KR100477364B1

KR100477364B1 - 신규한 헬리코박터 파이로리 균 진단용 13ｃ-요소 캅셀 제제

Info

Publication number: KR100477364B1
Application number: KR10-2002-0038271A
Authority: KR
Inventors: 최한곤; 강성훈; 김지만; 용철순; 이종달; 김종국
Original assignee: 주식회사 메디켐스
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2005-03-22
Also published as: KR20040003535A

Abstract

본 발명은 신규한 헬리코박터 파이로리 균 진단용 ¹³C-요소 캅셀 제제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ¹³C-요소 캅셀 제제를 제조하는데 있어 용출보조제인 폴리에틸렌글리콜을 사용하여 ¹³C-요소의 초기 용출율을 증가시킴으로써, 종래의 ¹³C-요소 75 mg 함유 제제와는 달리 고가인 ¹³C-요소를 38 mg만 함유하며 시험식을 미리 복용하지 않고도 탁월한 감도를 나타낼 뿐만 아니라 약물의 안정성을 갖는 신규한 헬리코박터 파이로리 균 진단용 ¹³C-요소 캅셀 제제에 관한 것이다.

Description

신규한 헬리코박터 파이로리 균 진단용 13Ｃ-요소 캅셀 제제 {Novel 13C-Urea-Containing Capsule Preparation for Diagnosis of H. pylori}

본 발명은 신규한 헬리코박터 파이로리 균 진단용 ¹³C-요소 캅셀 제제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ¹³C-요소 캅셀 제제를 제조하는데 있어 용출보조제인 폴리에틸렌글리콜을 사용하여 ¹³C-요소의 초기 용출율을 증가시킴으로써, 종래의 ¹³C-요소 75 mg 함유 제제와는 달리 고가인 ¹³C-요소를 보다 소량 함유하며 시험식 (test meal)을 미리 복용하지 않고도 탁월한 감도를 나타낼 뿐만 아니라 약물의 안정성을 갖는 신규한 헬리코박터 파이로리 균 진단용 ¹³C-요소 캅셀 제제에 관한 것이다.

헬리코박터 파이로리 균의 진단 방법에는 침습적인 방법 (invasive test)과 비침습적인 방법 (non-invasive test)이 있다.

침습적인 방법에는 균배양검사, 조직검사 및 속성 우레아제 검사 (rapid urease test) 등이 있으며 이 방법들은 환자가 내시경 검사를 받아야 하는 불편함이 있고 검사과정이 복잡하며 검사비용이 비싸다. 또한 균배양검사는 채취한 조직을 까다로운 조건 속에서 배양시켜야 하는 어려움이 있고 조직검사는 경험이 풍부하고 능숙한 실험자가 반드시 필요하다는 단점이 있다.

비침습적인 방법에는 혈청학적 검사 및 요소호기검사 (¹³C-urea breath test) 등이 있으며 혈청학적 검사는 침습적인 방법보다 환자의 순응도가 좋기는 하나, 헬리코박터 파이로리 균 감염 초기에는 항체가 형성되지 않고 제균 요법 이후에는 혈청의 항체 역가가 불안정하기 때문에 헬리코박터 파이로리 균 진단이 부정확하다는 단점을 갖고 있다. 요소호기검사는 헬리코박터 파이로리 균 감염의 진단뿐만 아니라 제균 요법 후 치료의 효과를 판정하는데 가장 뛰어난 방법으로서 환자에게 불쾌감을 유발하지 않고 민감도 및 특이도가 우수하며, 정확성이 있기 때문에 최근 헬리코박터 파이로리 균 진단시약으로 연구가 활발히 진행되고 있다.

지금까지 개발된 헬리코박터 파이로리 균 진단용 제제로는 ¹³C-요소 (urea) 75 mg을 함유한 산제 및 정제 등이 시판되고 있으나 산제 제품 (Helikit^?)은 정확한 용량을 복용하기가 불편한 점을 갖고 있으며 (EP 0 881 491 A1; 1998. 2. 12), 정제는 ¹³C-요소 75 mg에 미결정 셀룰로오스 또는 크로스카멜로오스나트륨 등 무기화합물을 부형제로 첨가하여 제조하였으나 이 화합물 등은 ¹³C-요소를 흡착시키는 성질을 갖고 있기 때문에 ¹³C-요소의 용출율에 영향을 주어 헬리코박터 파이로리 균 진단 감도에 영향을 줄 우려가 있다 (대한민국 특허출원 1998-0702384; PCT 98/53808). 또한 이 제품은 복용하기는 간편하나 복용 전에 시험식으로 구연산을 10분전에 먼저 복용해야 하는 단점을 갖고 있다. 캅셀제로는 부형제없이 ¹³C-요소 38 mg만 충전한 제품이 연구되었으나 감도가 매우 떨어지는 단점을 갖고 있다 (Hamlet et al., Scand. J. Gastroenterol., 34, 367-374, 1999).

따라서 본 발명에서는 매우 고가인 ¹³C-요소를 소량 함유하면서 복용 전에 시험식을 복용하지 않고도 높은 감도를 나타내며 약물의 안정성을 확보한 경제적인 캅셀 제형을 개발하고자 한다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 신규한 헬리코박터 파이로리 균 진단용 캅셀을 개발하기 위하여, 소량의 ¹³C-요소에 폴리에틸렌글리콜을 혼합하여 캅셀을 제조함으로써 적은 양의 주성분을 함유하면서 복용 전에 시험식을 복용하지 않고도 높은 감도를 나타내며 약물의 안정성을 확보한 경제적인 캅셀 제형을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 소량의 ¹³C-요소, 폴리에틸렌글리콜 및, 임의로, 구연산을 함유하는 신규한 헬리코박터 파이로리 균 진단용 캅셀 제제를 그 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 본 발명은 캅셀당 ¹³C-요소 30 내지 60 mg, 폴리에틸렌글리콜 1.5-50 mg 및 구연산 70 mg 이하를 함유하는 신규한 헬리코박터 파이로리 균 진단용 캅셀 제제를 제공한다.

본 발명에 따른 헬리코박터 파이로리 균 진단용 캅셀 제제에 함유되는 각 조성성분에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 헬리코박터 파이로리 균 진단용 캅셀 제제 중에 주성분으로서 함유되는 ¹³C-요소의 진단 메카니즘은 다음과 같다. 일반적으로, ¹³C-표지된 요소를 헬리코박터 파이로리 감염이 의심되는 대상에게 경구 투여하게 되면, 헬리코박터 파이로리 감염자의 경우 헬리코박터 파이로리가 분비하는 우레아제에 의해 투여된 요소가 가수분해되어 ¹³CO₂가 생성되고, 생성된 ¹³CO₂는 호기를 통해 배출되게 된다. 이에 따라 호기 중의 ¹³CO₂/¹²CO₂ 비는 증가된다. 한편, 비감염자의 경우는 우레아제가 분비되지 않기 때문에, 경구 투여된 요소는 그대로 배설된다. 따라서, 요소호흡 검사법은 비침습적인 방법으로서 상기와 같이 호흡에 의하여 배출되는 CO₂ 중 ¹³CO₂/¹²CO₂ 비를 측정함으로써 헬리코박터 파이로리의 감염 여부를 판단한다.

일반적으로, 동위원소비는 동위원소비 질량분석기를 사용하여 측정할 수 있으며, 하기 수학식 1에 따라 계산하여 δ¹³CO₂ 값으로서 퍼밀(‰) 단위를 사용하여 나타낸다.

δ¹³CO₂ = [(R_시료-R_대조)/R_대조] x 1000

식 중, R_시료는 시료의 이산화탄소 동위원소비이고, R_대조는 기준 이산화탄소의 동위원소비를 나타낸다.

또한, 헬리코박터 파이로리의 감염 여부의 판단은 하기 수학식 2에 따라 계산한 값을 사용하여 판단한다.

초과 δ¹³CO₂ = δ¹³CO_{2 (요소 투여후)} - δ¹³CO _{2 (요소 투여전)}

(일반적으로 초과 δ¹³CO₂값을 DOB 값으로 표현)

일반적으로, δ¹³CO_{2 (요소 투여후)}는 요소 투여 후 15-30분 사이의 한 시점을 정해 측정한 값을 의미하며, δ¹³CO_{2 (요소 투여전)}은 투여 전의 값으로 0분으로 표시한다. 또한 초과 δ¹³CO₂> A (식중, A는 헬리코박터 파이로리 음성 대상자의 평균 초과 δ¹³CO₂ 치 + 3 x 표준편차)일 경우, 헬리코박터 파이로리 양성으로 판단하고, A값이 판정기준치(cut-off value)이다 (European Journal of Gastroenterology & Hepatology 1991, 3 : 915-921).

이러한 요소호흡 검사법에 있어서, 헬리코박터 파이로리 감염 여부의 기준치는 대상환자의 연령과 상태, 시험시에 위장관 운동을 지연시키기 위해 사용되는 실험 섭식의 종류와 양 등의 시험적 조건에 의한 요인과 측정장치 등 여러가지 요인에 의해 다소 변화할 수 있지만 일반적으로 판정기준치는 대략 2 내지 7 정도에서 선택되고 있다 (Eur J Gastroenterol Hepatol. 1991; 3: 915-21, Eur J Gastroenterol Hepatol 1998; 10: 7: 569-72, Eur J Gastroenterol Hepatol 1999; 11: 10: 1135-8, J pediatr Gastroenterol Nutr 1999; 29: 3 :297-301). 또한 진단용 제제의 헬리코박터 파이로리 균 감도의 정도는 30분 이내에 나타나는 최대 DOB 값에 의해 좌우되는데 보통 10 이상의 값을 가지면 감도가 매우 탁월하다고 판정한다. 기존의 헬리코박터 파이로리 균 진단용 제제는 요소 75 mg을 함유한 제제로서 주로 30분 사이에서 최대 DOB 값으로서 10 이상을 가지기 때문에 감도가 매우 높다 (Logan, Gut, 43, S47-S50, 1998; Eggers et al., Eur. J. Gastroenterol. Hepatol., 2, 437-444, 1990).

본 발명에 따른 헬리코박터 파이로리 균 진단용 캅셀 제제 중에서 용해보조제인 폴리에틸렌글리콜은 경구투여가 가능하면서 실온에서 고체상태인 폴리에틸렌글리콜 3000, 3350, 4000 및 6000 등을 단독으로, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 캅셀당 1.5-50 mg 함유하는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌글리콜은 미결정 셀룰로오스나 크로스카멜로오스나트륨 등 다른 붕해제 및 용출보조제와는 달리 염기성인 ¹³C-요소를 흡착시키는 성질을 갖고 있기 않기 때문에 초기의 ¹³C-요소의 초기 용출율을 증가시켜 헬리코박터 파이로리 균의 진단 감도를 증가시키는 역할을 한다. 만일, 폴리에틸렌글리콜의 함량이 1.5 mg 미만이면 본 발명에서 목적으로 하는 헬리코박터 파이로리 균 진단 감도가 떨어지는 문제점이 있으며 폴리에틸렌글리콜이 활택제의 역할도 하기 때문에 캅셀 충전에 문제를 발생시킬 수 있다. 또한 폴리에틸렌글리콜의 함량이 50 mg을 초과하면 제조시 캅셀 충전에 어려움이 있으며 위장에 문제를 일으킬 우려가 있다.

또한, 본 발명에 따른 헬리코박터 파이로리 균 진단용 캅셀 제제 중에서 부형제인 구연산은 시험식용으로 다른 부형제와는 달리 ¹³C-요소 캅셀의 헬리코박터 파이로리 균 진단 감도를 감소시키지 않기 때문에 캅셀 증량제로 사용할 수 있다. 그러나 70 mg을 초과하면 ¹³C-요소 캅셀의 헬리코박터 파이로리 균 진단 감도를 감소시킬 우려가 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 보다 상세히 설명하나, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1-6 및 비교예 1-4

다음 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로 캅셀에 충전하였다.

구 분		실시예						비교예
구 분		1	2	3	4	5	6	1	2	3	4
¹³C-요소		38	38	38	38	38	38	38	38	38	75
폴리에틸렌글리콜	3000	-	-	-	3	20	-	-	-	-	-
	3350	-	-	-	7	-	10	-	-	-	-
	4000	1.7	1.7	1	-	-	-	-	-	-	-
	6000	-	-	-	-	30	10	-	-	-	-
미결정 셀룰로오스		-	-	-	-	-	-	-	1.7	-	-
라우릴 황산나트륨		-	-	-	-	-	-	-	-	1.7	-
구연산		-	1.7	20	10	70	-	-	-	-	-
합계 (mg/cap)		39.7	41.4	59	58	158	58	38	39.7	39.7	75

시험예 1: 용출 시험

¹³C-요소, 폴리에틸렌글리콜, 미결정 셀룰로오스, 라우릴 황산나트륨 및 구연산 등을 140 호체 (106 ㎛)를 통과시켜 원료의 크기를 균일하게 한 다음 혼합하고 수동 캅셀충전기를 이용하여 충진물 무게 (¹³C-요소로서 380 mg 해당량)가 약 380-418 mg이 되도록 0호 캅셀에 충전하여 실시예 1-2 및 비교예 1-3의 캅셀 제제를 제조하였다. 여기에서 캅셀당 ¹³C-요소를 38 mg 충전하지 않고 380 mg을 충전한 이유는 용출후 ¹³C-요소의 정량을 용이하게 하기 위해서이다. 이 캅셀들을 갖고 대한약전 용출시험법 제 2 법 (바스켓법)에 의해 용출시험을 실행하였다.

용출시험기에서 캅셀을 넣은 바스켓을 물 500 ml에 담근 다음 50 rpm으로 37 ±0.5 ℃에서 15분 동안 교반하면서 정해진 시간에 시료 1 ml를 채취하였다. 이 액을 밀리포아 여과기로 여과한 다음 HPLC를 갖고 ¹³C-요소를 정량하였다 (도 1). 그 결과 미결정 셀룰로오스 (비교예 2) 및 라우릴 황산나트륨 (비교예 3)을 각각 5% 첨가한 캅셀 제제는 요소만 충전한 제제(비교예 1)와 비교할 경우 초기 용출율이 오히려 저하되는 경향을 보였으며 5분 후에는 거의 차이가 없었다. 이와 같이 초기 용출율이 저하되는 현상은 미결정 셀룰로오스 및 라우릴 황산나트륨은 염기성인 요소를 흡착하는 성질을 갖고 있기 때문에 나타난다.

반면 폴리에틸렌글리콜 5%를 첨가한 캅셀 처방 (실시예 1)은 요소만 충전한 처방 (비교예 1)와 비교할 경우 초기 용출율이 유의성있게 증가하였으며 마찬가지로 5분 이후에는 거의 차이가 없었다 (도 1A). 이런 결과는 폴리에틸렌글리콜은 염기성인 ¹³C-요소를 흡착시키는 성질을 갖고 있기 않기 때문에 초기부터 용출보조 역할을 하기 때문에 나타낸다.

또한 폴리에틸렌글리콜 5% 및 구연산 5%를 함께 첨가한 캅셀 처방 (실시예 2)은 폴리에틸렌글리콜 5%를 첨가한 캅셀 처방 (실시예 1)과 용출율과 거의 차이가 없었다 (도 1B). 이런 결과는 시험식인 구연산은 요소의 용출에 거의 영향을 주지 않는다는 것을 나타낸다.

시험예 2: 임상시험

헬리코박터 파이로리 균 보균자인 지원자 6인에게 실시예 1-2, 비교예 1-2 및 비교예 4 등을 각각 투여한 다음 투여전의 호흡시료와 투여후의 호흡시료를 동위원소 질량분석기로 ¹³CO₂/¹²CO₂의 분율을 측정하였다 (도 2). 임상실험 결과, 비교예 2를 제외하고는 모두 20분 이내에 DOB 값이 4 이상을 나타내어 헬리코박터 파이로리 균 진단 시약용으로 개발 가능성을 갖고 있었다. 이 결과로서 부형제를 미결정 셀룰로오스를 사용한 비교예 2는 헬리코박터 파이로리 균 양성 환자에게 음성으로 판정할 가능성이 있어 헬리코박터 파이로리 균 진단 시약으로 사용하지 못한다.

이런 결과는 용출시험 결과와 마찬가지로 미결정 셀룰로오스가 ¹³C-요소를 흡착하여 위에서도 용출을 방해하기 때문이라고 생각된다. 그리고 실시예 1 및 2는 비교예 1 (¹³C-요소 38 mg 충전 캅셀)보다 최고 DOB 값 도달시간이 유의성있게 단축되었으나 (20 분 vs. 30 분), 최고 DOB 값은 유의성있는 차이를 나타내지 않았다 (15.69-16.32 vs. 15.37). 또한 실시예 1 및 2는 비교예 4 (¹³C-요소 75 mg 충전)보다 최고 DOB 값 도달시간이 유의성있게 단축되었으나 (20 분 vs. 25분), 최고 DOB 값은 유의성있는 차이를 나타내지 않았다 (15.69-16.32 vs. 18.47). 이런 결과는 PEG가 위장에서 ¹³C-요소의 초기 용출율을 향상시키기 때문에 나타난 결과이다. 또한 캅셀 내의 ¹³C-요소의 양이 실시예 1에 비해 2배 증가하였으나 (비교예 4), 최고 DOB 값 도달시간 및 최고 DOB 값은 약간 증가하였으나, 유의성있는 차이는 없었다 (30 분 vs. 25 분; 15.37 vs. 18.47). 그리고 시험식인 구연산은 최고 DOB 값 및 최고 DOB 값 도달시간에는 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.

시험예 3: 감도 시험

헬리코박터 파이로리 균 보균자인 지원자 6인에게 실시예 1-6을 각각 투여한 다음, 동위원소 질량분석기를 사용하여 투여전의 호흡시료와 투여후의 호흡시료의 DOB 값을 측정하였다.

구 분	실시예
구 분	1	2	3	4	5	6
최고 DOB 값	15.69	15.32	12.57	14.31	13.23	15.11

요소호기검사에서 최고 DOB 값 도달시간이 20분 이내이고, 최고 DOB 값이 10 이상일 경우 헬리코박터 파이로리 균 진단 감도가 탁월한 것으로 판정한다. 표 2에서 임상실험 결과 실시예 1-6은 최고 DOB 값 도달시간이 거의 20분 이내이었으며 최고 DOB 값이 10 이상이기 때문에 헬리코박터 파이로리 균 진단 감도가 우수한 것을 알 수 있다.

시험예 4: 안정성 시험

상기에서 제조한 실시예 1의 캅셀 제제를 25℃ 및 37℃에서 6개월간 각각 보관하면서 일정한 시간에 시료를 채취하였다. ¹³C-요소 캅셀 시료의 내용물 약 40 mg을 물 50 ml에 넣고 5분간 교반한 다음 밀리포아 여과기로 여과한 후 ¹³C-요소의 함량을 HPLC로 정량하였다 (도 3). 그 결과 캅셀내의 ¹³C-요소의 함량은 97% 이상으로 유의할 만한 함량 차이는 나타나지 않았기 때문에 캅셀 내에 함유한 ¹³C-요소는 25℃ 및 37℃에서 최소 6개월 간은 매우 안정할 것으로 예상된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 헬리코박터 파이로리 균 진단용 ¹³C-요소 캅셀 제제는 용출보조제인 폴리에틸렌글리콜을 사용함으로써 ¹³C-요소의 초기 용출율을 증가시켜 종래의 ¹³C-요소 75 mg 함유 제제와는 달리 고가인 ¹³C-요소를 보다 소량 함유하며 시험식을 미리 복용하지 않고도 탁월한 감도를 나타낼 수 있는 장점을 갖고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예 1-2 및 비교예 1-3에서의 ¹³C-요소의 용출율을 나타낸 그래프.

도 2는 본 발명에 따른 실시예 1-2, 비교예 1-2 및 비교예 4의 임상시험 결과를 나타낸 그래프.

도 3은 본 발명에 따른 실시예 1의 안정성을 나타낸 그래프.

Claims

캅셀당 ¹³C-요소 30 내지 45 mg, 폴리에틸렌글리콜 1.5-50 mg 및 구연산 70 mg 이하를 포함하는 헬리코박터 파이로리 균 진단용 캅셀 제제.
제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌글리콜이 폴리에틸렌글리콜 3000, 3350, 4000, 6000 및 이들의 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것인 캅셀 제제.