KR100482262B1

KR100482262B1 - 서방성입자

Info

Publication number: KR100482262B1
Application number: KR1019980702757A
Authority: KR
Inventors: 닐스-오페 구스타프손; 티모 락소; 페터 피르; 모니카 왠손
Original assignee: 자고텍 아게
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1996-09-03
Publication date: 2006-04-14
Also published as: HK1011182A1; EP1716849A1; KR19990064267A; DE69636177T2; DE69636177D1; HUP9901205A2; SE505146C2; HUP9901205A3; AU699080B2; WO1997014408A1; ATE326953T1; NO320392B1; PT869774E; DE69625240T2; SE9503672D0; SE9503672L; EP1142569B1; AU7347896A; EP0869774A1; DE869774T1

Abstract

본 발명은 유기 용매가 거의 없는 수성 매질에서 생분해성 물질로부터 핵 입자를 제조하고, 제제화 도중 또는 후에 생물학적 활성 물질을 포획하며, 핵 입자를 건조시키고, 또 활성물질을 유해한 유기 용매에 노출시킴 없이 핵 입자상에서 외피를 제조하기 위해 방출 조절 중합체로 핵 입자를 코팅하는 것을 포함하는, 비경구 투여성 서방성 미립자의 제조 방법 및 이러한 방법에 의해 수득할 수 있는 미립자에 관한 것이다.

Description

서방성 입자

본 발명은 생물학적 활성 물질, 특히 약제의 비경구 투여를 위한 서방성(sustained release) 입자의 분야에 속한다. 보다 상세하게는, 생물학적 활성 물질을 함유하는 이러한 입자의 신규 제조 방법 뿐만 아니라 이들에 의해 수득할 수 있는 신규 서방성 입자에 관한 것이다.

많은 약제는 예컨대 구강 또는 비강 또는 직장 루트에 의해 비효율적으로 분해되거나 또는 흡수되기 때문에 주사에 의해 투여되어야 한다. 약제를 비경구 용도로 인체에 사용하기 위해서는 규제 당국의 승인을 받기 위한 많은 요건을 만족하여야 한다. 따라서, 이들은 생체 적합성 및 생분해성이 있어야하며 또 사용된 모든 물질 및 이들의 분해 생성물이 비독성이어야 한다. 게다가, 주사용 입자 약제는 주사 바늘을 통과할 만큼 작아야 하는데, 바람직하게는 200㎛ 미만이어야 한다. 약제는 제제의 제조 또는 저장 도중 또는 투여 후에 상당한 정도로 분해되어서는 안되며 또 재현 가능하게 생물학적 활성 형태로 방출되어야 한다.

무해한 최종 생성물을 위한 생체 적합성 및 생분해성에 대한 요건을 만족하는 하나의 중합체 유형은 락트산, 글리콜산 및 이들의 혼합물을 기재로 하는 선형 폴리에스테르이다. 이하, 상기 중합체는 PLGA로서 언급될 것이다. PLGA는 에스테르 가수분해에 의해 락트산 및 글리콜산으로 분해되고 또 탁월한 생체 적합성을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 더욱이, 이러한 PLGA의 무해성은 미국 식품 의약품국과 같은 규제 당국에 의해 상기 중합체를 기재로 하는 몇몇 비경구 서방성 제제를 승인함으로써 증명된다.

현재 시판되고 있는 PLGA를 기재로 하는 비경구 투여성 서방성 제품은 Decapeptyl^TM(입센 바이오테크), Prostap SR^TM(레덜레), Decapeptyl^R Depot(페링), och Zoladex^R(제네카)이다. 상기 제제의 약제는 모두 펩티드이다. 즉, 이들은 상대적으로 낮은 중합도를 가진 중합체로 축합된 아미노산으로 구성되고 또 이들은 명확히 정의되지 않은 입체 구조를 가진다. 이때문에 상기 제품의 제제화 도중에 다소 가혹한 조건의 적용을 가능하게 한다. 예컨대 압출에 이은 크기 감소가 이용될 수 있는데, 이러한 기술은 이들이 통상적으로 이러한 가혹한 조건을 견디지 못하므로 단백질과 관련하여 허용되어서는 안된다.

따라서, 단백질에 대한 서방성 제제가 필요하다. 단백질은 이들이 아미노산으로 이루어졌다는 점에서 펩티드와 유사하지만, 그 분자는 보다 크며 또 대부분의 단백질은 생물학적 활성 및 면역 유전성을 포함하는 이들의 특성에 대해 명확히 정의된 입체 구조에 따라 다르다. 이들의 입체 구조는 예컨대 고온, 표면 유도 변성 및 다수의 경우 유기 용매 노출에 의해 상대적으로 쉽게 파괴된다. 따라서, 단백질의 서방성을 위해 그 자체로 탁월한 물질인 PLGA의 사용과 관련된 매우 심각한 단점은 상기 PLGA를 용해시키기 위해 단백질의 안정성을 해치는 관련된 위험이 있는 유기 용매를 사용해야 한다는 조건이다.

제제화 공정 도중에 단백질 불안정성과 관련된 이러한 고유한 문제를 피하기 위해 PLGA 기술의 변형을 목적으로 하는 많은 노력에도 불구하고, 이 분야의 발전은 매우 느리고 또 아직까지 PLGA 기술을 기재로 하는 어떠한 단백질 제품도 시판되고 있지 않다. 따라서, 그 주요 원인은 아마도 대부분의 단백질의 입체 구조가 너무 민감해서 사용된 제제화 과정을 견디지 못하기 때문이며 PLGA-매트릭스로 저장된다.

단백질 및 펩티드와 같은 수용성 물질을 포획하기 위해 현재 가장 통상적으로 사용되는 기술은 다중 유제계를 이용하는 것이다. 약제 물질을 물 또는 완충 용액에 용해한 다음 용해된 중합체를 함유하는 물과 혼합되지 않는 유기 용매와 혼합한다. 유제는 내상으로서 수상을 가진 상태로 제조된다. 종종 이러한 제 1유제를 제조하기 위해 상이한 유형의 유화제 및 활발한 혼합을 사용한다. 이후, 상기 유제를 교반하에서 다른 중합체, 예컨대 폴리비닐알코올을 함유하는 다른 액체 전형적으로 물로 이송하여 삼중 w/o/w-유제를 수득한다. 이후, 미세구를 임의의 방법으로 경화한다. 가장 통상적으로 사용하는 방법으로서 저비점의 용매 전형적으로 디클로로메탄을 사용하고 또 이 용매를 증발시킨다. 유기 용매가 물과 완전히 혼합되지 않는다면, 삼중 유제에 물을 더 부가함으로써 연속 추출법을 사용할 수 있다. 이러한 통상적인 다양한 과정이 문헌에 기재되어 있다. 몇몇 경우에 있어, 제 1유제를 비수상 예컨대 실리콘 오일과 혼합한다. 용해된 약제 이외에 고형분 약제 물질을 사용할 수도 있다.

상기 방법에 의해 제조된 미세구로부터 단백질의 방출 형태는 초기의 빠른 방출 후 느린 방출 형태를 보인다. 상기의 느린 형태 이후에 빠른 방출의 세 번째 형태가 일어난다.

단백질을 함유하는 PLGA 미세구는 WO-A1-9013780호에 개시되어 있으며, 그 주요 특징은 단백질의 높은 생물학적 활성을 유지하기 위해 미세구의 제조 도중에 극저온을 사용한다는 것이다. 캡슐화된 과산화물 디스뮤타아제의 활성은 단지 입자로부터 방출된 양에 따라 측정된다. WO-A1-9412158호에 있어, 이 방법은 사람의 성장 호르몬을 PLGA를 함유하는 염화 메틸렌에 분산시키고, 이 분산액을 작은 방울을 동결시켜 이들을 질소 중에서 에탄올상에 침착하도록 하기 위해 액체 질소의 층으로 동결시킨 에탄올을 가진 용기로 분무시키는 것에 의해 사람의 성장 호르몬을 함유하는 PLGA 미세구를 제조하는데 사용되었다. 이후, 에탄올은 융해되고 또 미세구는 염화메틸렌이 에탄올로 추출되는 에탄올에서 침강하기 시작하며 또 미세구는 경화된다. 이 방법은 PLGA 미세구에 단백질을 포획하기 위한 대부분의 다른 공정보다 더 단백질의 안정성을 유지할 수 있다. 그러나, 다른 단백질에 대해서는 아직까지 명확히 설명되고 있지 않다.

그러나, PLGA로 활성 물질을 캡슐화하는 것을 토대로 하는 상술한 방법은 유기 용매로 처리되고 이것은 통상적으로 단백질의 안정성에 유해하다. 게다가, 상술한 유제 공정은 복잡하고 또 공업적 규모로 확대하는 것은 문제가 있다. 더욱이, 다수의 이러한 공정에 사용되는 많은 유기 용매는 환경에 있어 문제가 크며 또 PLGA 중합체에 대한 높은 친화력은 그 제거를 어렵게 한다.

비경구 투여성 서방성 제제는 포획된 약제의 방출을 정확한 방법으로 조절할 수 있어야 한다. PLGA를 기재로 하는 다수의 계에서, 활성 성분의 방출은 미립자로 혼입되는 약제 물질의 양에 따라 크게 다르다. 이는 약제를 다량 함유한 미립자내에 채널을 형성하는 것에 기인한다. 또한, 이것은 약제를 다량 함유할 때 높은 초기 방출을 초래한다.

고형의 핵(core)으로부터 작은 분자의 방출을 조절하는 공지 방법은 핵 표면에서 속도 조절 필름을 만드는 코팅을 도포하는 것이다. 이것은 구강 루트에 의해 투여될 약제의 방출 속도를 조절하는 통상적인 방법이다. 유사한 코팅을 도포하는 하나의 방법은 공기 현탁 기술의 사용이다. 그러나, 통상 크기 200㎛ 이하의 비경구 투여용 코팅 입자와 관련하여 통상적으로 심각한 문제가 발생한다. 이러한 문제는 입자가 응집되는 경향을 증가시킬 수 있고 또 제조 공정을 방해하는 정전기와 관련된 문제일 수 있다.

이러한 작은 크기의 입자를 코팅하는 몇몇 상이한 방법은 코팅 재료의 용액에서 약제의 분산에 이은 후속적인 분무 건조 및 상이한 방법으로 핵 물질을 캡슐화하는데 사용되는 용해된 중합체를 사용하는 다수의 코아세르베이션법이다. 그러나, 이러한 모든 방법은 PLGA를 용해시키는데 사용되는 유기 용매에 단백질이 노출될 것이다. 미립자의 코팅에서 유동층을 사용하는 방법은 US 4 568 559호에 개시되어 있다. 이때, 고형분, 건조 조성 혼합제는 필름-형성 중합체의 활성 성분의 균일한 분산액으로 부터 제조한 다음, 이 혼합제를 분쇄하고 또 생성된 입자를 체질하여 입도 분포 1 내지 150㎛을 수득한다. 이후, 핵 입자는 유동층에서 코팅되는데, 여기서 전제조건은, 동일하거나 또는 거의 동일한 필름-형성 중합체 물질이 복합체 핵의 제조과정에 그리고, 필름 형성 중합체의 벽 코팅을 핵 물질에 결합시키기 위한 코팅과정 모두에 대해 사용되어야 한다는 것이다. 따라서, 이 방법은 필름-형성 중합체가 PLGA 또는 물에 불용성인 다른 중합체이면 단백질이 유기 용매에 노출되는 문제를 제거하지 못한다.

따라서, 하기의 특성을 가지는 민감한 물질 예컨대 단백질에 대한 비경구 투여성 서방성 제제의 제조 방법이 아주 바람직할 것이다:

포획된 물질의 방출 속도를 전형적으로 1일 또는 수일 내지 약 1개월 이상의 광범위로 조절할 수 있고;

표준 약제학 장치로 제조될 수 있으며 또 소규모 내지 대규모 제조까지 사용될 수 있으며;

활성 성분이 유기 용매에 노출되는 것을 제거하거나 또는 최소화할 수 있고; 또

완전히 생분해성이며 생체 적합성 물질의 표면을 가진다.

시험관 시험으로부터 단백질 방출 및 2개의 생체내 시험으로부터 BSA 농도 및 혈액 글루코오스 수준은 첨부된 도면에 도시되어 있다:

도 1은 실시예 4의 코팅한 입자로부터 방출을 나타낸다;

도 2는 실시예 5의 코팅한 입자로부터 방출을 나타낸다;

도 3은 실시예 6의 코팅한 입자로부터 방출을 나타낸다;

도 4는 실시예 6의 코팅한 입자 및 코팅하지 않은 BSA 입자에 대해 생체내 방출로부터 혈장내 평균 BSA 농도를 나타낸다;

도 5는 실시예 7의 입자 및 코팅하지 않은 인슐린 입자로부터 인슐린의 생체내 방출로부터 평균 혈액 글루코오스 수준을 나타낸다.

보다 상세하게는, 그림으로부터 다음을 알 수 있다.

도 1에서는 실시예 4에서 코팅된 입자로부터 축적 단백질 방출을 알 수 있다. 상술한 바와 같이, 곡선은 상이한 코팅 수준(핵 중량 기준으로 부가된 코팅 중합체의 중량%)을 나타낸다. 핵은 매우 짧은 시간에 급속히 분해되고 대부분의 단백질을 방출한다. 모든 코팅 수준에서 그 급속함이 나타나지만 점점 감소한다. 코팅 중합체는 서서히 분해하므로 급속한 상황이 지난 후에는 감지할 수 없을 정도의 단백질의 양이 방출된다.

도 2에서는, 실시예 5에서 상술한 바와 같이 40% 코팅 수준으로 코팅된 입자로부터 방출된 단백질을 나타낸다. 상기 중합체는 처음에는 실시예 4와 유사한 제한된 급속함을 보이면서 보다 쉽게 분해되지만, 약 2주 후에는 코팅된 미립자로부터 잔여 단백질이 방출되기 시작한다.

도 3에서는, 실시예 6의 코팅된 입자(상술한 바와 같이, 80% 코팅 수준)로부터 방출되는 단백질을 알 수 있다. 이 경우에, 단백질은 실시예 4 및 5에 비해 보다 계속적으로 방출된다.

도 4에서는, 생체내 방출로부터 평균 BSA 농도를 알 수 있다. 코팅하지 않은 미세구에 대해 총 연구 기간동안 BSA의 지속적인 방출이 나타나 있다.

도 5에서는, 실시예 7의 입자 및 코팅되지 않은 입자로부터 인슐린의 생체내 방출로부터 평균 혈액 글루코오스 수준을 나타낸다. 두 제제에 대해, 6시간 후 혈액 글루코오스 수준의 급속한 정상화를 볼 수 있다. 1일 후, 코팅된 제제에 대해서만 당뇨병 수준으로 회귀하고, 다시 그 수준은 감소하기 시작하여 7일 후에는 혈액 글루코오스 수준의 최대 감소를 나타낸다. 11일 후, 혈액 글루코오스 수준은 재차 당뇨병 상태로 회귀한다. 따라서, 주사 후 9일 이상 동안 인슐린은 상기 과정을 통하해 그 생물학적 활성을 유지하였다. 코팅되지 않은 입자에 대해서는 어떠한 지연 효과도 볼 수 없다.

본 발명에 따르면, 상술한 특징을 가진 비경구 투여성 서방성 제제를 제조할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 청구범위의 신규 방법은 유기 용매에 예컨대 제제화할 단백질의 노출을 피하거나 또는 최소화하면서 PLGA의 탁월한 생체 적합성 및 방출 조절성을 활용할 수 있게 한다. 그러나, 본 발명은 단지 코팅물질로서 PLGA의 용도 또는 단지 활성성분으로서 단백질의 용도에 한정되지 않는다. 더욱이, 본 발명은 필름-형성, 생분해성 및 방출 조절 중합체, 특히 유기 용매가 사용되는 중합체에 적용할 수 있다. 중합체에 대한 다른 필요 조건은 약제학적으로 허용되어야 한다는 것이며, 이 조건은 제제화에 사용된 모든 다른 물질 또는 성분에도 적용될 수 있다. 더욱이, 본 발명은 비경구 투여에 있어 사용될 수 있는 모든 활성 물질에 대해 유용하다. 그러나, 기본적으로 본 발명은 유기 용매에 민감하거나 또는 불안정한 활성 물질의 상술한 문제점에 대한 해답을 제공한다.

간단하게는, 본 발명은 임의의 유기 용매 사용없이 미립자내에 활성 성분을 포획하고, 미립자를 건조 상태로 처리한 다음, 활성 성분이 유기 용매에 실질적으로 노출되는 것을 피하기 위해 중합체 코팅에 사용된 임의의 유기 용매를 매우 빨리 제거하는 공기 현탁 기술을 사용하여 생분해성 중합체로 미립자를 코팅하는 원리를 기초로 하고 있다.

보다 상세하게는, 본 발명의 첫 번째 요지에 따르면 생물학적 활성 물질, 특히 유기 용매의 존재하에서 불안정한 물질을 함유하는 비경구, 바람직하게는 주사 투여성 서방성 미립자의 제조 방법이 제공되는데, 이 방법은 유기 용매가 거의 없는 수성 용매에서 생분해성 물질로부터 핵 입자를 제조하고, 제제화 도중 또는 후에 생물학적 활성 물질을 포획하며, 과량의 활성 물질을 제거하기 위한 세척 단계 후 임의로 상기 활성 물질을 함유하는 핵 입자를 건조시키고, 또 활성물질을 유해한 유기 용매에 노출시키지 않고 핵 입자상에서 외피를 제조하기 위해 공기 현탁 기술에 의해 필름 형성, 생분해성, 방출-조절 중합체로 핵 입자를 코팅하는 것을 포함한다.

이 방법은 기본적으로 미립자의 제조가 주사 투여를 목적으로 하기 때문에, 상기 미립자의 평균 직경은 바람직하게는 10 내지 200㎛, 보다 바람직하게는 20 내지 100㎛ 및 가장 바람직하게는 60㎛ 미만, 예컨대 10 내지 60㎛ 또는 40 내지 60㎛이다.

바람직한 핵 입자 물질은 전분 또는 화학적 또는 물리적으로 변형된 전분이다. 이러한 물질은 당 기술 분야에서 그 자체로 공지되어 있고, 따라서 이러한 전분에 대한 상세한 설명에 대해 선행기술을 참조할 수 있다. 그러나, 부언하자면 전분으로부터 제조된 미립자는 혈장 및 세포외액에 존재하는 효소인 α-아밀라제에 의해 용해되도록 설계할 수 있고, 또 최종 분해 생성물이 글루코오스이기 때문에 전분 미립자는 생분해성 요건을 만족시킬 수 있다.

외피로 바람직한 중합체는 지방족 폴리에스테르(예컨대 동종 중합체) 또는 α-히드록시산의 공중합체 또는 α-히드록시산의 고리형 이합체이다.

상기 α-히드록시산은 바람직하게는 락트산 및 글리콜산으로 구성된 군으로부터 선정된다. 한편, 바람직한 동종 중합체는 예컨대 폴리락트산 또는 폴리글리콜산일 수 있으며, 바람직한 공중합체는 락트산/글리콜산 공중합체일 수 있다.

고리형 이합체는 바람직하게는 글리콜리드 및 락티드로 구성된 군으로부터 선정된다.

그러나, 상술한 바와 같이, 중합체가 기계적 안정성 및 활성 성분으로의 침투성 또는 공극 형성과 같은 방출 조절성에 대해 원하는 특성을 가진 필름을 형성할 수 있는 경우에는 다른 생분해성 중합체를 사용할 수도 있다. 중합체 자체에 의해 또는 코팅에 다른 물질을 포함함으로써 상기 특성을 실현할 수 있다. 사용된 코팅 물질은 언급된 2개 이상의 중합체의 혼합물일 수 있다. 더욱이, 상기 중합체는 이들의 염 형태로 사용될 수도 있다.

몇몇 방법에서는 유기 용매를 사용함없이 생물학적 활성 물질을 미립자에 포획할 수 있다. 특히 바람직한 방법은 그 자체로 공지된 소위 "수성 2상 계" 기술을 사용하는 것이다. 상기 방법은 예컨대 US 특허 제 4 822 535호에 개시되어 있으며, 이는 상기 기술에 대한 상세한 설명을 포함한다. 다른 방법은 별도의 공정으로 물을 흡수할 수 있는 다공성 미립자를 제조하고, 사용된 임의 유기 용매를 제거하며, 또 활성 물질의 용액에 건조된 미립자를 노출시킴으로써 수득된 미립자에 활성 물질을 배합함으로써 미립자에 의해 용액이 흡수되도록 한 다음, 건조시키는 것을 포함한다.

다공성 입자의 건조는 예컨대 분무 건조, 동결 건조 또는 진공 건조와 같은 몇몇 적절한 수단에 의해 달성될 수 있다. 과량의 활성 물질을 제거하기 위해 미립자 또는 다공성 입자를 건조 단계 이전에 세척할 수도 있다.

활성 물질을 함유하는 다공성 입자는 후속적으로 활성 물질을 유해한 유기 용매에 노출하는 것 없이 다공성 입자상에서 중합체 외피를 제조할 수 있는 공기 현탁 기술에 의해 코팅된다. 상기 공기 현탁기술은 공기 현탁법으로 분류되는 임의의 방법일 수 있으며 또 만족할 만한 코팅을 도포할 수 있다. 이러한 방법의 바람직한 예는 유동층 또는 소위 "분출층"이 사용되는 방법 또는 그 자체로 공지되고 여기서는 상세히 기재할 필요가 없는 소위 "부르스터(Wurster) 공정" 이다. 따라서, 여기에서 사용되는 소위 "공기 현탁법" 은 가스가 상방향으로 이동하는 흐름에서 고형분 입자를 현탁시키는 방법이다. 상기 가스는 사용된 용매를 증발시킬 수 있는 가스일 수 있고 또 "공기" 현탁이라는 용어에 불구하고 반드시 공기일 필요는 없다.

그러나, 공기 현탁 기술과 관련하여, 바람직하게는 공기, 또는 가스의 높은 유동 속도를 사용하는 동안 활성물질의 민감성 및 이들이 유기 용매에 노출되는 문제는 제거되거나, 또는 거의 감소되어 원하는 결과를 충분히 달성되는 것으로 밝혀졌다.

청구범위의 방법의 바람직한 구체예에 따르면, 중합체는 용액, 슈도라텍스 또는 이들의 유제로부터 핵 입자 상에 도포된다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 신규 방법에 의해 활성 물질이 유기 용매의 존재에 의해 실질적인 정도까지 영향을 받지 않는 것이 예기치 않게 밝혀졌기 때문에 중합체에 대한 용매로서 유기 용매를 사용할 수 있다는 것을 주목해야 한다.

그러나, 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예는 상기 코팅 용액이 물을 함유하고, 상기 슈도라텍스가 물에서 중합체의 슈도라텍스이며 또 상기 유제가 하나의 상이 수상인 경우이다. 상이한 중합체의 혼합물인 경우, 이들은 유제의 상이한 상에 존재할 수 있다. 따라서, 물의 존재는 코팅 도중에 정전기 생성을 제거 또는 거의 감소시킬 수 있음이 밝혀졌고, 또 이 경우에 있어 특히 바람직한 구체예는 하나의 상이 중합체에 대한 용매에서 중합체의 액상이고 다른 상은 물인 유제의 사용이다. 또, 상술한 유제는 이하에 보다 상세히 기재될 매우 일반적인 요지에 있어 유용하고 또 본 발명의 다른 요지를 나타낸다.

본 발명의 다른 바람직한 구체예는 하나 이상의 안정화제가 이들의 제조 도중에 입자에 혼입되는 경우이다. 이러한 안정화제의 속성은 물론 안정화시킬 특정 활성 물질에 따라 다르고 또 상기 안정화제는 공지 원리에 입각하여 선정된다.

첨가제를 도포 도중에 방출 조절 중합체 외피로 혼입할 수도 있다. 이들 첨가제의 바람직한 예는 필름 특성 변형제 및 방출 조절제이다. 첫 번째 범위에 대한 예는 예컨대 트리에틸시트레이트, 트리아세틴, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드 등의 가소제이고, 방출 조절제는 예컨대 무기 염기(예컨대 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨 등), 유기 염기(예컨대 에탄올 아민, 디에탄올 아민, 트리에탄올 아민, 리도케인, 테트라케인 등), 무기산(예컨대 황산암모늄, 염화암모늄 등), 유기산(예컨대 시트르산, 락트산, 글리콜산, 아스코르브산 등), 및 방출할 때 코팅에서 공극을 형성하는 고형분 용해성 물질(예컨대 염화나트륨, 글루코오스, 만니톨, 수크로스 등의 결정).

유제 또는 슈도라텍스를 제조하는 경우에 포함되는 첨가제는 예컨대 유화제이다.

코팅 재료의 필요량은 예컨대 미세 캡슐, 코팅의 조성물 및 소망하는 방출성에 따라 다르다. 그러나, 전형적인 양은 핵 중량 기준으로 1 내지 200 중량%, 바람직하게는 5 내지 100중량%이다.

포획된 활성 물질의 방출을 조절하는 코팅을 도포한 후, 특성을 더 변형시키거나 또는 취급을 용이하게 하기 위해 부가 물질을 예컨대 분무와 같은 방법으로 도포할 수 있다. 이러한 물질의 예는 만티톨, 수크로스 및 염화나트륨이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 유기 용매의 존재에 민감하거나 또는 불안정한 단백질, 펩티드 및 폴리펩티드 또는 다른 약제 또는 생물학적 활성 물질과 관련하여 특히 중요하다. 그러나, 단지 본 발명의 개념이 비경구 투여에 대해 사용할 수 있는 몇몇 생물학적 활성 물질에만 적용할 수 있다고 해서 이러한 물질의 존재로만 본 발명이 한정되지 않는다. 따라서, 민감하거나 또는 불안정하다는 문제 이외에, 본 발명은 용매를 제거하는 것이 어렵거나 또는 독성 등의 환경 문제가 발생할 수 있는 경우에 특히 중요하다.

본 발명의 두 번째 요지에 따르면, a) 유기 용매가 거의 없는 수용액에서 제조된, 활성 물질이 포획되어 있는 생분해성 물질의 핵 입자, 및 b) 공기 현탁 기술에 의해 상기 핵 입자 상에 도포되는 필름-형성, 생분해성, 방출-조절 중합체의 외피를 포함하는 비경구 투여성 서방성 미립자가 제공된다.

바람직한 구체예 및 물질의 예 및 이와 관련하여 사용되는 기술에 있어서, 상술한 모든 구체예 및 실시예를 참조하며 또 재차 반복되지 않을 것이다.

본 발명의 세 번째 요지에 따르면, 공기 현탁 기술에 의한 통상 상술한 소립자, 바람직하게는 미립자의 코팅방법을 제공하며, 이 방법은 용매에서 하나는 코팅 물질의 액상이고 다른 상은 물인 코팅 물질의 코팅 유제를 공기 현탁 기술에 의해 상기 입자에 도포하는 것을 포함한다.

따라서, 이러한 방법에 의해 소립자의 공기 현탁 코팅에서 정전기와 관련된 문제를 제거하거나 또는 감소시킬 수 있음이 밝혀졌다.

본 발명의 이러한 요지의 배경은 다음과 같다. 정제, 과립 및 소립자의 공기 현탁 코팅 기술은 공지되어 있다. 유기 용매에서 코팅 물질로 코팅할 때, 정전기 문제가 있을 수 있다. 이 문제는 코팅 소립자인 경우 보다 분명해진다. 따라서, 소립자는 코팅 쳄버 벽에 부착되고 또 상호 부착되는 경향이 있어 바람직하지 않은 응집 문제를 보다 심각하게 만든다. 코팅 장치의 벽에 부착되는 입자는 뱃치에서 비평탄 코팅, 낮은 수율 및 조절성이 낮은 공정의 원인이 될 수 있다.

몇몇 코팅 중합체에 대해 라텍스 또는 슈도라텍스의 수성 분산액의 사용은 정전기와 관련된 문제를 제거하거나 또는 감소시킨다. 유기 용매를 기재로 하는 계로부터 수득된 필름의 동일한 품질을 가진 모든 코팅 중합체에 대해 라텍스 분산액을 사용할 수 없었다. 본 발명의 이러한 요지는 이 문제를 피할 수 있게 한다.

상기 내용에 있어서, 본 발명과 관련된 입자는 크기 또는 조성물에 대해 특정하게 제한되지 않는다. 따라서, 약제 물질, 비료 등을 함유하는 약제 물질 또는 입자일 수 있다.

코팅 물질은 공기 현탁 코팅에서 사용될 수 있고 또 물과 완전히 혼합될 수 없는 용매에 용해성인, 예컨대 필름-형성 중합체와 같은 몇몇 코팅 물질이다. 코팅 물질의 예는 특정하게 상술한 중합체이다. 적절한 용매의 예는 고급 알코올, 에스테르, 에테르, 케톤, 염소화 탄화수소, 지방족 탄화수소 및 방향족 탄화수소이다.

코팅 유제는 수상과 유기상을 혼합함으로써 제조된다. 코팅 물질은 유기상에 용해된다. 유제화 단계는 간헐적인 교반, 프로펠러, 터어빈 혼합기 또는 자기 교반기, 콜로이드 분쇄법, 균질화 방법 또는 소니피케이션(sonification) 방법과 같은 종래의 몇몇 분산화 과정에 의해 실시될 수 있다. 유기상은 내상 또는 외상일 수 있다.

유제를 안정화시키기 위해 유화제를 부가할 수 있다. 이들의 바람직한 예는 음이온 계면활성제 또는 비이온 계면활성제이다. 상기 유화제는 단독으로 또는 조합해서 사용할 수 있다.

본 발명의 상기 요지 뿐만 아니라 본 발명의 첫 번째 요지와 관련하여 사용된 코팅 장치는 입자, 특히 소립자를 코팅시킬 수 있는 공기 현탁 장치의 몇몇 유형일 수 있다.

본 발명은 공지된 특성 및 적당한 비용에 알맞은 계에 대해 모델 단백질로 가장 광범위하게 사용되는 BSA를 함유하는 미립자로 폴리(락티드-코-글리콜리드)를 포함하는 층으로 코팅하는 하기의 비한정적인 실시예에 의해 예시될 것이다. 더욱이, 인슐린은 민감한 단백질이고 또 최종 제제의 생물학적 활성이 생체내에서 쉽게 분석될 수 있기 때문에 사람의 인슐린을 함유하는 미립자를 코팅하였다. 미립자를 예컨대 미국 특허 제 4 822 535호에 개시된 기술에 따라 제조하였다. 상기 코팅은 시판되고 있는 장치로 도포하였고 또 코팅에 대한 최적 상태를 얻기 위해 많은 경우 조정할 필요가 있기 때문에 실시예에서 설정한 변수들은 단순한 기준으로 보아야 할 것이다.

핵 입자 제조 과정

실시예 1

미국 특허 제 4 822 535호에 따른 2상 고정화.

1. 전분(Amioca 50, 내쇼날 스타치) 80g을 계량하고 또 pH 9.8의 50mM 중탄산나트륨 완충 용액 320g에 현탁하였다.

2. 전분이 완전 용해될 때까지 현탁액을 가열하였다.

3. 이 용액을 50℃로 냉각하였다.

4. pH 9.8의 50mM 중탄산나트륨 완충 용액에 9.26% BSA 용액 96ml를 부가(상온에서)하고 또 10초 동안 교반하였다.

5. 계속 교반하면서, 전분-단백질 용액을 pH 9.8의 50mM 중탄산나트륨 완충 용액에서 20중량%의 폴리에틸렌 글리콜 용액 800ml에 부가하였다(상온, 평균 분자량 20000).

6. 2분 후, 계속 교반하면서 pH 9.8의 50mM 중탄산나트륨 완충 용액에서 40중량%의 폴리에틸렌 글리콜 용액을 부가하였다(상온, 평균 분자량 20000).

7. 24시간 동안 교반하였다.

8. 수득된 미립자를 세척하고 또 진공 건조하였다.

9, 건조된 미립자를 160㎛ 메쉬를 통해 체질하였다.

실시예 2

1. 전분(Amioca 50, 내쇼날 스타치) 80g을 계량하고 또 물 420g에서 현탁하였다.

2. 전분이 완전 용해될 때까지 현탁액을 가열하였다.

3. 이 용액을 50℃로 냉각하였다.

4. 계속 교반하면서, 전분 용액을 물에서 20중량%의 폴리에틸렌 글리콜 용액 800ml에 부가하였다(상온, 평균 분자량 20000 D).

5. 2분 후, 계속 교반하면서 물에서 40중량%의 폴리에틸렌 글리콜 용액 3200ml를 부가하였다(상온, 평균 분자량 20000 D).

6. 24시간 동안 교반하였다.

7. 수득된 미립자를 세척하고 또 진공 건조하였다.

8, 건조된 미립자를 물에서 5%의 BSA 수용액으로 함침시켰다. 입자 및 BSA-용액의 동일한 중량을 사용하였다.

9. 3시간 후, 이 입자를 동결 건조시켰다.

10. 건조된 미립자를 160㎛ 메쉬를 통해 체질하였다.

핵 입자 제조 과정

실시예 3

2. 전분이 완전 용해될 때까지 현탁액을 가열하였다.

3. 이 용액을 50℃로 냉각하였다.

4. 인슐린 8.89g에 상응하는 노보 노르디스크사의 Monotard^R 2511ml를 원심분리하였다. 인슐린을 0.15M NaCl, 1mM ZnCl₂ 및 10mM 아세트산 나트륨을 함유하는 pH 7.3의 완충 용액 500ml로 한 번 세척하고 또 재차 원심분리 하였다. 인슐린을 전분 용액과 혼합하고 10초 동안 교반하였다.

5. 계속 교반하면서, 전분-단백질 용액을 pH 9.8의 50mM 중탄산나트륨 완충 용액에 있는 20중량% 폴리에틸렌 글리콜 용액 800ml에 부가하였다(상온, 평균 분자량 20000).

6. 2분 후, 계속 교반하면서 pH 9.8의 50mM 중탄산나트륨 완충 용액에 있는 40중량%의 폴리에틸렌 글리콜 용액 3200ml을 부가하였다(상온, 평균 분자량 20000).

7. 24시간 동안 교반하였다.

8. 수득된 미립자를 세척하고 또 진공 건조하였다.

외피 제조 과정

실시예 4

코팅 용액 제조 과정

1. 보에링거 인겔하임사의 Resomer RG756 폴리(락티드-코-글리콜리드 75/25) 200g을 계량하였다.

2. 트리아세틴 10g을 부가하였다.

3. 이것을 아세톤 3123g에 용해시켰다.

코팅 도포 과정

1. 3.5% BSA를 함유하는 전분 미립자 500g을 Glatt GPCG 6" 부르스터에 장전하였다.

2. 부르스터의 하기 조건을 설정하였다:

분무 압력 3 bar

분무 노즐 0.8mm

입구 온도 38 내지 40℃

출구 온도 33 내지 37℃

생성물 온도 34 내지 38℃

공기 속도 3.2 내지 3.4m/초

코팅 용액의 유속 4.4ml/분

3. 코팅된 생성물을 회수하였다.

실시예 5

코팅 용액 제조 과정

1. 보에링거 인겔하임사의 Resomer RG504H 폴리(락티드-코-글리콜리드 50/50) 200g을 계량하였다.

2. 이것을 아세톤 3133g에 용해시켰다.

코팅 도포 과정

2. 부르스터의 하기 조건을 설정하였다:

분무 압력 3 bar

분무 노즐 0.8mm

입구 온도 38 내지 40℃

출구 온도 33 내지 37℃

생성물 온도 34 내지 38℃

공기 속도 3.0 내지 3.2m/초

코팅 용액의 유속 4.4ml/분

3. 코팅된 생성물을 회수하였다.

실시예 6

코팅 용액 제조 과정

1. 보에링거 인겔하임사의 폴리(D,L 락티드) Resomer R104 40g 및 폴리(락티드-코-글리콜리드 75/25) Resomer RG756 40g을 계량하였다.

2. 이것을 에틸 아세테이트 1252g에 용해시켰다.

3. 물 2504g을 Tween 80 1.6g과 혼합하였다.

4. 이 중합체 용액과 수용액을 고속의 이스트랄 투락스 혼합기를 이용하여 혼합하였다.

코팅 도포과정

1. 2.7% BSA를 함유하는 전분 미립자 100g을 휘틀린 볼 피복기 HKC005에 장전하였다.

2. 볼 피복기에 대한 하기 조건을 설정하였다:

분무 압력 0.8 bar

미기후 압력 0.4 bar

분무 노즐 0.6mm

입구 온도 25 내지 27℃

출구 온도 20 내지 24℃

코팅 용액의 유속 5 내지 7g/분

3. PLGA 로 코팅한 후, 만니톨 10중량% 및 Tween 80 0.4중량%를 함유하는 수용액 200g을 유속 3.5g/분으로 입자상에 분무하였다.

4. 코팅된 생성물을 회수하였다.

시험관에서의 방출 방법

시험관에서의 방출은 코팅된 생성물 70mg을 계량하고 또 완충 용액 1.5ml 를 폴리프로필렌 에펜도르프관에 부가함으로써 조절하였다. 방출 완충용액은 pH 7.4의 30mM 인산나트륨, 염화나트륨을 가진 I-O, 154, 1mM 염화칼슘, α-아밀라제 72 U/l, 및 0.02%의 아지드화나트륨으로 구성하였다. 적당한 간격을 두고 완충용액 1ml를 제거하고 정확한 pH를 유지하기 위해 새로운 완충용액을 샘플에 부가하였다. 37℃에서 상기 관을 서서히 진동시켰다. 단백질 및 전분 농도를 pH와 함께 측정하였다.

생체내 방출 방법

코팅된 미립자로부터 BSA의 생체내 방출을 연구하기 위해 암컷 쥐 10SPF(9 내지 10주, 170 내지 180g)를 사용하였다. 실시예 6에 따라 제제된 미립자 163mg/ml를 함유하는 현탁액 200㎕을 목에 피하 주사하였다. 주사 부형제는 현탁 보조제로서 3% 나트륨 카르복시메틸셀룰로스를 함유하는 생리적 염화나트륨 용액이었다. 21G 바늘을 사용하여 주사하였다.

표준 대조군으로서, 코팅되지 않은 미립자를 비교를 위한 8마리에 투여하였다. BSA 투여량을 코팅하지 않은 제제에 비해 코팅한 제제에서 4배 높게 하였다.

BSA를 측정하기 위한 혈액 샘플은 투여전 0일 및 오후, 및 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7일 후 동일한 시간에 안와(obital) 망상 조직으로부터 취하였다. 혈액 500㎕를 취하고 또 혈장내 BSA를 분석하였다. 혈장내 BSA 농도는 소의 알부민과는 반응하지만, 쥐의 알부민과는 반응하지 않는, 시판되고 있는 항체(Dakopatts)를 기재로 하는 ELISA 방법을 사용하여 분석하였다.

실시예 7

코팅 용액의 제조 과정은 실시예 6의 과정과 유사하다.

코팅 도포 과정

9.3% 인슐린(노보 노르디스크사의 Monotard^R)을 함유하는 전분 미립자 100g을 휘틀린 볼 피복기 HKC005에 장전하였다.

나머지 코팅 과정은 실시예 6의 과정과 유사하다.

생체내 방출 방법

실시예 7의 제제의 생물학적 효과를 연구하기 위해 암컷 쥐 10SPF(9 내지 10주, 170 내지 180g)를 사용하였다. 시험 물질로 주사하기 3일 전, 당뇨병을 유도하기 위해 스트렙토조토신 65mg/kg으로 쥐를 처리하였다. 주사하기 최대 2분 전에 스트렙토조토신을 pH 4.5의 1% 시트로산 완충 용액에 용해하였다.

주사한 날에, 실시예 7의 미립자 51mg/ml를 함유하는 현탁액 200㎕를 목에 피하 주사하였다. 주사 부형제는 현탁 보조제로서 3% 나트륨 카르복시메틸셀룰로스를 함유하는 생리적 염화나트륨 용액이었다. 21G 바늘을 사용하여 주사하였다. 표준 대조군으로서, 코팅하지 않은 미립자를 비교를 위한 8마리에 투여하였다. 인슐린 투여량을 코팅한 미립자에 비해 코팅하지 않은 미립자에 대해 2.5배 높게 하였다.

혈액 글루코오스를 측정하기 위한 혈액 샘플은 인슐린 투여전 0일 및 오후, 및 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7일 후 동일한 시간 및 9일 후 오후에, 또 코팅한 미립자를 투여한 쥐에 대해서는 11일 오후에 오후에 안와 망상 조직으로부터 취하였다. 로케사의 시판 장비 COBAS MIRA를 이용하여 혈액 글루코오스를 분석하였다.

Claims

(a) 생물학적 활성 물질에 유해한 유기 용매가 없는 수성 매질에서 생분해성 물질로부터 핵 입자를 제조하며, 상기 제조과정 도중에 또는 후에 상기 활성 물질을 포획하는 단계; (b) 경우에 따라 상기 단계 (a)의 입자를 세척하는 단계; (c) 활성 물질을 함유하는 상기 핵 입자를 건조하는 단계; (d) 필름-형성, 생분해성, 방출-조절(release-controlling) 중합체를 공기현탁기술을 이용하여 상기 핵 입자에 코팅하여, 상기 활성물질의 활성에 유해할 수 있는 유기용매에 상기 활성물질이 노출되지 않도록 하면서, 상기 핵 입자를 함유하는 상기 중합체로 이루어지는 외피(shell)를 형성시키는 단계를 포함하는, 생물학적 활성 물질을 함유하는 비경구 투여성 서방성 미립자의 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 핵 입자 물질이 전분 및 화학적 또는 물리적으로 변형된 전분으로부터 선정되는 방법.
제 1항에 있어서 상기 중합체가 α-히드록시산, α-히드록시산의 고리형 이합체 및 그들의 조합으로부터 제조되는 동종 또는 공중합체로 구성된 군으로부터 선정되는 방법.
제 4항에 있어서, 상기 α-히드록시산이 락트산 또는 글리콜산으로부터 선정되는 방법.
제 4항에 있어서, 상기 고리형 이합체가 글리콜리드 또는 락티드로부터 선정되는 방법.
제 1항 및 제 3항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체가 용액, 슈도라텍스 또는 유체로부터 핵 입자 상으로 도포되는 방법.
제 1항 및 제3항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성 물질이 펩티드, 폴리펩티드 및 단백질로 구성된 군으로부터 선정되는 방법.