KR0129861B1 - 진단용 약제의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
(i). 중간체 마이크로캡슐을 얻기 위하여 벽형성재의 용액 또는 분산액을 분무건조하고 및 (ii). 최소한 중간체 마이크로캡슐의 외부의 수용성을 저하시키는 단계를 포함하는 방법에 의하여 마이크로캡슐이 제조된다.
적절한 벽형성재에는 알부민 및 겔라틴과 같은 단백질이 포함된다. 마이크로캡슐은 벽두께가 40-500nm이며 초음파 영상법에 유용하다. 중간크기, 입도분포 및 벽형성재의 불용화 정도와 가교결합도를 조절하면 신규의 소구체제제가 생성될 수 있다.
Description
본 발명은, 초음파 영상법(ultrasound imaging)을 보강하는 중공(中空)형 단백성 마이크로캡슐을 포함하는 진단약의 제조방법에 관한 것이다.
체내의 기포가 초음파 심장검사법에 의해 이용될 수 있다는 사실은 얼마간 공지되어 왔다. 액제를 함유하고 있는 기포는 상기 목적을 위하여 혈류(血流)에 주사될 수 있다. (하기 문헌을 참조할 것, 오퍼(Ophir)등 (1980)의 초음파 영상법(ultrasonic imaging)2, 67-77여기서 오퍼 등은 교원막에 기포를 고정시켰으며, US-A-4 446 442(셔링(Schering)) 및 EP-A-131 540(셔링) EP-A-224934 및 EP-A-324938은, 알부민 용액의 음파처리에 의하여 제조된 기포의 사용법을 개시하고 있다. 그러나, 기포의 입도분포는 명백히 조절불가능하며, 좌심실에 압력이 걸렸을 때 기포는 사라진다. (샤피로 (Shapiro)등 (1990) J, Am. Coll. Cardiology, 16(7), 1603-1607).
EP-A-52575는, 같은 목적을 위하여, 내부에 가스를 담고 있는 고체 입자를 개시하고 있는데, 가스는 혈류 중 입자로부터 방출된다.
EP458 745(신테티카(Sintetica))는 폴리락티드 및 폴리글리콜라이드와 같은 합성 폴리마의 계면 중합에 의한 공기 또는 가스 충진 마이크로발룬(Microballoon)의 제조방법을 개시하고 있다. WO91/12823(델타(Delta))는 알부민을 사용하여 유사한 방법을 개시하고 있다. 휘틀리(Wheatly) 등(1990) Biomaterials 11, 713-717은 직경 30㎍이상의 소기포를 형성하기 위한 알긴산염의 이오노트로픽 겔화(inotropic gelation)를 개시하고 있다. WO 91/09629는 초음파 대비제(Ultrasound contrast)용으로서의 리포솜을 개시하고 있다.
본 발명자들은, 마이크로 캡슐 형성제의 용액을 분무한 후 형성된 마이크로캡슐을 불용화하는 방법이 개선된 제품을 만드는 수단이 된다는 것을 발견하였다. 프리지보로우스키(Przyborowski)등 (1982, Eur. J. Nucl. Med. 7, 71-72)은 라디오 라벨을 위한 분무-건조에 의하여 인체혈청알부민(HSA)소구체를 제조하고 계속하여 폐의 신티촬영 영상법(scintigraphic imaging)에 이용하는 방법을 개시하고 있다. 그 소구체가 중공형이라는 언급은 없었으며, 본 발명자들이 반복하여 검토한 결과, 단지 고형 소구체만이 제조되었다. 입자가 중공형이 아니면 초음파 심장검사용으로는 적절하지 않다. 또한, 소구체가 1단계 공정에 의하여 제조되었는데, 이것은 초음파심장 검사법에 적절한 소구체를 제조하는데는 절절치 못하다는 것을 본 발명자들은 발견하였으며; 종전의 방법에 있어서는 소구체로부터 변성되지 않은 알부민을 제거할 필요가 있었으며(본 발명자들의 방법에세는 불필요);광범위한 입도의 소구체가 얻어져 별도의 선별작업이 필요하였다. 따라서, 프리지보로우스키등의 방법은 초음파 영상법에 유용한 소구체의 제조방법으로서는 분명하지 않을 뿐만 아니라, 제조된 입자도 상기 목적에는 부적절하였다.본 발명자들은 종전의 기술을 능가하는 괄목할 만한 개선된 방법을 고안하였다.
프리지보로우스키등의 문헌은 폐 신티촬영용 알부민 입자를 얻는 방법에 관한 기존의 2가지 문헌을 참고로 하고 있다. 알드리치(Aldrich) 및 존스톤(Johnston)(1974)의 Int. J. Appl. Rad. Isot. 25, 15-18은 직경, 3-70㎛ 의 입자를 발생시키기 위하여 스피닝 디스크를 사용하는 방법을 개시하였는데 이들 입자는 다음에 가열 오일 중에서 변성된다. 오일은 제거되고 입자는 방사성 동위원소를 라벨된다. 라주(Raju)등 (1978) Isotopenpraxis 14(2), 57-61에서도 동일한 스피닝 디스크 기술을 사용하였으나 단순히 입자를 가열함으로서 알부민을 변성시켰다. 어느 경우에도 중공형 마이크로 캡슐에 관한 언급은 없었으며 제조된 입자도 초음파 심장검사용에는 적합하지 않았다.
본 발명의 하나의 목적은 마이크로 캡슐을 얻기 위하여 벽 형성체 용액 또는 분산액을 분무시키는 제1단계를 포함하는 방법을 제공한다.
바람직하게는, 위의 방법으로 얻어진 입자는 , 최소한 상기 마이크로캡슐의 외부의 수용성을 저하시키기 위한 제2단계의 처리를 한다.
상기 두 단계는 단일 공정으로 수행되거나, 제1단계의 중간 생성물을 수집하여 제2단계에서 별도로 처리될 수도 있다. 이들 두가지 방법을 이하에서는 1단계 방법 및 2단계 방법이라고 칭한다.
벽형성재 및 공정의 조건은., 생성물이 사용조건하에서 충분히 무독성 및 비면역성이 되도록 선택되어야 하는데, 사용조건은 투여량 및 치료기간에 따라 분명하게 좌우된다. 벽형성제는 전분 유도체, terr-부틸옥시카르보닐메틸 폴리글루타메이트와 같은 합성 폴리마(미합중국 특허 제 4,888,398호)또는 폴리덱스트로스와 같은 다당류가 될 수 있다.
일반적으로, 벽형성재는 가장 친수성이며 생분해성이 있으며 생리학적으로 양립할 수 있는 폴리마로부터 선택될 수 있다. 이와 같은 폴리마 중에서, 수용성이 낮은 다당류, 폴리락테드 및 폴리글리콜라이드와 이들 공중합체, 락티드 및ε-카르로락톤, δ-발로락톤과 같은 락티드의 공중합체, 폴리펩티드 및 겔라틴, 콜라겐, 글로불린 및 알부민과 같은 단백질을 선택할 수 있다. 기타 적절한 폴리마에는, 폴리-(올토)에스테르 (US-A-4, 093,709; US-A-4,131,648; US-A-4,138,344: US-A-4,180,646을 참조할 것) ; DEXON( J. Heller(1980) Bioma terials 1, 51)과 같은 폴리 락트산 및 폴리글리콜산과 이들 공중합체; 폴리(DL -락티드 -co -δ- 카프로락톤), 폴리(DL -락티드 -co -δ- 발로락톤), 폴리(DL -락티드 -co -g- 부티로락톤), 폴리알킬시아노아크릴레이드 ; 폴리아미드, 폴리히드록시부티레이트 ; 폴리디옥사논; 폴리-β-아미노케톤(Polymer 23(1982), 1693); 폴리포스파진(Science 193(1976), 1214; 및 고분자 무수물(Polynhydride)이 포함된다. 생물학적으로 분해가능한 폴리마에 관한 참고자료는 알. 랭거(R. Langer)등 (1983) Macromol. Chem. Phys. C23, 61-125에서 발견할 수 있다. 폴리글루탐산 및 폴리아스파트산과 같은 폴리아미노산 및 그들 유도체, 즉 저급알코올 또는 글리콜과의 부분 에스테르도 사용될 수 있다. 이와 같은 폴리마 중 하나의 유용한 예로는 폴리-(t-부틸-글루타메이트)가 잇다. 메티오닌, 루신, 발린, 프로린, 글리신, 알라민 등과 같은 기타 아미노산과 공중합체도 가능하다. 최근 조절된 생분해성을 지닌 폴리글루탐산 및 폴리아스파트산의 신규 유도체가 보고되고 있다 (여기에 참고로 인용한 재 87/03891;US 4,888,398 및 EP130 935로 참고할 것.) 이들 폴리마( 및 기타 아미노산과의 공중합체)는 다음과 같은 형태의 일반식을 갖는다.:
-(NH-CHA-CO)×(NH-CHX-CO)y
여기서 X는 아미노산 잔기의 측쇄 및 A는 일반식이 -(CH2)nCOOR1R2OCOR(ⅠⅠ)인 그룹을 나타내는데, R¹및 R²는 H 또는 저급 알킬, 및 R은 알킬 또는 아릴 ; 또는 R 및 R¹은 치환 또는 불치환 결합멤버에 의하여 서로 연결되어 5- 또 6-원자 고리를 형성한다.
A는 또한 하기 일반식(Ⅰ) 및 (ⅠⅠⅠ)의 그룹 및 대응무수물을 나타낼 수 있다.;
-(CH2)n COO-CHR1COOR (Ⅰ) 및
-*(CH2)n CO(NH-CHX-CO)m NH-CH(COOH)-(CH₂)p COOH (ⅠⅠⅠ)
이들 일반식에서, n,m 및 p는 낮은 정수(5미만)이며, x 및 y는 분자량이 5000이상이 되도록 선택된 정수이다.
상기 폴리마는 본 발명에 의하여 소구체를 제조하는데 적절한 것들인데, 치환체 R, R¹, R² 및 X의 특성에 따라, 강도, 탄성 및 생분해성과 같은 벽의 특성이 조절된다. 예를 들면 X는 메틸(알라닌), 이소프로필(발린), 이소부틸(루신 및 이소루신) 또는 벤질(페닐 알라닌)일 수 있다.
바람직하게는, 벽형성제는 단백질상일 수 있다. 예를 들면, 그것은 콜라겐, 겔라틴 또는 (혈청)알부민일 수 있는데, 각 경우에 있어서 인체를 근원으로 하고 있는 것이 바람직하다.(즉, 인체로부터 유도된 또는 그 구조면에서 인체 단백질에 대응하는 것). 가장 바람직하게는, 그것은 공혈(供血)로부터 또는, 이상적으로는, HA를 발현하기 위하여 형질전환 또는 형질이입된 미생물(세포주를 포함하는)의 발효로부터 유도된 인체혈청알부민(HA)이다.
HA의 발현기술(이 용어는, EP-A-322094의 것들 및 단일 알부민의 폴리마와 같은 인체 알부민의 유사체 및 단편을 내포한다.)은 예를 들면, EP-A-201239 및 EP-A-286424에 개시되어 있다. 이들 모든 문헌을 여기서 참고로 인용한다. HA의 유사체 및 단편은 (ⅰ)본 발명의 공정에서 마이크로캡슐을 형성할 수 있으며 (ⅱ)아미노산 배열의 최소한 50%(바람직하게는, 75%, 80%, 90% 또는 95%)의 연속적인 영역이, 인체 알부민의 최소한 50%(바람직하게는, 최소한 75%, 80%, 90% 또는 95%의 연속적인 영여과 최소한 80% 상동성(바람직하게는, 최소한 90%, 95% 또는 99% 상동성)인 모든 폴리펩티드를 포함한다. DNA 재결합기술에 의하여 생성된 HA는 특히 바람직하다. HA는 당분야에 공지된 바와 같이, 효모 또는 기타 미생물에서 HA-코드화 누클레오티드 배열을 발현시키고 생성물을 정제함으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 물질들은 혈청 유도물질과 결합된 지방산을 결여하고 있다. 바람직하게는, HA는 실질적으로 지방산이 없는데; 즉 혈청유도물질의 1% 미만의 지방산을 함유한다. 바람직하게는, 지방산을 HA에서 검출되지 않는다.
하기 바람직한 구체예에서, 본 발명자들이 선호하는 단백질이라는 용어가 사용되었는데, 그러나, 앞에서도 논의한 바와 같이, 생물학적으로 양립할 수 있는 기타 벽형성재도 사용될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
단백질 용액 또는 분산액은, 특히 단백질이 알부민일 경우, 바람직하게는 0.1-50%w/v, 좀 더 바람직하게는 약 5.0-25.0% 단백질이다. 약 20%가 최적치이다. 벽형성재의 혼합물도 사용될 수 있는데, 이 경우 상기 백분율은 벽형성재의 총량을 기준으로 한 것이다.
분무될 제제는 벽형성제외에 용매 또는 캐리어액을 함유할 수 있다. 즉, 수상(水相)은 안정제로서 설탕 및 폴리마와 수용성 친수 화합물을 1-20 중량% 함유할 수 있는데, 예를 들면, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 겔라틴, 폴리글루탐산 및 전분, 덱스트란, 한천, 크산탄(xanthan) 등과 같은 다당류가 있다. 최종 소구체 제품이 사용전에 부유되는 캐리어액으로서 유사한 수상이 사용될 수 있다.
생리학적으로 수용가능한 대부분의 유화제가 사용될 수 있는데 (0.1-5중량%), 예를 들면 겨란 렉시틴, 완두콩 렉시틴 또는 디미리스토일 포스파티딜 콜린, 디팔미토일 포스파티딜 콜린 또는 포스파티딜 콜린과 같은 포화 합성 렉시틴 또는 디오레일 콜린 또는 디리노레일 포스파티딜 콜린과 같은 불포화 합성 렉틴과 같은 합성렉틴이 있다. 유화제는 또한 유리 지방산, 지방산과, 폴리옥시프로필렌 글리콜 및 폴리옥시에틸렌 글리콜과 같은 폴리옥시알킬렌 화합물의 에스테르 ; 지방 알코올과 폴리옥시알킬렌 글리콜의 에스테르; 지방산과 폴리옥시알킬화 소르비탄의 에스테르; 비누; 글리세롤-폴리알킬렌 스테아레이트; 글리세롤-폴리옥시에틸렌 리시놀리에이트; 폴리알킬렌 글리콜의 단독 및 공중합체; 폴리에톡시화 대두유와 아주까리유 및 그 수소화 유도체 ; 수크로오스 또는 기타 탄수화물과 지방산, 지방알코올의 에테르 및 에스테르 (이들은 임의로 폴리옥시알킬화 된다 ); 포화 또는 불포화 지방산, 글리세리드 또는 대두유 및 수크로오스의 모노; 디- 및 트리글리세리드가 있다.
소구체의 벽에 첨가제가 첨합되어 분산성, 탄성 및 수투과성과 같은 물리적 특성을 변환시킬 수 있다.
유용한 첨가제 중에서, 지방, 왁스 및 고분자 탄화수소와 같이, 수투과성을 감소시키기 위하여 벽을 소수화(疎水化)할 수 있는 화합물을 선택할 수 있다. 주입할 수 있는 액체 캐리어에서 소구체의 분산성을 개선시키는 첨가제는 인지질(phospholipid)과 같은 양친매성(兩親媒性)화합물인데, 이들도 수투과성 및 생분해성의 속도를 증가시킨다.
벽의 탄성을 증가시키는 첨가제는 이소프로필 미리스테이트 등과 같은 가소제이다. 또한 매우 유용한 첨가제는 벽 자체의 폴리마와 유사하나 상대적으로 저분자량인 폴리마로 구성된다. 예를 들면 벽 형성재로서 폴리락틱/폴리글리콜릭형의 공중합체를 사용할 경우, 벽의 특성은 첨가제로서 저분자량(1,000-15,000달톤)의 폴리글리콜리드 또는 폴리락티드를 첨합시킴으로써 유리하게 변환될 수 있다. (유연성 및 생분해성이 강화된다.) 저분자량으로 조절된 폴리에틸렌 글리콘(예를 들면 PEG 2000)도 유용한 연화 첨가제이다.
벽에 첨합되는 첨가제의 양은 필요에 따라 극히 가변적이다. 어떤 경우에는 첨가제가 전해 사용되지 않으며; 다른 경우에는 벽에 대하여 약 20중량% 에 달할 수 있는 첨가제가 가능하기도 한다.
이하에서 단백질제제(protein preparation')라고 칭하는 단백질 용액 또는 분산액(바람직하게는 용액)은, 적절한 기술로 미립화 및 분무-건조되어 직경 1.00-50.0㎛의 분리된 마이크로캡슐이 된다. 이들 수치는 마이크로캡슐 모집단의 최소 90%를 가르키는데, 직경은 쿨터 마스터 사이저 투(Coulter Master Sizer II)로 측정된다.
마이크로캡슐이라는 용어는 공간을 동반하고 있는 중공형 입자를 의미하는데, 상기 공간은 가스 또는 증기로채워지나 어떠한 고형물질도 포함되지는 않는다. 영국에서 Maltesers(등록상표)로서 판매되고 있는 과자류를 닮은 벌집형 입자는 형성되지 않는다. 공간이 전체적으로 포함될 필요는 없으며 (그것이 바람직하기는 하나), 마이크로캡슐 이 일반적으로 구형이기는 하나 정확하게 구형일 필요는 없다. 마이크로캡슐 이 구형이 아니면, 상술한 직경은, 구형이 아닌 마이크로캡슐과 동일한 질량 및 동일한 용적의 공간을 지닌 구형 마이크로캡슐에 해당하는 직경을 의미한다.
미립화 방법은, 가압하에 최소한 하나의 오리피스를 통하여 제제를 주입하거나, 온(溫) 공기 또는 기타 불활성 가스 챔버에서 원심분무기를 사용하여, 단백질 제제의 에어로졸을 형성하는 것을 포함한다. 챔버는, 분출된 최대 방울이 건조전에 벽에 충돌하지 않을 정도로 충분히 커야 한다. 챔버의 가스 또는 증기는, 초음파 심장검사시의 마이크로캡슐의 복용에 수반되는 량으로 혈류에 투약될 때, 청결하고(즉, 바람직하게는 무균성 및 발열성 물질이 없는) 비독성이어야 한다. 단백질제제로부터의 액체의 증발속도는 중공형 마이크로캡슐이 형성될 수 있도록 충분히 높아야 하나, 마이크로캡슐 이 파열되도록 높아서는 안된다. 증발 속도는, 가스의 유속, 단백질 제제내의 단백질 농도, 액체 캐리어의 특성, 용액의 공급속도 및 가장 중요한 것은, 에어로졸이 당면하는 가스온도를 변화시킴으로써 조절될 수있다. 수중 알부민 농도가 15-25%일 경우, 불활성 가스온도가 최소 약 100℃, 바람직하게는 최소 110℃이면 일반적으로 중공형이 충분히 보장되며, 캡슐이 파열되지 않고 온도가 250℃까지 높아질 수 잇다. 적어도 알부민의 경우에는, 약 180-240℃, 바람직하게는 약 210-230℃및 가장 바람하게는 약 220℃가 최적온도이다. 본 발명의 1단계식에 있어서, 상기 온도는, 벽형성재의 최소 일부(통상적으로 외부) 및 흔히는 실질적으로 벽형성재의 전부를 불용화하는데 충분하다. 에어로졸이 당면하는 가스의 온도는, 에어로졸이 운반되는 속도 및 단백질제제의 액체량에도 좌우되기 때문에, 출구온도를 감시하여 챔버내의 적절한 온도를 유지할 수 있다. 출구온도가 40-150℃인 것이 적절한 것으로 밝혀졌다. 그러나, 이와 같은 인자와는 별도로, 유속을 조절하는 것은 다른 매개변수를 조절하는 것 만큼 유용하지는 않은 것으로 밝혀졌다.
2단계 방법에 있어서, 중간체 마이크로캡슐은 통상적으로96-98 % 의 단량체 HA를 포함하며 초음파 영상법에 있어서 한정된 생체내 수명을 갖는다. 그러나 그들은 초음파 영상법에 사용되거나, 2단계 공정중 제2단계가 수행되기 전에 저장 및 운송될 수 있다. 따라서 이들은 다른 관점에서 본 발명을 형성한다.
공정중 제2단계에 있어서, 제1단계에서 제조된 중간체 마이크로캡슐은, 별로 불용성 및 불활성이 아니어서 생분해성이 아닌 반면에, 고정되어 수용성이 저하되어 보다 장시간 지속되게 된다. 이 단계도 마이크로캡슐을 강화시켜서, 그들은 복용의 고통, 결관전단 및 심실내압을 보다 잘 견디게한다. 마이크로캡슐이 파열되면, 그들은 에코원성이 떨어지게 된다. 슈나이더(Schneider)등 (1992), Invest. Radiol. 27, 134-139는 알부민 소기포를 초음파 처리한 종전기술은 이와 같은 강도를 지니지 못하며 통상적인 좌심실의 압력을 받으면 그 에코원성(echogenicity)을 신속히 상실한다는 것을 나타내었다. 본 공정의 제2단계는, 가열(예를 들면 극초단파열, 방사열 또는 종래의 오븐내의 열공기), 이온화 방사선 조사(예를 들면 10.00-100.0 KGy의 감마선으로 ) 또는 포름알데히드, 글루타르알데히드, 산화에틸렌 또는 단백질 가교결합용 기타 제제를 이용하는 화학적 가교결합법을 채택할 수 있으며, 제1단계에서 형성된 실질적으로 건조한 중간체 마이크로캡슐 또는 마이크로캡슐이 용해되지 않는 적절한 용매와 같은 용액내의 상기 마이크로캡슐의 현탁액 상에서 수행된다. 본 공정의 제1단계 방식에 있어서, 글루타르알데히드와 같은 가교결합체는 분무-건조챔버에 분무되거나 또는 단백질제제가 분무되기 직전에 단백질 제제에 도입될 수 있다. 선택적으로, 챔버내 온도는 마이크로캡슐을 불용화시키도록 충분히 높을 수 있다.
중간체 마이크로캡슐과 같은 방법으로 측정된 최종 제품은, 필요할 경우 직경이 0.05-50.㎛인 마이크로캡슐로 구성될 수 있으나, 본 발명의 방법으로 0.1-20.0㎛ 및 특히 1.0-8.0㎛범위의 것을 얻을 수 있으며 이들이 초음파 심장검사용으로 바람직한 것이다. 본 발명자들은, 약 0.5-3.0㎛의 범위가 낮은 대비 영상의 생성 및 색채 도플러 영상용으로 적합한 반면에 약 4.0-6.0㎛의 범위는 예리한 영상의 생성에 보다 적합하다는 것을 알았다.
제1단계에서 생성된 제품의 칫수를 결정하는데 있어서, 제2단계에서 마이크로캡슐의 칫수가 변경될 수 있다는 사실을 고려할 필요가 있다.
본 발명의 방법을 조절하여 소정의 특성을 지닌 소구체를 얻을 수 있다는 것이 밝혀졌다. 즉, 단백질 용액이 분무노즐로 공급되는 압력은, 1.0-10.0×105Pa, 바람직하게는 2.0-6.0×105Pa 및 가장 바람직하게는 약 5×105Pa로 변할 수 있다. 기타 매개변수는 앞에서 및 이하에서 개시되는 바와 같이 변할 수 있다. 이 방법으로 신규의 소구체가 얻어질 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 목적은, 40%, 50%, 또는 60% 이상의 소구체가 직경 2㎛의 범위에 있으며 적어도 90%, 바람직하게는 최소 95% 또는 99%가 직경이 1.0-8.0㎛의 범위에 있는 중공형 소구체를 제공하는 것이다.
4분위수간 범위(interquarile range)는 2㎛, 중위 직경은 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0 또는 6.5㎛ 이다.
최소 30%, 40%, 50% 또는 60%의 소구체의 직경이 1.5-3.5㎛, 2.0-4.0㎛, 3.0-5.0㎛,4.0-6.0㎛, 5.0-7.0㎛ 또는 6.0-8.0㎛일 수 있다. 바람직하게는 상기 백분율의 소구체는, 1.5-2.5㎛, 2.0-3.0㎛, 3.0-4.0㎛, 4.0-5.0㎛, 5.0-6.0㎛, 6.0-7.0㎛ 또는 7.0-8.0㎛과 같이 1.0㎛범위의 직경을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 적어도 90%, 바람직하게는 적어도 95% 또는 99%의 소구체가 직경이 1.0-8.0㎛; 적어도 90%, 바람직하게는 적어도 95% 또는 99%의 소구체의 벽두께가 40-500nm, 바람직하게는 100-500nm; 및 소구체 벽의 단백질 중 적어도 50%가 가교결합된 중공형 소구체를 제공하는 것이다. 바람직하게는, 최소 75%, 90%, 95%, 98.0%, 98.5% 또는 99% 의 단백질이 충분히 가교결합되어 2시간 동안 1% HCI 용액으로의 추출에 저항할 수 있다. 추출된 단백질은 쿠마시 블루 단백질 검정 브래드포드(Coomassie Blue protein assay, Bradford)를 사용하여 검출된다. 가교결합도는 단백질의 가열, 방사선 조사 또는 화학처리를 변화시킴으로써 조절된다. 가교결합 공정 중, 단백질 단량체는 가교결합되어 하기 실시예 8에서 알 수 있듯이, 겔침투 HPLC 또는 겔 전기영동법으로 검출되는 바와 같이, 단순한 용해방법으로는 얻을 수 없게 된다. 이미 가교결합된 물질을 계속 처리하며 더욱 가교결합시키려면 상술한 HCI추출에서도 얻을 수 없게 된다. 175 ℃로 가열하는 동안, 본 발명에 의한 r HA 소구체는 20분간에 걸쳐 약 99%의 HCI-추출가능 단백질을, 30분이면 47.5%, 40분은 83%, 60분은 93%, 80분은 97% 및 100분에서 97.8%의 HCI-추출가능 단백질이 제거된다. 따라서 양호한 가교결합 수준을 달성하기 위하여는, 소구체가 175℃로 최소 17-20분, 150℃에서 최소 80분 및 기타 온도에 따라 적당시간 가열될 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 목적은 주로 직경이 1.0-10.0㎛인 중공형 소구체를 제공하는 것인데, 수중에 부유되었을 때 최소 10%의 소구체가 파열, 붕괴 또는 물로 충진됨이 없이 0.25s의 2.66×104Pa 의 압력을 견딜 수 있는 것이다. 인체 좌심실의 순간 최대 압력은 약 200mmHg(2.66×104Pa)이다. 바람직하게는, 상기와 같은 시험을 하였을 때, 50%, 75%, 90% 또는 100%가 상기 2.5s의 2.66×104Pa 의 압력을 이겨내어 에코원성을 유지한다. 생체내에서 심장의 양심실을 통과하는 동안, 바람직하게는 동일 백분율이 에코원성을 유지하게 된다.
본 발명의 주입가능한 소구체는 첨가제의 존재하 또는 부재하에 건조하게 저장되어 보존성을 개선하고 응집현상을 방지한다. 첨가제로서는 0.1-23중량 %의, 만니톨, 가락토스, 락토스 또는 수크로스와 같은 수용성이며 생리학적으로 수용가능한 화합물 또는 덱스트란, 크산탄, 한천, 전분, PVP, 폴리그루탐산, 폴리비닐알코올(PVA) 및 겔라틴과 같은 친수성 폴리마로부터 선택할 수 있다. 주입가능한 액체 캐리어상에서의 유용한 수명, 즉 유용한 에코원성 신호가 얻어지는 기간은, 필요에 따라 2,3분으로부터 수개월까지 지속되도록 조절될 수 있는데, 이것은 벽의 다공도 (多孔度), 용해도 또는 가교결합정도를 조절함으로써 수행된다. 이들 매개변수는 벽형성재 및 첨가제를 적절히 선택하고 분무-건조챔버에서의 온도 및 증발속도를 조절함으로써 조정될 수 있다.
마이크로캡슐의 응집현상을 최소화하기 위하여, 마이크로캡슐 은 적절한 불활성 의약품 첨가제와 함께, 0.5mm 스크린이 장치된 프리취(Fritsch)원심 핀 밀 또는 글렌 크레스톤(Glen Creston)공기충격 제트 밀을 사용하여 분쇄될 수 있다. 적절한 의약품 첨가제는 불활성으로 정맥내용으로 적합한 미분쇄 분말인데, 락토스, 글루토그, 만니톨, 소르네톨, 가락토스, 말토스 또는 염화나트륨 등이 있다. 일단 분쇄되면, 마이크로캡슐/의약품 첨가제 혼합물은 수성 매체에서 부유되어 비기능성의 결함있는 마이크로캡슐의 제거를 용이하게 할 수 있다. 수성상태에서 재구성될 때, 응집현상을 방지하기 위하여 흔적량의 계면활성제를 내포하는 것이 요망스럽다. 이 목적에 적합한 양이온, 음이온 및 비이온 계면활성제에는 폴럭사머(poloxamer), 소르비탄 에스테를, 폴리소르베이트 및 렉틴이 포함된다.
마이크로캡슐 현탁액은 다음에 부유되도록 방치하거나 원심분리하여 표면에 결함이 있어서 사용중에 액체가 충진되어 더 이상 에코원성이 없게 되는 결함입자를 침전시킬 수 있다.
마이크로캡슐 현탁액은 다음에 균일한 입자분포를 이루도록 재혼합되고 세척되어 , 0.15M NaCl 0.001mM 트리스 pH 7.0과 같은 정맥내 주사용으로 적합한 완충액 중에서 재구성된다. 현탁액은 냉각 건조 및 뒤어어 감마선 조사, 건조 가열 또는 산화 에틸렌 의하여 무균화처리를 위하여 일정부분으로 나눌 수 있다.
불용화 또는 고정된 마이크로캡슐의 선택적인 탈응집(deagglomeration)방법은, 폴로사머, 소르비탄 에스테르, 폴리소르베이트 및 렉시틴에서 선택한 계면활성제를 함유하는 수성매체에 직접 부유시키는 것이다. 탈응집은 다음에 적절한 균질기를 사용하여 달성될 수 있다. 다음에 마이크로캡슐 현탁액은 상술한 바와 같이 부유되도록 방치하거나 결함입자를 침전시키기 위하여 원심분리한 후, 상술한 바와 같이 다시 더 처리될 수 있다.
본 발명의 소구체를 건조상태로 유통될 수도 있으나, 특히 주입 후에 제한된 수명을 갖도록 고안되어 있을 때에는, 기성제제, 즉 주사용으로 마련된 수용액 캐리어내의 소구체 현탁액도 판매하는 것이 요망된다.
그러나 제품은 일반적으로 건조분말로서 공급 및 저장되어, 복용 직전에 적절한 무균, 비발열성 액체에 부유된다. 현탁액은 일반적으로, 주맥 또는 기타 혈관과 같은 정맥에 약 1.0-10.0ml 주사하여 복용된다. 약 1.0×105 ∼1.0× 1012 입자/ml의 마이크로캡슐 농도가 적절한데, 바람직하게는 약 5.0×105∼5.0× 109이다.
초음파 영상법은 다양한 동물 및 인체기관에 적용될 수 있으나, 그 주요 용도중의 하나는 심근조직 및 관류, 즉 혈류양상의 영상을 얻는데 있다.
기술적으로는 주사장치 및 영상장치로 구성되어 있는 초음파 주사장치를 이용한다. 이 장치는 소정의 영역, 이 경우에는 인체의 심장지역의 가시적 영상을 만들어낸다. 통상적으로는 진동자를 포함하여 다양한 전자부품을 수용한다. 진동자는 심장영역의 선상(扇狀)주사를 수행하는 초음파를 산출한다. 초음파는 심장영역의 다양한 부분에 의하여 반사되며 수용 진동자에 의하여 수용되어 당 분야에 공지된 펄스 반사법에 따라 처리된다. 처리된 후, 신호는 관찰을 위하여 영상장치(역시 당 분야에 공지되어 있음)로 보내진다.
본 발명의 방법에 있어서, 환자에게 주사장치가 놓여진 후, 마이크로캡슐 현탁액이 팔정맥 등을 통하여 주사된다. 대비제는 정맥을 통하여 심장의 우정맥측으로, 주폐동맥을 통하여 폐로, 폐를 지나, 모세혈관을 통하여 주동맥으로 들어가서, 최종적으로는 심장의 좌심방 및 좌심실 공동으로 흐르게 된다.
본 발명의 마이크로캡슐로, 혈액이 폐를 관통하는데 소요되는 시간, 혈류 양태, 좌심방의 크기, 승모판(mitral valve, 좌심실과 좌심방을 분리한다.)의 반응성, 좌심실 공동의 채버 칫수 및 벽운동의 이상성에 관하여 관측 및 진단을 할 수 있다. 좌심실로부터 배출된 배출비율 또는 용적 백분율은 물론 대동맥 발브의 반응성도 분석될 수 있다. 마지막으로, 조직내의 대비 양태는 어떤 부위가 적절히 관류되지 않는지를 가르키게 된다.(그런 부위가 존재할 경우).
요약하면, 이와 같은 양태의 영상은 통상적인 심장내의 혈류 특성, 발브의 반응성, 챔버의 칫수 및 벽 동작을 진단하는데 도움을 주며 심근 혈류의 잠재적 지침이 된다.
마이크로캡슐 은 정맥내 주사에 의하여 좌측심장의 촬영을 허용한다. 알부민 마이크로캡슐이 말초 정맥으로 주사되면 폐를 관통할 수 있다. 이와 같은 현상은 심근조직은 물론 좌심실(LV)의 초음파 심장검사의 혼탁화를 일으킨다.
위에서 간략히 기술한 주사장치외에도, 미합중국 특허 제 4,134,554호 및 4,315,435호에 개시된 것과 같은 기타의 초음파 주사장치가 있는데, 여기로 참고로 인용한다. 기본적으로 이들 특허는, 이동하는 기관을 역동적으로 가시화하기에 충분한 프레임 레이트(frame rate)의 초음파 에너지에 의하여 동물 또는 인체 해부구조의 횡단면에 대한 연속적인 2차원 영상을 만들기 위한 역동적 횡단면 초음파 심장검사법(DCE, dynamic cross-sentional echography)을 포함하는 다양한 기술에 관한 것이다.
DCE에서 이용된 장치 형태는 일반적으로 DCE주사장치라고 하는데 좁은 빔 또는 라인 형태로 짧은, 음파 펄스를 송수신한다. 반사된 신호의 강도는 시간의 함수인데, 공칭 음속을 이용하여 위치로 전화되며, 레이더 또는 초음파 탐지기 표시와 어느 정도 유사한 방법으로 음극선관 또는 기타 적절한 기구상에 표시된다. DCE는 간, 쓸개, 췌장 및 신장을 포함하는 많은 기관 시스템의 영상을 만들어내는데 이용될 수 있는 반면에, 심장의 조직 및 주혈관의 가시화용으로도 자주 이용된다.
마이크로캡슐 은 다양한 영역의 영상화에 이용될 수 있는데, 심지어는 말초정맥 부위에 주사 되었을 때에도 가능하다. 이들 부위에는 (제한은 없음); (1)심장으로 정맥 배액 시스템;(2)운동 트리드밀 시험 등과 같은 기간중의 심근조직 및 관류특성; 및 (3)조직으로의 혈류량을 증가시키기 위하여 고안된 의약의 구강섭취 또는 정맥내 주사호의 심근조직 등이 포함된다. 또한 마이크로캡슐은 (1)관동맥 정맥이식;(2)관동맥 혈관 형성(좁아진 동맥의 기구확장);(3)관동맥의 응혈을 용해하기 위한 혈전용해제(스트렙토키나제와 같은)의 사용;또는 (4)최근의 심빌증으로 인한 관류 결함 또는 변화와 같은 개입으로 인하여 심근조직 관류에서의 변화를 기술하는데 유용할 수 있다.
더욱. 관동맥 활영시(또는 디지털 차분(差分)혈관촬영)시에 마이크로캡슐을 주사하면, 촬영 중에 얻어진 데이타를 중대 및 보완시키는 조직관류의 특성에 관한 데이타를 제공할 수 있는데, 이것은 단지 혈관의 해부학적 구조만을 확인한다.
본 발명의 마이크로캡슐을 사용하여 현재 초음파 기술에 의하여 촬영되는 간, 비장 및 신장을 포함하는 기타 비심장기관 시스템이, 현재 얻어지고 있는 영상보다 향상되고 및/또는 종전 기술의 초음파 영상기술을 이용하여서는 이전에는 불가능한 관류 및 혈류특성을 나타내는 새로운 영상의 제조에 적합할 수 있다.
본 발명의 바람직한 관점을 실시예 및 하기 도면을 참조하여 설명한다.
제1도는 본 발명의 공정 중 제1단계용의 적절한 분무-건조장치의 전면 및 한 측면으로부터의 부분절단 투시도이다.
제2도는 본 공정의 제2단계에서 온도 및 가열시간의 변경에 의하여 소구체 벽(이 경우 알부민)의 고정속도가 여하히 조절되는가 나타내는 그라프이다.
제3도는 본 공정의 제 2단계에서 가열시간의 변형에 의하여 소구체의 압력저항성이 여하히 변화하는가를 나타내는 그라프이다.
실시예1
덴마크 소에보르그 에이/에스 니로 아토마이저사(A/S Niro Atomizer, Soeborg, Denmark)로부터 상표명이 Mobile Minor인 적절한 분무 건조기(제1도)를 구입할 수 있었다. 그 자세한 구존느 특허청구의 범위 직전에 나타난다. 이것은 공기압 최소 4바아로부터 최대 6바아에서 에어터빈에 의하여 구동되는 원심 분무기(M-02/B Minor형)를 포함한다. 6바아에서 분무기 바퀴속도는 약 33,000rpm에 달한다. 계기판에 위치한 발브에 의하여 분무기로의 압축공기 공급을 개폐한다. 분무기로의 압축공기 최대소모량은 6바아의 압력에서 17Nm³/h이다.
액체 공급 및 분말과 접촉하게 되는 부분은, 펌프공급튜브 및 분무기 바퀴(이 부분은 높은 원심력에 견디도록 스테인레스강 AISI 329로 제조된다.)를 제외하고는, 모든 스테인레스강 AISI 316으로 제조된다.
건조실의 내부는 스테인레스강 AISI 316으로 제조되고 암면으로 양호하게 절연되며 외부는 연강으로 피복된다. 건조실에는 작동중 감시용의 측면 라이트 및 관측 창구가 구비된다. 건조실 지붕의 내부는 스테인레스강 AISI 316으로, 외부는 스테인레스강 AISI 304로 만든다.
스테인레스강 AISI 304로 제조된 공기분산기는, 최상의 건조효과를 달성하기 위하여 건조실내의 공기를 분배하는데 이용된다. 스테인레스강 AISI 316으로 제조된 공기 닥트는 배출공기 및 분말을 사이클론으로 측면 운송하는데, 사이클론은 스테인레스강 AISI 316으로 제조되며 분말 및 공기를 분리하는 역할을 한다.
버터플라이 발브형의 폐쇄발브도 스테인레스강 AISI 316으로 만들어지며 실리콘 고무 가스켓을 갖고 있는데, 스프링 기구에 의하여 사이클론 밑에 견고히 위치하고 있는 분말수집 유리통 속으로 분말을 배출하는데 사용된다. 실루민(silumin)으로 제조되어 있으며, 0.25KW 3상농형 전동기 및 벨트가드 부착 V-벨트 구동장치가 구비된 팬이 건조실 및 사이클론을 통하여 공기 및 분말을 홉입한다.
공기 히터가 전력에 의하여(총 소모량 7.5KWh, 무한정으로 변할 수 있음)건조공기를 가열하여 입구의 공기온도를 350℃까지 올릴 수 있는데, 그러나 이 온도는 일반적으로 본 발명의 마이크로캡슐을 제조하는데는 너무 높다.
2종 유체 노즐 분무와 장치가 첨가될 수 있는데, 스테인레스강 AISI 316으로 제조되며 노즐 홀더 및 노즐이 구비된 입구 파이프로 구성되어, 건조실의 천정에 위치한다. 이 장치는 2종 유체 노즐로의 압축공기를 위한 오일/물 분리기, 감압 발브 및 압력계기를 포함한다. 압축공기의 소비량은 0.5-0.2바아(0.5-2.0× 105Pa)의 압력에서 8-15kg/h이다.
벽형성재재를 분무기로 운송하는데 사용되는 적절한 공급 펌프는 연동 펌프이다. 이 펌프는 모터(1×220V, 50Hz, 0.18KW)및 수작업 조정용 연속가변기어를 구비하고 있다. 실리콘 호스로 제조된 공급 파이프는 공급 펌프는 공급 탱크(국지 공급)로부터 공급 펌프를 경유하여 분무기 장치까지 연결된다.
프리필터, 스테인레스강 필터 몸체 및 고효율 공기 필터로 구성되어 있는 고효율 공기 필터는 들어오는 공기를 처리하여 완전히 청결하게 하는 데 사용된다.
20%의 무균, 무잘열성물 rHA의 무발열성물질 수용액을, 상술한 상용 분무 건조장치에 설치된 2종유체 노즐 분무기의 노즐로 펌프하였다. 연동 펌프속도를 약 10ml/분의 속도로 유지하여 입구공기온도를 220℃로, 출구공기온도는 95℃로 유지하였다.
압축공기를 2.0-6.0바아 (2.0-6.0× 105Pa)에서 2종유체 분무화 노즐로 공급하였다. 이 범위에서 평균 칫수가 4.25-6.2㎛인 마이크로캡슐이 얻어진다.
통상적으로 평균입도가 증가하면(분무화 압력의 저하에 의하여) 칫수가 10㎛이상인 마이크로캡슐의 량이 증가한다.(표1참조)
본 공정의 제2단계에서, 5g의 마이크로캡슐 을 갈랜켐프(Gallenkamp)팬 오븐을 사용하여 유리 비이커에서 가열하였다. 175℃로 1시간 가열한 결과, HPLC로 측정하였을 때 100% 고정된 마이크로캡슐을 생성하였다. 이 가열 고정화의 효과는 시혐관내 에코원성 반감기를 2,3초로부터 30분 이상으로 증가시키는데 있다. 인큐베이션의 온도 및 시간을 변경함으로써, 고정도를 약 5%-100%로 변화시킬 수 있다. 온도변화에 따른 가열 고정의 특성이 제2도에 나타난다.
가열고정후, 마이크로캡슐은 둘 중 하나의 방법으로 탈응집되어 수중으로 분산된다. 방법 1은 우선 가열 고정된 소구체를 동일 중량의 미분쇄 락토스(평균 직경 5㎛)와 혼합한다. 다음에 혼합물을 0.5mm스크린 및 12치차 로터가 장치된 프리치 원심밀로 통과시킨다. 분쇄된 소구체를 수집하여 2차로 밀을 통과시킴으로써 완전한 혼합이 이루어지도록 한다. 다음에 혼합 분쇄된 분말을 1 mg. ml¹플루로닉(Pluronic) F68을 함유하고 있는 물에 재부유된다. 통상적으로 100ml의 물 및 플루로닉 F68에 10g의 마이크로캡슐 및 락토스가 가해진다. 탈응집 방법 2는 5 g의 가열-고정된 마이크로캡슐을, 100mg의 플루로닉 F68을 함유하고 있는 100 ml의 물에 첨가하는 것이다. 마이크로캡슐 은 실버손(Silverson)균질기(2.54cm의 튜브형 균질화 프로브 및 고전단 스크린이 장치된 모델 L4R)를 사용하여 분산되어 60초간 균질화된다.
재부유된 소구체는 부유법을 이용하여 완전 소구체(가스를 함유하는) 및 파손 소구체로 분리하였다. 가스함유 소구체는 표면에 1시간 동안 부유하는 것으로 보였는데, 필요한 가스를 함유하지 않은 침몰된 부분으로부터 따라내었다.
분리공정은 원심분리에 의하여 촉진될 수 있다. 두 부분을 분리하는 데는 5000×g로 30초간 원심분리하면 충분하다.
분리 후, 완전한 마이크로캡슐은 락토스 및 플루로닉 F68존재하에 냉동 건조된다. 냉동 건조의 최적 조건은 30mg의 마이크로캡슐을 50mg의 락토스 및 5mg의 플루로닉 F68을 함유하는 5ml의 수중에서 부유시키는 것이다. 냉동건조된 마이크로캡슐은 액체(물 또는 식염수)에 재부유되어 단분산 분포를 이룰 수 있다.
실시예2
제1단계에서 아래와 같은 차이점을 제외하고는 실시예1의 공정을 반복한다. 2종유체 노즐대신에 원심분무기를 사용; 입구온도는 150℃(출구 공기온도는 여전히 105℃로 유리되었다. ); 및 압축공기는 1.0-6.0×104Pa로 노즐에 공급되었다. 휘일은 20-40,000 rpm으로 회전하였으며 작은 방울에 뒤이어 수평균직경이 1.0-8.0㎛범위의 마이크로캡슐을 운반하였다.
실시예3
실시예1 또는 2의 공정 중 제2단계에서 다음과 같이 변경되었다. 마이크로캡슐의 적은 분취량(0.5g)을 마이크로파 오븐에서 가열하여 2500mH₂로 300-350-왓트시간의 마이크로파열을 받도록 하였다. 이것은 90-95%의 단량체 rHA가 불용성(겔 침투 크로마토그래피로 측정하였을 때)인 마이크로캡슐을 산출하였으며, 이 가열고정결과 그 시험관내 에코원성 반감기는 2,3초로부터 30분 이상으로 증가되었다.
실시예4
실시예1또는 2의 공정 중 제2단계에서 다음과 같이 변경되었다. 마이크로캡슐 의 적은 분취량(0.5g)을 유리병내의 아르곤으로 밀봉하였다. 병을 4℃로 냉각한 후 60Co감마선으로 조사하여 마이크로캡슐에 50,0KGy의 감마선을 주었다. 방사선조사결과 10-15%의 단량체 알부민이 불용성인 마이크로캡슐이 형성되었다.
실시예5
실시예 1 또는 2의 공정 중 제2단계에서 다음과 같이 변경되었다. 마이크로캡슐 의 적은 분취량(0.5g)을 유리병내의 아르곤으로 밀봉하였다. 병을 4℃로 냉각한 후 60Co감마선으로 조사하여 마이크로캡슐에 50,0KGy의 감마선을 주었다. 방사선 조사에 뒤이어, 마이크로캡슐 을 산소 중에서 50℃로 6시간 배양하였다. 방사선조사결과 50-60%의 단량체 rHA가 불용성인 마이크로캡슐이 형성되었다.
실시예6
실시예1 또는 2의 공정 중 제 2단계에서 다음과 같이 변경되었다.
마이크로캡슐 의 적은 분취량(0.5g)을, a)1.5% 글루타르알데히드, b)2.0%염화디프탈로일 또는 c)0.5% 포름알데히드를 함유하고 있는 5ml의 에탄올, 클로로포름 또는 염화메틸렌 중에서 재부유하였다. 마이크로캡슐을 저었다. 여과하여 마이크로캡슐을 걸러내고, 시간을 10분에서 3시간까지 변화시키면서 과잉의 가교제를 제거하기 위하여 5%의 에탄올아민을 함유하고 있는 원형의 유기 완충액으로 철저히 세척하였다. 마지막으로 마이크로캡슐을 유기용매로 세척하고, 진공건조하여 잔류용매를 제거하였다. 불용화도는 5-100%로 변화가능하였는데, 이것은 시험관에 에코원성반감기를 1-2분으로부터 1시간이상으로 연장시키는 결과가 되었다.
실시예7
마이크로캡슐 형성 및 쉘 불용화의 독립적인 두 단계가 단일 공정으로 결합될 수 있다. 본 실시예에서, 마이크로캡슐 의 형성 및 폴리마성 물질의 불용화가 분무건조공정 중 동시에 달성된다.
rHA용액이 연동펌프에 의하여 작은 반응실로 공급되었는데, 이 반응실은, 5%의 적절한 가교계, 예를 들면 글루타르알데히드, 염화디프탈로일 또는 포름알데히드용액을 공급하는, 별도의 공급라인을 구비하고 있다. 가교체와 단백질사이의 초기 부가형성은 이루어지나 단백질간 가교결합은 방지될 정도로 반응실에 존속시킨다. 반응용기출구는, 휘발성 용매를 취급할 수 있도록, 특별히 개조된 분무건조장치에 설치된 2종 유체노즐 분무기로 직접 연결된다. 분무건조의 조건은 실시예1에 기술되어 있다. 마이크로캡슐은 단백질간 가교결합이 일어나도록 실온에서 건조 배양된 후 50% 에탄올아민을 함유하는 에탄올 중 재부유되어 잔류할 수 있는 가교계를 침전시킨다. 마이크로캡슐 을 철저히 세척한 후 마이크로캡슐을 진공건조하에 잔류용매를 제거하였다.
실시예8: 마이크로캡슐 내의 유리 단량체 rHA의 분석
20ml의 유리병에 들어 있는 100mg의 마이크로캡슐에 1ml용적의 에탄올을 가하고, 30초간 음파파쇄하였다.
이 현탁액에 19ml의 H₂O를 첨가하였다.
혼합물을 벤치-톱 마이크로퓨즈(microfuge)(Gilson)에서 20초간 원심분리하여 깨끗한 부분을 분석하였다. 분석은 50ml의 소부분을 자동적으로 시마드즈(Shimadzu)LC6A HPLC상에 적재하고 인산 나트륨 완충액(ph7.0)을 사용하여 1ml/분의 유속으로 TSK 겔 침투 칼럼상에 크로마토그래피함으로써 수행되었다.
rHA를 나타내는 피크높이를 기록하고, 1-100mg/ml단량체 rHA간의 표준곡선을 이용하여 단량체의 농도를 측정하였다.
고정된 마이크로캡슐의 단량체 농도를 측정하고 이 숫치를 비고정 마이크로캡슐의 단량체 농도의 백분율로서 나타냄으로써 %-유리 단량체 rHA를 계산하였다. 그 결과를 제2도에 나타낸다.
오븐에서 분주건조된 마이크로캡슐을 가열하면 (실시예1에서 기술한 바와 같이) 검출될 수 있는 단량체의 양이 감소한다.(제2도 참조). 이와 같은 검출가능한 단량체 rHA의 감소는 단량체 rHA가 상술한 HPLC방법으로는 분석되지 않는 불용성 폴리마로 변성 및 가교결합되기 때문이다.
rHA 조사량을 평가하기 위하여 HPLC방법을 이용하여보면, 제2도에서 15분 배양후에는 마이크로캡슐에 유리 단량체 rHA가 전혀 존재하지 않는 것을 분명히 알 수 있다. 그러나 좀더 장시간 가열함으로써 rHA마이크로캡슐을 더욱 가교결합시키는 것이 가능하다.
이와 같이 가열을 연장하면 마이크로캡슐의 가교결합정도를 증가시키게 되는데 이것은 강도가 증가된 마이크로캡슐을 생성하게되어 결과적으로 압력에 보다 저항성을 갖게된다.
배양온도 및 시간을 주의하여 조정하면, 소정 범위의 가교결합도( 및 따라서 압력저항성)를 갖는 마이크로캡슐을 제조하는 것이 가능하다.
실시예 9: rHA아이크로캡슐의 압력 저항성에 대한 175℃에서의 배양 시간외 영향
한 뱃치의 rHA마이크로캡슐을 5g씩의 소량으로 나누어 제3도에 도시한 바와 같이 시간을 변화시켜가면서 175℃에서 가열하였다.
가열고정후, 유리 단량체의 양을 실시예8에서와 같이 측정하였다. 도시한 각각의 배양에 있어서, 단량체 rHA는 검출되지 않았다.
가열고정된 마이크로캡슐을, 프리치 원심분쇄기(상술한 바와 같은)를 사용하여 탈응집하고, 상술한 부유법으로 완전무결한 공기함유 마이크로캡슐을 회수하였다. 회수한 마이크로캡슐을 프루토닉 F68(1mg/ml)을 함유하고 있는 수중에 0.5 × 108캡슐/ml의 농도로 부산시켰다.
재부유된, 공기함유 마이크로캡슐을, 이 현탁액이 밀폐된 용기(25ml 폴리스티렌 용기)에 담긴 상태에서 50ml의 주사기로 압력을 가하여, 대기압이 증가된 상태에 놓이도록 하였다.
산정된 각각의 압력에 대하여, 각각의 마이크로캡슐 현탁액은 소정의 압력을 받았으며 이 압력상태에서 압력이 해제될 때까지 5초간 유지되었다. 각 현탁액에 대하여 3회씩 압력이 증가되었다. 밀폐용기내의 압력은 RS 손고정식 마노메터로 산정하였다.
압력을 가한 후, 마이크로캡슐 현탁액을 광학현미경 및 영상 분석으로 평가하고 비공기함유 마이크로캡슐에 대한 공기함유 마이크로캡슐의 백분율을 산정하였다. 이 분석은 공기함유 마이크로캡슐만이 초음파 에코대조강화기능이 있기 때문에 수행되는 것이다.
제3도에서 알 수 있는 바와 같이, 175℃에서 60분간 고정된 마이크로캡슐(실시예1의 방법)은, 본 실험에서 가해진 모든 압력에 대하여 안정하다.
이 특정온도(175℃)에서 배양시간을 주의하여 조절함으로써, 가교결합도가 달라, 따라서 상이한 압력증가에 저항성이 있는 마이크로캡슐을 제조하는 것이 가능하다.
배양 시간 및 온도의 조정에 의하여 가교결합을 주의 깊게 조절하는 방법을 이용함으로써, 소저의 압력증가에 견딜 수 있도록 특별히 고안된 공기함유 마이크로캡슐을 제조하는 것이 가능하다.
마이크로캡슐을 가교결합시키기 위하여 사용된 온도는 인큐베이션 시간과 마찬가지로 제한없이 변경가능하다.
실시예 9: 마이크로캡슐 분류
본 발명의 방법의 장점은 마이크로캡슐의 중간 칫수의 칫수분포를 조절하는 것이 가능하다는 것이다. 그러나, 필요한 경우, 부유법 등에 의하여 소정 치수를 또한 선택할 수 있다. 균등하게 분포된 마이크로캡슐에 있어서, 큰 입자의 저밀도(보다 많이 내포된 공기) 때문에 큰 입자가 작은 입자보다 신속히 표면으로 상승한다. 따라서 분산액을 방치하여 두면 시간에 따라 용액의 일정 수준에서 분포가 변화한다.
마이크로캡슐을 6% w/v 염화나트륨 및 0.1% w/v 플루로닉 F68 함유하고 있는 200ml의 수용액에 분산시켜서 유리병에 넣은 결과, 액체 높이가 약 165mm가 되었다. 샘플체취 튜브를 상부 액체표면으로부터 50mm하부에 두어, 시간 간격에 따라 샘플을 채취할 수 있도록 하였다.
방치시간 및 염화나트륨 농도의 변화에 의하여, 다양한 입도분포의 마이크로캡슐의 제조 및 마이크로캡슐을 2㎛으로 분류하는 것이 가능하였다.
기타 습식 분류법은 유체역학 크로마트그라피 및 필드 플로우 분획법(field flow fractionation)을 포함한다.
수비(水飛) 및 크로스 플로우 분리법(cross flow separation)의 원리를 이용하는 건식법은 Microsplit(British Rem.), Zig-gag(Alpine) 및 Turbo(Nissuin)분류기의 형태로 공업적으로 유통되고 있다. Mining사이에서 제조한 엘보우 젯트 분류기(elbow jet classifier)는 다른 원리 (Coanda효과)를 이용하여서도 마이크로캡슐의 분류에 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
보다 상세한 분무기 구조
제1도에서, 참고번호(1)은 공급기를 나타낸다. (2)는 공기유통양태를 효과적으로 조절하는 천정공기 분산기이다. 소용돌이치는 공기는 날개 달린 디스크 분무기주위로 향하게 된다. (3)은 로터리 분무기 또는 노즐 분무기이다. (4)는 세척시에 용이하게 분해될 수 있는 스테인레스강 내부연결파이프 시스템이다. (5)는 챔버상부 접근용 계단이다. (6)은 챔버덮개를 올릴 때 공기식 인양장치를 작동시키기 위한 공기발브의 스위치이다. (7)은 분말 및 배기된 건조공기를 분리시키는 고효율의 스테인레스강 사이클론이다. (8)은 분말이 회수되는 유리항아리이다. (9)는 중앙에 위치한 계기판이다. (10)은 3상모터가 달린 원심배기 선풍기이다. (11)은 공기유동조절용 제동기이며, (12)는 건조용공기온도를 350℃까지 올리는 전기공기 가열기이다. 건조용 공기온도는 백분율 타이머 스위치를 사용하여 계속적으로 조정가능하다. 최대전력소비는 7.5KW이다.
동력 본 장치는 440, 415, 380, 220, 200V 교류전압의 3상 전류공급(50 또는 60Hz)에서만 작동가능하다.
액체 또는 생성물과 접촉하게 되는 모든 부분은 내산성, 스테인레스강 AISI 316으로 제조된다.
Claims (26)
- 정맥내로 투여될 때 초음파 촬영에 적합한 현탁액을 형성하도록, 비경구적으로 주입 가능한 매체에서 부유성이 있는 중공형 마이크로캡슐을 포함하는 무균분말을 제조하는, 하기 (a)∼(d)단계를 포함하는 방법.(a) 액체에 벽형성재 용액 또는 분산액을 제공;(b) 상기 액체가 증발하여 벽형성재의 중공형 마이크로캡슐을 형성하도록, 상기 용액 또는 분산액을 가열 가스내로 분무;(c) 상기 벽형성재의 수용성을 저하시키기 위하여 상기 마이크로캡슐을 가열함으로써 분말형태로 상기 마이크로캡슐을 제조; 및(d) 직결이 0.5∼20.0 m인 중공형 마이크로캡슐을 포함하는 상기 분말을 무균화.
- 제 1항에 있어서, (a)∼(c)단계를 무균 조건하에서 수행함으로써 분말이 무균화되는 방법.
- 제1항 또는 2항에 있어서, 벽형성재가 단백질인 방법.
- 제 3항에 있어서, 단백질이 콜라겐, 겔라틴 또는 인체 알부민인 방법.
- 제4항에 있어서, 단백질이 인체 알부민, 또는 DNA 재결합 기술에 의하여 제조되거나 또는 인체 혈청으로부터 유리된 그 유사체 또는 단편인 방법.
- 제3항에 있어서, 단백질 용액 또는 분산액이 10.0∼30.0% w/v 단백질을 포함하는 방법.
- 제3항에 있어서, (b)단계의 생성물이 96∼98% w/w 단량체 단백질을 포함하는 방법.
- 제3항에 있어서, (c)단계의 생성물이 5% w/w 미만의 단량체 단백질을 포함하는 방법.
- 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 또는 제6항중 임의의 한 항에 있어서, (b)단계의 조건이 (c)단계를 동시에 이룰 수 있는 상태인 방법.
- 제1항 내지 제6항 및 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법에 의하여 얻어진 중공형 무균 마이크로캡슐.
- 제10항에 있어서 30%이상의 마이크로캡슐이 2 m범위내의 직경을 가지며 90%이상이 직경, 0.5∼8.0 m범위인 중공형 무균 마이크로캡슐.
- 제10항에 있어서 직경의 4분위수간 범위(四分位數間 範圍)가 2 ㎛미만이며, 중위 직경이 2.0㎛∼8.0㎛인 중공형 무균 마이크로캡슐.
- 제10항에 있어서 90%이상의 마이크로캡슐의 직경이 0.5∼8.0 m범위이며; 90%이상의 마이크로캡슐의 벽두께가 40∼500nm이며; 및 마이크로캡슐의 벽내의 50% w/w 이상의 단백질이 1% HCL에서 2분간의 추출에 저항성이 있도록 가교결합된 중공형 무균 마이크로캡슐.
- 제13항에 있어서, 95%이상의 단백질이 상술한 바와 같은 상태로 가교결합된 중공형 무균 마이크로캡슐.
- 제10항에서 있어서 직경이 주로 0.5∼10.0 m이며 수중에 부유되었을 때 10%이상의 마이크로캡슐이 파열, 붕괴 또는 물로 충전됨이 없이 0.15S의 2.66 × 104Pa 압력을 견딜 수 있는 중공형 무균 마이크로캡슐.
- 제4항 또는 제5항에 있어서, 단백질 용액 또는 분산액이 10.0∼30.0% w/w 단백질을 포함하는 방법.
- 제4항, 5항, 6항 중 임의의 한 항에 있어서, (b)단계의 생성물이 96∼98% w/w 단량체 단백질을 포함하는 방법.
- 제16항에 있어서, (b)단계의 생성물이 96∼98% w/w 단량체 단백질을 포함하는 방법.
- 제4항, 5항, 6항, 7항, 18항 중 임의의 한 항에 있어서, (c)단계의 생성물이 5% w/w 미만의 단량체 단백질을 포함하는 방법.
- 제16항에 있어서, (c)단계의 생성물이 5% w/w 미만의 단량체 단백질을 포함하는 방법.
- 제17항에 있어서, (c)단계의 생성물이 5% w/w 미만의 단량체 단백질을 포함하는 방법.
- 제3항에 있어서, (b)단계의 조건이 (c)단계를 동시에 이룰 수 있는 상태인 방법.
- 제16항에 있어서, (b)단계의 조건이 (c)단계를 동시에 이룰 수 있는 상태인 방법.
- 제16항 내지 23항 중 임의의 한 항의 방법에 의하여 얻어진 중공형 무균 마이크로캡슐.
- 제11항 내지 제 15항 중 임의의 한 항에 있어서, 건조분말 형태의 중공형 무균 마이크로캡슐.
- 제11항 내지 제15항 중 임의의 한 항에 있어서, 비경구적으로 주입 가능한 액상 매체에 부유된 중공형 무균 마이크로캡슐.
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