KR100371090B1

KR100371090B1 - 동물용 복합항균제 조성물

Info

Publication number: KR100371090B1
Application number: KR10-1999-0056276A
Authority: KR
Inventors: 오경훈; 최양웅; 이동규; 이원준
Original assignee: 주식회사대성미생물연구소
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2003-02-07
Also published as: KR20010058414A

Abstract

본 발명은 동물용 복합항균제 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철분 및 아미노글리코사이드계 항생제가 20∼40 : 1의 중량비로 배합된 아미노글리코사이드계 혼합제제와 키토산올리고당이 1:5 ∼ 5:1의 중량비로 함유되어 있어, 동물의 세균성질병 및 빈혈증 치료와 예방에 유효할 뿐만 아니라, 동물의 어린시기에 부족하기 쉬운 철분과 함께 질병에 대한 항균력 및 면역력 증강효과가 있는 키토산올리고당을 병용하여 어린동물의 빈혈 및 질병 예방, 그리고 성장촉진효과를 나타내는 동물용 복합항균제 조성물에 관한 것이다.

Description

동물용 복합항균제 조성물{The composition of antibacterial complex for animal}

동물의 각종 세균감염증 치료를 목적으로 페니실린계, 세팔로스포린계, 마크로롤라이드계, 테트라사이클린계, 아미노글라이코사이드계, 클로람페니콜계, 폴리펩타이드계, 폴리엔계열, 다이터펜(diterpen)계, 기타 항생제 등 많은 항균제들이 현재 사용되고 있다. 그러나, 대다수 합성항균제에 대한 내성인자로 알려진 r-플라스미드는 염색체의 유전인자로서 대장균 등 그람음성 장내 세균에 널리 분포하여 내성을 발현한다. 따라서, 상기 항균제제들에 대한 내성균주의 출현으로 보다 강력한 항균력을 가진 새로운 항균물질을 개발하여 사용하거나 또는 기존 항균제를 혼합하여 사용하고 있다. 그러나, 이에 따른 투약 약제의 비용과다, 약제의 과량투여, 축산물에서의 약제 잔류문제, 새로운 내성세균의 등장 등 많은 문제가 실제적으로 일어나고 있다.

현재 세계적인 연구방향은 천연물질을 이용한 비내성의 무독성 치료제의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다[Larry 등, 1989; Oram과 reiter, 1968; Ashton 등, 1968]. 이로써 항균능력을 가진 천연의 자연물질을 이용한 비내성의 무독성 제제와의 혼합사용으로 항균범위를 넓히고, 약제의 혼합사용에 의한 무분별한 사용을 조절하면서 잔류문제까지도 해결하려는 방향으로 약물의 이용범위를 넓혀가야할 필요가 있다.

한편, 집단적으로 사육되고 있는 가축의 경우 질병발생시 몸체자체가 외부환경에 노출되어 있음에도 불구하고, 개별적으로 적절한 보호와 관리를 받기가 매우 어렵다. 따라서, 동물 자체의 질병에 대한 항균작용과 면역력강화작용을 가지고 있는 자연의 천연물질을 동물에 사용하는 것은 질병에 대한 면역력을 강화시켜줌으로서, 질병감염에 대한 예방효과를 증강시켜줄 뿐만 아니라, 성장촉진효과도 기대할 수 있다.

따라서, 가축자체의 질병에 대한 항균작용과 면역력증강작용을 갖는 자연의 천연물질을 항균제로서 가축에 사용하는 것은 질병으로부터의 빠른 회복과 치료기간을 단축할 수 있으며, 각종 항균제의 혼합 및 과량사용, 장기간의 사용에 따른투약비용의 증대 및 약제의 잔류문제도 어느 정도 해소 할 수 있고, 또한 궁극적으로는 종래 항생제의 사용을 대체할 수 있는 방안이 될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 복합항균제를 사용함에 있어, 가장 중요한 것은 면역력강화작용과 항균력을 갖는 천연물질의 선정에 있고, 그 다음은 항균제 또는 다른 유효성분들과 천연상호간의 적절한 배합비를 정하는데 있다. 이러한 관점하에서 볼 때, 본 발명에서 사용하고자 하는 키토산올리고당은 항균력과 면역력강화작용을 가지고 있어 다른 유효성분들과 혼합하여 사용하면 그 상승효과는 매우 현저할 것이다.

상기 키토산올리고당(chitosan-oligosaccharide, 이하 'OCHT'이라 한다)은 키틴을 탈아세틸화해서 생성된 키토산을 다시 가수분해하여 만든 저분자의 키토산을 말한다. 이러한 키틴, 키토산은 무독성이며[Allan et al,1979], 생물의 합성과 분해에 관여하지만, 환경오염을 초래하지 않는 천연의 고분자 양이온이다. 따라서, 최근에 와서는 이들 물질을 잠재적인 이용자원으로서 이용하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 그 예로서 환경폐수응집제[Castellanos Perez, 1988], 중금속흡착제[Evans and Kent, 1962], 생산량 증대를 위한 씨앗 피복제[Hadwiger et al, 1961], 그리고 창상치료제[Hadwiger et al, 1965] 등의 여러 산업분야 등에서 광범위하게 응용되고 있다. 또한, 키토산올리고당은 우수한 항균작용[長洋隆, 1980]과 면역력강화작용[Tanigawa et al, 1992]을 가지고 있어 의학적으로 질병의 예방 및 치료에도 많이 사용되고 있다. 그러나, 키토산은 대단히 고분자 물질이므로 생체내에서의 흡수와 이용에 제한을 받기 때문에, 현재는 이러한 키토산을가수분해하여 만든 저분자의 키토산올리고당이 기능성제제로서 사용되고 있다.

또한, 키토산의 항균성기전은 키토산의 아미노기가 특이적으로 병원균의 세포벽과의 결합에 따른 균증식의 저해라는 주장[Uchida, 1995]과 일반 세균에 대한 키토산의 항균작용이 균체 표면의 구조에 대한 영향[Young et al, 1992]이나 균의 대사과정 중 DNA형성에 대한 저해작용[Stossel and Leuba, 1984]이라는 주장도 있어 아직 확실히 규명되어 있지는 않지만, 특히 장내 미생물 병원균에 효력이 뛰어난 것으로 알려져 있다.

한편, 이러한 키토산의 면역활성에 대하여 Matheson 등(1984)은 키토산의 기본단위인 D-글루코사민(D-glucosamine)이 면역방어에 관여하는 자연 킬러(Natural killer) 세포의 활성을 증가시킨다고 보고하였으며, Suzuki 등(1986)은 키토산의 가수분해물 중에서 6당체의 글루코사민(Glucosamine)이 대식세포 및 림프구, 싸이토카인(Cytokine)과 상호관련하고 있는 면역계를 부활 내지 증가시킴으로써, 높은 면역활성을 나타낸다고 보고하고 있다. 또한, 키토산을 일반 동물의 사료로서의 이용에 대하여 처음으로 보고한 것은 랜데스(Landes)와 보프(Bough)에 의해서이다. 이들은 치즈 유장 고형분을 침전시킬 목적으로 키토산을 2.15% 첨가한 다음, 키토산-유장 침전물을 얻어서 이것을 랫트(rat)에게 사료로 섭취시킨 결과, 카제인이나 단순한 유장 고형분을 먹인 랫트와 비교하여 어떠한 차이점도 발견하지 못하였으며, 셀룰로오스 대신에 키토산을 1.0, 2.5, 5.0%를 첨가하여 랫트에 먹인 결과, 특이적인 결과는 발견되지 않았다.

한편, 최근 동물의 세균 감염성 질병은 각종 약제에 대한 내성이 형성되어있어 국내 축산농가에서는 항생물질을 무분별하게 투여하는 경향이 있고, 산업동물에서 신규 항생물질의 개발과 적용은 국내 및 국외에서도 매우 어려운 실정이다.

또한, 본 발명이 사용하는 조성물 각각이 수의 임상분야에서 사용되고 있는 물질들이기는 하지만, 이들은 모두 단독으로 사용되었을 뿐, 이들을 유효성분으로서 함께 혼합한 혼합제제에 대한 약리학적 연구는 국내외적으로 아직까지는 거의 이루어지고 있지 않는 실정이다.

이에, 본 발명의 발명자들은 종래의 상기 문제점을 해결하기 위하여, 항균력과 면역강화작용을 가지고 있는 천연물질의 선정 및 다른 유효성분과의 혼합사용에 대한 상승적 치료효과를 나타내는 최적의 배합비를 결정하기 위하여 수년간 연구 노력한 결과, 철분과 아미노글리코사이드계 항생제가 혼합된 아미노글리코사이드계 혼합제제와 키토산올리고당을 키토산올리고당(OCHT)을 적합한 비율로 배합하는 경우, 이들이 상승적 항균작용과 자돈의 성장촉진효과를 나타냄을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 철분 및 아미노글리코사이드계 항생제의 중량비가 20∼40 : 1로 혼합된 아미노글리코사이드계 혼합제제와 키토산올리고당의 약제학적 유효량을 포함하는 동물용 복합항균제 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기 동물용 복합항균제 조성물을 동물의 세균감염증 및 빈혈증의 예방 또는 치료제, 또는 성장촉진제로서 사용하는 용도를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 철분 및 아미노글리코사이드계 항생제가 20∼40 : 1의 중량비로 혼합된 아미노글리코사이드계 혼합제제와 키토산올리고당이 1:5 ∼ 5:1 중량비로 배합되어 있는 동물용 복합항균제 조성물과, 이러한 혼합항균제 조성물을 동물의 세균감염증 및 빈혈증의 예방 또는 치료제, 또는 성장촉진제로서 사용하는 용도를 그 특징으로 한다.

한편, 본원 발명에서의 동물이란 닭, 돼지, 소, 말, 개, 오리, 산양 및 면양 등의 가축을 포함한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 철분 및 아미노글리코사이드계 항생제가 20∼40 : 1의 중량비로 혼합된 아미노글리코사이드계 혼합제제와 키토산올리고당(OCHT)을 적합한 배합비율로 동물용 복합항균제 조성물에 함유시켜, 경제적이면서도 병원성 균주, 특히 내성이 형성된 대장균에 대한 항균활성이 우수한 신규 동물용 복합항생제 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명에서 사용하는 키토산올리고당의 사용은 질병발생시 항균작용과 면역력증강작용에 의해 환축의 빠른 회복과 치료기간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라. 각종 항균제의 혼합 및 과량사용, 장기간의 사용에 따른 투약비용의 증대 및 약제의 잔류문제도 어느 정도 해소할 수 있고, 또한 궁극적으로 항균제의사용을 대체할 수 있는 방안이 될 수 있다. 이러한 키토산올리고당은 동물용 복합항균제 조성물에 사용되는 철분 및 아미노글리코사이드계 항생제의 투여효과를 향상시키는 특징이 있다.

다음에서는 본 발명의 혼합항균제 조성물에 포함되는 철분, 아미노글리코사이드계 항생제 및 키토산올리고당 각각에 대하여 좀더 구체적으로 설명하고자 한다.

우선, 본 발명에서 사용하는 철분(iron)은 적혈구의 중심분자로서 산소의 체내 공급을 담당하고 있을 뿐만 아니라, 에너지의 발생 기작인 산화에 관계하는 원소이다. 따라서, 성장중에 있는 어린 가축은 혈구 생성 작용이 활발하기 때문에 철분의 공급부족은 빈혈증을 일으키게 된다. 이러한 빈혈증은 리보플라빈, 비타민 B₁₂, 나이아신, 엽산, 비타민 C, 트립토판, 메티오닌 같은 성분이 부족해도 빈혈증이 발생한다. 예를 들면, 어린 돼지에게 빈혈의 문제가 중요한데 어미돼지가 충분한 철분공급을 받지 못했을 때, 조기 분만일 때, 새끼수가 너무 많을 때 발생하기 쉽다. 즉, 동물의 경우 다두 사육을 하기 때문에 빈혈이 생긴 개체에 따라 철분을 공급하기가 어려워 어린 시기에 예방적으로 철분을 공급하게 된다. 이는 가축의 어린시기에 부족하기 쉬운 철분과 질병에 대한 항균력과 면역력 증강효과가 있는 키토산올리고당을 병용해서 투여하는 것은 어린동물을 빈혈 및 질병으로부터 예방할 수 있는 방법이 될 수 있으며, 이것은 또한 어린동물의 성장촉진효과를 나타낼 뿐만 아니라, 항생제의 사용을 감소시킬 수 있으므로 농장에서는 생산비를 절감할 수 있는 방안이 될 수 있다고 할 수 있다. 이러한, 철분에 대한 독성은 비교적 안전한 것으로 알려져 있으나, 모든 동물이 잠재적으로 감수성이 있다. 이러한 독성증상은 심급성증상과 아급성증상이 있는데 다음과 같다. 첫째, 심급성증상으로서 주사후에 수분내지 수시간내에 갑자기 죽는 것이 특징인데 이는 과민반응과 유사하다. 두 번째, 아급성증상은 심한 우울증과 혼수를 동반하면서 폐사에 이르는데 이것은 철분의 과량투여에 따른 독성작용과 관계가 있다. 대부분의 가축은 철분배설기전을 갖고 있지 않으므로, 철분 중독은 이미 체내에 존재하고 있는 철분의 양에 따른다. 이것은 같은 양을 투여할 때 동물에 따라 죽기도 하고 또는 아무런 증상을 보이지 않는 이유이다. 철분중독은 정맥내 투여에 의해 가장 많이 일어나고, 다음은 근육내 투여, 그리고 경구투여의 순으로 많이 일어난다. 따라서, 철분의 사용범위를 과다하지 않게 적절하게 사용하는 것이 상기와 같은 부작용을 방지할 수 있다.

특히, 본 발명에서 사용하는 철분은 철금속 및 철이온이 함유된 물질 중에서 선택하여 사용할 수 있는데, 철이온이 함유된 물질은 다른 항생제와의 상승작용으로 성장중에 있는 어린 가축의 혈구 생성작용을 도와 철분의 공급부족을 충족시킨다. 따라서, 본 발명에서는 현재 가축에서 가장 많이 사용되고 있는 철이온이 함유된 물질 중에서 선택된 철 덱스트란(iron dextran)을 특정 중량비로 아미노글리코사이드계 항생제와 혼합 후, 키토산올리고당과 혼합하여 사용한다.

또한, 본 발명에서 사용하는 아미노글리코사이드계 항생제와 이들 범위에 속하는 종류는 모두 비슷한 약리작용, 항균범위 및 독성을 가지고 있다. 상기 아미노글리코사이드계 항생제는 1944년 왁스만(Waksman)에 의하여 발견된 스트렙토마이시스 그리세우스(Streptomyces griseus)라는 진균에서 스트렙토마이신(Streptomycin)이 분리되어 이 약물이 아미노글리코사이드계의 효시가 되었으며, 1949년 네오마이신도 역시 왁스만에 의하여 스트렙토마이시스 프라디에(Streptomyces fradiae)에서 분리되었다. 이러한 아미노글리코사이드계 항생제는 아미노산과 당을 구성단위로 하는 베이직 올리고당(Basic oligosaccaride)군에 속하는 일련의 항생물질로서, 모두 세균의 단백질 합성을 저해함으로써 살균작용을 나타낸다. 이러한 아미노글리코사이드계 항생제는 공통적으로 염기성 물질로서 수용성이 높아 수용성염기성항생물질(Basic water soluble antibiotic)으로 호칭되기도 한다. 아미노글리코사이드계 항생제는 그람음성 병원성 세균에 대하여 대부분 항균효과를 보여주고 있어 동물의 장내 병원성 미생물에 의한 소화기성 질병에 뚜렷한 효능을 보여주는 반면에, 그람양성균중 연쇄상구균 및 폐렴구균에는 작용이 약하고 혐기성세균에는 전혀 항균력이 없다. 이외에 감수성균에 대한 내성이 생기기 쉬운 것이 아미노글리코사이드계 항생제의 또 다른 약점 이라할 수 있는 바, 이러한 내성은 장내세균의 r-플라스미드 및 포도상구균의 플라스미드에 의한 것은 아미노글리코사이드 개질효소(aminoglyciside modifying enzyme)의 작용에 의한 것이 있다. 또한, 염색체의 변이에 의한 내성의 대부분은 리보소옴(ribosome)의 변화에 의한 것이 많다. 이외에 아미노글리코사이드의 균체내 투과성을 저하시키거나 저해시키는 것에 의한 내성도 있다. 또한, 아미노글리코사이드계 항생제에 의한 주요한 부작용으로는 신장애 및 제 8뇌신경계장애 등이 있으므로 투여용량을 과량으로 하거나 장시간 사용하는 경우에는 독성과 부작용의 발현방지를 위해 주의해야한다. 이상에서 설명한 바와 같이, 수의분야에서 통용되고 있는 아미노글리코사이드계 항생제는 그 자체의 여러 결점을 가지고 있는 바, 따라서 이러한 결점을 보완할 수 있는 신물질의 개발 또는 다른 항균물질과의 혼합사용에 따른 보완상승작용이 기대되는 새로운 복합항생 조성물의 개발이 요구된다. 현재 수의분야에서 사용되고 있는 아미노글리코사이드계 항생제의 대표적 예에는 스트렙토마이신(Streptomycin), 가나마이신(kanamycin), 아미카신(Amikacin) 겐타마이신(Gentamicin), 스펙티노마이신(Spectinomycin), 네오마이신(Neomycin) 등이 포함된다.

본 발명에서 사용하는 아미노글리코사이드계 항생제는 겐타마이신을 포함하는 것으로서, 상기 겐타마이신은 1963년 마이크로모노스포라(micromonospora)에서 분리되었으며, 이것은 마이크로모노스포라 푸르푸레아(Micromonospora purpurea)의 배양으로부터 얻을 수 있는 아미노글리코사이드계열의 항생제이다. 엄밀히 말해서, 아미노글리코사이드계열은 스트렙토마이시스에서 분리된 것은 mycin에 Y를 사용하고, 마이크로모노스포라(micromonospora)에서 분리된 것은 y 대신에 i를 사용하여 micin으로 구별하고 있다. 또한, 겐타마이신은 보통 살균기전으로 작용하는데, 비록 정확한 작용기전이 완전히 밝혀지지는 않았지만, 감수성 세균에서 30S 리보솜의 아단위(ribosomal subunit)에 비가역적으로 결합함으로써, mRNA의 오독을 일으키며 결국 세균과는 무관한 불필요한 단백질이 합성되어 세균 자체의 단백질 합성을 억제함으로써 세균이 번식하지 못하게 한다. 또한, 겐타마이신은 여러 항생물질과의 혼합형태로 비경구나 국소적으로 적용할 수 있으나, 경구로는 위장관내에서의 흡수력이 약하여 사용할 수 없다. 이러한 겐타마이신은 다른 아미노글리코사이드계 항생제와 유사한 항균범위를 가지며 특히 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)에 의한 눈의 감염시에 좋은 효과를 나타낸다. 그리고, 겐타마이신은 거의 모든 포도상구균속(Staphylococcus), 연쇄상구균(Streptococcus), 슈도모나스속(Pseudomonas), 프로테우스속(Proteus), 알칼리제니즈속(Alcaligenes) 등의 종류에 작용한다.

상기 아미노글리코사이드계 항생제는 일반적으로 많은 호기성 그람 음성세균과 약간의 호기성 그람 양성세균에 대하여 효과를 나타내는데, 이러한 아미노글리코사이드계 항생제의 내성은 아마도 세균 세포벽에 대한 투과성 감소, 리보솜 결합부위의 변화, 또는 접합(conjugation)에 의하여 획득된 플라스미드-조정 저항 인자(plasmid-mediated resistance factor)의 존재 등과 같은 것에 기인될 것이다. 상기 설명된 바와 같이, 아미노글리코사이드계 항생제의 항균범위는 호기성 그람음성 병원성 세균에 대부분 항균효과를 보여주고 있어 동물의 장내 병원성 미생물에 의한 소화기성 질병에 탁월한 효능을 보여준다. 또한, 겐타마이신은 다른 아미노글리코사이드계열의 약제와 약간의 교차 내성을 가지고 있다. 겐타마이신의 항균작용은 겐타마이신에 감수성이 있는 각종 세균에 대하여 살균작용을 나타냄으로서 효과를 나타낸다. 그러나, 동물이 질병에 감염된 경우 항생제만을 투여할 때는 치료가 잘 되지 않는 경우가 많은데, 그 원인중의 하나는 동물의 경우 집단적으로 사육되고 있어 질병발생시 동물은 몸체자체가 외부환경에 노출되어 있음에도 불구하고, 개별적으로 적절한 보호와 관리를 받기가 매우 어렵기 때문이다. 이러한 아미노글리코사이드계 항생제인 겐타마이신의 독성은 다음과 같이 중요한 부작용, 즉 신장독성, 이독성과 신경근차단 등이 있다. 아미노글리코사이드계 항생제에 의한 신장독성은 이미 신장질환이 있는 경우나 급성적으로 세뇨관의 괴사등을 유발하여 생기며, 이러한 독성은 만성 중독증상으로 내이(內耳)나 신경중독(전정관과 청각 기전)으로 청각장애를 유발시키며, 내이의 외림프나 내림프에 약제가 많이 들어가면 발생하는 증상이다. 신경근 차단은 타 신경근 차단제와 유사하게 골격근의 마비를 일으켜 호흡곤란 및 무호흡상태가 되며, 특히 중중근 무력증에서 잘 생기며 심한 저칼슘혈증이 있거나 신경근 차단제를 사용한지 얼마 되지 않아도 발생한다. 특히, 아미노글리코사이드계 항생제는 태반을 통과하므로 태아에게도 신장 손상과 청각장애를 유발할 수 있으므로 임신한 동물에서는 사용을 금한다. 아미노글리코사이드계 항생제의 사용은 곰팡이 등을 포함한 비감수성세균의 과성장을 유발할 수 있다. 만일, 아미노글리코사이드계 항생제의 처치 중에 중복감염(superinfection)이 일어난다면 약제의 사용을 중지하고 다른 적절한 치료법으로 대치되어야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 또 다른 항균물질로서 키토산올리고당(OCHT)은 분자량분포가 200 ∼ 15만이고, 1 ∼ 16당체의 분포가 45%이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 분자량분포가 200 ∼ 99,000이고, 1 ∼ 16당체의 분포가 55%이상인특성을 나타낸다. 상기한 본 발명의 키토산올리고당은 일반 항균제들에 내성이 쉽게 생기는 대장균, 살모넬라균, 포도상구균 등에 강력한 항균작용[표 1 참조]을 보여주면서 동시에 면역력강화작용을 나타낸다. 면역증강효과에 있어서는 마우스 1 마리당 본 발명이 사용하는 1mg의 키토산올리고당을 투여한 결과, 투여 1시간 이후부터 혈액내 감마 인터페론(IFN-γ)이 뚜렷하게 증가하기 시작하여 투여후 2시간째에는 감마인터페론(IFN-γ)이 최고 약 6배까지 증가하는 결과를 얻었다.

일반적으로 키틴에서 키토산을 만들 때 탈아세틸화도는 증가하지만, 반대로 키틴 및 키토산의 분자사슬이 깨어지게 되어 분자량이 매우 떨어져 용융성의 한계를 나타낸다. 특히, 키토산을 고온 및 알칼리 용액에서 장시간 처리하면 탈아세틸화도는 높아지는 반면, 키토산의 색깔이 변화할 뿐만 아니라, 분자량도 급격히 떨어진다. 따라서, 이러한 고분자 키토산에 대한 단점으로 이의 물성조절법이 많이 보고되고 있다. 그리고, 키토산올리고당을 제조하는 방법으로는 화학적 방법과 효소적 방법이 이용되는데, 화학적 방법은 시약인 염산 등이 남아있을 수 있는 단점이 있어 이를 완전히 제거할 수 있는 처리기술이 필요하며, 효소적 방법은 고가의 키토산 분해효소를 사용해야 하는 경제적인 문제가 있다. 이에, 본 발명에서는 키틴제조시 분자사슬의 절단을 방지하기 위하여 게껍질을 2mm 이하로 미세분쇄한 후, 여기에 질소기체를 첨가하면서 온도를 80 ∼ 100 ℃의 온도조건으로 조절하고, 희석한 0.5% NaOH 용액을 이용하여 1 ∼ 30 ℃의 온도 조건에서 0.5N HCl 용액을 이용하여 1차 칼슘을 제거하는 전처리 과정과 1 ∼ 2N HCl 용액으로 2차 처리를 반복하여 잔량의 칼슘 및 미네랄을 제거함과 동시에 점도의 감소가 억제되도록 한 후, 자연광으로 건조시켜 백색도가 뛰어난 키토산(분자량분포: 30,012 ∼ 350,448)을 얻은 후 셀룰로오스 가수분해 효소 혼합체를 사용한 효소반응에 의해 탈아세틸화도 90% 이상 및 점도 2,200 cps이하, 분자량 분포가 200 ∼ 15만이고, 1 ∼ 16당체의 분포가 전체의 45%이상인 키토산올리고당을 제조하여 사용한다. 이러한, 키토산올리고당에 대한 동물에서의 독성은 거의 없는 것으로 알려져 있는데, 마우스 체중 kg당 10g의 키토산을 섭취시켰을 때 어떠한 독성도 나타나지 않았으며, 유리 키토산일 때가 약 18g, 키토산 개미산염의 형태일 때 16g정도로 매일 섭취하여도 특별한 유해한 현상은 발견되지 못하였다.

한편, 본 발명에서는 이상에서 설명한 철분과 아미노글리코사이계 항생제가 혼합된 혼합제제 및 키토산올리고당 사이의 상호작용을 규명하고 이들의 다양한 혼합비의 상관관계를 밝히기 위하여, 각종 세균성질병에 이환된 닭, 돼지 및 소로부터 분리한 그람양성 및 음성세균에 대한 각 항균제들과 키토산올리고당(OCHT)을 포함하는 혼합제제의 항균효과를 측정하기 위하여 최소억제농도(Minimum Inhibition Concentration, MIC)로 시험하여 측정하였다. 또한, 철분과 아미노글리코사이드계 항생제의 혼합제제와 키토산올리고당과의 복합항생제 조성물의 성장촉진효과를 측정하기 위하여 양돈장에서 자돈 3일령과 7일령에 철분제를 각각 근육주사한 후, 이유시의 체중을 측정하는 방법을 통하여 이들 혼합조성물의 성장효과를 측정하였다. 그 결과, 이상과 같이 설명한 철분과 아미노글리코사이드계 항생제가 혼합된 아미노글리코사이드계 혼합제제와 천연물질인 키토산올리고당의 배합비율이 다음과 같은 특정비로 함유됨을 확인할 수 있었다.

즉, 본 발명에서는 철분과 아미노글리코사이드계 항생제, 바람직하게는 겐타마이신의 혼합비율을 20∼40 : 1의 중량비로 혼합하여 아미노글리코사이드계 항생제 혼합제제를 조성하게 된다. 이때, 철분과 아미노글리코사이드계 항생제의 혼합비율이 상기 범위를 벗어나게 되면 치료효과의 감소 등과 같은 문제를 발생하게 된다.

특히, 본 발명에서는 복합항생제 조성물에 상기 철분이 혼합된 아미노글리코사이드계 혼합제제와 자연의 천연물질에서 제조한 키토산올리고당(OCHT)을 특정 혼합비율로 배합시키는 것을 특징으로 하는 바, 이들의 혼합비율이 1:10 ∼ 10:1 중량비로 혼합하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1:5 ∼ 5:1가 되도록 한다. 이때, 본 발명의 복합항생제 조성물에 있어서, 아미노글리코사이드계 혼합제제와 키토산올리고당(OCHT)의 혼합비율이 상기 범위를 벗어나게 되면 두 물질간의 상승효과가 감소하고, 복합항생제의 항균력이 저하되어 치료효과가 감소할 수 있어 바람직하지 못하다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같이 철분이 혼합된 아미노글리코사이드계 혼합제제와 키토산올리고당(OCHT)을 특정 비율로 혼합하여 복합항생제 조성물을 제조함으로써, 항균범위를 확대하여 아미노글리코사이드계 혼합제제 단일 항생제에 저항성이 있는 균주의 출현을 억제할 수 있으므로, 질병이 발생하였을 때 질병의 예방 및 치료에 우수한 효과를 기대할 수 있으며, 또한 동물의 빈혈증을 예방해줌으로서 성장촉진효과도 얻을 수 있는 특징을 부여하게 되는 것이다.

한편, 상기에서 언급된 바와 같이 아미노글리코사이드계 항생제와 철분은 자체의 독성을 가지고 있으므로, 철분이 혼합된 아미노글리코사이드계 혼합제제 및 키토산올리고당이 일정비율로 혼합되어 있는 본 발명의 복합항균제 조성물의 경우, 신장질환이 있거나, 임신한 동물에서는 독성을 유발할 수 있으므로 신중한 적용이 요구되며, 동물에서의 피하투여는 피하는 것이 바람직한 것으로 사료되고, 그 외에는 동물에게 안전한 복합항균제로 작용한다.

한편, 본 발명의 동물용 복합항생제 조성물은 1:5 ∼ 5:1의 중량비로 혼합된 아미노글리코사이드계 혼합제제와 OCHT의 약제학적 유효량을 포함하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 동물용주사제 및 액제로 제형화될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 복합항균제 조성물을 포함하는 동물용 주사제 및 액제는 약제학적으로 허용 가능한 담체로서 증류수, 올레인산에틸, 에탄올, 프로필렌글리콜, 글리세린 등; 항산화제로서 아스코르빈산, 아황산수소나트륨, 피로아황산나트륨, 토코페롤 등; 보존제로서 질산페닐수은, 치메로살, 염화벤잘코늄, 페놀, 크레졸, 파라옥시안식향산메틸, 벤질알코올 등을 이용하여 제조된다.

또한, 본 발명에 따른 복합항생제 조성물의 투여는 주사제로서 통상적으로 동물에 적용하는 근육주사의 방법으로 투여되고, 액제는 경구 및 음수에 혼합하여 투여한다. 투여량은 본 발명에 따른 비율로 혼합된 복합항생제 조성물을 이용하여 주사제 및 액제의 경우에는 질병의 치료목적으로 동물의 체중 kg당 30 ∼ 300mg (아미노글리코사이드계 중 겐타마이신, 철분과 키토산올리고당의 혼합성분기준)을 동물의 상태를 기준으로 하여 투여된다.

이상과 같이, 본 발명의 동물용 복합항생제 조성물은 동물 자체의 질병에 대한 항균작용과 면역력강화작용을 가지고 있는 자연의 천연물질과 동물의 어린시기에 부족하기 쉬운 철분이 혼합된 아미노글리코사이드계 혼합제제를 동시에 함유하고 있어, 이를 가축에 사용하는 것은 질병으로부터의 빠른 회복과 치료기간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 각종 항생제의 혼합 및 과량사용, 장기간의 사용에 따른 투약비용의 증대 및 약제의 잔류문제도 어느 정도 해소할 수 있고, 또한 궁극적으로는 철분이 혼합된 아미노글리코사이드계 혼합제제의 투여효과를 증대시킬 수 있는 또 다른 방안이 될 수 있다. 또한, 어린동물을 빈혈 및 질병으로부터 예방및 어린동물의 성장촉진효과와 항생제의 과량사용을 감소시킬 수 있어 농장에서는 생산비를 절감할 수 있는 방안이 될 수 있다. 따라서, 이들 물질들의 병용은 매우 현실적인 방법이라 할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

제조예

철분(캐나다, Dextra products에서 Iron Dextran 형태)과 겐타마이신(중국산 원료구입)을 20 : 1의 중량비로 일반 제조 실험실 조건에서 겐타마이신 혼합제제(GMF: Gentamicin ferrous)를 제조하였다

실시예 1 ∼ 5 및 비교실시예 1 ∼ 8

① 항균력 실험

항생제 감수성 시험배지인 뮐러 힌톤 아가배지[산으로 가수분해된 카제인 17.5%, 우육추출액(beef extract) 3%, 전분(Starch) 1.5%, 아가(agar) 15%]에 다음 표 1에 기재된 바와 같은 혼합비율의 GMF와 OCHT의 혼합물을 2단계 희석법으로 하여 농도를 조절하였다. 본 실시예에서 사용한 키토산올리고당[미성교역,'다크호스']은 탈아세틸화도가 90% 이상, 분자량분포 200 ∼ 99,000이고, 1 ∼ 16당체의분포가 55% 이상이며, 점도가 2,200이하인 키토산올리고당을 사용하였다. 또한, 본 실시예에서 사용한 균주는 그람양성 균주로서 스트렙토코커스 펙컬리스(Streptococcus faeculis, A균주) 및 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus) R-209(B균주), 그리고 그람음성 균주인 대장균(Escherichia coli) K88ac (C균주), 대장균 K88ab (D균주), 대장균 BE (E균주) 및 살모넬라 티피머리움(Salmonella typhymurium, F균주)을 각각 배지에 접종하여 37℃에서 10 ∼ 20시간 배양한 후, 균의 성장이 없는 가장 낮은 농도의 배지에서 항생제 농도를 조사하여 최소 억제농도 (MIC)를 결정하여 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

이는 NCCLS (National Committee for Clinical Laboratory Standards) 방법에 준하였다. 상기 각 균주들은 각각 동물의 장설사증, 유방염, 폐렴 등의 병원균이다.

상기 표 2에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 동물용 복합항생제 조성물은 철분이 혼합된 아미노글리코사이드계 항생제의 혼합제제(GMF) 또는 키토산올리고당(OCHT) 단독으로 사용하는 경우보다 1:5 ∼ 5:1 중량비의 특정범위내에서 투여되었을 때, MIC 값이 16배까지 낮아져 이들 철분이 혼합된 아미노글리코사이드계 항생제의 혼합제제와 키토산올리고당 물질간에 상승작용이 있음을 알 수 있었다.

② 성장촉진효과 실험

1:5 ∼ 5:1로 배합된 GMF와 키토산올리고당 복합항생제 조성물을 자돈 3일령과 7일령에 각각 1 ㎖씩 근육투여한 후, 26일령의 평균체중을 구하여 GMF만 투여한 구와 키토산올리고당만을 투여한 구의 26일령의 자돈 평균체중과 비교하였다. 각 실험용량에 따른 각 실험구의 실험두수는 30두(10두를 1개 그룹으로 하여 각 실험용량에 따라 1개 실험구당 3개 그룹를 실험하였다)로 하고, 이들의 평균 체중을 구하여 성장촉진효과를 다음 표 3에 나타내었다.

상기 표 3에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 동물용 복합항생제 조성물은 철분이 혼합된 아미노글리코사이드계 항생제의 혼합제제 또는 키토산올리고당 단독으로 사용하는 경우보다 1:5 ∼ 5:1의 중량비 범위내의 특정비율로 투여되었을 때, 가축의 성장촉진효과가 GMF 단일투여보다 25 ∼ 31% 더 증체가 되었으며, OCTH 단일투여보다 12 ∼ 17% 더 증체된 것으로 나타나 철분이 혼합된 아미노글리코사이드계 항생제의 혼합제제 또는 키토산올리고당 물질간에 상승작용이 있음을 알 수 있었다.

따라서, 본 발명은 상기에 나타낸 것처럼 철분이 혼합된 아미노글리코사이드계 항생제의 혼합제제 또는 키토산올리고당의 혼합비율이 1:5 ∼ 5:1의 중량비로 혼합하는 것이 바람직한 바, 그 비율이 상기 범위를 벗어나면 두 물질간의 상승효과가 감소한다.

실험예

상기 실시예의 복합항생제 조성물의 가축병증에 대한 야외 치료시험을 하기 위하여, 다음과 같은 조성과 방법으로 실험하였다.

실험용 약제 1/1㎖(이하 'COGF'라 한다)

- 겐타마이신 : 5 mg

- Iron : 100 mg

- 부형제(5% 키토산올리고당) : COGF의 총용량이 1㎖ 되도록 하는 양(약 0.8㎖)

대장균에 이환된 3∼10일령 이내의 설사자돈 30두를 선발하여 약제투여군 20두와 대조군 10두를 대상으로 하여 COGF 1 ㎖/10kg을 3일간 근육주사하였다. 이와 같은 자돈에 대한 해부학적 검사 및 조직자극성 검사는 자돈에 3일간 근육주사 후, 1일, 3일, 5일, 7일째에 자돈을 해부하여 호흡기계, 소화기계, 간장, 신장 및 주사부위의 근육을 조사하여 그 결과를 다음 표 4에 나타내었다.

상기 표 4에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 약제 조성물을 사용시 육안으로 유의한 변화는 인정되지 않았으나, 주사부위인 근육은 주사 후 3일이내에 가벼운 충혈이 나타났으나, 이후 관찰되지 않았다.

실험예 2

상기 실시예에서 제조한 복합항생제 조성물의 근육주사 및 경구투여시의 독성시험을 다음과 같이 실시하였다.

상기 실험예 1의 약제 COGF를 사용하였으며, 실험동물은 KAIST 실험동물센터로부터 공급받은 특정병원체 부재 Spraque Dawley 랫트로써 5∼6 주령의 암컷 20두, 수컷 24두를 사용하였고, 투여 전 3일간 순화시킨 후, 랫트 케이지에서 사육하여 사료와 식수를 자유 급여하였다.

실험군은 체중 kg당 0.1㎖(권장량), 0.3㎖(권장량의 3배), 0.5㎖(권장량의 5배) 군으로 나누어 실험하였고, 투여경로에 따라 경구투여군은 5두씩 배정하였다. 근육주사군은 6두씩 건강한 개체를 선발하여 배정하였다. 평가약제의 투여전마다 체중을 측정하여 투여용량을 정하였고, 투여 전 체중은 120∼135 kg이었다.

각 실험군은 처리별 시험용량을 경구투여의 경우 1일 1회씩 연속 5일간 랫트용 위내 투여용 주사기로 경구투여하였다. 근육주사는 1일 1회씩 3일간 주사하였다. 각 개체에 대한 투여량은 투여시마다 체중을 기준으로 하였으며, 투여시간은 매번 오전 9∼10시에 투여하였고, 대조군은 식수와 사료만을 공급하였다.

실험동물의 경구투여 및 근육주사 후 병리조직학적 결과를 조사하기 위하여 부검일정(경구투여군: 투여전, 투여후 1, 5, 10, 14일; 근육주사군: 주사전, 주사후 1, 3, 5, 9, 14일)에 따라 에테르 마취를 시켜 체중을 특정한 후, 채혈하고, 곧바로 부검을 실시하여 주요장기에 대하여 일부적인 부검 술식에 따라 관찰하면서 폐, 신장, 비장 등의 무게를 측정하였다. 이외에 뇌를 비롯한 각 실험장기를 적출하여 10% 중성 포르말린액에 고정하여 일부적인 조직처리 과정을 거쳐 파라핀에 포매하였고, 이것을 3 ∼ 4㎛로 절단하여 Hematoxylin & Eosin(H & E) 착색을 한 후, 광학현미경하에서 조직병변의 유무를 관찰하여 그 결과를 다음 표 5 ∼ 7에 나타내었다.

상기 표 6에서 보면, 0.1 ㎖를 투여한 경우에서 신장의 가벼운 충혈을 보였을 뿐, 그 외의 다른 조직에서의 병리학적 병변(病變)은 관찰되지 않았다.

상기 표 7에서 보면, 생리적 수준 범위내의 충혈만 보였을 뿐, 주사한지 5일 후에는 아무런 변화도 관찰되지 않았다.

이상의 결과에서 본 발명의 복합항균제 조성물은 사용기준에 따라 기준용량을 사용할 경우, 독성이 없고 안정성이 우수함을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 20∼40 : 1의 중량비로 철분이 혼합된 아미노글리코사이드계 혼합제제와 키토산올리고당을 약제학적 유효량으로 포함하는 동물용 복합항생제 조성물은 가축의 세균성감염 질병과 빈혈증의 치료 및 예방에 유용하고, 고가의 신규 항생물질을 대치할 수 있어 궁극적으로는 축산농가의 생산원가를 절감시키고 약품의 축체내 잔류도 효율적으로 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

철분 및 아미노글리코사이드계 항생제가 20 ∼ 40 : 1의 중량비로 혼합된 아미노글리코사이드계 혼합제제와 키토산올리고당이 1:5 ∼ 5:1 중량비로 배합되어 있어 그람양성 및 그람음성 세균에 대한 항균활성을 가지는 것임을 특징으로 하는 동물용 복합항균제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 철분이 철 덱스트란(Iron dextran)인 것임을 특징으로 하는 동물용 복합항균제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 아미노글리코사이드계 항생제가 겐타마이신(Gentamicin)인 것임을 특징으로 하는 동물용 복합항균제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 키토산올리고당은 분자량분포가 200 ∼ 15만이고, 1 ∼ 16당체의 분포가 45%이상인 것임을 특징으로 하는 동물용 복합항균제 조성물.
제 4 항에 있어서, 상기 키토산올리고당은 분자량분포가 200 ∼ 99,000이고,1 ∼ 16당체의 분포가 55%이상인 것임을 특징으로 하는 동물용 복합항균제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 동물은 닭, 돼지, 소, 말, 개, 오리, 산양 및 면양으로 구성된 그룹에서 선택되는 1종 이상의 가축인 것을 특징으로 하는 동물용 복합항균제 조성물.
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철분 및 아미노글리코사이드계 항생제가 20 ∼ 40 : 1의 중량비로 혼합된 아미노글리코사이드계 혼합제제와 키토산올리고당이 1:5 ∼ 5:1 중량비로 배합되어 있는 것임을 특징으로 하는 동물용 성장촉진제.