KR100381408B1 - 저분자량 히알루론산나트륨의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고분자량 히알루론산나트륨을 마이크로플루이다이저로 분해하여 저분자량 히알루론산나트륨을 제조하는 방법에 관한 것으로, 이 방법에 의하면 저분자량 히알루론산나트륨을 빠르고 정확하게 대량생산할 수 있다.

Description

저분자량 히알루론산나트륨의 제조 방법

본 발명은 고분자량의 히알루론산나트륨을 원료로 하여 저분자량의 히알루론산나트륨을 용이하게 제조하는 방법에 관한 것이다.

히알루론산은 글루쿠론산(glucuronic acid)과 N-아세틸글루코사민의 β(1→3) 결합을 기본 단위로 하는 긴사슬형으로 되어 있고 수용액상에서 염으로 존재하는 수용성의 고분자 뮤코 다당류로서, 스트렙토코커스속의 미생물에서부터 척추동물에 이르기까지 매우 광범위하게 존재한다. 주로 닭벼슬과 스트렙토코커스속의 미생물로부터 얻어지고 있는 히알루론산나트륨의 분자량은 0.1 - 10 ×10⁶달톤으로 매우 다양하고, 수용액상에서 점성, 탄성 및 보습성을 가지며, 이러한 성질은 히알루론산나트륨의 분자량과 농도에 좌우된다.

히알루론산나트륨은 현재 백내장 수술에서 화장품에 이르기까지 광범위한 분야에서 사용되고 있으며 안과용으로 시판되고 있는 히알루론산나트륨이 200-400 만의 고분자량의 것인데 반해 골관절염 치료제로 시판되고 있는 것은 50-100 만의 저분자량의 것이 주종을 이루고 있다. 백내장 수술의 경우 각막의 원형 유지를 위해 점탄성이 높은 고분자량의 히알루론산나트륨이 필요하나, 골관절염의 경우에는 분자량에 따른 치료 효과의 차이가 없는 것으로 나타났다.

저분자량 히알루론산나트륨은 고분자량의 것에 비해 정제 공정 속도가 빠르고 제균필터 통과시 압력상승의 문제가 없어 보다 고농도로 처리할 수 있으므로, 저분자량의 히알루론산나트륨을 사용하면 생산성 향상과 생산단가 절감 등의 효과가 있으며 단백질, 핵산 등 불순물의 제거 효과도 월등하고, 이를 주사제로 사용할 경우에는 적은 힘으로 손쉽게 주사할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 특별히 고분자량의 히알루론산나트륨을 요구하지 않는 골관절염 등의 치료에는 저분자량의 히알루론산나트륨을 사용하는 것이 바람직하며, 이것은 고분자량의 히알루론산나트륨을 원료로 하여 제조할 수 있다.

고분자량 히알루론산나트륨의 저분자량화 방법으로는 고온가열, 초음파분쇄, 및 자외선, 산 또는 알칼리 처리 등이 사용되어 왔다(Motohashet al., Journal of Chromatography, 435, 1988, Bothneret al., Int. J. Biol. Macromol., Vol. 10, 1998). 그러나 이러한 방법에 의한 지분자량화는 분자량의 분포가 넓고 재현성이 부족하며 대량생산에는 사용이 어려운 단점이 있다.

본 발명에서는 상기에서 언급한 문제점을 해결하기 위하여, 기계적 방식에 의해 고분자량 히알루론산나트름으로부터 빠르고 정확하게 저분자량 히알루론산나트륨을 대량으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 고분자량 히알루론산나트륨을 마이크로플루이다이저(microfluidizr)로 분해하여 저분자량 히알루론산나트륨을 제조하는 방법을 제공한다.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

마이크로플루이다이저는 일정한 공기압이 순간적으로 대기압으로 낮아지면서 매우 큰 압력차이가 발생되는데 이와 같은 압력차이에 의하여 생성된 전단력을 이용하여 세포 파쇄, 에멀션화, 리포좀 생산 등에 사용되어 지고 있다. 본 발명에서는 비점도 30 내지 40 dl/g의 고분자량 히알루론산나트륨의 용액이 전단력에 의해 분해되는 성질을 이용하여 마이크로플루이다이저에서 1000 내지 8000 psi의 압력으로 일정한 전단력을 가함으로써 고분자량의 히알루론산나트륨을 균일하게 절단하여 분자량 분포가 좁은 저분자량 히알루론산나트륨을 제조할 수 있다. 이 때 동일한 압력으로 1 회 이상 반복처리할 수 있으며 1500 psi에서 1 회 처리하는 것이 가장 바람직하다. 이렇게 제조된 저분자량의 히알루론산나트륨은 통상의 정제 및 제균 과정을 거처 제품화할 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단, 본 발명의 범위가 하기 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.

실시예

비점도가 33.5 dl/g인 히알루론산나트륨 0.036 %(w/v) 수용액 10 l을 마이크로플루이다이저(제조사명: Microfluidics corporation, 모델명: 120E) 에 넣고1500 psi의 압력하 500 ml/분의 속도로 1 회 처리하였다. 시료를 취한 후 동일 압력하에서 다시 재처리하는 방법으로 4 회 반복 처리하였으며, 매 회마다 취한 시료의 비점도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다. 이 때 비점도는 25 ℃에서 모세관 점도계(capillary viscometer)로 측정하였다. 1500 psi에서 1 회 처리시 히알루론산나트륨의 비점도는 초기 비점도의 37 %이었으며 처리 횟수를 반복 할수록 비점도의 감소율은 현저히 낮아졌다.

같은 방법으로 2000 psi의 압력에서는 4 회 처리하였고, 4000, 6000 및 8000 psi 의 압력에서는 각각 1 회 처리하여 시료를 취한 후 비점도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

상기 표 1에서 알 수 있듯이 1500-8000 psi 압력에서 1 회 이상 처리할 경우비점도가 큰 폭으로 감소함을 알 수 있다.

비교실시예

비점도가 38 dl/g인 히알루론산나트륨 0.036 %(w/v) 수용액 10 l을 마이크로플루이다이저로 1500 psi의 압력에서 1 회 처리하여 얻은 시료와 121 ℃에서 10 분간 오토클레이브하여 얻은 시료 및 처리전 시료의 GPC (Gel Permeation Chromatography) 크로마토그램을 비교하여 처리전·후의 분자량 분포 변화를 관찰하였다. 이 때 사용된 GPC는 이소크래틱 조건에서 이동상은 0.15 M NaCl 완충액, 유속은 0.5 ml/min, 시료의 주사량은 300 ㎕이었다.

제 1 도는 저분자량 히알루론산나트륨 제조시 각각 마이크로플루이다이저와 오토클레이브로 처리한 시료 및 처리전 시료의 GPC 크로마토크램으로, 그래프 상단에 표시된 유지 시간이 13.19 인 것은 처리전 시료, 15.51 인 것은 마이크로플루이다이저로 처리한 시료, 15.59인 것은 오토클레이브로 처리한 시료에 해당한다. 제 1 도에서 보는 바와 같이 마이크로플루이다이저를 이용하여 분해한 경우에는 처리전에 비해 더 좁은 분자량 분포를 보였고, 오토클레이브에 의해 분해된 경우에는 처리전에 비해 더 넓은 분자량 분포를 나타내었다. 이것은 가열시에는 무작위 절단에 비해 분해가 이루어지는 반면, 마이크로플루이다이저로 처리한 경우에는 일정한 기계적 힘에 의해 일정한 정도로 균일한 분해가 이루어짐을 보여주는 것이라 하겠다. 이 때 마이크로플루이다이저와 오토클레이브를 통해 얻은 시료의 비점도는 각각 14와 15.2 dl/g이었다.

상기 시험결과에서 보듯이 마이크로플루이다이저를 이용하여 고분자량의 히알루론산나트륨으로루터 관절염 치료제 등에 적합한 점탄성을 갖는 저분자량 히알루론산나트륨을 제조하는 방법은, 기존의 방법에 비해 분자량이 분포가 매우 균일하고 재현성이 우수하며 연속 수행이 가능하여 대량생산시에도 쉽게 적용할 수 있는 우수한 방법임을 알 수 있다.

제 1 도는 저분자량 히알루론산나트륨 제조시 각각 마이크로플루이다이저와 오토클레이브로 처리한 시료와 처리전 시료의 GPC 크로마토그램이다.

Claims (4)

1. 고분자량 히알루론산나트륨을 마이크로플루이다이저(microflui-dizer)로 분해하여 저분자량 히알루론산나트륨을 제조하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   1000 내지 8000 psi의 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   동일 압력으로 1 회 이상 반복 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   고분자량의 히알루론산나트륨의 비점도가 30 내지 40 dl/g인 것을 특징으로 하는 방법.