsive simultaneous drug-release kinetics|저널=Journal of Microencapsulation|성=Tekade|이름=Rakesh Kumar|성2=Dutta|이름2=Tathagata|url=http://dx.doi.org/10.1080/02652040802312572|날짜=2009-06|권=26|호=4|쪽=287–296|doi=10.1080/02652040802312572|issn=0265-2048|성3=Gajbhiye|이름3=Virendra|성4=Jain|이름4=Narendra Kumar}}</ref> 덴드리머 [[전구체|전구 약물]] 구조의 경우, 원하는 방출 [[화학반응속도론|동역학]]에 따라 약물과 덴드리머의 결합이 직접적이거나 링커(linker)<ref>{{웹 인용|url=https://broadpharm.com/web/blog.php?post=what-are-adc-linkers&gclid=Cj0KCQjwhLKUBhDiARIsAMaTLnHbcrg3qbC4tnkp7_eQdIuueS644943JS0jiH9Ax0OM7gUay5Fpq7QaAqsxEALw_wcB|제목=What are ADC Linkers? {{!}} BroadPharm|확인날짜=2022-05-24}}</ref> 매개될 수 있다. 이러한 링커는 pH 민감성, 효소 촉매 또는 [[다이설파이드 결합|이황화결합]]일 수 있다. 덴드리머에 사용할 수 있는 광범위한 말단 작용기는 다양한 유형의 링커 화학을 허용하며, 시스템에 또 다른 조정 가능한 구성 요소를 제공한다. 링커 화학을 위해 고려해야 할 주요 변수는 (1) 표적 부위에 도달한 후 방출 메커니즘, 세포 내 또는 특정 장기 시스템에 있는지 여부, (2) 친유성 약물이 덴드리머로 접히는 것을 방지하기 위한 약물-덴드리머 간격, (3) 약물에 대한 링커 분해성 및 방출 후 추적이다.<ref>{{저널 인용|제목=Doxorubicin Conjugation and Drug Linker Chemistry Alter the Intravenous and Pulmonary Pharmacokinetics of a PEGylated Generation 4 Polylysine Dendrimer in Rats|저널=Journal of Pharmaceutical Sciences|성=Leong|이름=Nathania J.|성2=Mehta|이름2=Dharmini|url=http://dx.doi.org/10.1016/j.xphs.2018.05.013|날짜=2018-09|권=107|호=9|쪽=2509–2513|doi=10.1016/j.xphs.2018.05.013|issn=0022-3549|성3=McLeod|이름3=Victoria M.|성4=Kelly|이름4=Brian D.|성5=Pathak|이름5=Rashmi|성6=Owen|이름6=David J.|성7=Porter|이름7=Christopher J.H.|성8=Kaminskas|이름8=Lisa M.}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Dendrimer Prodrugs|저널=Molecules|성=da Silva Santos|이름=Soraya|성2=Igne Ferreira|이름2=Elizabeth|url=http://dx.doi.org/10.3390/molecules21060686|날짜=2016-05-31|권=21|호=6|쪽=686|doi=10.3390/molecules21060686|issn=1420-3049|성3=Giarolla|이름3=Jeanine}}</ref>


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덴드리머의 셀룰러 흡수 메커니즘은 화학적 표적화 변형을 사용하여 조정될 수 있다. 변형되지 않은 PAMAM-G4 덴드리머는 [[음세포작용|액상 엔도시토시스]]에 의해 활성화된 [[:en:Microglia|소교세포]]<ref>중추신경계의 신경교 일종</ref>로 흡수된다. 반대로, 하이드록실 PAMAM-G4 덴드리머의 [[만노스]] 변형(mannose modification of hydroxyl PAMAM-G4 dendrimer)은 만노스 수용체(CD206) 매개 엔도시토시스로 세포 내 이입 메커니즘을 변경할 수 있었다. 또한, 만노스 변형은 토끼의 신체 나머지 부분의 생물 분포를 바꿀 수 있었다.<ref>{{저널 인용|제목=Effect of mannose targeting of hydroxyl PAMAM dendrimers on cellular and organ biodistribution in a neonatal brain injury model|저널=Journal of Controlled Release|성=Sharma|이름=Anjali|성2=Porterfield|이름2=Joshua E.|url=http://dx.doi.org/10.1016/j.jconrel.2018.06.003|날짜=2018-08|권=283|쪽=175–189|doi=10.1016/j.jconrel.2018.06.003|issn=0168-3659|성3=Smith|이름3=Elizabeth|성4=Sharma|이름4=Rishi|성5=Kannan|이름5=Sujatha|성6=Kannan|이름6=Rangaramanujam M.}}</ref>
덴드리머의 셀룰러 흡수 메커니즘은 화학적 표적화 변형을 사용하여 조정될 수 있다. 변형되지 않은 PAMAM-G4 덴드리머는 [[음세포작용|액상 엔도시토시스]]에 의해 활성화된 [[:en:Microglia|소교세포]]<ref>중추신경계의 신경교 일종</ref>로 흡수된다. 반대로, 하이드록실 PAMAM-G4 덴드리머의 [[만노스]] 변형(mannose modification of hydroxyl PAMAM-G4 dendrimer)은 만노스 수용체(CD206) 매개 엔도시토시스로 세포 내 이입 메커니즘을 변경할 수 있었다. 또한, 만노스 변형은 토끼의 신체 나머지 부분의 생물 분포를 바꿀 수 있었다.<ref>{{저널 인용|제목=Effect of mannose targeting of hydroxyl PAMAM dendrimers on cellular and organ biodistribution in a neonatal brain injury model|저널=Journal of Controlled Release|성=Sharma|이름=Anjali|성2=Porterfield|이름2=Joshua E.|url=http://dx.doi.org/10.1016/j.jconrel.2018.06.003|날짜=2018-08|권=283|쪽=175–189|doi=10.1016/j.jconrel.2018.06.003|issn=0168-3659|성3=Smith|이름3=Elizabeth|성4=Sharma|이름4=Rishi|성5=Kannan|이름5=Sujatha|성6=Kannan|이름6=Rangaramanujam M.}}</ref>


=== 약물동태학과 약물동역학 ===
==== 약물동태학과 약물동역학 ====
덴드리머는 약물의 약물동태학 및 약물동역학(PK/PD) 프로파일을 완전히 변경할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 운반자로서 PK/PD는 더 이상 약물 자체에 의해 결정되지 않고 덴드리머의 국소화, 약물 방출, 덴드리머 배설에 의해 결정된다. [[흡분대배|ADME]] 특성은 다양한 덴드리머 크기, 구조 및 표면 특성에 의해 조정 가능하다. G9 덴드리머는 간과 비장에 매우 많이 분포하는 반면, G6 덴드리머는 더 넓게 분포하는 경향이 있다. 분자량이 증가할수록 소변과 혈장 [[:en:Clearance_(pharmacology)|클리어런스]]<ref>단위 시간당 물질이 완전히 제거되는 혈장 부피</ref>는 감소하는 반면 말단 반감기는 증가한다.<ref>{{저널 인용|제목=Dendrimer pharmacokinetics: the effect of size, structure and surface characteristics on ADME properties|저널=Nanomedicine|성=Kaminskas|이름=Lisa M|성2=Boyd|이름2=Ben J|url=http://dx.doi.org/10.2217/nnm.11.67|날짜=2011-08|권=6|호=6|쪽=1063–1084|doi=10.2217/nnm.11.67|issn=1743-5889|성3=Porter|이름3=Christopher JH}}</ref>
덴드리머는 약물의 약물동태학 및 약물동역학(PK/PD) 프로파일을 완전히 변경할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 운반자로서 PK/PD는 더 이상 약물 자체에 의해 결정되지 않고 덴드리머의 국소화, 약물 방출, 덴드리머 배설에 의해 결정된다. [[흡분대배|ADME]] 특성은 다양한 덴드리머 크기, 구조 및 표면 특성에 의해 조정 가능하다. G9 덴드리머는 간과 비장에 매우 많이 분포하는 반면, G6 덴드리머는 더 넓게 분포하는 경향이 있다. 분자량이 증가할수록 소변과 혈장 [[:en:Clearance_(pharmacology)|클리어런스]]<ref>단위 시간당 물질이 완전히 제거되는 혈장 부피</ref>는 감소하는 반면 말단 반감기는 증가한다.<ref>{{저널 인용|제목=Dendrimer pharmacokinetics: the effect of size, structure and surface characteristics on ADME properties|저널=Nanomedicine|성=Kaminskas|이름=Lisa M|성2=Boyd|이름2=Ben J|url=http://dx.doi.org/10.2217/nnm.11.67|날짜=2011-08|권=6|호=6|쪽=1063–1084|doi=10.2217/nnm.11.67|issn=1743-5889|성3=Porter|이름3=Christopher JH}}</ref>


=== 약물전달경로 ===
==== 약물전달경로 ====
처방된 치료에 대한 환자의 준수도를 높이기 위해 약물 투여의 다른 경로보다 경구 투여가 선호되는 경우가 많다. 그러나 많은 약물의 경구 생체 이용률은 매우 낮은 경향이 있다. 덴드리머는 경구 투여 약물의 용해도와 안정성을 높이고 장막을 통한 약물 침투율을 증가시키기 위해 사용될 수 있다.<ref>{{저널 인용|제목=The performance of nanocarriers for transmucosal drug delivery|저널=Expert Opinion on Drug Delivery|성=Csaba|이름=Noémi|성2=Garcia-Fuentes|이름2=Marcos|url=http://dx.doi.org/10.1517/17425247.3.4.463|날짜=2006-07|권=3|호=4|쪽=463–478|doi=10.1517/17425247.3.4.463|issn=1742-5247|성3=Alonso|이름3=María José}}</ref> 화학요법에 결합된 PAMAM 덴드리머의 생물학적 이용성은 쥐를 대상으로 연구되었으며, 경구 투여된 덴드리머의 약 9%가 순환에서 온전하게 발견되었으며, 내장에서 덴드리머의 분해가 최소화되었다.<ref>{{저널 인용|제목=Evidence of Oral Translocation of Anionic G6.5 Dendrimers in Mice|저널=Molecular Pharmaceutics|성=Thiagarajan|이름=Giridhar|성2=Sadekar|이름2=Shraddha|url=http://dx.doi.org/10.1021/mp300436c|날짜=2013-01-25|권=10|호=3|쪽=988–998|doi=10.1021/mp300436c|issn=1543-8384|성3=Greish|이름3=Khaled|성4=Ray|이름4=Abhijit|성5=Ghandehari|이름5=Hamidreza}}</ref>
처방된 치료에 대한 환자의 준수도를 높이기 위해 약물 투여의 다른 경로보다 경구 투여가 선호되는 경우가 많다. 그러나 많은 약물의 경구 생체 이용률은 매우 낮은 경향이 있다. 덴드리머는 경구 투여 약물의 용해도와 안정성을 높이고 장막을 통한 약물 침투율을 증가시키기 위해 사용될 수 있다.<ref>{{저널 인용|제목=The performance of nanocarriers for transmucosal drug delivery|저널=Expert Opinion on Drug Delivery|성=Csaba|이름=Noémi|성2=Garcia-Fuentes|이름2=Marcos|url=http://dx.doi.org/10.1517/17425247.3.4.463|날짜=2006-07|권=3|호=4|쪽=463–478|doi=10.1517/17425247.3.4.463|issn=1742-5247|성3=Alonso|이름3=María José}}</ref> 화학요법에 결합된 PAMAM 덴드리머의 생물학적 이용성은 쥐를 대상으로 연구되었으며, 경구 투여된 덴드리머의 약 9%가 순환에서 온전하게 발견되었으며, 내장에서 덴드리머의 분해가 최소화되었다.<ref>{{저널 인용|제목=Evidence of Oral Translocation of Anionic G6.5 Dendrimers in Mice|저널=Molecular Pharmaceutics|성=Thiagarajan|이름=Giridhar|성2=Sadekar|이름2=Shraddha|url=http://dx.doi.org/10.1021/mp300436c|날짜=2013-01-25|권=10|호=3|쪽=988–998|doi=10.1021/mp300436c|issn=1543-8384|성3=Greish|이름3=Khaled|성4=Ray|이름4=Abhijit|성5=Ghandehari|이름5=Hamidreza}}</ref>


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덴드리머는 또한 약물 전달을 위한 새로운 [[눈 (해부학)|안구]](眼球)의 매개체 역할을 할 수 있으며, 이는 현재 이러한 목적으로 사용되는 중합체와는 다르다. 반담므와 보벡의(Vanndamme and Bobeck) 연구는 두가지 모델 약물에 대한 토끼의 안구 전달 매개체로 PAMAM 덴드리머를 사용했으며, 이 전달의 안구 체류 시간이 비교 가능하고 어떤 경우에는 안구 전달에 사용되는 현재의 생체 접착성 중합체보다 더 큰 것으로 측정했다.<ref>{{저널 인용|제목=Poly(amidoamine) dendrimers as ophthalmic vehicles for ocular delivery of pilocarpine nitrate and tropicamide|저널=Journal of Controlled Release|성=Vandamme|이름=Th.F.|성2=Brobeck|이름2=L.|url=http://dx.doi.org/10.1016/j.jconrel.2004.09.015|날짜=2005-01|권=102|호=1|쪽=23–38|doi=10.1016/j.jconrel.2004.09.015|issn=0168-3659}}</ref> 이 결과는 투여된 약물이 자유 약물보다 덴드리머를 통해 전달되었을 때 더 활성화되었고 생물학적 가용성이 증가했음을 나타낸다. 또한 광경화성 약물 용출 덴드리머-히알루론산 하이드로겔(hyaluronic acid hydrogel)은 눈에 직접 바르는 각막 봉합물로 사용되어 왔다. 이러한 하이드로겔 봉합은 기존 봉합물을 능가하고 각막 흉터를 최소화하는 토끼 모델에서 의료기기로서의 효능을 보여주었다.<ref>{{저널 인용|제목=Nanotechnology approaches for ocular drug delivery|저널=Middle East African Journal of Ophthalmology|성=Kannan|이름=RangaramanujamM|성2=Xu|이름2=Qingguo|url=http://dx.doi.org/10.4103/0974-9233.106384|날짜=2013|권=20|호=1|쪽=26|doi=10.4103/0974-9233.106384|issn=0974-9233|성3=Kambhampati|이름3=SivaP}}</ref>
덴드리머는 또한 약물 전달을 위한 새로운 [[눈 (해부학)|안구]](眼球)의 매개체 역할을 할 수 있으며, 이는 현재 이러한 목적으로 사용되는 중합체와는 다르다. 반담므와 보벡의(Vanndamme and Bobeck) 연구는 두가지 모델 약물에 대한 토끼의 안구 전달 매개체로 PAMAM 덴드리머를 사용했으며, 이 전달의 안구 체류 시간이 비교 가능하고 어떤 경우에는 안구 전달에 사용되는 현재의 생체 접착성 중합체보다 더 큰 것으로 측정했다.<ref>{{저널 인용|제목=Poly(amidoamine) dendrimers as ophthalmic vehicles for ocular delivery of pilocarpine nitrate and tropicamide|저널=Journal of Controlled Release|성=Vandamme|이름=Th.F.|성2=Brobeck|이름2=L.|url=http://dx.doi.org/10.1016/j.jconrel.2004.09.015|날짜=2005-01|권=102|호=1|쪽=23–38|doi=10.1016/j.jconrel.2004.09.015|issn=0168-3659}}</ref> 이 결과는 투여된 약물이 자유 약물보다 덴드리머를 통해 전달되었을 때 더 활성화되었고 생물학적 가용성이 증가했음을 나타낸다. 또한 광경화성 약물 용출 덴드리머-히알루론산 하이드로겔(hyaluronic acid hydrogel)은 눈에 직접 바르는 각막 봉합물로 사용되어 왔다. 이러한 하이드로겔 봉합은 기존 봉합물을 능가하고 각막 흉터를 최소화하는 토끼 모델에서 의료기기로서의 효능을 보여주었다.<ref>{{저널 인용|제목=Nanotechnology approaches for ocular drug delivery|저널=Middle East African Journal of Ophthalmology|성=Kannan|이름=RangaramanujamM|성2=Xu|이름2=Qingguo|url=http://dx.doi.org/10.4103/0974-9233.106384|날짜=2013|권=20|호=1|쪽=26|doi=10.4103/0974-9233.106384|issn=0974-9233|성3=Kambhampati|이름3=SivaP}}</ref>

=== 유전자 전달 및 감염 ===
DNA 조각을 세포의 필요한 부분으로 전달하는 능력을 위해서는 많은 어려움을 극복해야한다. DNA를 손상시키거나 비활성화시키지 않고 덴드리머를 사용하여 유전자를 세포로 운반하는 방법을 찾기 위해 현재 연구가 수행되고 있다. 탈수 시 DNA의 활성을 유지하기 위해, 덴드리머/DNA 복합체를 수용성 고분자에 봉입한 후, 분해 속도가 빠른 기능성 고분자 필름에 증착 또는 사이에 끼워 넣어서 유전자 전이를 일으키게 하였다. 이 방법을 기반으로 PAMAM 덴드리머/DNA 복합체를 사용하여 기질 매개 유전자 전달을 위한 기능성 생분해성 고분자 필름을 캡슐화하였다. 고속 분해 기능성 고분자는 국소적 감염의 잠재력이 크다는 연구결과가 나왔다.<ref>{{저널 인용|제목=Dendrimer/DNA complexes encapsulated functional biodegradable polymer for substrate-mediated gene delivery|저널=The Journal of Gene Medicine|성=Fu|이름=Hui-Li|성2=Cheng|이름2=Si-Xue|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jgm.1258|날짜=2008-12|권=10|호=12|쪽=1334–1342|언어=en|doi=10.1002/jgm.1258|성3=Zhang|이름3=Xian-Zheng|성4=Zhuo|이름4=Ren-Xi}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Dendrimer/DNA complexes encapsulated in a water soluble polymer and supported on fast degrading star poly(dl-lactide) for localized gene delivery|저널=Journal of Controlled Release|성=Fu|이름=Hui-Li|성2=Cheng|이름2=Si-Xue|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0168365907004488|날짜=2007-12|권=124|호=3|쪽=181–188|언어=en|doi=10.1016/j.jconrel.2007.08.031|성3=Zhang|이름3=Xian-Zheng|성4=Zhuo|이름4=Ren-Xi}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Poly(propyleneimine) dendrimer and dendrosome mediated genetic immunization against hepatitis B|저널=Vaccine|성=Dutta|이름=Tathagata|성2=Garg|이름2=Minakshi|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0264410X08005252|날짜=2008-06|권=26|호=27-28|쪽=3389–3394|언어=en|doi=10.1016/j.vaccine.2008.04.058|성3=Jain|이름3=Narendra K.}}</ref>

=== 센서 ===
덴드리머는 센서에 응용될 수 있는 잠재성이 있다. 연구된 시스템에는 다른 것들 중에서 폴리(프로필렌이민)<ref>{{저널 인용|제목=Immobilization of Poly(propylene imine) Dendrimer/Nickel Phtalocyanine as Nanostructured Multilayer Films To Be Used as Gate Membranes for SEGFET pH Sensors|저널=The Journal of Physical Chemistry C|성=Fernandes|이름=Edson G. R.|성2=Vieira|이름2=Nirton C. S.|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jp9106052|날짜=2010-04-15|권=114|호=14|쪽=6478–6483|언어=en|doi=10.1021/jp9106052|issn=1932-7447|성3=de Queiroz|이름3=Alvaro A. A.|성4=Guimarães|이름4=Francisco E. G.|성5=Zucolotto|이름5=Valtencir}}</ref>, 형광 신호 담금질 감지를 위한 황화 카드뮴/폴리프로필레니민 테트라헥사콘타아민 덴드리머 복합체<ref>{{저널 인용|제목=Fluorescent Properties of a Hybrid Cadmium Sulfide-Dendrimer Nanocomposite and its Quenching with Nitromethane|저널=Journal of Fluorescence|성=Campos|이름=Bruno B.|성2=Algarra|이름2=Manuel|url=http://link.springer.com/10.1007/s10895-009-0532-5|날짜=2010-01|권=20|호=1|쪽=143–151|언어=en|doi=10.1007/s10895-009-0532-5|issn=1053-0509|성3=Esteves da Silva|이름3=Joaquim C. G.}}</ref>, 그리고 금속 양이온 광검출을 위한 폴리(프로필레나민) 1세대 및 2세대 덴드리머를 이용한 양성자 또는 pH 센서<ref>{{저널 인용|제목=Photophysical investigations on the sensor potential of novel, poly(propylenamine) dendrimers modified with 1,8-naphthalimide units|저널=Dyes and Pigments|성=Grabchev|이름=Ivo|성2=Staneva|이름2=Desislava|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0143720809002307|날짜=2010-05|권=85|호=3|쪽=189–193|언어=en|doi=10.1016/j.dyepig.2009.10.023|성3=Chovelon|이름3=Jean-Marc}}</ref>가 포함된다. 이 분야의 연구는 덴드리머 구조의 다중 탐지 및 결합 부위의 가능성으로 인해 광범위하고 진행 중이다.

=== 나노 입자 ===
덴드리머는 또한 단분산 금속 나노입자의 합성에도 사용된다. 덴드라이머는 또한 단분산 금속 나노입자의 합성에도 사용된다. 폴리(아미도아미드) 또는 PAMAM은 덴드리머 내의 분기점에서 3차 아민기를 위해 사용된다. 금속 이온은 덴드리머 수용액에 도입되고 금속 이온은 3차 아민에 존재하는 비공유전자쌍과 복합체를 형성한다. 복합화 후, 이온은 0가 상태로 환원되어 덴드리머 내에 봉입된 나노입자를 형성한다. 이러한 나노입자는 1.5 나노미터에서 10 나노미터의 폭을 가지며 덴드리머 캡슐화된 나노입자라고 불린다.<ref>{{저널 인용|제목=Synthesis, Characterization, and Applications of Dendrimer-Encapsulated Nanoparticles|저널=The Journal of Physical Chemistry B|성=Scott|이름=Robert W. J.|성2=Wilson|이름2=Orla M.|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jp0469665|날짜=2005-01-01|권=109|호=2|쪽=692–704|언어=en|doi=10.1021/jp0469665|issn=1520-6106|성3=Crooks|이름3=Richard M.}}</ref>

=== 기타 응용 ===
현대 농업에서 살충제, 제초제, 살충제의 광범위한 사용을 고려할 때 더 건강한 식물 성장을 가능하게 하고 식물 질병과 싸우는 것을 돕기 위해 농약 전달을 개선하기 위해 여러 회사들이 덴드리머를 사용하고 있다.<ref>{{저널 인용|제목=Cancer mortality among licensed herbicide applicators.|저널=Scandinavian Journal of Work, Environment &amp; Health|성=Swaen|이름=G M|성2=van Vliet|이름2=C|url=http://dx.doi.org/10.5271/sjweh.1587|날짜=1992-06|권=18|호=3|쪽=201–204|doi=10.5271/sjweh.1587|issn=0355-3140|성3=Slangen|이름3=J J|성4=Sturmans|이름4=F}}</ref>

덴드리머는 또한 혈액 대용품으로 사용하기 위해 연구되고 있다. 헴-모방 중심을 둘러싼 입체적 부피는 자유 헴에 비해 열화를 현저하게 늦추고<ref>{{저널 인용|제목=Porphyrin cored hyperbranched polymers as heme protein models|저널=Chemical Communications|성=Twyman|이름=Lance J.|성2=Ge|이름2=Yi|url=http://xlink.rsc.org/?DOI=b600831n|날짜=2006|호=15|쪽=1658|언어=en|doi=10.1039/b600831n|issn=1359-7345}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Pyridine encapsulated hyperbranched polymers as mimetic models of haeme containing proteins, that also provide interesting and unusual porphyrin-ligand geometries|저널=Chem. Commun.|성=Twyman|이름=Lance J.|성2=Ellis|이름2=Adam|url=http://xlink.rsc.org/?DOI=C1CC14396D|날짜=2012|권=48|호=1|쪽=154–156|언어=en|doi=10.1039/C1CC14396D|issn=1359-7345|성3=Gittins|이름3=Peter J.}}</ref>, 자유 헴에 의해 나타나는 세포독성을 방지한다. 덴드리머 기능성 고분자 폴리아미도아민(PAMAM)은 마이크로캡슐과 같은 코어 쉘 구조를 제조하는 데 사용되며, 기존<ref>{{저널 인용|제목=Novel Polyurea Microcapsules Using Dendritic Functional Monomer: Synthesis, Characterization, and Its Use in Self-healing and Anticorrosive Polyurethane Coatings|저널=Industrial &amp; Engineering Chemistry Research|성=Tatiya|이름=Pyus D.|성2=Hedaoo|이름2=Rahul K|url=http://dx.doi.org/10.1021/ie301813a|날짜=2013-01-16|권=52|호=4|쪽=1562–1570|doi=10.1021/ie301813a|issn=0888-5885|성3=Mahulikar|이름3=Pramod P.|성4=Gite|이름4=Vikas V.}}</ref> 및 재생 가능한 근원<ref>{{저널 인용|제목=Polyurethane Prepared from Neem Oil Polyesteramides for Self-Healing Anticorrosive Coatings|저널=Industrial &amp; Engineering Chemistry Research|성=Chaudhari|이름=Ashok B.|성2=Tatiya|이름2=Pyus D.|url=http://dx.doi.org/10.1021/ie401237s|날짜=2013-07-16|권=52|호=30|쪽=10189–10197|doi=10.1021/ie401237s|issn=0888-5885|성3=Hedaoo|이름3=Rahul K.|성4=Kulkarni|이름4=Ravindra D.|성5=Gite|이름5=Vikas V.}}</ref>의 자가 치유 코팅의 공식화에 활용된다. 수지상 기능성 고분자 폴리아미도아민(PAMAM)은 코어 쉘 구조, 즉 마이크로캡슐을 제조하는 데 사용되며 기존 및 재생 가능 기원의 자가 치유 코팅의 공식화에 활용된다.


== 임상시험 ==
== 임상시험 ==

2022년 5월 29일 (일) 11:33 판

덴드리머와 덴드론.

덴드리머(Dendrimer)는 매우 질서화되어있고 규칙적 가지구조를 가지고 있는 거대 분자이다.[1][2] 덴드리머를 부르는 다른 말로는 알보롤과 연속형 분자이다. 일번적으로 덴드리머는 핵을 중심으로 대칭이고 럭비공형, 콘(Corn)형과 같은 종종 구형의 3차원 형태를 이룬다. 수지상돌기(dendron)이라는 단어를 자주 접하는데, 덴드론은 일반적으로 초점 작용기 또는 코어라고 부리는 화학적 주소 지정 가능한 하나의 그룹을 포함한다. 덴드리머와 덴드론의 차이점은 옆의 그림에 나와있다. 하지만 덴드론과 덴드리머는 일반적으로 교환할 수 있다.[3]

최초의 덴드리머는 발산형 접근에 의해 1978년 Fritz Vögtle에 의해 만들어졌다.[4] 그리고 1990년에 이르러 수렴형 합성 접근이 Craig Hawker and Jean Fréchet에 의해 소개되었다.[5]

덴드리머 동일한 덴드리머 분자로 구성된 물질.

덴드리머 분자

단일 구성단위로부터 발하는 한 개 이상의 덴드론으로 구성되는 분자.

덴드론

하나의 자유 원자가를 갖는 분자의 일부로서 독점적인 수지상과 말단의 지속되는 반복 유닛으로 구성되고 어떠한 말단 군에서도 같은 수의 반복 단위를 포함한다. 참고 1: 지속적인 반복 유닛의 특성을 결정하기 위해 자유 원자가는 CRU에 대한 연결로 취급된다. 참고 2: 하나의 덴드론으로 구성된 덴드리머 분자는 때때로 덴드론, 모노덴드론 또는 작용화된 덴드론으로 지칭된다. 분자 또는 물질의 의미에 ‘덴드론’ 또는 ‘모노덴드론’이라는 단어의 사용은 허용되지 않는다. 참고 3: 덴드론에서 반복되는 단위의 거대 고리는 존재하지 않는다.[6]

덴드리머의 특성

나뭇가지 모양의 다분지 고분자인 덴드리머는 중심, 구성단위, 표면 작용기의 세 개의 요소로 구성되어 있고, 다음과 같은 기본 특징을 갖는다.[7]

  1. 분자량을 예측하여 합성할 수 있다.
  2. 중심 단위를 반영한 3차원적이며 명확한 공간 형태를 가진다.
  3. 구성 단위, 표면 작용기에 따라 성질이 변한다. 특히 용해성은 표면 작용기에 따라 크게 좌우된다.
  4. 같은 분자량의 선형 고분자와 비교하여 점도가 낮다.
  5. 중심에서 표면 방향으로 갈수록 가지의 밀도는 점점 커지므로 사슬의 자유도는 표면 근처일수록 낮아진다.

수지상 돌기가 있는 분자는 구조적 완벽함이 특징이다. 덴드리머와 덴드론은 단 분산이고 일반적으로 매우 대칭적이며 구 모양의 화합물이다. 덴드리머의 범주는 덴드리머와 덴드론을 포함하며 더 넓게는 덴드론화된 고분자(dendronized polymer), 초곁사슬 고분자(hyperbranched polymer)와 고분자 브러시(polymer brush)를 포함한다.

덴드리머의 성질은 분자 표면의 작용기에 의해 특징이 된다. 하지만 내부의 작용성을 가지는 덴드리머도 존재한다.[8][9][10] 작용선 분자의 수지상 캡슐화는 활성 부위의 분리를 허용한다.(바이오 소재의 활성 부위를 모방한 구조이다.)[11][12][13] 덴드리머가 갖고 있는 내부 공간을 이용하여 특정 물질을 운반할 수 있는데, 이러한 특징을 이용하여 생체 및 촉매 기능을 갖는 덴드리머들이 만들어지고 있고, 약물 전달 기능과 광기능성을 갖는 덴드리머도 연구되고 있다.[7] 또한 이것은 덴드리머를 대부분의 고분자와 달리 외벽의 전하 또는 다른 친수성기를 통해 수용성을 띠게 만든다. 다른 조정 가능한 덴드리머의 특징은 독성, 결정성, 구조-덴드리머 형성과 카이랄성이다.[3]

덴드리머는 또한 세데에 의해 분류되는데 이는 합성 중에 수행되는 반복되는 가지 주기의 수를 의미한다. 예를 들어, 만약 덴드리머가 발산형 합성법에 따라 코어에 3번에 걸쳐 가지 반응을 수행했다면 그 결과를 3세대 덴드리머로 간주한다. 성공적인 세대 결과는 각각의 세대를 걸치면 이전 세대의 대략 2배의 분자무게를 가진다. 높은 세대의 덴드리머는 표면에 작용기가 많이 노출되어있는데 이것은 나중에 응용부분에서 원하는 대로 만들 때 사용된다.[14]

덴드리머의 응용

덴드리머의 응용은 일반적으로 검출제(예: 염료 분자), 친화성 리간드, 표적 성분, 방사성 리간드, 이미징제 또는 약학적으로 활성화된 화합물로서 기능할 수 있는 다른 화학종을 덴드리머 표면에 결합하는 것을 포함한다. 덴드리머는 구조가 다가 시스템으로 이어질 수 있기 때문에 이러한 응용에 대하여 엄청난 잠재력을 가지고 있다. 다시 말해서, 하나의 덴드리머 분자는 활성 분자와 결합할 수 있는 수백 개의 가능한 부위를 가지고 있다. 연구자들은 전달 덴드리머의 소수성 환경을 이용하여 합성적으로 어려운 생성물을 생성하는 광화학 반응을 수행하는 것을 목표로 했다. 카르복실산과 페놀 말단 수용성 덴드리머가 약물 전달 및 내부 화학 반응의 효용성을 확립하기 위하여 합성되었다. [15]이는 연구자들이 표적 분자와 약물 분자를 같은 덴드리머에 부착시킬 수 있게 할 수 있는데, 이로 인해 건강한 세포에 대한 약물의 부정적인 부작용을 줄일 수 있다.[16]

덴드리머는 가용화제로도 사용될 수 있다. 1980년대 중반에 소개된 이후부터, 이 새로운 종류의 덴드리머 건축은 호스트-게스트 화학의 주요한 후보였다. [17]소수성 중심 및 친수성 외부를 가진 덴드리머는 미셀과 같은 행동을 보이며 용액에서 컨테이너의 특성을 갖는 것으로 나타났다.[18] 덴드리머를 단분자 미셀로 사용하는 것은 1985년 Newkome에 의해 제안되었다.[19] 이러한 유추는 덴드리머가 가용화제로서의 유용성을 강조했다. [20]제약 산업에서 이용할 수 있는 대부분의 약물은 본질적으로 소수성이며, 이 특성은 특히 주된 조제 문제의 원인이 되었다. 약물의 이러한 단점은 덴드리머를 통해 개선될 수 있는데, 이는 물과 광범위한 수소 결합에 참여하는 덴드리머의 능력 때문에 약물의 캡슐화뿐만 아니라 용해에도 사용될 수 있다.[21][22][23][24][25][26]덴드리머 연구소는 덴드리머의 가용화 특성을 조작하고, 약물 전달을 위한 덴드리머를 탐색하고[27][28], 특정한 운반자 역할을 목표로 삼기위해 개발되고 있다.[29][30][31]

덴드리머가 제약 분야에 사용될 수 있으려면 시장에 도달하기 위해 필요한 규제와 같은 장애물을 극복해야 한다. 이를 위해 설계된 것이 폴리에톡시에틸글리시나미드(PEE-G) 덴드리머이다.[32][33] 이 덴드리머는 높은 HPLC 순도, 안정성, 수용성 및 낮은 고유 독성을 갖도록 설계되고 입증되었다.

약물전달

고분자 운반체를 사용하여 변경되지 않은 천연물을 전달하기 위한 접근법이 널리 관심을 끌고 있다. 덴드리머는 소수성 화합물의 캡슐화와 항암제 전달을 위해 연구되어 왔다. 단분산성, 수용성, 캡슐화 능력을 포함하는 덴드리머의 물리적 특성 그리고 다수의 주변 작용기들은 이러한 고분자를 약물 전달체로 적합하도록 만든다.

약물 전달에서 덴드리머 화학적 변형의 역할

체내 적합성을 높이고 위치-특정 표적 약물 전달이 가능하도록 한 광범위한 화학적 변형 때문에 덴드리머는 다용도 약물 전달체로 사용된다. 덴드리머에 약물 부착은 (1) 덴드리머 전구 약물을 형성하는 덴드리머의 외부 표면에 대한 공유 결합 또는 콘쥬게이션, (2) 하전된 외부 작용기에 대한 이온 배위, 또는 (3) 덴드리머 -약물 초분자 조립체를 통한 약물의 미셀(micelle) 유사 캡슐화에 의해 가능하다.[34][35] 덴드리머 전구 약물 구조의 경우, 원하는 방출 동역학에 따라 약물과 덴드리머의 결합이 직접적이거나 링커(linker)[36] 매개될 수 있다. 이러한 링커는 pH 민감성, 효소 촉매 또는 이황화결합일 수 있다. 덴드리머에 사용할 수 있는 광범위한 말단 작용기는 다양한 유형의 링커 화학을 허용하며, 시스템에 또 다른 조정 가능한 구성 요소를 제공한다. 링커 화학을 위해 고려해야 할 주요 변수는 (1) 표적 부위에 도달한 후 방출 메커니즘, 세포 내 또는 특정 장기 시스템에 있는지 여부, (2) 친유성 약물이 덴드리머로 접히는 것을 방지하기 위한 약물-덴드리머 간격, (3) 약물에 대한 링커 분해성 및 방출 후 추적이다.[37][38]

폴리에틸렌글리콜(PEG)은 덴드리머의 표면 전하와 순환 시간을 수정하는 일반적인 변형이다. 음이온 전하를 가진 세포막과 상호작용하는 경향이 있는 아민 말단 변형된 덴드리머처럼 표면 전하는 생물학적 시스템과 덴드리머의 상호작용에 영향을 미칠 수 있다. 특정 생체 내 연구에서는 다중 양이온 덴드리머가 막투과화를 통해 세포독성을 나타내는 것을 보였다. 이 현상은 아민기에 PEG화 캡(PEGylation cap)을 추가하여 부분적으로 완화될 수 있어 세포독성과 적혈구 용혈이 감소한다.[39][40] 한 덴드리머의 PEG화는 PEG 변형이 없는 것에 비해 더 높은 약물 부하, 더 느린 약물 방출, 더 긴 생체 내 순환 시간, 그리고 더 낮은 독성을 초래한다는 연구 결과가 있다.[41][42]

덴드리머 생물분포[43]를 변경하고 특정 장기에 대한 표적을 허용하기 위해 수많은 표적화 부분이 사용되어 왔다. 예를 들어, 엽산 수용체는 종양 세포에서 과도하게 발현되므로 화학 요법의 국소적 약물 전달의 유망한 표적이다. PAMAM 덴드리머에 대한 엽산 결합은 암의 쥐 모델에서 메토트렉세이트(Methotrexate)와 같은 화학 치료제의 표적 세포 독성을 유지하면서 표적 독성을 증가시키고 표적 외 독성을 감소시키는 것으로 나타났다.[44][45]

세포 표적에 대한 덴드리머의 항체 매개 표적화 또한 표적 약물 전달에 대한 가능성을 보여주었다. 표피 성장인자 수용체(EGFRs)는 종종 뇌종양에서 과도하게 발현되기 때문에, 표피 성장인자 수용체는 위치-특정 약물 전달의 편리한 표적이 된다. 붕소를 암세포에 전달하는 것은 효과적인 중성자 포획 요법에 중요하며 이는 암세포에는 고동도의 붕소를 건강한 세포에는 저농도 붕소를 요구하는 암치료이다. 표피 성장인자 수용체를 표적으로 하는 단일 클론 항체 약물과 결합된 붕소화된 덴드리머는 암세포에 붕소를 성공적으로 전달하기 위해 쥐에 사용되었다.[46]

펩타이드로 나노 입자 덴드리머를 변형하는 것은 또한 공동 배양에서 대장(HCT-116) 암세포를 표적 파괴하는 데 성공했다. 표적화 펩타이드는 부위 또는 세포 특이적 전달을 위해 사용될 수 있으며, 이러한 펩타이드는 덴드리머와 짝을 이룰 때 표적화 특이성이 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 덴드리머 나노입자의 독특한 종류인 젬시타빈(gemcitabine)[47]을 탑재한 YIGSR-CMCht/PAMAM은 이러한 암세포에서 표적 사망을 유도한다. 이는 덴드리머와 라미닌(laminin)수용체의 선택적 상호 작용을 통해 수행된다. 펩타이드 덴드리머는 향후 암세포를 정확하게 표적화하고 화학요법제를 전달하기 위해 사용될 수 있다.[48]

덴드리머의 셀룰러 흡수 메커니즘은 화학적 표적화 변형을 사용하여 조정될 수 있다. 변형되지 않은 PAMAM-G4 덴드리머는 액상 엔도시토시스에 의해 활성화된 소교세포[49]로 흡수된다. 반대로, 하이드록실 PAMAM-G4 덴드리머의 만노스 변형(mannose modification of hydroxyl PAMAM-G4 dendrimer)은 만노스 수용체(CD206) 매개 엔도시토시스로 세포 내 이입 메커니즘을 변경할 수 있었다. 또한, 만노스 변형은 토끼의 신체 나머지 부분의 생물 분포를 바꿀 수 있었다.[50]

약물동태학과 약물동역학

덴드리머는 약물의 약물동태학 및 약물동역학(PK/PD) 프로파일을 완전히 변경할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 운반자로서 PK/PD는 더 이상 약물 자체에 의해 결정되지 않고 덴드리머의 국소화, 약물 방출, 덴드리머 배설에 의해 결정된다. ADME 특성은 다양한 덴드리머 크기, 구조 및 표면 특성에 의해 조정 가능하다. G9 덴드리머는 간과 비장에 매우 많이 분포하는 반면, G6 덴드리머는 더 넓게 분포하는 경향이 있다. 분자량이 증가할수록 소변과 혈장 클리어런스[51]는 감소하는 반면 말단 반감기는 증가한다.[52]

약물전달경로

처방된 치료에 대한 환자의 준수도를 높이기 위해 약물 투여의 다른 경로보다 경구 투여가 선호되는 경우가 많다. 그러나 많은 약물의 경구 생체 이용률은 매우 낮은 경향이 있다. 덴드리머는 경구 투여 약물의 용해도와 안정성을 높이고 장막을 통한 약물 침투율을 증가시키기 위해 사용될 수 있다.[53] 화학요법에 결합된 PAMAM 덴드리머의 생물학적 이용성은 쥐를 대상으로 연구되었으며, 경구 투여된 덴드리머의 약 9%가 순환에서 온전하게 발견되었으며, 내장에서 덴드리머의 분해가 최소화되었다.[54]

정맥 내 덴드리머 전달은 유전자를 신체의 다양한 장기와 심지어 종양에 전달하는 유전자 벡터로서의 가능성을 보여준다. 한 연구에서는 정맥주사를 통해 PPI 덴드리머와 유전자 복합체의 결합이 간에서 유전자 발현을 유발한다는 사실을 밝혀냈고, 또 다른 연구에서는 유사한 주사를 맞으면 관찰된 동물에서 종양의 성장이 퇴행하는 것으로 나타났다.[55][56]

경피 약물 전달의 주요 장애물은 표피이다. 소수성 약물은 피부 기름으로 나뉘기 때문에 피부층을 관통하는 데 매우 어려움을 겪는다. 최근 PAMAM 덴드리머는 친수성을 증가시키기 위해 NSAIDS의 전달 매개체로 사용되어 약물 침투율을 높이고 있다.[57] 이러한 변형은 약물이 피부 장벽을 더 쉽게 침투할 수 있도록 하는 고분자 경피 증진제 역할을 한다.

덴드리머는 또한 약물 전달을 위한 새로운 안구(眼球)의 매개체 역할을 할 수 있으며, 이는 현재 이러한 목적으로 사용되는 중합체와는 다르다. 반담므와 보벡의(Vanndamme and Bobeck) 연구는 두가지 모델 약물에 대한 토끼의 안구 전달 매개체로 PAMAM 덴드리머를 사용했으며, 이 전달의 안구 체류 시간이 비교 가능하고 어떤 경우에는 안구 전달에 사용되는 현재의 생체 접착성 중합체보다 더 큰 것으로 측정했다.[58] 이 결과는 투여된 약물이 자유 약물보다 덴드리머를 통해 전달되었을 때 더 활성화되었고 생물학적 가용성이 증가했음을 나타낸다. 또한 광경화성 약물 용출 덴드리머-히알루론산 하이드로겔(hyaluronic acid hydrogel)은 눈에 직접 바르는 각막 봉합물로 사용되어 왔다. 이러한 하이드로겔 봉합은 기존 봉합물을 능가하고 각막 흉터를 최소화하는 토끼 모델에서 의료기기로서의 효능을 보여주었다.[59]

유전자 전달 및 감염

DNA 조각을 세포의 필요한 부분으로 전달하는 능력을 위해서는 많은 어려움을 극복해야한다. DNA를 손상시키거나 비활성화시키지 않고 덴드리머를 사용하여 유전자를 세포로 운반하는 방법을 찾기 위해 현재 연구가 수행되고 있다. 탈수 시 DNA의 활성을 유지하기 위해, 덴드리머/DNA 복합체를 수용성 고분자에 봉입한 후, 분해 속도가 빠른 기능성 고분자 필름에 증착 또는 사이에 끼워 넣어서 유전자 전이를 일으키게 하였다. 이 방법을 기반으로 PAMAM 덴드리머/DNA 복합체를 사용하여 기질 매개 유전자 전달을 위한 기능성 생분해성 고분자 필름을 캡슐화하였다. 고속 분해 기능성 고분자는 국소적 감염의 잠재력이 크다는 연구결과가 나왔다.[60][61][62]

센서

덴드리머는 센서에 응용될 수 있는 잠재성이 있다. 연구된 시스템에는 다른 것들 중에서 폴리(프로필렌이민)[63], 형광 신호 담금질 감지를 위한 황화 카드뮴/폴리프로필레니민 테트라헥사콘타아민 덴드리머 복합체[64], 그리고 금속 양이온 광검출을 위한 폴리(프로필레나민) 1세대 및 2세대 덴드리머를 이용한 양성자 또는 pH 센서[65]가 포함된다. 이 분야의 연구는 덴드리머 구조의 다중 탐지 및 결합 부위의 가능성으로 인해 광범위하고 진행 중이다.

나노 입자

덴드리머는 또한 단분산 금속 나노입자의 합성에도 사용된다. 덴드라이머는 또한 단분산 금속 나노입자의 합성에도 사용된다. 폴리(아미도아미드) 또는 PAMAM은 덴드리머 내의 분기점에서 3차 아민기를 위해 사용된다. 금속 이온은 덴드리머 수용액에 도입되고 금속 이온은 3차 아민에 존재하는 비공유전자쌍과 복합체를 형성한다. 복합화 후, 이온은 0가 상태로 환원되어 덴드리머 내에 봉입된 나노입자를 형성한다. 이러한 나노입자는 1.5 나노미터에서 10 나노미터의 폭을 가지며 덴드리머 캡슐화된 나노입자라고 불린다.[66]

기타 응용

현대 농업에서 살충제, 제초제, 살충제의 광범위한 사용을 고려할 때 더 건강한 식물 성장을 가능하게 하고 식물 질병과 싸우는 것을 돕기 위해 농약 전달을 개선하기 위해 여러 회사들이 덴드리머를 사용하고 있다.[67]

덴드리머는 또한 혈액 대용품으로 사용하기 위해 연구되고 있다. 헴-모방 중심을 둘러싼 입체적 부피는 자유 헴에 비해 열화를 현저하게 늦추고[68][69], 자유 헴에 의해 나타나는 세포독성을 방지한다. 덴드리머 기능성 고분자 폴리아미도아민(PAMAM)은 마이크로캡슐과 같은 코어 쉘 구조를 제조하는 데 사용되며, 기존[70] 및 재생 가능한 근원[71]의 자가 치유 코팅의 공식화에 활용된다. 수지상 기능성 고분자 폴리아미도아민(PAMAM)은 코어 쉘 구조, 즉 마이크로캡슐을 제조하는 데 사용되며 기존 및 재생 가능 기원의 자가 치유 코팅의 공식화에 활용된다.

임상시험

호주의 제약회사인 스타파마(Starpharma)는 이미 사용이 승인됐거나 임상시험 단계에 있는 여러 제품을 보유하고 있다. 아스토드리머 나트륨(astodrimer sodium)으로도 알려진 PL7013(SPL7013)은 현재 유럽, 동남아시아, 일본, 캐나다 및 호주에서 세균성 질염을 치료하고 HIV, HPV, HSV의 확산을 방지하도록 현재 승인된 스타파마의 비바겔(VivaGel) 약품 라인에 사용되는 초곁사슬 고분자(hyperbranched polymer)이다. SPL7013의 광범위한 항바이러스 작용으로 인해, 이 회사는 최근 사스-CoV-2를 치료할 수 있는 잠재적 약물로 테스트했다. 이 회사는 예비 시험관 연구에서 세포에서 사스-CoV-2 감염을 예방하는 데 높은 효능을 보인다고 밝혔다.[72]

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