KR100703872B1 - 양친성 블록 공중합체 및 이를 포함하는 약물 전달용고분자 조성물 - Google Patents

양친성 블록 공중합체 및 이를 포함하는 약물 전달용고분자 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친수성 블록 및, 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 블록으로 이루어진 양친성 블록 공중합체에 관한 것이다. 또한 본 발명은 양친성 블록 공중합체, 및 폴리락트산의 하나 이상의 말단이 적어도 하나의 카복시기와 공유결합된 폴리락트산 유도체를 포함하는 수용액 중에서 안정한 미셀을 형성할 수 있는 고분자 조성물에 관한 것이다.

Description

양친성 블록 공중합체 및 이를 포함하는 약물 전달용 고분자 조성물{AMPHIPHILIC BLOCK COPOLYMER AND POLYMERIC COMPOSITION COMPRISING THE SAME FOR DRUG DELIVERY}
본 발명은 친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록을 포함하는 양친성 블록에 관한 것이다. 또한 본 발명은 양친성 블록 공중합체 및 폴리락트산 유도체의 하나 이상의 말단이 적어도 하나의 카복시기와 공유결합된 폴리락트산 유도체를 포함하는 고분자 조성물에 관한 것이다.
약물은 생체 투여 시 단지 소량만이 표적 위치에 도달하고 투여 용량의 대부분은 표적하지 않은 위치에 분포하여 원치 않는 부작용을 일으킬 수 있다. 따라서, 최근 20년간 적절한 담체를 이용하여 약물의 부위 특이적 송달을 위해 효율적인 시스템을 개발하는데 연구가 집중되어 왔으며, 이러한 담체에는 리포좀, 소분자 계면활성제 미셀, 고분자 나노파티클 및 고분자 미셀(경질 미셀로 만들어진 고분자 나노파티클)이 포함된다. 리포좀을 약물 담체로 사용하는 것은 주로 낮은 봉입 효율, 약물 불안정성, 급속한 약물 유출 및 낮은 저장 안정성과 같은 문제점으로 인해 제한되는 것으로 밝혀져 있다. 소분자 계면활성제 미셀은 체내 투여 후 체액에 희석되어 쉽게 분해되므로, 약물 담체로서 충분한 역할을 수행하기 어렵다.
최근에는, 생분해성 고분자를 이용하는 고분자 나노파티클과 고분자 미셀이 이러한 문제점을 극복하는데 매우 유용한 것으로 보고되었다. 이들은 정맥 내 투여된 약물의 생체 내 분포를 변화시켜 부작용을 감소시키고 효능을 향상시켜, 약물의 특이적 세포 표적화 및 방출 제어와 같은 장점을 갖는다. 이들은 또한 체액과의 적합성이 우수하고 수난용성 약물의 용해도와 생체이용률을 향상시킨다.
친수성 표면을 갖는 나노미터 크기의 약물 담체는 망상내피계[reticule-endothelial systems (RES)]에 의한 인식과 포획을 회피하여 장시간 혈액 중에 순환할 수 있다. 이들 친수성 나노파티클의 또 다른 장점은 크기가 매우 작아 입자들이 수동적 표적화 기작을 통해 고형 암과 같은 병변에 도달하는 것이다. 그러나, 특이적인 표적 위치로 약물을 성공적으로 송달하기 위해서는 순환 중 담체가 약물을 안정하게 보유해야만 한다. 약물 표적화는 긴 순환시간을 필요로 하고, 담체는 장시간 혈액 성분에 노출되므로, 약물이 신속하게 제거되는 담체에 비해 약물-담체 결합 안정성을 개선시킬 필요가 있다.
친수성 표면을 갖는 나노미터 크기의 약물 담체 중, 고분자 미셀은 보통 수백개의 블록 공중합체로 이루어지며 직경이 약 20 내지 50 ㎚ 이다. 고분자 미셀은 두 개의 구형 공통-중심 부위, 즉 소수성 약물을 봉입하는 역할을 하는 소수성 물질로 조밀하게 채워진 코어와, 체내 RES를 회피하여 혈액 중에서 장시간 순환할 수 있도록 하는 친수성 물질로 이루어진 외피(outer shell)를 갖는다. 이들 담체는 크기가 작고 용해도가 높고, 멸균과정이 간단하며 약물을 방출 제어한다는 분명 한 장점을 가짐에도 불구하고, 도입된 약물이 생체 내에서 급속히 방출될 수 있어 그 물리적 안정성이 관건이 된다.
미셀은 전체 공중합체 농도가 임계 미셀 농도(CMC)보다 높으면 열역학적으로 안정하다. 따라서, CMC 값이 낮은 공중합체 시스템을 사용하면 미셀의 생체 내 안정성을 증가시킬 수 있다. 역학적 안정성은 미셀의 분해 속도를 의미한다. 분해속도는 미셀 코어의 물리적 상태에 의존한다. 유리 전이 온도가 높은 소수성 블록을 함유하는 공중합체로 형성된 미셀은 유리 전이 온도가 낮은 것들 보다 천천히 분해되는 경향이 있다. 또한 미셀 간에 유니머(unimer) 교환속도에 영향을 미치는 많은 인자에 의해서도 영향을 받을 수 있다. 유니머 교환속도는 코어 내 용매 함량, 공중합체의 소수성 성분 함량 및 친수성 및 소수성 블록의 길이와 같은 많은 인자에 의존하는 것으로 밝혀졌다.
수난용성 약물을 봉입할 수 있는, 안정성과 효능이 개선된 생분해성 생체적합성 코어-쉘 타입 약물 담체를 개발하기 위하여 많은 노력이 이루어져 왔다. 쉘로서 친수성 폴리에틸렌 옥사이드와, 코어로서 수용액 중에서 가교결합된 소수성 생분해성 고분자를 포함하는, 화학적으로 고정된 고분자 미셀을 제조하는 방법이 EP 0,552,802 A2에 개시되어 있다. 그러나, 이 고분자 미셀은 코어-형성 고분자가 안정한 구조를 가지도록 가교 결합제를 A-B 타입 이중블록 또는 A-B-A 타입 삼중블록 공중합체의 친수성 성분으로 도입하여야 하므로 제조하기가 어렵다. 또한, 인체에 적용한 적이 없는 가교결합제를 사용하는 것은 안정성 문제를 일으킬 수 있다.
미셀 형성 블록 공중합체-약물 복합체가 미국특허 제6,080,396호에 개시되어 있다. 친수성 고분자 분획과 소수성 고분자 분획을 갖는 고분자 블록 공중합체-약물 복합체는 외피로서 친수성 분획을 갖는 미셀을 형성하고 그의 소수성 내핵에 안트라사이클린 항암제를 함유한다. 항암제 분자는 미셀의 코어 내에 공유 결합된다. 그러나, 약물이 고분자 미셀 내에 공유 결합되면, 약물 결합의 분해속도를 제어하기 어렵다.
한편, 친수성 고분자인 폴리알킬렌글리콜 유도체와 지방산 폴리에스테르 또는 폴리아미노산과 같은 소수성 생분해성 고분자를 포함하는 이중 또는 삼중블록 공중합체로 이루어진 고분자 미셀을 사용하여 소수성 약물을 안정화할 수 있음이 보고되어 있다. 미국특허 제5,449,513호는 친수성 고분자로서 폴리에틸렌글리콜, 및 소수성 고분자로서 폴리아미노산 유도체, 예를 들어, 폴리벤질 아스파르트산 등을 포함하는 이중블록 공중합체를 개시하고 있다. 이 이중블록 공중합체는 예를 들어 독소루비신과 같은 소수성 항암제나, 예를 들어 인도메타신과 같은 항염증제를 가용화할 수 있다. 그러나, 폴리아미노산 유도체는 생체 내에서 가수분해되지 않아 면역반응으로 인한 부작용을 유발한다.
미셀의 안정성을 향상시키기 위한 방법으로 고분자의 소수성을 증가시키는 방법이 있다. 이를 위해서는 고분자의 분자량이나 조성비를 조절하여야 하지만 분자량이 증가함에 따라 생분해 효율이 저하되어 체외로의 배설이 어렵고 장기에 축적되어 독성을 나타낼 수 있는 문제점이 있다. 미국특허 제5,429,826호는 친수성 폴리알킬렌 글리콜과 소수성 폴리락트산을 포함하는 이중 또는 다중블록 공중합체 를 개시하고 있다. 구체적으로, 상기 특허는 아크릴산 유도체가 이중 또는 다중-블록 공중합체의 말단기에 결합된 이중- 또는 다중-블록 공중합체를 미셀화한 후, 수용액 중에서 고분자를 가교결합시켜 고분자 미셀을 형성함으로써 고분자 미셀을 안정화하는 방법을 개시하고 있다. 상기 방법은 고분자를 안정화할 수는 있지만, 가교결합된 분자가 분해되지 않아, 생체 내에 적용할 수는 없다. 상기 고분자 미셀은 중성 pH의 수용액에서 다량의 수난용성 약물을 가용화할 수 있지만, 단시간 내에 약물을 방출하는 단점이 있다. 또한, 미국특허 제6,458,373호에서는 난용성 약물을 알파 토코페롤(a-tocopherol)의 에멀젼 형태로 가용화하였다. 이 특허에서는 에멀젼을 안정화하기 위하여 PEG로 수식된 비타민 E(PEGylated vitamin E)를 계면활성제로 사용하였다. PEG로 수식된 비타민 E는 친수성 블록과 소수성 블록으로 이루어진 양친성 이중 블록 공중합체와 유사한 구조를 가지며, 소수성이 강한 알파 토코페롤이 난용성 약물과의 친화력을 증가시키기 때문에, 난용성 약물을 가용화할 수 있다. 그러나, 친수성 고분자로 사용된 폴리에틸렌글리콜의 분자량이 한정되어 있어 PEG로 수식된 비타민 E 단독으로는 파클리탁셀을 2.5 ㎎/㎖ 농도까지만 가용화할 수 있고, 그 이상의 농도에서는 불안정한 미셀이 형성되어 약물의 결정이 쉽게 침전되는 현상을 나타내는 문제점이 있다.
화학요법에 대한 임상적 종양 내성은 선천적 또는 후천적인 것일 수 있다. 선천적 내성은 진단 시 제1선 화학요법에 반응하지 않는 종양에 존재하는 것이다. 후천적 내성은 최초 치료에 대해서는 매우 민감하게 반응하지만, 재발 시 완전히 다른 표현형을 나타내는 종양에서 자주 발생한다. 내성은 이전에 사용된 약물과 구조와 작용 기작이 다른 새로운 약물 모두에 대해 형성될 수 있다. 예를 들어, 탁솔R을 이용한 암 화학요법은 암 세포의 후천적 내성으로 인해 자주 실패하는데, 이는 P-gp의 과잉발현과 β-튜뷸린의 변형과 빈번하게 연관되어 있다. 탁솔R 내성 세포는 악티노마이신 D, 독소루비신, 빈블라스틴, 및 빈크리스틴을 포함한 다른 약물에 대해 교차-내성을 나타낸다. 따라서, 임상적 약물 내성은 화학요법이 대부분의 전이성 암 환자를 치료할 수 있기 위해서 극복해야 하는 주된 장애이다.
약물-내성 암 세포는 정상 세포 보다 높은 IC50(약물의 50% 세포 억제농도)을 나타내므로, 정상 세포에서는 농도가 낮은 반면 종양 세포에서는 농도가 높은 약물을 이용하는 화학요법이 효과적이다. 따라서, 약물-내성 암에 대한 효능을 보장하기 위해서는 긴 전신 순환과 종양 조직에서의 약물의 특이적 배치가 요구된다.
상기한 것에 비추어, 생체적합성이고 생분해성인 소수성 약물 전달을 위한 개선된 고분자 미셀 조성물의 개발이 요청되어 왔다. 본 발명은 생체적합성이고 생분해성이며, 안정성을 감소시키지 않으면서 소수성 약물을 효과적으로 전달할 수 있는 개선된 고분자 미셀 조성물을 제공한다.
발명의 요약
본 발명의 하나의 양태는 친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록을 포함하는 양친성 블록 공중합체 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 양친성 블록 공중합체는 원래의 고분자와 거의 동일한 분자량을 유지하면서 소수성 블록의 소수성을 현저하게 증가시킨다. 또한, 소수성 관능기가 난용성 약물과의 친화력을 크게 향상시킴으로써 고분자로부터 형성된 고분자 미셀은 수용액 상에서 더욱 안정하게 되고, 미셀에 가용화된 난용성 약물의 혈중 농도를 보다 장시간 유지할 수 있다. 또한 상기의 양친성 블록 공중합체는 다른 고분자와 혼합하여 약물 전달용 고분자 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록을 포함하는 양친성 블록 공중합체; 및 폴리락트산 유도체의 적어도 일 말단이 적어도 하나의 카복시기와 공유결합된 폴리락트산 유도체를 포함하는, 고분자 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 세번째 양태는 친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록을 포함하는 양친성 블록 공중합체; 및 폴리락트산 유도체의 적어도 일 말단이 적어도 하나의 카복시기와 공유결합된, 여기서 폴리락트산 유도체의 카복실화된 말단기는 2가 또는 3가 금속이온으로 고정된, 폴리락트산 유도체를 포함하는, 고분자 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 고분자 조성물은 체액이나 수용액 중에서 안정한 고분자 미셀이나 나노파티클을 형성할 수 있다. 본 발명의 조성물로 형성된 미셀이나 나노파티클은 친수성 외피와 다량의 소수성 약물을 물리적으로 봉입할 수 있는 소수성 내핵을 갖는다. 본 발명의 약물 함유 미셀과 나노파티클은 투여 후 혈류 중에서 체류시간이 연장되고, 다양한 약제학적 제형을 제조하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 고분자 조성물로 항암제를 함유하는 고분자 미셀을 제조시 암조직으로 잘 이행되어 항암제 내성 암세포에 대해 효과적으로 작용할 수 있다. 본 발명의 부가적인 특징과 장점은 본 발명의 특징을 예를 들어 보여주는 첨부 도면과 함께, 하기 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
발명의 상세한 설명
본 고분자 조성물과 그의 제조 및 사용방법을 기술하기 전에, 본 발명은 여기에 개시된 특정 형태, 제조단계와 재료로 한정되지 않으며 그러한 형태, 제조단계 및 재료는 변화될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한 여기에 사용된 용어는 특정 구체예를 기술하기 위한 목적으로만 사용되고 첨부된 청구범위와 그의 균등물에 의해서만 제한되는 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아님을 이해하여야 한다.
본 명세서와 첨부된 청구범위에서 사용된 바와 같이, 단수형, "a", "an" 또는 "the"는 명백히 다르게 언급하지 않는 한 복수 형태를 포함하는 것이다. 따라서, 예를 들어, "말단기"를 함유하는 고분자에 대한 언급은 2 이상의 그러한 그룹에 대한 언급을 포함하며, "소수성 약물"에 대한 언급은 2 이상의 그러한 약물에 대한 언급을 포함한다. 추가로, 양친성 블록 공중합체에 대한 언급은 각 A 및 B 블록의 조성물, 각 블록의 각각의 비율, 및 각 블록 및/또는 전체 블록 고분자 조성물의 중량 또는 수평균 분자량이 여기 정의된 제한 내로 제공된 블록 공중합체의 혼합물을 포함한다.
본 발명을 기술하고 청구하는데 있어서, 하기 용어가 아래 정의에 따라 사용된다.
본 명세서에서 사용된, 용어 "생물활성 약제" 또는 "약물" 또는 다른 유사한 용어는 당해 기술분야에 이미 알려진 방법 및/또는 본 발명에서 교시된 방법에 의해 투여하기에 적합하고 원하는 생물학적 또는 약물학적 효과를 유도하는 모든 화학적 또는 생물학적 물질 또는 화합물을 의미한다. 그러한 효과는 (1) 유기체에 대해 예방적 효과를 갖고 감염 방지와 같은 원치 않는 생물학적 영향의 방지, (2) 질병에 의해 유발된 이상의 완화, 예를 들어 질병으로 인한 통증이나 염증의 완화, 및/또는 (3) 유기체로부터 질병의 완화, 감소, 또는 완전 제거를 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 그 효과는 국소 마취 효과의 제공과 같이 국소적이거나, 전신적인 것일 수 있다.
본 명세서에서 사용된, 용어 "생분해성" 또는 "생분해"는 가용화 가수분해, 또는 효소나 유기체의 다른 산물일 수 있는 생물학적으로 형성된 물질의 작용에 의해 물질이 덜 복잡한 중간체나 최종 산물로 전환되는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용된, 용어 "생체적합성"은 생체에 부정적인 영향을 미치지 않는 가용화 가수분해, 또는 효소 또는 유기체의 다른 산물일 수 있는 생물학적으로 형성된 물질의 작용에 의해 형성된 물질 또는 물질의 중간체 또는 최종 산물을 의미한다.
본 명세서에서 사용된, "유효량"은 어떠한 의학적 처치에 수반되는 합당한 위험/이익 비율로 원하는 국소 또는 전신 효과를 제공하기에 충분한 생물활성 약제의 양을 의미한다.
본 명세서에서 사용된, "투여" 및 유사한 용어는 조성물이 전신적으로 순환될 수 있도록 조성물을 치료받는 개체로 전달하는 것을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 피하, 근육 내, 경피, 경구, 경점막, 정맥 내, 또는 복강 내 경로로 투여된다. 그러한 용도를 위한 주사제는 통상적인 형태, 즉 액상 용액 또는 현탁액, 또는 주사 전에 액상 용액이나 현탁액으로 제조하기에 적당한 고체 형태, 또는 에멀젼으로 제조될 수 있다. 투여를 위해 사용될 수 있는 적당한 부형제는 예를 들어 물, 식염수, 덱스트로스, 글리세롤, 에탄올 등을 포함하고; 필요한 경우, 습윤제나 유화제, 완충제 등과 같은 소량의 보조제를 포함한다. 경구 투여를 위해, 액제, 정제, 캅셀제 등과 같은 다양한 형태로 제형화될 수 있다.
이하 예시적인 구체예를 나타내고 이를 기술하기 위해 구체적인 용어를 사용할 것이다. 그러나 이에 의해 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아님을 이해하여야 한다. 본 개시내용에 관하여, 관련 분야의 기술자에게, 여기에 나타낸 발명적 특징의 변화와 추가적인 변형과, 여기에 설명된 본 발명의 원리의 부가적인 응용은 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 간주되어야 한다.
하나의 양태로서 본 발명은 친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록을 포함하는 양친성 블록 공중합체를 제공한다.
본 발명은 또한 상기 양친성 블록 공중합체의 제조방법에 관한 것으로서, 방법 Ⅰ내지 Ⅲ을 포함한다:
방법 Ⅰ:
1) 토코페롤 또는 콜레스테롤기를 가진 소수성 화합물을 카르복실화시키는 단계; 및
2) 친수성 A 블록 및 하이드록시 말단기를 가진 소수성 B블록으로 구성되는 양친성 블록 공중합체를 개시제로서 디사이클로헥실카보디이미드(DCC) 존재 하에, 상기 카복실화된 소수성 화합물과 반응시켜, 소수성 B 블록의 하이드록시 말단기에 카복실화 소수성 화합물을 화학 결합시키는 단계를 포함하는 방법.
방법 Ⅱ:
1) 토코페롤 또는 콜레스테롤기를 가진 소수성 화합물을 카르복실화시키고, 생성된 카르복실화된 소수성 화합물을 옥살릴 클로라이드로 활성화시키는 단계; 및
2) 친수성 A 블록 및 하이드록시 말단기를 가진 소수성 B블록으로 구성되는 양친성 블록 공중합체를 상기 활성화된 카복실화 소수성 화합물과 반응시켜, 소수성 B 블록의 하이드록시 말단기에 카복실화 소수성 화합물을 화학 결합시키는 단계를 포함하는 방법.
방법 Ⅲ:
1) 토코페롤 또는 콜레스테롤기를 가진 소수성 화합물을 결합제(linkage agent)로서 디클로라이드 화합물과 혼합하는 단계;
2) 단계 1)에서 얻은 반응 혼합물에 친수성 A 블록 및 하이드록시 말단기를 가진 소수성 B블록으로 구성되는 양친성 블록 공중합체를 첨가하여, 소수성 B 블록의 하이드록시 말단기에 소수성 화합물을 화학 결합시키는 단계; 및
3) 단계 2)에서 얻은 블록 공중합체를 용해시키고 침전시키는 단계를 포함하는 방법.
본 발명의 '카복실화 소수성 화합물'이란 카복실기가 소수성 화합물의 히드록시기에 결합된 것을 의미하며, 카복실기는 석시네이트, 말로네이트, 글루타레이트 또는 아디페이트 유래일 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명의 양친성 블록 공중합체를 함유하는 약물 담체를 제공한다. 또한 본 발명은 상기 양친성 블록 공중합체 및 수난용성 약물을 포함하고, 체액 또는 수용액에서 고분자 미셀을 형성할 수 있는 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 양친성 블록 공중합체는 바람직하게는 친수성 A 블록 및 소수성 B 블록을 포함하는 A-B 타입 이중블록 공중합체이거나 B-A-B타입의 삼중 블록 공중합체 일 수 있으며 소수성 블록의 말단기는 히드록시기이다. 양친성 이중블록 공중합체는, 수성 상에 위치 시 소수성 B 블록이 코어를 형성하고 친수성 A 블록이 쉘을 형성하는 코어-쉘 타입의 고분자 미셀을 형성한다.
바람직하게는, 친수성 A 블록은 폴리알킬렌글리콜, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴아미드 및 그의 유도체로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것이다. 보다 바람직하게는, 친수성 A 블록은 모노메톡시폴리에틸렌글리콜, 모노아세톡시폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌과 프로필렌글리콜의 공중합체, 및 폴리비닐피롤리돈으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것이다. 바람직하게는, 친수성 A 블록은 200 내지 50,000 달톤의 수 평균 분자량을 갖는다. 보다 바람직하게는, 친수성 A 블록은 1,000 내지 20,000 달톤의 수 평균 분자량을 갖는다.
본 발명의 양친성 블록 공중합체의 소수성 B 블록은 폴리에스테르, 폴리언하이드라이드, 폴리아미노산, 폴리오르소에스테르 및 폴리포스파진으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 고도의 생체적합성 생분해성 고분자이다. 보다 바람직하게는, 소수성 B 블록은 폴리락타이드, 폴리글리콜라이드, 폴리카프로락톤, 폴리디옥산-2-온, 폴리락타이드와 글리콜라이드의 공중합체, 폴리락타이드와 디옥산-2-온의 공중합체, 폴리락타이드와 카프로락톤의 공중합체, 및 폴리글리콜라이드와 카프로락톤의 공중합체로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상이다. 바람직하게는, 양친성 블록 공중합체의 소수성 B 블록은 50 내지 50,000 달톤의 수 평균 분자량을 갖는다. 보다 바람직하게는, 양친성 블록 공중합체의 소수성 B 블록은 200 내지 20,000 달톤의 수 평균 분자량을 갖는다.
소수성 B 블록은 바람직하게는 하이드록시 말단기를 가지며 상기 하이드록시 말단기에 소수성 B 블록의 소수성을 증가시키기 위하여 소수성이 우수한 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된다. 본 발명의 양친성 블록 공중합체에서 소수성 블록은 수용액 내에서 물과의 접촉을 피해 안쪽으로 모여 내핵을 이루어 구형의 고분자 미셀을 형성하므로 물과의 친화력이 떨어지는 수난용성 약물을 양친성 블록 공중합체와 반응시 수난용성 약물은 고분자 미셀의 내핵의 소수성 고분자에 의해 둘러싸이면서 미셀 내에 봉입될 수 있다. 이때, 형성되는 미셀의 안정성은 소수성 블록의 소수성 정도와 약물의 친화력에 의존한다. 따라서, 본 발명에서는 소수성 블록의 고분자의 분자량을 그대로 유지하면서 소수성을 증가시키기 위해, 소수성 블록의 말단에 토코페롤, 콜레스테롤 등과 같이 소수성이 강한 관능기를 결합제를 이용하여 화학 결합시킨다. 토코페롤과 콜레스테롤은 생체 화합물로서, 난용성 약물과의 친화성을 증대시킬 수 있는 고리 구조를 가진 소수성 화합물이다.
본 발명의 양친성 블록 공중합체의 친수성 A 블록 대 소수성 B 블록의 비율은 바람직하게는 30:70 내지 97:3의 중량비 범위이고, 보다 바람직하게는, 4:6 내지 7:3 범위이다. 친수성 A 블록의 함량이 지나치게 낮으면 고분자가 수용액에서 고분자 미셀을 형성하지 않을 수 있고, 그 함량이 지나치게 높으면 형성된 고분자 미셀이 안정하지 않다.
본 발명의 양친성 블록 공중합체는 한 예로 하기 화학식 (Ⅰ')에 의해 나타내어질 수 있다:
R1'-O-[R3']l'-[R4']m'-[R5']n'-C(=O)-(CH2)x'-C(=O)-O-R2' (Ⅰ')
상기 식에서,
R1'은 CH3-, H-[R5']n'-[R4']m'- 또는 R2'-O-C(=O)-(CH2)x'-C(=O)-[R5']n'-[R4']m'-이고;
R2'은 토코페롤 또는 콜레스테롤이며;
R3'은 -CH2CH2-O-, -CH(OH)-CH2-, -CH(C(=O)-NH2)-CH2-, 또는
Figure 112005060688300-pct00001
이고;
R4'은 -C(=O)-CHZ'-O-(여기서, Z'은 수소 또는 메틸기이다)이며;
R5'은 -C(=O)-CHY"-O-(여기서, Y"은 수소 또는 메틸기이다), -C(=O)-CH2CH2CH2CH2CH2-O-, 또는 -C(=O)-CH2OCH2CH2-O-이고;
l'은 4-1150의 정수이며;
m'은 1-300의 정수이고;
n'은 0-300의 정수이며;
X'은 0-4의 정수이다.
기존의 양친성 블록 공중합체에 비해 본 발명의 소수성 기 치환된 소수성 블록을 지닌 공중합체는 소수성이 증가하고, 낮은 임계 미셀 농도(CMC)를 가지며, 난용성 약물과의 친화력이 크기 때문에 약물을 안정하게 함유할 수 있다. 또한 말단에 결합된 관능기에 의해 수용액 상에서 형성되는 미셀의 크기가 증가하므로, 미셀 내에 필요한 양의 약물이 충분히 함유될 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 양친성 블록 공중합체는 효율적인 수난용성 약물 담체로 사용될 수 있다. 본 발명에서 도입되는 소수성이 강한 관능기는 분자량이 큰 화합물로서 양친성 고분자의 소수성과 약물의 친화성을 동시에 크게 증가시켜 미셀을 안정화시키는 효과가 보다 탁월하다는 장점을 지니고 있다.
또한 본 발명의 양친성 블록 공중합체를 이용한 고분자 미셀은 체내 체류성이 증가된다. 고분자 미셀 중 약물의 혈중 농도는 양친성 이중블록 공중합체의 소수성 B 블록의 하이드록시 말단기에 치환된 소수성 부위에 의존한다. 표 6 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 소수성 B 블록의 하이드록시 말단기에 치환된 소수성 부위(토코페롤 또는 콜레스테롤)를 갖는 양친성 이중블록 공중합체의 고분자 미셀(조성물 1-2)은 원래의 mPEG-PLA-OH 고분자 미셀(조성물 3)에 비해 훨씬 긴 혈류 체류 시간을 나타내었다. 더욱이, mPEG-PLA-토코페롤 미셀(조성물 1)이 고분자 중에서 가장 오래 혈액 중에 순환하였다. 이 결과는 소수성 B 블록의 토코페롤과 콜레스테롤 부위의 소수성 증가에 의해 설명될 수 있다.
본 발명의 소수성 블록의 하이드록시 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤로 치환된 소수성 블록을 갖는 블록 공중합체는 아래와 같은 방법으로 제조될 수 있다. 하나의 구체예에서, 적합한 링커, 예를 들어 석신산, 말론산, 글루타르산 또는 아디프산과 같은 디카복시산을 토코페롤이나 콜레스테롤의 하이드록시 그룹에 도입하고, 카복실화된 토코페롤이나 콜레스테롤을 소수성 B 블록의 하이드록시 말단기에 화학결합시킨다.
하나의 방법으로서, 미국특허 제6,322,805호의 방법에 따라 모노메톡시폴리에틸렌글리콜(mPEG; Mn=20,000)과 폴리락타이드(PLA; Mn=1,750)로 이루어지는 양친성 블록 공중합체(mPEG-PLA)를 정량하고 120 ℃에서 진공펌프를 이용하여 수분을 제거한 후, 아세토니트릴 또는 메틸렌클로라이드에 녹인다. 여기에 토코페롤 석시네이트 또는 콜레스테롤 석시네이트를 첨가하고, 개시제로서 디사이클로헥실카보디이미드(DCC: dicyclohexylcarbodiimide)와 촉매로서 디메틸아미노피리딘(DMAP: 4-dimethylaminopyridine)를 정량하여 첨가한 후, 상온에서 반응시킨다. mPEG-PLA의 말단기인 -OH 및 소수성 화합물의 -COOH의 결합 반응 중에 생성되는 디사이클로헥실카보우레아(DCU: dicyclohexylurea) 때문에 반응물은 뿌옇게 흐려진다. 24 시간 반응 후, 글래스 필터(glass filter)를 이용하여 DCU를 제거한 후, 염산 수용액을 이용하여 DMAP을 추출하여 제거한다. 이렇게 정제된 생성물 용액에 마그네슘 설페이트(MgSO4)를 가하여 잔류하는 수분을 제거한 후, 헥산/디에틸에테르 용매에서 침전시켜 토코페롤 석시닐 또는 콜레스테롤 석시닐이 결합된 양친성 블록 공중합체[mPEG-PLA-토코페롤 또는 mPEG-PLA-콜레스테롤(여기서, 토코페롤이나 콜레스테롤은 석신산 디에스테르에 의해 PLA에 연결된다)]를 얻는다. 침전된 고분자 생성물은 여과한 후, 진공 건조하여 흰색 입자 형태로 얻는다.
다른 제조방법으로는 촉매를 사용하지 않고 옥살릴 클로라이드를 이용하여 카복실화된 소수성 화합물을 활성화시켜 mPEG-PLA의 말단에 결합시키는 방법이 있다. 즉, 토코페롤(또는 콜레스테롤) 석시네이트를 옥살릴 클로라이드와 반응시킨 후, 과량의 옥살릴 클로라이드를 상온에서 진공으로 제거한다. 여기에 mPEG-PLA를 정량하여 첨가하고, 100 oC에서 12 시간 반응시켜 mPEG-PLA-토코페롤(또는 콜레스테롤)을 얻는다. 합성된 고분자를 아세토니트릴 또는 메틸렌클로라이드에 녹인 후, 헥산/디에틸에테르 용매에 침전시키고 여과한다.
위 두 가지 제조공정에서, 토코페롤(또는 콜레스테롤) 석시네이트 대신 토코페롤(또는 콜레스테롤) 말로네이트, 토코페롤(또는 콜레스테롤) 글루타레이트 또는 토코페롤(또는 콜레스테롤) 아디페이트 등을 사용할 수 있다.
또 다른 방법으로는 디클로라이드 화합물을 결합제로 사용하여 토코페롤 또는 콜레스테롤을 mPEG-PLA의 말단에 결합시키는 방법이다. 구체적으로는, 토코페롤 또는 콜레스테롤을 정량하고 50 ℃에서 진공펌프를 이용하여 수분을 제거한다. 여기에 과량의 결합제를 첨가하여 12 시간 반응시킨다. 반응 후, 과량 첨가된 결합제를 100 ℃에서 진공으로 제거한다. 여기에 정량된 mPEG-PLA를 첨가하고 100 ℃에서 12 시간 반응시킨다. 합성된 고분자를 메틸렌클로라이드에 녹인 후, 헥산/디에틸에테르 용매에서 침전시켜 토코페롤 또는 콜레스테롤이 PLA에 석신산 디에스테르에 의해 결합된 양친성 블록 공중합체 mPEG-PLA-토코페롤 또는 mPEG-PLA-콜레스테롤을 얻는다. 침전된 고분자 생성물은 여과한 후, 진공 건조하여 흰색 입자 형태로 얻는다. 여기서 사용 가능한 결합제로는 석시닐 클로라이드, 옥살릴 클로라이드, 말로닐 클로라이드, 글루타릴 클로라이드 또는 아디포일 클로라이드 등과 같은 디클로라이드 화합물 중에서 선택하여 사용할 수 있다.
상기에서와 같이 합성된 블록 공중합체와 수난용성 약물을 혼합하여 고분자 미셀 조성물을 얻을 수 있다. 즉, 블록 공중합체(10-200 ㎎)와 수난용성 약물(1-50 ㎎)을 아세토니트릴 또는 메틸렌클로라이드 등의 유기용매에 녹여 용액을 교반하여 혼합한 후 60 ℃, 진공 조건에서 건조시켜 매트릭스(matrix)를 제조한다. 수난용성 약물과 고분자의 매트릭스를 증류수에 녹인 후 동결 건조시켜, 수난용성 약물이 도입된 고분자 미셀 조성물을 얻는다. 상기 고분자 미셀 조성물은 생리식염수와 같은 수용액에 희석하여 주사제로 사용할 수 있다.
용어 "수난용성 약물" 또는 "소수성 약물"은 수용해도가 33.3 mg/㎖ 이하인 모든 약물 또는 생물활성 약제를 가리킨다. 이는 항암제, 항생제, 항염증제, 마취제, 호르몬, 항고혈압제, 및 당뇨병 치료제, 항고지혈증제, 항바이러스제, 파킨슨병 치료제, 항치매제, 항구토제, 면역억제제, 항궤양제, 완하제 및 항말라리아제를 포함한다. 대표적인 수난용성 약물로는 파클리탁셀, 케토코나졸, 이트라코나졸, 사이클로스포린, 시사프라이드, 아세트아미노펜, 아스피린, 아세틸살리실산, 인도메타신, 나프록센, 와파린, 파파베린, 티오아벤다졸, 미코나졸, 시나리진, 독소루비신, 오메프라졸, 콜레칼시페롤, 멜팔란, 니페디핀, 디곡신, 벤조산 트립토판, 타이로신, 페닐알라닌, 아즈트레오남, 이부프로펜, 펜옥시메틸페니실린, 탈리도마이드, 메틸테스토스테론, 프로클로르페라진, 히드로코티손, 디데옥시퓨린 뉴클레오사이드, 비타민 D2, 설폰아미드, 설포닐우레아, 파라아미노벤조산, 멜라토닌, 벤질페니실린, 클로람뷰실, 디아제핀, 디기톡신, 히드로코티손 뷰레이트, 메트로니다졸 벤조산염, 톨부타마이드, 프로스타글란딘, 플루드로코티손, 그리세오풀빈, 미코나졸 질산염, 류코트라이엔 비포 억제제, 프로프라놀롤, 테오필린, 플러비프로펜, 벤조산 나트륨, 벤조산, 리보플라빈, 벤조디아제핀, 페노바비탈, 글리뷰라이드, 설파이아진, 설파에틸티아디아졸, 디클로페낙 나트륨, 피니로인, 히오리다진하이드로클로라이드, 브로피리민, 하이드로클로로티아지드, 플로코나졸 등이 있다.
상기 수난용성 약물은 본 발명의 양친성 블록 공중합체로 형성된 미셀 내부에 적절히 포함되기 위하여, 0.1-20.2 : 80.0-99.9의 w/w 비율로 블록 공중합체에 첨가될 수 있다.
또다른 하나의 양태로서 본 발명은 친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록을 포함하는 양친성 블록 공중합체; 및 폴리락트산 유도체의 적어도 일 말단이 적어도 하나의 카복시기와 공유결합된 폴리락트산 유도체를 포함하는 고분자 조성물을 제공한다.
친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 소수성이 탁월한 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록을 포함하는 상기의 양친성 블록 공중합체는 상기에서 기술한 바와 같다.
본 발명의 폴리락트산 유도체의 하나 이상의 말단은 적어도 하나의 카복시산 또는 카복실레이트 염과 공유 결합한다. 본 발명의 폴리락트산 유도체의 카복시산과 결합하지 않는 말단은 하이드록시, 아세톡시, 벤조일옥시, 데카노일옥시 및 팔미토일옥시기로 구성된 그룹으로부터 선택된 관능기와 공유 결합할 수 있다. 카복시산 또는 카복실레이트 염은 pH 4 이상의 수용액에서 친수성기로 작용하여 폴리락트산 유도체가 고분자 미셀을 형성할 수 있도록 한다. 본 발명의 폴리락트산 유도체가 수용액에 용해될 때, 고분자 미셀을 형성하기 위해서는 폴리락트산 유도체에 존재하는 친수성 및 소수성 성분이 균형을 이루어야 한다. 따라서, 본 발명의 폴리락트산 유도체의 수 평균 분자량은 바람직하게는 50 내지 50,000 달톤 범위에 있다. 폴리락트산 유도체의 분자량은 제조공정 중 반응 온도, 시간 등을 제어하여 조절할 수 있다.
폴리락트산 유도체는 바람직하게는 하기 화학식 Ⅰ에 의해 나타내어진다:
RO-CHZ-[A]n-[B]m-COOM (Ⅰ)
상기 식에서,
A는 -COO-CHZ-이고;
B는 -COO-CHY-, -COO-CH2CH2CH2CH2CH2- 또는 -COO-CH2CH2OCH2이며;
R은 수소원자, 또는 아세틸, 벤조일, 데카노일, 팔미토일, 메틸, 또는 에틸기이고;
Z와 Y는 각각 수소원자, 또는 메틸 또는 페닐기이며;
M은 H, Na, K, 또는 Li이고;
n은 1 내지 30의 정수이며;
m은 0 내지 20의 정수이다.
본 발명의 폴리락트산 유도체의 하나 이상의 말단은 카복시기 또는 그의 알칼리금속염, 바람직하게는 그의 알칼리 금속염과 공유결합한다. 폴리락트산 유도체를 형성하는 알칼리금속염의 금속 이온은 일가이고, 예를 들어 나트륨, 칼륨 또는 리튬이다. 금속 이온 염 형태의 폴리락트산 유도체는 실온에서 고체이며, 비교적 중성의 pH로 인해 매우 안정하다.
보다 바람직하게는, 폴리락트산 유도체는 화학식 Ⅱ에 의해 나타내어진다:
RO-CHZ-[COO-CHX]p-[COO-CHY']q-COO-CHZ-COOM (Ⅱ)
상기 식에서,
X는 메틸기이고;
Y'은 수소원자 또는 페닐기이며;
p는 0 내지 25의 정수이고;
q는 0 내지 25의 정수이며, 단 p+q는 5 내지 25의 정수이고;
R, Z 및 M은 각각 화학식 Ⅰ에 정의된 바와 같다.
또한, 하기 화학식 Ⅲ 내지 Ⅴ의 폴리락트산 유도체가 본 발명을 위해 적당하다:
RO-PAD-COO-W-M' (Ⅲ)
상기 식에서,
W-M'는
Figure 112005060688300-pct00002
이고;
PAD는 D,L-폴리락트산, D-폴리락트산, 폴리만델릭산, D,L-락트산과 글리콜산의 공중합체, D,L-락트산과 만델릭산의 공중합체, D,L-락트산과 카프로락톤의 공중합체, 및 D,L-락트산과 1,4-디옥산-2-온의 공중합체로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것이며;
R 및 M은 화학식 Ⅰ에 정의된 바와 같다.
S-O-PAD-COO-Q (Ⅳ)
상기 식에서,
S는
Figure 112005060688300-pct00003
이고;
L은 -NR1- 또는 -O-이며;
R1은 수소원자 또는 C1 - 10알킬이며;
Q는 CH3, CH2CH3, CH2CH2CH3, CH2CH2CH2CH3, 또는 CH2C6H5이고;
a는 0 내지 4의 정수이며;
b는 1 내지 10의 정수이고;
M은 화학식 Ⅰ에 정의된 바와 같고; PAD는 화학식 Ⅲ에 정의된 바와 같다.
Figure 112005060688300-pct00004
상기 식에서,
R'은 -PAD-O-C(O)-CH2CH2-C(O)-OM이고;
M은 화학식 Ⅰ에 정의된 바와 같으며;
PAD는 화학식 Ⅲ에 정의된 바와 같고; a는 1 내지 4의 정수이다. 예를 들어, a=1이면, 3-arm PLA-COONa; a=2이면, 4-arm PLA-COONa; a=3이면, 5-arm PLA-COONa, a=4이면, 6-arm PLA-COONa이다.
고분자(화학식 Ⅴ) 합성의 개시제는 글리세롤, 에리트리톨, 트렐톨, 펜타에리트리톨, 자일리톨, 아토니톨, 솔비톨 및 만니톨을 포함한다.
본 발명의 고분자 조성물은 양친성 블록 공중합체 및 폴리락트산 유도체의 총 중량에 대하여 0.1 내지 99.9 중량%의 양친성 블록 공중합체와 0.1 내지 99.9 중량%의 폴리락트산 유도체를 함유할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 고분자 조성물은 20 내지 95 중량%의 양친성 블록 공중합체와 5 내지 80 중량%의 폴리락트산 유도체를 함유한다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 고분자 조성물은 50 내지 90 중량%의 양친성 블록 공중합체와 10 내지 50 중량%의 폴리락트산 유도체를 함유한다.
본 발명의 폴리락트산 유도체는 단독으로 pH 4 이상의 수용액 중에서 미셀을 형성할 수 있지만, 고분자 조성물은 용액의 pH와 무관하게 수용액 중에서 미셀을 형성할 수 있다. 생분해성 고분자는 보통 10 이상의 pH에서 가수분해되므로, 본 발명의 고분자 조성물은 1 내지 10 범위, 바람직하게는 4 내지 8 범위의 pH에서 사용할 수 있다. 본 발명의 고분자 조성물로부터 제조된 미셀이나 나노파티클의 입자 크기는 고분자의 분자량과 폴리락트산 유도체 대 양친성 블록 공중합체의 비율에 따라 1 내지 400 ㎚, 보다 바람직하게는 5 내지 200 ㎚ 범위로 조절될 수 있다.
도 1 내지 3에 도시한 바와 같이, 폴리락트산 유도체 또는 양친성 블록 공중합체 단독 및 이들의 혼합물은 수용액 중에서 미셀을 형성할 수 있으며, 양친성 블록 공중합체 및 폴리락트산 유도체의 고분자 조성물의 경우가 폴리락트산 유도체나 양친성 블록 공중합체 단독으로 형성된 미셀에 비해 수용액 중에서 형성된 미셀의 약물 봉입효율과 안정성이 높다. 도면에서, 1 은 수난용성 약물을 나타내고; 10은 모노메톡시폴리에틸렌 글리콜-폴리락타이드 소수성 부분(mPEG-PLA-소수성 부분)을 나타내며; 11은 모노메톡시폴레에틸렌글리콜(mPEG)을 나타내고; 12는 폴리락타이드 소수성 부분(PLA-소수성 부분)을 나타내며; 20은 D,L-폴리(락트산)의 나트륨염을 나타내고; 21은 D,L-폴리락트산을 나타내며; 22는 나트륨 카복실레이트를 나타낸다. 그러나, 본 발명의 고분자 조성물은 폴리락트산 유도체 또는 양친성 블록 공중합체 단독으로부터 형성된 미셀과 비교하여, 약물 봉입 효율 및 수용액 중에서 형성된 미셀의 안정성을 현저하게 향상시킨다.
또 다른 하나의 양태로서 본 발명은 친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록을 포함하는 양친성 블록 공중합체; 및 폴리락트산 유도체의 적어도 일 말단이 적어도 하나의 카복시기와 공유결합된, 여기서 상기 카복실기는 2가 또는 3가 금속이온으로 고정된, 폴리락트산 유도체를 포함하는, 고분자 조성물을 제공한다.
금속 이온-고정된 고분자 조성물은 2가 또는 3가 금속 이온을 양친성 블록 공중합체 및 폴리락트산 유도체의 고분자 조성물에 가하여 제조할 수 있다. 고분자 미셀이나 나노파티클은 폴리락트산 유도체의 카복시 말단기를 결합 또는 고정시키기 위하여 첨가된 2가 또는 3가 금속 이온의 양을 변화시킴으로써 형성할 수 있다.
2가 또는 3가 금속 이온은 바람직하게는 Ca2 +, Mg2 +, Ba2 +, Cr3 +, Fe3 +, Mn2 +, Ni2+, Cu2 +, Zn2 +, 및 Al3 + 로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것이다. 2가 또는 3가 금속 이온은 황산염, 염산염, 탄산염, 인산염 또는 수산화물의 형태, 바람직하게는, CaCl2, MgCl2, ZnCl2, AlCl3, FeCl3, CaCO3, MgCO3, Ca3(PO4)2, Mg3(PO4)2, AlPO4, MgSO4, Ca(OH)2, Mg(OH)2, Al(OH)3, 또는 Zn(OH)2의 형태로 양친성 블록 공중합체와 폴리락트산 유도체의 고분자 조성물에 첨가될 수 있다.
도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 폴리락트산 유도체의 카복시 말단의 1가 금속 이온이 2가 또는 3가 금속 이온으로 치환되어 금속 이온결합을 형성하는 경우, 그로부터 형성된 미셀이나 나노파티클의 안정성이 향상될 수 있다.
고분자 미셀이나 나노파티클은 금속 이온의 첨가 당량을 변화시켜 제조할 수 있다. 구체적으로는, 2가 금속 이온을 폴리락트산 유도체의 카복시 말단기에 대해 0.5 당량 이하로 첨가하면, 카복시 말단기와 결합을 형성할 수 있는 금속 이온이 불충분하여, 고분자 미셀이 형성된다. 2가 금속 이온을 0.5 당량 이상으로 첨가하면, 폴리락트산 유도체의 카복시 말단기와 결합을 형성할 수 있는 금속 이온이 충분하여 미셀을 견고하게 고정시키고, 따라서 나노파티클이 형성된다.
또한, 고분자 미셀 또는 나노파티클로부터의 약물 방출 속도는 금속 이온의 첨가 당량을 변화시켜 조절할 수 있다. 금속 이온이 폴리락트산 유도체의 카복시기에 대해 1 당량 이하로 존재하는 경우, 폴리락트산 유도체의 카복시 말단기에 결합할 수 있는 수가 감소하여 약물 방출속도가 증가한다. 금속 이온이 1 당량 이상으로 존재하면, 폴리락트산 유도체의 카복시 말단기에 결합할 수 있는 수가 증가하여, 약물 방출 속도가 감소한다. 따라서, 혈중에서 약물 방출 속도를 증가시키기 위해서는, 금속 이온을 적은 당량으로 사용하고, 약물 방출 속도를 감소시키기 위해서는, 금속 이온을 많은 당량으로 사용한다.
본 발명의 금속 이온-고정된 고분자 조성물은 5 내지 95 중량%의 양친성 블록 공중합체, 5 내지 95 중량%의 폴리락트산 유도체 및 폴리락트산 유도체의 카복시 말단기의 당량에 대해 0.01 내지 10 당량의 2가 또는 3가 금속 이온을 함유할 수 있다. 바람직하게는, 20 내지 80 중량%의 양친성 블록 공중합체, 20 내지 80 중량%의 폴리락트산 유도체 및 0.1 내지 5 당량의 2가 또는 3가 금속 이온을 함유한다. 보다 바람직하게는, 20 내지 60 중량%의 양친성 블록 공중합체, 40 내지 80 중량%의 폴리락트산 유도체 및 0.2 내지 2 당량의 2가 또는 3가 금속 이온을 함유한다.
상기의 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 블록을 포함하는 양친성 블록 공중합체 및 폴리락트산의 말단이 적어도 하나의 카복시기와 공유결합된 폴리락트산 유도체를 포함하는 고분자 조성물
친수성 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 소수성이 강한 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 블록을 포함하는 양친성 블록 공중합체; 및 폴리락트산 유도체의 적어도 일 말단이 적어도 하나의 카복시기와 공유결합된 폴리락트산 유도체를 포함하는 고분자 조성물 및 그의 금속 이온 고정된 고분자 조성물은 수성 환경에서 안정한 고분자 미셀이나 나노파티클을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 본 발명의 조성물에 의해 형성된 고분자 미셀이나 나노파티클 및, 그에 봉입된 소수성 약물을 포함하는 약제학적 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물은 투여 후 혈류 중에서 유효 약물 농도 보유 시간을 연장시킨다. 본 발명의 약제학적 조성물은 소수성 약물의 혈장 농도를 증가시키며 다양한 약제학적 제형으로 사용될 수 있다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 수난용성 약물을 양친성 블록 공중합체와 폴리락트산 유도체의 고분자 조성물과 혼합하여 그 안에 약물을 함유하는 고분자 미셀을 형성한다. 또는 2가 또는 3가 금속 이온을 가하여 폴리락트산 유도체의 카복시 말단기와 금속 이온 결합을 형성시킴으로써 안정성이 보다 더 증가된 약물-함유 고분자 미셀 및 나노파티클을 형성한다.
수난용성 약물의 함량은 바람직하게는 양친성 블록 공중합체, 폴리락트산 유도체, 및 소수성 약물을 포함하는 약제학적 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 30 중량% 범위 내이다. 약물-함유 고분자 미셀 또는 나노파티클의 크기는 고분자의 분자량 및 양친성 블록 공중합체 대 폴리락트산 유도체의 비율에 따라 5 내지 400 ㎚, 바람직하게는, 10 내지 200 ㎚로 조절될 수 있다. 예를 들어, 표 7에 나타낸 바와 같이, 금속 이온-고정된 고분자 미셀 또는 나노파티클은 20-40 ㎚의 평균 크기를 갖는다. 이 크기 범위의 미셀은 주사제와 멸균 여과에 적당하다.
본 발명에 따른 금속 이온-무처리 고분자 조성물 또는 금속 이온-고정된 고분자 미셀 또는 나노파티클은 수용액 중에서 안정하며, 특히 금속 이온으로 고정된 경우의 안정성이 더 높다. 표 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 약물 함유 고분자 미셀 조성물(조성물 4 및 5)는 역학적으로 안정하며, 금속 이온-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀 조성물이 좀 더 안정함을 알 수 있다. 금속 이온의 첨가는 본 발명의 고분자 미셀 중의 약물 체류 시간을 유의하게 증가시킬 수 있다. 이것은 폴리락트산 유도체의 카복실레이트 음이온의 가교결합된 정전기적 상호작용이 소수성 코어의 견고성 증가를 유도하기 때문이다.
더욱이, 소수성 B 블록의 하이드록시 말단기에 치환된 소수성 부위(토코페롤 석신산)를 갖는 양친성 이중블록 공중합체의 금속 이온-고정된 고분자 미셀(조성물 4)이 원래의 mPEG-PLA-OH(조성물 7)에 비해 역학적으로 더욱 안정하였다. 이 결과는 양친성 고분자 중의 소수성 B 블록의 소수성 증가는 양친성 고분자의 소수성 부위와 약물 간의 더욱 강한 상호작용으로 인해 더욱 안정한 미셀을 형성하도록 한다.
표 11 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 소수성 B 블록의 하이드록시 말단기에 치환된 소수성 부위(토코페롤 석신산)를 갖는 양친성 이중블록 공중합체의 금속 이온-고정된 고분자 미셀(조성물 8)은 원래의 양친성 이중블록 공중합체의 금속 이온-고정된 고분자 미셀(조성물 9)보다 더 긴 혈류 체류 시간을 갖는다. 이 결과는 또한 실시예 36에서 입증한 바와 같이, 양친성 고분자의 소수성 B 블록의 소수성 증가가 양친성 고분자의 소수성 부위와 약물 간의 상호작용을 더 강화시켜 더욱 안정한 미셀을 형성하도록 한다는 것을 암시한다.
도 10-13에 나타낸 바와 같이, 약물이 금속 이온-고정된 고분자 조성물에 봉입된 조성물은 혈류 중에서 약물 체류 시간이 증가되어, 시판 제제에 비해 오랜 시간 동안 유효 혈장 약물 농도를 유지한다.
본 발명은 또한 항암 활성을 나타내는 약제학적 조성물을 제공한다. 바람직한 한 양태로서 본 발명은 친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록으로 구성되는 양친성 블록 공중합체, 폴리락트산 유도체의 적어도 일 말단이 적어도 하나의 카복시기와 공유결합된 폴리락트산 유도체, 및 항암제를 포함하는 항암 활성을 나타내는 약제학적 조성물을 제공한다. 상기 폴리락트산 유도체의 카르복시 말단기는 추가로 2가 또는 3가 금속 이온으로 고정할 수 있다.
항암제는 이에 한정되지는 않으나 파클리탁셀 및 도세탁셀과 같은 탁소이드류, 탁신류 및 탁산류계 항암제; 포도필로톡신류; 캄토테신, 9-니트로캄토테신, 9-아미노캄토테신, 캄토테신-11, 토포테칸 등 캄토테신계; 독소루비신, 에피루비신, 아클라루비신, 이다루비신, 피라루비신 등 안트라사이클린계; 빈크리스틴, 비노렐빈, 빈데신, 빈트리폴, 빈살틴 등 빈카 알칼로이드계; 에포실론계, 플라티눔계, 에토포사이드, 메토트렉세이트, 카르무스틴, 5-플루오로우라실, 레티노익 산, 레티놀, 타목시펜, 미토마이신 B, 미토마이신 C, 아모나파이드, 일루딘 S 등을 들 수 있다.
본 발명의 고분자 미셀 약물 조성물은 약제학적 효능이 크게 향상된다. 구체적 한 예로 도 14 내지 21에 나타낸 바와 같이, 파클리탁셀 함유 Ca2 +-고정된 고분자 미셀은 높은 암 증식 억제률을 나타내어 높은 항암 활성을 나타내며, 항암제 내성 암세포에 대해서도 그 증식을 억제한다(도22 및 도23).
화학요법에 의한 암 치료에 탁솔R(또는 파클리탁셀), 독소루비신 등의 약물이 널리 사용되어 왔다. 이러한 항암제는 화학요법에서 효과적이고 유용하지만, 암 세포에서 항암제 내성 암세포의 발현으로 약물의 효능이 저하되는 문제점이 있다. 탁솔R의 경우 P-글리코프로틴(P-gp)의 과잉발현과 b-튜뷸린의 변형을 포함한 탁솔R-내성의 다양한 기작의 특성이 규명되어 있다. 그들 중, P-gp의 과잉발현이 탁솔R-내성을 포함한 다중-약물 내성 현상을 설명하는데 우세한 기작이었다. 항암제 내성 암세포는 정상 세포보다 높은 IC50(약물의 50% 세포 억제 농도)을 나타내므로, 항암제를 이용한 화학요법에서는 종양 세포에서의 약물 농도가 더 높아야 한다. 따라서, 암에 대한 유효성을 보장하기 위해서는 약물이 종양 조직에 특이적으로 배치되어야 한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 금속 이온 고정된 고분자 미셀은 통상적인 제제에 비해 긴 순환성을 나타내었다. 따라서, 통상적인 것보다 증가된 투과 체류(EPR) 효과에 의해 종양 조직에 보다 선택적으로 축적되었다. 본 발명에서는 항암제 내성 암에 대한 금속 이온-고정된 고분자 미셀의 유효성을 입증하기 위하여, 탁솔R-내성 암에 대한 생체 내 항암 활성에 대한 동물 모델을 확립하였다. 마우스에 접종한 암 세포를 탁솔R에 반복적으로 노출시켰을 때, 탁솔R-전처리된 암 세포에 대한 약물의 IC50이 원래 암 세포에 대한 약물의 것에 비해 유의하게 증가되었다. 이 동물 모델에서, 도 22 및 표 22에 나타낸 바와 같이, 아마 금속 이온-고정된 고분자 미셀에 도입된 약물의 유효 농도가 더 오래 유지하기 때문에 금속 이온-고정된 고분자 미셀(조성물 10)-처리군이 크레모포어 EL 제제(조성물 11)-처리군에 비해 더 높은 억제률을 나타내었다. 또한 독소루비신 내성 암 동물에서도 동일한 효과를 얻을 수 있었다(도23).
본 발명은 또한 친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록으로 구성되는 양친성 블록 공중합체, 폴리락트산 유도체의 적어도 일 말단이 적어도 하나의 카복시기와 공유결합된 폴리락트산 유도체, 및 항암제를 포함하는 항암제 내성 종양 치료용 약제학적 조성물을 제공한다.
더욱이, 본 발명은 상기 약제학적 조성물을 제조하는 방법을 포함한다. 구체적으로, 도 3 및 5에 나타낸 바와 같이, 폴리락트산 유도체, 양친성 블록 공중합체, 및 수난용성 약물을 일정한 비율로 아세톤, 에탄올, 메탄올, 에틸아세테이트, 아세토니트릴, 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 아세트산 및 디옥산으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 이상인 유기용매에 용해시킨다. 상기 유기용매를 그로부터 제거하여 수난용성 약물과 고분자의 균일한 혼합물을 제조한다. 수난용성 약물과 본 발명의 고분자 조성물의 균일한 혼합물을 0 내지 80 ℃에서 pH 4 내지 8의 수용액에 가하여 수난용성 약물-함유 혼합 고분자 미셀 수용액을 제조할 수 있다. 그 후 상기 약물-함유 고분자 미셀 수용액을 동결건조하여 고체 형태의 고분자 미셀 조성물을 제조할 수 있다.
0.001 내지 2 M의 2가 또는 3가 금속 이온을 함유하는 수용액을 수난용성 약물-함유 혼합 고분자 미셀 수용액에 가하여 금속 이온-고정된 고분자 미셀을 제조할 수 있다. 상기 혼합물을 실온에서 0.1 내지 1 시간 동안 천천히 교반한 후 동결건조하여 고체 형태의 금속 이온-고정된 고분자 미셀 또는 나노파티클 조성물을 제조할 수 있다.
수난용성 약물이 봉입되고 용해된 본 발명의 고분자 미셀 또는 나노파티클은 경구 또는 비경구적으로 투여될 수 있다. 약물은 미셀의 소수성 코어로부터 방출되어 미셀이 분해되는 동안 약리학적 효과를 나타낸다. 특히, 금속 이온-고정된 고분자 미셀 또는 나노파티클은 장시간 혈류 내에 존재하고 표적 병변에 축적된다.
비경구 전달을 위해, 약물은 정맥 내, 근육 내, 복강 내, 경비, 직장 내, 안구 내, 또는 폐 내로 투여될 수 있다. 경구 전달을 위해, 약물을 본 발명의 고분자 미셀과 혼합한 후, 정제, 캡슐, 또는 수용액 형태로 투여한다.
본 발명에서 사용되는 고분자 미셀 또는 나노파티클의 용량은 환자의 증상, 나이 및 체중 등과 같은 다양한 조건에 따라 넓은 범위에 걸쳐 변화될 수 있다.
하기 실시예들은 당업자가 본 발명을 실시하는 방법을 보다 명확히 이해할 수 있도록 할 것이다. 본 발명을 바람직한 구체적 태양으로 설명하지만 하기하는 것은 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 본 발명의 다른 측면들은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명할 것이다.
제조예 1
D,L- 폴리락트산(PLA-COOH)의 합성 1
100 g의 D,L-락트산을 250 ml 3구 환저 플라스크에 가하였다. 플라스크에 교반기를 장착하고, 기름조에서 80 ℃로 가열하였다. 반응을 1 시간 동안 진공교반기로 25 mmHg로 감압 하에 수행하여 과량의 수분을 제거하였다. 그 후 반응을 온도 150 ℃에서 25 mmHg의 감압 하에 6 시간 동안 수행하였다. 생성된 산물을 1 리터의 증류수에 가하여 고분자를 석출하였다. 그 후 석출된 고분자를 증류수에 가하여 pH 4 이하의 수용액에 녹는 저분자량 고분자를 제거하였다. 그 후 석출된 고분자를 1 리터의 증류수에 가하고, 탄산수소나트륨을 조금씩 가하여 수용액의 pH를 6 내지 8로 조절하여 고분자를 용해시켰다. 수불용성 고분자를 원심분리 또는 여과에 의해 분리 제거하였다. 1 N 염산 수용액을 적가하고 고분자를 수용액 중에서 석출하였다. 석출된 고분자를 증류수로 2회 세척하고 분리하여 감압 하에 건조하여 점성이 높은 액체(D,L-폴리락트산 78 g, 수율: 78%)를 얻었다. 1H-NMR 스펙트럼 측정 결과, 고분자의 수평균 분자량은 540 달톤이었다.
제조예 2 내지 4
D,L- 폴리락트산(PLA-COOH)의 합성 2
반응온도, 압력, 시간을 표 1에 나타낸 바와 같이 조절한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정에 따라 D,L-폴리락트산을 얻었다. 상기 제조예 1 내지 4로부터 합성된 D,L-폴리락트산의 수평균 분자량과 수율을 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
제조예 온도(℃) 시간(hours) 압력(mmHg) Mn 수율(%)
1 150 6 25 540 78
2 160 12 10 1140 83
3 160 24 10 1550 84
4 160 24 5 2100 87
* 수율 = (수득된 고분자/사용된 고분자)×100
제조예 5
D,L-락트산과 글리콜산의 공중합체( PLGA - COOH )의 합성 1
55 g의 D,L-락트산(0.6 몰)과 45 g의 글리콜산(0.6 몰)을 250 ml 3구 환저 플라스크에 가하였다. 반응을 150 ℃온도에서 10 mmHg로 감압 하에 12 시간 수행한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정을 수행하였다.
제조예 6
D,L-락트산과 글리콜산의 공중합체( PLGA - COOH )의 합성 2
73 g의 D,L-락트산(0.8 몰)과 27 g의 글리콜산(0.35 몰)을 250 ml 3구 환저 플라스크에 가하였다. 반응을 160 ℃ 온도에서 10 mmHg로 감압 하에 12 시간 동안 수행한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정을 수행하였다.
제조예 7
D,L-락트산과 글리콜산의 공중합체( PLGA - COOH )의 합성 3
91 g의 D,L-락트산(1.0 몰)과 9 g의 글리콜산(0.12 몰)을 250 ml 3구 환저 플라스크에 가하였다. 반응을 160 ℃ 온도에서 10 mmHg로 감압 하에 12 시간 동안 수행한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정을 수행하였다.
제조예 8
D,L-락트산과 글리콜산의 공중합체( PLGA - COOH )의 합성 4
73 g의 D,L-락트산(0.8 몰)과 27 g의 글리콜산(0.35 몰)을 250 ml 3구 환저 플라스크에 가하였다. 반응을 180 ℃ 온도에서 5 mmHg로 감압 하에 24 시간 동안 수행한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정을 수행하였다.
상기 제조예 5 내지 8에서 합성된 공중합체를 표 2에 나타내었다.
[표 2]
제조예 락트산과 글리콜산의 몰비 반응온도(℃) 반응시간 (hrs) 압력 (mmHg) Mn 수율 (%)
반응물 산물
5 50/50 52/48 150 12 10 920 63
6 70/30 67/33 160 12 10 1040 65
7 90/10 91/9 160 12 10 1180 68
8 70/30 71/29 180 24 5 1650 73
제조예 9
D,L-락트산과 만델릭산의 공중합체( PLMA - COOH )의 합성
75 g의 D, L-락트산(0.83 몰)과 25 g의 D,L-만델릭산(0.16 몰)을 250 ml 3구 환저 플라스크에 가하였다. 반응을 180 ℃ 온도에서 10 내지 20 mmHg로 감압 하에 5 시간 동안 수행한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정을 수행하였다. 54 g (수율: 54%)의 D, L-락트산과 만델릭산의 공중합체를 수득하였다. D,L-락트산과 만델릭산의 몰비는 85/15였다. 1H-NMR 스펙트럼에 의해 측정한 결과, 고분자의 수평균 분자량은 1,096 달톤이었다.
제조예 10
아세톡시 D,L- 폴리락트산 유도체 ( AcO - PLA - COOH )의 합성
제조예 2로부터 합성한 50 g의 D,L-폴리락트산(Mn: 1,140 달톤)과 20 ml의 클로르아세트산을 250 ml 환저 플라스크에 가하였다. 플라스크에 냉각기를 장착하고, 반응혼합물을 질소 기류 하에 4 시간 동안 환류시켰다. 과량의 클로르아세트산을 증류로 제거한 후, 반응산물을 얼음과 물의 혼합물에 가하였다. 전체 혼합물을 천천히 교반하여 고분자를 석출시켰다. 석출된 고분자를 분리하고, 증류수로 2회 세척한 후, 무수 아세톤에 용해시켰다. 무수 황산마그네슘을 가하여 과량의 수분을 제거하였다. 얻어진 산물을 여과하여 황산마그네슘을 제거하였다. 아세톤을 진공 증발기로 제거하여 액체 아세톡시 D,L-폴리락트산(46 g, 수율: 92%)을 얻었다. 1H-NMR에 의해, 아세톡시기가 2.02 ppm에서 단일 피크로 확인되었다.
제조예 11
팔미토일옥시 D,L- 폴리락트산 유도체( PalmO - PLA - COOH )의 합성
제조예 2로부터 합성한 20 g의 D,L-폴리락트산(Mn:1,140 달톤)을 250 ml 환저 플라스크에 가하였다. 반응물을 120 ℃의 기름조에서 진공 하에 완전히 탈수하였다. 기름조를 50 ℃로 냉각시키고 50 ml의 아세톤을 가하여 고분자를 완전히 용해시켰다. 5 ml의 클로로팔미트산을 가하고, 반응을 50 ℃ 온도에서 10 시간 동안 질소 하에 수행하였다. 반응산물을 과량의 헥산으로 세척하여 남아있는 반응물을 제거하였다. 그 후 산물을 아세톤에 녹이고 용액을 얼음과 물의 혼합물에 가하였다. 전체 혼합물을 천천히 교반하여 올리고머를 석출시켰다. 올리고머를 분리하고 증류수로 2회 세척한 후, 무수 아세톤에 녹였다. 무수 황산마그네슘을 용액에 가하여 과량의 수분을 제거하였다. 얻어진 산물을 여과하여 황산마그네슘을 제거하였다. 아세톤을 진공 증발기로 제거하여 팔미토일옥시 D,L-폴리락트산 유도체(19.1 g, 수율: 96%)를 얻었다. 1H-NMR에 의해, 팔미토일기가 0.88, 1.3 및 2.38 ppm의 피크로 확인되었다.
제조예 12
3arm 폴리락트산(3arm PLA-COOH)의 합성
1 g의 글리세롤(0.011 mol)을 100 ml 3구 환저 플라스크에 가하였다. 플라스크에 교반기를 장착하고, 기름조에서 80 ℃ 로 가열하였다. 반응을 30 분간 진공교반기로 25 mmHg로 감압하여 수행하여 과량의 수분을 제거하였다. 반응촉매인, 틴 옥토에이트(Tin(Oct)2)를 톨루엔에 녹여 글리세롤에 가하였다. 반응혼합물을 30 분간 교반하고, 110 ℃에서 1 시간 동안 압력을 1 mmHg로 감압하여 촉매를 녹인 용매(톨루엔)를 제거하였다. 정제된 락타이드(35.8 g, 0.249 mol; 10wt %)를 가하고, 혼합물을 25 mmHg로 감압 하에 130 ℃에서 6 시간 동안 가열하였다. 형성된 고분자를 아세톤에 녹이고, 0.2 N NaHCO3 수용액을 적가하여 고분자를 석출시켰다. 석출된 고분자를 증류수로 3~4회 세척하고 분리하고 감압 건조하여 분말(3arm PLA-OH)을 얻었다.
100 g의 3arm PLA-OH(0.033 몰)를 100 ml 1구 환저 플라스크에 가하였다. 반응을 30 분간 진공교반기로 25 mmHg로 감압하면서 수행하여 과량의 수분을 제거하였다. 19.8 g의 석시닉 언하이드라이드(0.198 mol)를 가하고, 혼합물을 125℃로 6 시간 동안 가열하였다. 형성된 고분자를 아세톤에 녹이고, 증류수를 적가하여 고분자를 석출하였다. 석출된 고분자를 60℃에서 0.2 N NaHCO3 수용액에 녹였다. 녹지 않은 고분자를 여과로 제거하였다. 2 N HCl 수용액을 적가하여 고분자를 석출시켰다. 석출된 고분자를 증류수로 5~6회 세척하고, 분리하고 감압 건조하여 분말(3arm PLA-COOH)을 얻었다. 1H-NMR 스펙트럼에 의해 측정한 결과, 고분자의 수평균 분자량은 3,000 달톤이었다.
제조예 13
5arm 폴리락트산(5arm PLA-COOH)의 합성
1 g의 자일리톨(0.0066 mol)을 100 ml 3구 환저 플라스크에 가하였다. 플라스크에 교반기를 장착하고, 기름조에서 80 ℃로 가열하였다. 반응을 30 분간 진공교반기로 25 mmHg로 감압하여 수행하여 과량의 수분을 제거하였다. 반응촉매인 틴 옥토에이트(Tin(Oct)2)를 톨루엔에 녹여 글리세롤에 가하였다. 반응혼합물을 30 분간 교반하고, 110 ℃에서 1 시간 동안 압력을 1 mmHg로 감압하여 촉매를 녹인 용매(톨루엔)를 제거하였다. 정제된 락타이드(31.7 g, 0.151 몰; 10wt %)를 가하고, 혼합물을 6 시간 동안 25 mmHg로 감압 하에 130 ℃로 가열하였다. 형성된 고분자를 아세톤에 녹이고, 0.2 N NaHCO3 수용액을 적가하여 고분자를 석출시켰다. 석출된 고분자를 증류수로 3~4회 세척하고, 분리하고 감압 건조하여 분말(5arm PLA-OH)을 얻었다.
100 g의 5arm PLA-OH(0.033 mol)를 100 ml 1구 환저 플라스크에 가하였다. 반응을 진공교반기로 25 mmHg로 감압하여 30 분간 수행하여 과량의 수분을 제거하였다. 33.0 g의 석시닉 언하이드라이드(0.33mol)를 가하고, 혼합물을 6 시간 동안 125℃로 가열하였다. 형성된 고분자를 아세톤에 녹이고, 증류수를 적가하여 고분자를 석출시켰다. 석출된 고분자를 60oC에서 0.2 N NaHCO3 수용액에 녹였다. 녹지 않은 고분자를 여과로 제거하였다. 2 N HCl 수용액을 적가하여 고분자를 석출시켰다. 석출된 고분자를 증류수로 5~6회 세척하고, 분리하고 감압 건조하여 분말(3arm PLA-COOH)을 얻었다. 1H-NMR 스펙트럼에 의해 측정한 결과, 고분자의 수평균분자량은 3,000 달톤이었다.
제조예 14
폴리락트산 나트륨염( PLA - COONa )의 합성 1
제조예 1로부터 합성한 D,L-폴리락트산(Mn: 540 달톤)을 아세톤에 녹였다. 용액을 환저 플라스크에 가하고 플라스크에 교반기를 장착하였다. 용액을 실온에서 천천히 교반하고 탄산수소나트륨 용액(1 N)을 pH 7이 되도록 천천히 가하였다. 무수 황산마그네슘을 가하고 과량의 수분을 제거하였다. 얻어진 혼합물을 여과하고 아세톤을 용매증발기로 증발시켰다. 백색 고체를 얻었다. 고체를 무수 아세톤에 녹이고 용액을 여과하여 불용성 부분을 제거하였다. 도 2에 나타난 바와 같이, 아세톤을 증발시켜 D,L-폴리락트산의 나트륨염(수율: 96%)을 백색 고체로 얻었다. 1H-NMR에 의해 카복시산이기에 인접한 수소 피크를 4.88 ppm에서 관찰하였으며, 고분자는 물에 녹였을 때 6.5 내지 7.5의 pH를 가졌다.
제조예 15
폴리락트산 나트륨염( PLA - COONa )의 합성 2
제조예 2로부터 합성한 D,L-폴리락트산(Mn: 1,140 달톤)과 탄산나트륨 수용액을 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 14와 동일한 과정에 따라 폴리락트산의 나트륨염(수율: 95%)을 합성하였다.
제조예 16
아세톡시 -D,L- 폴리락트산 나트륨염( AcO - PLA - COONa )의 합성
제조예 10으로부터 합성한 아세톡시-D,L-폴리락트산(Mn: 1,140 달톤)과 탄산나트륨 수용액을 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 14와 동일한 과정에 따라 아세톡시-D,L-폴리락트산의 나트륨염(수율: 95%)을 합성하였다.
제조예 17
팔미토일옥시 D,L- 폴리락트산 나트륨염( PalmO - PLA - COONa )의 합성 1
제조예 11로부터 합성한 팔미토일옥시 D,L-폴리락트산(Mn: 1,140 달톤)을 아세톤 수용액(28.6v/v%)에 완전히 녹였다. 용액을 환저 플라스크에 가하고 플라스크에 교반기를 장착하였다. 용액을 실온에서 천천히 교반한 후, 탄산수소나트륨 수용액(1 N)을 가하여 중화시켰다. 용액을 실온에서 천천히 교반하고 탄산수소나트륨(1 N)을 pH 7이 될 때까지 천천히 가하였다. 무수 황산마그네슘을 가하여 과량의 수분을 제거하였다. 얻어진 용액을 여과하고 아세톤 용액을 용매증발기로 증발시켰다. 백색 고체를 얻었다. 고체를 아세톤에 녹이고 용액을 여과하여 아세톤에 녹지 않는 물질을 제거하였다. 아세톤을 증발시키고 팔미토일옥시 D,L-폴리락트산의 나트륨염을 백색 고체로서 수득하였다(수율: 96%).
제조예 18
폴리락트산 칼륨염 ( PLA -COOK)의 합성
제조예 3으로부터 합성한 D,L-락트산(Mn: 1,550 달톤)과 탄산수소칼륨 수용액을 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 14와 동일한 과정에 따라 폴리락트산의 칼륨염(수율: 98%)을 합성하였다.
제조예 19
폴리락트산 나트륨염( PLA - COONa )의 합성 3
제조예 4로부터 합성한 D,L-락트산(Mn: 2,100 달톤)을 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 14와 동일한 과정에 따라 폴리락트산의 나트륨염(수율: 95%) 을 합성하였다.
제조예 20
D,L-락트산과 글리콜산 공중합체의 나트륨염( PLGA - COONa )의 합성 1
제조예 5로부터 합성한 D,L-락트산과 글리콜산의 공중합체(Mn: 920 달톤)와 탄산나트륨 수용액을 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 14와 동일한 과정에 따라 D,L-락트산과 글리콜산 공중합체의 나트륨염(수율: 98%)을 합성하였다.
제조예 21
D,L-락트산과 글리콜산 공중합체의 나트륨염( PLGA - COONa )의 합성 2
제조예 6으로부터 합성한 D,L-락트산과 글리콜산의 공중합체(Mn: 1,040 달톤)를 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 14와 동일한 과정에 따라 D,L-락트산과 글리콜산 공중합체의 나트륨염(수율: 93%)을 합성하였다.
제조예 22
D,L-락트산과 글리콜산 공중합체의 칼륨염( PLGA -COOK)의 합성
제조예 7로부터 합성한 D,L-락트산과 글리콜산의 공중합체(Mn: 1,180 달톤)와 탄산칼륨 수용액을 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 14와 동일한 과정에 따라 D,L-락트산과 글리콜산 공중합체의 칼륨염(수율: 92%)을 합성하였다.
제조예 23
D,L-락트산과 글리콜산 공중합체의 나트륨염( PLGA - COONa )의 합성 3
제조예 8로부터 합성한 D,L-락트산과 글리콜산의 공중합체(Mn: 1,650 달톤)를 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 14와 동일한 과정에 따라 D,L-락트산과 글리콜산 공중합체의 나트륨염(수율: 98%)을 합성하였다.
제조예 24
D,L-락트산과 만델릭산 공중합체의 나트륨염( PLMA - COONa )의 합성
제조예 9로부터 합성한 D,L-락트산과 만델릭산의 공중합체(Mn: 1,096 달톤)를 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 14와 동일한 과정에 따라 D,L-락트산과 만델릭산 공중합체의 나트륨염(수율: 96%)을 백색 고체로서 합성하였다.
제조예 25
3arm 폴리락트산의 나트륨염(3arm PLA - COONa )의 합성
제조예 12로부터 합성한 3-arm D,L-락트산(Mn: 3,000 달톤)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 14와 동일한 과정에 따라 3 arm 폴리락트산의 나트륨염을 백색 고체로서 합성하였다.
제조예 26
5arm 폴리락트산의 나트륨염(5arm PLA - COONa )의 합성
제조예 13으로부터 합성한 5-arm D,L-락트산(Mn: 3,000 달톤)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 14와 동일한 과정에 따라 5 arm 폴리락트산의 나트륨염을 백색 고체로서 합성하였다.
상기 제조예 14 내지 26으로부터 합성한 폴리락트산 유도체의 카복실레이트염을 표 3에 나타내었다.
[표 3]
제조예 반응물(Mn) 염기 산물 Mn(달톤) 수율(%)
14 PLA-COOH (540) NaHCO3 PLA-COONa 540 96
15 PLA-COOH (1,140) Na2CO3 PLA-COONa 1,140 95
16 AcO-PLA-COOH (1,140) Na2CO3 AcO-PLA-COONa 1,140 95
17 PalmitoylO-PLA-COOH (1,140) NaHCO3 PalmitoylO-PLA-COONa 1,140 96
18 PLA-COOH (1,550) KHCO3 PLA-COOK 1,550 98
19 PLA-COOH (2,100) NaHCO3 PLA-COONa 2,100 95
20 PLGA-COOH (920) Na2CO3 PLGA-COONa 920 98
21 PLGA-COOH (1,040) NaHCO3 PLGA-COONa 1,040 93
22 PLGA-COOH (1,180) K2CO3 PLGA-COOK 1,180 92
23 PLGA-COOH (1,650) NaHCO3 PLGA-COONa 1,650 98
24 PLMA-COOH (1,096) NaHCO3 PLMA-COONa 1,096 96
25 3arm PLA-COOH (3,000) NaHCO3 3arm PLA-COONa 3,000 98
26 5arm PLA-COOH (3,000) NaHCO3 5arm PLA-COONa 3,000 98
제조예 27
모노메톡시폴리에틸렌글리콜 - 폴리락타이드 (mPEG- PLA ) 블록 공중합체(AB 타입)의 중합
5 g의 모노메톡시폴리에틸렌글리콜(Mn: 2,000 달톤)을 100 ml 2-구 환저 플라스크에 가하고, 2 내지 3 시간 동안 감압(1 mmHg) 하에 100 ℃로 가열하여 탈수하였다. 반응 플라스크에 건조 질소를 채우고 반응촉매인 스태너스 옥토에이트(Sn(Oct)2)를 주사기로 락타이드의 0.1 wt %(5mg)로 주입하였다. 반응혼합물을 30 분간 교반하고, 110 ℃에서 1 시간 동안 1 mmHg로 감압하여 촉매를 녹인 용매(톨루엔)를 제거하였다. 정제된 락타이드(5 g)를 가하고, 혼합물을 12 시간 동안 130 ℃로 가열하였다. 형성된 고분자를 에탄올에 녹이고, 디에틸에테르를 가하여 고분자를 석출시켰다. 얻어진 고분자를 진공 오븐에서 48 시간 동안 건조하였다. 얻어진 mPEG-PLA는 2,000-1,765 달톤의 수평균 분자량을 가졌고, 1H-NMR에 의해 AB 타입인 것으로 확인되었다.
제조예 28
모노메톡시폴리에틸렌글리콜 - 폴리 ( 락틱 -co- 글리콜라이드 )(mPEG- PLGA ) 블록 공중합체(AB 타입)의 중합
mPEG-PLGA 블록 공중합체를 합성하기 위하여, 제조예 27과 동일한 과정에 따라 120 ℃에서 12 시간 동안 모노메톡시폴리에틸렌글리콜(Mn: 5,000 달톤)을 락타이드 및 글리콜라이드와 촉매 스태너스 옥토에이트 존재 하에 반응시켰다. 얻어진 mPEG-PLGA는 5,000-4,000 달톤의 수평균 분자량을 가졌고, 1H-NMR에 의해 AB 타입인 것으로 확인되었다.
제조예 29
모노메톡시폴리에틸렌글리콜 - 폴리 ( 락틱 -co-p-디옥산-2-온) (mPEG- PLDO ) 블록 공중합체(AB 타입)의 중합
mPEG-PLDO 블록 공중합체를 합성하기 위하여, 제조예 27과 동일한 과정에 따라 110 ℃에서 12 시간 동안 모노메톡시폴리에틸렌글리콜(Mn: 12,000 달톤)을 락타이드 및 p-디옥산-2-온과 촉매 스태너스 옥토에이트 존재 하에 반응시켰다. 얻어진 mPEG-PLDO는 12,000-10,000 달톤의 수평균 분자량을 가졌고, 1H-NMR에 의해 AB 타입인 것으로 확인되었다.
제조예 30
모노메톡시폴리에틸렌글리콜 - 폴리카프로락톤 (mPEG- PCL ) 블록 공중합체(AB 타입)의 중합
mPEG-PCL 블록 공중합체를 합성하기 위하여, 제조예 27과 동일한 과정에 따라 130 ℃에서 12 시간 동안 모노메톡시폴리에틸렌글리콜(Mn: 12,000 달톤)을 카프로락톤과 촉매 스태너스 옥토에이트 존재 하에 반응시켰다. 얻어진 mPEG-PCL은 12,000-5,000 달톤의 수평균 분자량을 가졌고, 1H-NMR에 의해 AB 타입인 것으로 확인되었다.
상기 제조예 27 내지 30으로부터 합성된 블록 공중합체들을 하기 표 4에 나타내었다.
[표 4]
제조예 양친성 블록 공중합체 Mn(달톤) 수율(%)
27 mPEG-PLA 2,000-1,765 86
28 mPEG-PLGA 5,000-4,000 90
29 mPEG-PLDO 12,000-10,000 78
30 mPEG-PCL 12,000-5,000 93
제조예 31
모노메톡시폴리에틸렌글리콜 - 폴리락타이드 -모토메톡시폴리에틸렌글리콜(PLA-mPEG-PLA) 블록 공중합체( BAB 타입)의 중합
메톡시폴리에틸렌글리콜(분자량=2,000) 25 g과 D,L-락타이드 50 g을 사용하는 것을 제외하고는 제조예 27과 동일한 방법으로 PLA-mPEG-PLA를 얻었다. PLA-mPEG-PLA는 1,765-2,000-1,765 달톤의 수평균 분자량을 가졌고, 1H-NMR에 의해 BAB 타입인 것으로 확인되었다.
도 1은 수성 환경에서 모노메톡시폴리에틸렌글리콜-폴리락타이드-소수성 부분(mPEG-PLA-소수성 부분)에 의해 형성된 고분자 미셀의 모식도이고;
도 2는 수성 환경에서 나트륨 카복실레이트 유도 D,L-폴리락트산에 의해 형성된 고분자 미셀의 모식도이며;
도 3은 수성 환경에서 모노메톡시폴리에틸렌글리콜-폴리락타이드-소수성 부분(mPEG-PLA-소수성 부분) 및 나트륨 카복실레이트 유도 D,L-폴리락트산의 혼합물에 의해 형성된 고분자 미셀의 모식도이고;
도 4는 도 3의 Ca2 +-고정된 고분자 미셀의 모식도이며;
도 5는 미셀의 소수성 코어 내에 봉입된 소수성 약물을 함유하는 Ca2 +-고정된 고분자 미셀의 모식도이고;
도 6은 mPEG-PLA-콜레스테롤의 1H-NMR 스펙트럼을 나타내며(실시예 1);
도7은 mPEG-PLA-토코페롤의 1H-NMR 스펙트럼을 나타내고(실시예 7);
도 8은 투여 후 다양한 시간 간격에서 다양한 이중블록 공중합체로 제조된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀의 혈장 약물 농도 프로파일을 나타내며;
도 9은 투여 후 다양한 시간 간격에서 mPEG-PLA-토코페롤 및 mPEG-PLA-O로 제조된 파클리탁셀-함유 Ca2 +-고정된 고분자 미셀의 혈장 약물 농도를 나타내고;
도 10은 투여 후 다양한 시간 간격에서 파클리탁셀-함유 Ca2 +-고정된 고분자 미셀, 크레모포어 EL(탁솔R)및 트윈 80 제제의 혈장 약물농도 프로파일을 나타내며;
도 11는 투여 후 다양한 시간 간격에서 파클리탁셀-함유 Ca2 +-고정된 고분자 미셀 및 크레모포어 EL(탁솔R)의 혈장 약물 농도를 나타내고;
도 12은 투여 후 다양한 시간 간격에서 도세탁셀-함유 Ca2 +-고정된 고분자 미셀 및 트윈 80 제제 (탁소티어R )의 혈장 약물 농도를 나타내며;
도 13은 투여 후 다양한 시간 간격에서 도세탁셀-함유 Ca2 +-고정된 고분자 미셀 및 트윈 80 제제(탁소티어R )의 혈장 약물 농도를 나타내고;
도 14는 인간 유방암 세포주 MX-1을 이용한 마우스에서의 약물 함유 Ca2 +-고 정된 고분자 미셀의 항암효과를 나타내며;
도 15는 인간 유방암 세포주 MDAMB435S를 이용한 마우스에서의 약물 함유 Ca2+-고정된 고분자 미셀의 항암효과를 나타내고;
도 16는 인간 난소암 세포주 SKOV-3를 이용한 마우스에서의 약물 함유 Ca2+-고정된 고분자 미셀의 항암효과를 나타내며;
도 17는 인간 난소암 세포주 SKOV-3를 이용한 마우스에서의 약물 함유 Ca2 +-고정된 고분자 미셀의 항암효과를 나타내고;
도 18는 인간 결장암 세포주 HT-29(3 사이클)한 마우스에서의 약물 함유 Ca2+-고정된 고분자 미셀의 항암효과를 나타내며;
도 19는 인간 결장암 세포주 HT-29를 이용한 마우스에서의 약물 함유 Ca2 +-고정된 고분자 미셀의 항암효과를 나타내고;
도 20 는 인간 전립선암 세포주 PC3를 이용한 마우스에서의 약물 함유 Ca2 +-고정된 고분자 미셀의 항암효과를 나타내며;
도 21는 인간 뇌종양 세포주 U-373MG 를 이용한 마우스에서의 약물 함유 Ca2+-고정된 고분자 미셀의 항암효과를 나타내고;
도 22는 파클리탁셀(탁솔R) 내성 인간 암 동물 모델에서의 약물 함유 Ca2+-고정된 고분자 미셀의 항암효과를 나타낸다.
도 23은 독소루비신 (아드리아마이신R) 내성 인간 암 동물 모델에서의 약물 함유 Ca2 +-고정된 고분자 미셀의 항암효과를 나타낸다.
참조문헌이 예시적된 구체예로서 설명될 것이고, 이를 기술하기 위해 구체적인 용어를 사용할 것이다. 그러나 이에 의해 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아님을 이해하여야 한다.
실시예 1
mPEG- PLA -콜레스테롤의 중합(1)
① 콜레스테롤 석시네이트 합성
콜레스테롤(7.6 g)과 석시닉 언하이드라이드(succinic anhydride; 2.36 g)를 플라스크에 넣고 1,4-디옥산(1,4-dioxane; 100 ㎖) 용매 하에서 디메틸아미노피리딘(DMAP; 2.9 g)을 촉매로 사용하여, 상온에서 12 시간 동안 반응시켜 콜레스테롤의 하이드록시기에 석시네이트를 결합시킨 후, HCl 수용액에서 침전시켜 콜레스테롤 석시네이트(9.1 g; 수율 95%)를 얻었다.
② mPEG- PLA 와 콜레스테롤 석시네이트의 결합
제조예 27과 같이 합성된 mPEG-PLA(10 g)와 실시예 1의 ①에서 얻어진 콜레스테롤 석시네이트(1.55 g; 고분자의 1.2배 몰수)를 아세토니트릴 용매(50 ㎖) 하에서 디사이클로헥실카보디이미드(DCC; 0.76 g)와 디메틸아미노피리딘(DMAP; 0.045 g)를 촉매로 사용하여 상온에서 24 시간 동안 반응시켰다. 반응 종결 후, 부산물 인 디사이클로헥실카보우레아(DCU)를 글래스 필터로 여과하여 제거하였다. 잔류하는 촉매는 염산 수용액으로 추출하여 제거하였다. 이렇게 정제된 생성물 용액에 마그네슘 설페이트를 가하여 잔류하는 수분을 제거한 후, n-헥산/디에틸에테르(v/v=7/3) 공용매에 침전시켜 재결정화한 후, mPEG-PLA-콜레스테롤을 얻었다. 침전된 고분자 생성물은 여과한 후, 진공 건조하여 흰색 입자 형태(10 g; 수율 88.6%)로 얻었다. 그의 NMR 스펙트럼은 도 6에 나타낸 바와 같다.
실시예 2
mPEG- PLA -콜레스테롤의 중합(2)
① 콜레스테롤 석시네이트 합성
콜레스테롤(7.6 g)과 석시닐 클로라이드(콜레스테롤의 2배 몰수)를 플라스크에 넣고 아세토니트릴(50ml) 용매에 녹였다. 50oC에서 12시간 동안 반응시켜 콜레스테롤의 히드록시기에 석시네이트를 결합시킨 후, HCl 수용액에세 침전시켜 콜레스테롤 석시네이트(8.2 g; 수율 92%)를 얻었다.
② mPEG- PLA 와 콜레스테롤 석시네이트의 결합
mPEG-PLA(10 g)와 실시예 2의 ①에서 얻어진 콜레스테롤 석시네이트(고분자의 1.2배 몰수)를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1의 ②와 동일한 방법으로 수행하여 mPEG-PLA-콜레스테롤(9.52 g; 수율 85%)을 얻었다.
실시예 3-5
mPEG- PLA -콜레스테롤의 중합(3-5)
말로닐 클로라이드(malonyl chloride; 실시예 3), 글루타릴 클로라이드(glutaryl chloride; 실시예4) 및 아디포일 클로라이드(adipoyl chloride; 실시예 5)를 고분자의 2배 몰수로 각각 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 수행하여 mPEG-PLA-콜레스테롤을 얻었다.
실시예 6-9
mPEG- PLA -토코페롤의 중합(1-4)
토코페롤(8.5 g)을 사용하고, 말로닐 클로라이드(실시예 6), 석시닐 클로라이드(실시예 7), 글루타릴 클로라이드(실시예 8) 및 아디포일 클로라이드(실시예 9)를 고분자의 2배 몰수로 각각 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 수행하여 mPEG-PLA-토코페롤을 얻었다. 그의 NMR 스펙트럼은 도 7(실시예 7)에 나타낸 바와 같다.
실시예 10
모노메톡시폴리에틸렌글리콜 - 폴리 ( 락틱 -co- 글리콜라이드 )토코페롤(mPEG- PLGA -토코페롤) 블록 공중합체(AB 타입)의 중합
제조예 28로부터 합성한 10 g의 mPEG-PLGA와 1.767g의 토코페롤 석시네이트를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 ②와 동일한 방법으로 수행하여 정제된 mPEG-PLGA-토코페롤(10 g; 수율=87.5%)을 얻었다.
실시예 11
모노메톡시폴리에틸렌글리콜 - 폴리 ( 락틱 -co- 글리콜라이드 )콜레스테롤(mPEG- PLGA -콜레스테롤) 블록 공중합체(AB 타입)의 중합
제조예 28로부터 합성한 10 g의 mPEG-PLGA와 0.70 g의 콜레스테롤 석시네이트를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 ②와 동일한 방법으로 수행하여 정제된 mPEG-PLGA-콜레스테롤(10g; 수율=88.6%)을 얻었다.
실시예 12
모노메톡시폴리에틸렌글리콜 - 폴리 ( 락틱 -co-p-디옥산-2-온)토코페롤(mPEG- PLDO -토코페롤) 블록 공중합체 (AB 타입)의 중합
제조예 29에서 합성한 10 g의 mPEG-PLDO와 0.314 g의 토코페롤 석시네이트를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 ②와 동일한 방법으로 수행하여 정제된 mPEG-PLDO-토코페롤(10 g; 수율=87.5%)을 얻었다.
실시예 13
모노메톡시폴리에틸렌글리콜 - 폴리 ( 락틱 -co-디옥산-2-온)콜레스테롤(mPEG- PLDO -콜레스테롤) 블록 공중합체(AB 타입)의 중합
제조예 29로부터 합성한 10 g의 mPEG-PLDO와 0.288 g의 콜레스테롤 석시네이 트를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 ②와 동일한 방법으로 수행하여 정제된 mPEG-PLDO-콜레스테롤(10 g; 수율=88.6%)을 얻었다.
실시예 14
모노메톡시폴리에틸렌글리콜 - 폴리카프로락톤 토코페롤(mPEG- PCL -토코페롤) 블록 공중합체 (AB 타입)의 중합
제조예 30으로부터 합성한 10 g의 mPEG-PCL과 0.406 g의 토코페롤 석시네이트를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 ②와 동일한 방법으로 수행하여 정제된 mPEG-PCL-토코페롤(10 g; 수율=87.5%)을 얻었다.
실시예 15
모노메톡시폴리에틸렌글리콜 - 폴리카프로락톤 콜레스테롤(mPEG- PCL -콜레스테롤) 블록 공중합체 (AB 타입)의 중합
제조예 30으로부터 합성한 10 g의 mPEG-PCL과 0.372 g의 콜레스테롤 석시네이트를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 ②와 동일한 방법으로 수행하여 정제된 mPEG-PCL-콜레스테롤(10 g; 수율=88.6%)을 얻었다.
실시예 16
mPEG- PLA -콜레스테롤의 중합 6
콜레스테롤(4 g)을 정량하고, 50 ℃에서 진공펌프를 이용하여 수분을 제거하 였다. 여기에 석시닐 클로라이드(3.0 g; 콜레스테롤의 2.0배 몰수)를 첨가하여 12 시간 반응시켰다. 반응 후, 과량 첨가된 석시닐 클로라이드를 100 oC에서 진공으로 제거하였다. 여기에 mPEG-PLA(36 g; 콜레스테롤의 0.95배 몰수)를 첨가하고 12 시간 반응시켰다. 합성된 고분자를 메틸렌클로라이드에 녹인 후, 헥산/디에틸에테르 용매에서 침전시켜 콜레스테롤 석시닐이 결합된 양친성 블록 공중합체[mPEG-PLA-콜레스테롤]를 얻었다. 침전된 고분자 생성물은 여과한 후, 진공 건조하여 흰색 입자 형태(35 g; 수율 88%)로 얻었다.
실시예 17-20
mPEG- PLA -콜레스테롤의 중합 7-10
옥살릴 클로라이드(실시예 17), 말로닐 클로라이드(실시예 18), 글루타릴 클로라이드(실시예19) 및 아디포일 클로라이드(실시예 20)를 콜레스테롤의 2.0배 몰수를 각각 사용하는 것을 제외하고는 실시예 16과 동일한 방법으로 수행하여 mPEG-PLA-콜레스테롤을 얻었다.
실시예 21-25
mPEG- PLA -토코페롤의 중합 5-9
토코페롤(4.3 g)을 사용하고, 옥살릴 클로라이드(실시예 21), 말로닐 클로라이드(실시예 22), 석시닐 클로라이드(실시예 23), 글루타릴 클로라이드(실시예 24) 및 아디포일 클로라이드(실시예 25)를 토코페롤의 2.0배 몰수를 각각 사용하는 것을 제외하고는 실시예 16과 동일한 방법으로 수행하여 mPEG-PLA-토코페롤을 얻었다.
실시예 26
mPEG- PLA -콜레스테롤의 중합 11
콜레스테롤 석시네이트(4.9 g)와 옥살릴 클로라이드(2.53 g; 콜레스테롤 석시네이트의 2배 몰수)를 정량하여, 50 ℃에서 6 시간 동안 반응시켰다. 반응 후, 과량의 옥살릴 클로라이드를 진공 조건에서 제거하였다. 여기에 mPEG-PLA(36 g; 콜레스테롤 석시네이트의 0.95배 몰수)를 정량하여 첨가하였다. 반응 온도를 100 ℃로 정하고, 12 시간 반응시켰다. 합성된 고분자를 메틸렌클로라이드에 녹인 후, 헥산/디에틸에테르 용매에 침전시키고 여과하였다. 진공 건조하여 mPEG-PLA-콜레스테롤(34.6 g; 수율 91%)을 얻었다.
실시예 27-29
mPEG- PLA -콜레스테롤의 중합 12-14
콜레스테롤 말로네이트(실시예 27), 콜레스테롤 글루타레이트(실시예 28) 및 콜레스테롤 아디페이트(실시예 29)를 각각 사용하는 것을 제외하고는 실시예 26과 동일한 방법으로 수행하여 mPEG-PLA-콜레스테롤을 얻었다.
실시예 30-33
mPEG- PLA -토코페롤의 중합 10-13
토코페롤 말로네이트(실시예 30), 토코페롤 석시네이트(실시예 31), 토코페롤 글루타레이트(실시예 32) 및 토코페롤 아디페이트(실시예 33)를 각각 사용하는 것을 제외하고는 실시예 26과 동일한 방법으로 수행하여 mPEG-PLA-토코페롤을 얻었다.
실시예 34
토코페롤- PLA -PEG- PLA -토코페롤의 제조
제조예 31으로부터 합성한 10 g의 PLA-mPEG-PLA와 토코페롤 석시네이트(고분자의 2.4배 몰수)를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 ②와 동일한 방법으로 반응시켜 토코페롤-PLA-PEG-PLA-토코페롤(수율=92.4%)을 제조하였다.
실시예 35
콜레스테롤- PLA -PEG- PLA -콜레스테롤의 제조
제조예 31으로부터 합성한 10 g의 PLA-mPEG-PLA를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 ②와 과 동일한 방법으로 반응시켜 콜레스테롤-PLA-PEG-PLA-콜레스테롤(수율=94.2)을 제조하였다.
실시예 36
소수성 부위와 컨쥬게이트된 양친성 이중블록 공중합체의 파클리탁셀 -함유 고분자 미셀의 약동력학
파클리탁셀-함유 고분자 미셀의 혈류 체류시간에 대한 양친성 이중블록 공중합체(mPEG-PLA, Mn 2000-1765)의 소수성 B 블록의 하이드록시 말단기에 치환된 소수성 부위의 영향을 평가하기 위하여, 조성물을 아래와 같이 제조하였다. 파클리탁셀과 실시예 1, 실시예 7 또는 제조예 27의 양친성 이중블록 공중합체를 1:99의 중량비로 혼합한 후, 혼합물을 5 ml의 무수 에탄올에 녹여 맑은 용액을 제조하였다. 에탄올을 진공증발기를 이용하여 제거하여 파클리탁셀-함유 고분자 조성물을 제조하였다. 증류수(4 ml)를 가하고 혼합물을 60 ℃에서 10 분간 교반하여 파클리탁셀 함유 고분자 미셀 수용액을 제조하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후, 동결건조하였다.
상기 조성물과 약물 함량을 표 5에 요약하였다.
[표 5]
조성물 1 mPEG-PLA-토코페롤 (mg) 파클리탁셀 (mg) 파클리탁셀의 함량 (mg/ml)
990 10 1.5
조성물 2 mPEG-PLA-콜레스테롤 (mg) 파클리탁셀 (mg) 파클리탁셀의 함량 (mg/ml)
990 10 1.5
조성물 3 mPEG-PLA-COOH (mg) 파클리탁셀 (mg) 파클리탁셀의 함량 (mg/ml)
990 10 1.5
동물실험을 위해, 체중 250-300 g의 웅성 스프래그-도울리 랫트의 대퇴정맥과 대퇴동맥에 삽관하였다. 조성물 1 내지 3을 5 mg/kg 용량으로 15 초에 걸쳐 대퇴정맥으로 주사하였다. 주사 1, 5, 15, 30 분 및 1, 2, 3, 4, 6 시간 후, 0.3 ml 의 전혈을 대퇴동맥으로부터 채혈한 후, 원심분리하여 맑은 상등 혈장을 얻었다.
또한, 약물의 혈장농도를 분석하기 위하여, 0.1 ml의 혈장을 뚜껑 덮인 유리관에 가하고 내부 표준물질을 함유하는 0.1 ml의 아세토니트릴 용액을 가하였다. 10 ml의 에틸아세테이트를 상기 용액에 가하고 혼합물을 30 초간 격렬히 혼합한 후, 2,500 rpm에서 10 분간 원심분리하였다. 전체 에틸아세테이트층을 취하여 시험관으로 옮긴 후, 유기용매를 40 ℃에서 질소 기류 하에 완전히 증발시켰다. 0.1 ml의 40%(v/v) 아세토니트릴 용액을 가하고, 혼합물을 30 초간 격렬히 교반한 후, HPLC를 수행하였다. HPLC 조건은 아래와 같았다:
주입부피: 0.075 ml
유속: 1.0 ml/분
파장: 227 nm
이동상: 5 분간 24% 아세토니트릴 수용액, 16 분간 58%로 증가, 2 분간 70%로 증가, 4 분간 34%로 감소하고 5 분간 유지
칼럼: 4.6 50 nm (C18, Vydac, USA).
미셀의 크기와 약물 혈장농도 분석결과를 아래 표 6와 도 8에 나타내었다.
[표 6]
CMC (ug/ml) 미셀의 크기(nm) 파클리탁셀의 혈장농도(μg/ml)
1 m 5 m 15 m 30 m 1 h 2 h 3 h 4 h 6 h
조성물 1 10 30.9 111.5 31.6 15.7 8.68 4.21 1.72 1.03 0.72 0.43
조성물 2 18 50.6 98.2 28.9 13.6 6.84 2.82 1.26 0.65 0.43 0.26
조성물 3 20 27.1 51.0 9.76 4.63 2.25 0.91 0.28 0.19 0.14 0.05
표 6와 도 8에 나타낸 바와 같이, 소수성 B 블록의 하이드록실 말단기에 소수성 부위(토코페롤 석신산 또는 콜레스테롤 석신산)가 치환된 양친성 이중블록 공중합체의 고분자 미셀(조성물 1 또는 2)이 원래의 mPEG-PLA-OH 고분자 미셀(조성물 3)에 비해 더 긴 혈류 체류시간을 나타내었다. 이 결과는 양친성 고분자에 있는 소수성 B 블록의 소수성 증가가 양친성 고분자의 소수성 부위와 약물 간의 상호작용 강화로 인해 더욱 안정한 미셀을 형성하도록 한다는 것을 암시한다.
mPEG-PLA-토코페롤 미셀(조성물 1)이 mPEG-PLA-콜레스테롤 미셀(조성물 2)에 비해 더 오래 혈액 중에 순환하는 것을 알 수 있다.
실시예 37
이온 고정된 고분자 미셀의 제조
단계 1: D,L- PLA - COONa 및 mPEG- PLA -토코페롤 블록 공중합체의 고분자 미셀의 제조
제조예 15의 248.1 mg(0.218 mmol)의 D,L-PLA-COONa(Mn: 1,140)와 실시예 7의 744.3 mg의 mPEG-PLA-토코페롤(Mn: 2,000-1,800 달톤)을 5 ml의 에탄올에 완전히 용해시켜 맑은 용액을 얻었다. 에탄올을 제거하여 고분자 조성물을 얻었다. 증류수(6.2 ml)를 가하여 혼합물을 60 ℃에서 30 분간 교반하여 고분자 미셀 수용액을 제조하였다.
단계 2: 이가 금속이온으로의 고정
무수 칼슘 클로라이드의 0.9 M 수용액 0.121 ml(0.109 mmol)를 단계 1에서 제조한 고부자 미셀 수용액에 가하고, 혼합물을 실온에서 20 분간 교반하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후 동결건조하였다. 다이나믹 라이트 스캐터링(DLS)에 따라 측정된 입자 크기는 25 nm였다.
실시예 38
Ca 2 + -고정된 파클리탁셀 -함유 D,L- PLA - COONa 및 mPEG- PLA -토코페롤 블록 공중합체 고분자 미셀의 제조
단계 1: 파클리텍셀 함유 D,L- PLA - COONa 및 and mPEG- PLA -토코페롤 블록 공중합체의 고분자 미셀 제조
제조예 15의 D,L-PLA-COONa(Mn: 1,140) 248.1 mg (0.218 mmol), 7.5 mg의 파클리탁셀과 실시예 7의 mPEG-PLA-토코페롤(Mn: 2,000-1,800 달톤) 744.3 mg을 5 ml의 에탄올에 완전히 녹여 맑은 용액을 얻었다. 에탄올을 제거하여 파클리탁셀-함유 고분자 조성물을 제조하였다. 증류수(6.2 ml)를 가하고 혼합물을 60 ℃에서 30 분간 교반하여 파클리탁셀-함유 고분자 미셀 수용액을 제조하였다.
단계 2: 2가 금속 이온으로의 고정
무수 칼슘클로라이드의 0.9 M 수용액 0.121 ml(0.109 mmol)를 단계 1에서 제조한 고분자 미셀 수용액에 가하고, 혼합물을 실온에서 20 분간 교반하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후 동결건조하였다. 파클리탁셀 의 함량과 용해도를 HPLC로 측정하고 입자크기를 다이나믹 라이트 스캐터링(DLS) 방법에 따라 측정하였다.
D,L-PLA-COONa/mPEG-PLA-토코페롤(중량비): 1/3
파클리탁셀 함량: 0.75wt%
입자크기: 29 nm
실시예 39
D,L- PLMA - COONa 및 mPEG- PLA -토코페롤 블록 공중합체의 Mg 2 + -고정된 파클리탁셀 -함유 고분자 미셀의 제조
제조예 24의 D,L-PLMA-COONa(Mn: 1,096) 248.1 mg (0.226 mmol), 7.5 mg의 파클리탁셀, 실시예 7의 mPEG-PLA-토코페롤 (Mn: 2,000-1,800 달톤) 744.3 mg과 마그네슘 클로라이드 6 수화물(Mw: 203.31)의 0.5 M 수용액 0.230 ml(0.113 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 38과 동일한 과정에 따라 Mg2 +-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀 조성물을 제조하였다.
D,L-PLMA-COONa/mPEG-PLA-토코페롤(중량비): 1/3
파클리탁셀 함량: 0.75wt%
입자크기: 30 nm
실시예 40
D,L- PLMA - COONa 및 mPEG- PLA -토코페롤 블록 공중합체의 Ca 2 + -고정된 파클리탁셀 -함 유 고분자 미셀의 제조
제조예 24의 D,L-PLMA-COONa(Mn: 1,096) 248.1 mg (0.226 mmol), 7.5 mg의 파클리탁셀, 실시예 7의 mPEG-PLA-토코페롤 (Mn: 2,000-1,800 달톤) 744.3 mg과 무수 칼슘클로라이드의 0.9 M 수용액 0.126 ml(0.113 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 38과 동일한 과정에 따라 Ca2 +-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀 조성물을 제조하였다.
D,L-PLMA-COONa/mPEG-PLA-토코페롤(중량비): 1/3
파클리탁셀 함량: 0.75wt%
입자크기: 34 nm
실시예 41
D,L- PLA -COOK 및 mPEG- PLA -콜레스테롤 블록 공중합체의 Ca 2 + -고정된 파클리탁셀 -함유 고분자 미셀의 제조
제조예 18의 D,L-PLA-COOK(Mn: 1,550) 248.1 mg (0.160 mmol), 7.5 mg의 파클리탁셀, 실시예 1의 mPEG-PLA-콜레스테롤(Mn: 2,000-1,800 달톤) 744.4 mg과 무수 칼슘클로라이드의 0.9 M 수용액 0.089 ml(0.080 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 38과 동일한 과정에 따라 Ca2 +-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀 조성물을 제조하였다.
D,L-PLA-COONa/mPEG-PLA-콜레스테롤(중량비): 1/3
파클리탁셀 함량: 0.75wt%
입자크기: 34 nm
실시예 42
Ca 2 + -고정된 파클리탁셀 -함유 D,L- PLMA - COONa 및 mPEG- PLA -콜레스테롤 블록 공중합체의 고분자 미셀의 제조
제조예 24의 D,L-PLMA-COONa(Mn: 1,096) 248.1 mg(0.226 mmol), 7.5 mg의 파클리탁셀, 실시예 1의 mPEG-PLA-콜레스테롤 (Mn: 2,000-1,800 달톤) 744.4 mg과 무수 칼슘 클로라이드의 0.9 M 수용액 0.126 ml(0.113 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 38과 동일한 과정에 따라 Ca2 +-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀 조성물을 제조하였다.
D,L-PLMA-COONa/mPEG-PLA-콜레스테롤(중량비): 1/3
파클리탁셀 함량: 0.75wt%
입자크기: 34 nm
실시예 43
3 arm PLA - COONa 및 mPEG- PLA -토코페롤 블록 공중합체의 Ca 2 + -고정된 파클리탁셀 -함유 고분자 미셀의 제조
제조예 25의 3 arm PLA-COONa (Mn: 3,000) 248.1 mg(0.0827 mmol), 7.5 mg의 파클리탁셀, 실시예 7의 mPEG-PLA-토코페롤 (Mn: 2,000-1,800 달톤) 744.4 mg과 무수 칼슘 클로라이드의 0.9 M 수용액 0.1377 ml(0.124 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 38과 동일한 과정에 따라 Ca2 +-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀 조성물을 제조하였다.
3arm PLACOONa/mPEG-PLA-토코페롤(중량비): 1/3
파클리탁셀 함량: 0.75 wt%
입자크기: 29 nm
실시예 44
5 arm PLA - COONa 및 mPEG- PLA -토코페롤 블록 공중합체의 Ca 2 + -고정된 파클리탁셀 -함유 고분자 미셀의 제조
제조예 26의 5 arm PLACOONa (Mn: 3,000) 248.1 mg (0.0827 mmol), 7.5 mg의 파클리탁셀, 실시예 7의 mPEG-PLA-토코페롤 (Mn: 2,000-1,800 달톤) 744.4 mg과 무수 칼슘 클로라이드의 0.9 M 수용액 0.2295 ml(0.207 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 38과 동일한 과정에 따라 Ca2 +-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀 조성물을 제조하였다.
5arm PLACOONa/mPEG-PLA-토코페롤(중량비): 1/3
파클리탁셀 함량: 0.75 wt%
입자크기: 29 nm
실시예 45
D,L- PLMA - COONa 및 mPEG- PLA -토코페롤 블록 공중합체의 독소루비신-함유 고분자 미셀의 제조
mPEG-PLA-토코페롤(Mn: 2,000-1,800), D,L-PLMA-COONa(Mn: 969) 및 독소루비신 HCl을 78.62:17.24:1.00의 중량비로 혼합한 후, 혼합물을 5 ml의 무수 메탄올에 녹여 맑은 용액을 제조하였다. 메탄올을 진공증발기를 이용하여 제거하여 독소루비신-함유 고분자 조성물을 제조하였다. 증류수(4 ml)를 가하고 혼합물을 60 ℃에서 10 분간 교반하여 독소루비신을 함유하는 고분자 미셀 수용액을 제조하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후, 동결건조하였다.
D,L-PLMA-COONa/mPEG-PLA-토코페롤 (중량비): 1/4.56
독소루비신 함량: 1.03wt%
입자크기: 35 nm
실시예 46
D,L- PLMA - COONa 및 mPEG- PLA -토코페롤 블록 공중합체의 에피루비신 -함유 고분자 미셀의 제조
mPEG-PLA-토코페롤(Mn: 2,000-1,800), D,L-PLMA-COONa(Mn: 969) 및 에피루비신 HCl을 78.62:17.24:1.00의 중량비로 혼합한 후, 혼합물을 5 ml의 무수 메탄올에 녹여 맑은 용액을 제조하였다. 메탄올을 진공증발기를 이용하여 제거하여 에피루 비신-함유 고분자 조성물을 제조하였다. 증류수(4 ml)를 가하고 혼합물을 60 ℃에서 10 분간 교반하여 에피루비신을 함유하는 고분자 미셀 수용액을 제조하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후, 동결건조하였다.
D,L-PLMA-COONa/mPEG-PLA-토코페롤 (중량비): 1/4.56
에피루비신 함량: 1.03wt%
입자크기: 30 nm
실시예 47
Ca 2 + -고정된 고분자 미셀의 입자크기
Ca2 +-고정된 고분자 미셀의 입자크기를 측정하기 위하여, 고분자 미셀 조성물을 아래와 같이 제조하였다.
mPEG-PLA(Mn: 2,000-1,800)와 D,L-PLMA-COONa(Mn: 866, 994, 1,156, 1,536)를 1:1의 당량비로 혼합한 후, 혼합물을 5 ml의 무수 에탄올에 녹여 맑은 용액을 제조하였다. 에탄올을 진공증발기를 이용하여 제거하여 고분자 조성물을 제조하였다. 증류수를 가하고 혼합물을 60 ℃에서 10 분간 교반하여 파클리탁셀을 함유하는 고분자 미셀 수용액을 제조하였다. 상기 고분자 미셀 용액에 D,L-PLMA-COONa와 동일한 당량의 CaCl2 수용액(농도: 100 mg/ml)을 가하고, 혼합물을 실온에서 20 분간 교반하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후, pH 7.4의 PBS 완충액을 가하여 혼합물이 40 mg/ml의 고분자를 갖도록 희석하였다. 0.22 um 멤브 레인 필터로 여과한 후 입자크기를 광자 상관 입자크기 분석기(photon correlation particle size analyzer)로 측정하였다.
[표 7]
D,L-PLMACOONa의 Mn mPEG-PLA-토코페롤(mg) D,L-PLMA-COONa(mg) CaCl2(mg) 입자크기(nm)
Ca2 + 처리 전 Ca2 + 처리 후
866 380.0 86.6 5.55 20.5 27.9
994 380.0 99.4 5.55 15.4 29.6
1156 380.0 115.6 5.55 21.2 32.7
1536 380.0 153.6 5.55 25.7 35.8
표 7에 나타낸 바와 같이, Ca2 + -고정된 고분자 미셀의 입자크기는 평균 20-40 nm이었다. 이 크기 범위의 미셀은 주사제와 멸균여과에 적당하다. D,L-PLMA-COONa의 분자량이 866에서 1536까지 증가함에 따라, Ca2 + 처리 및 무처리된 미셀 모두에서 입자크기는 약간 증가하였다. Ca2 + -고정된 고분자 미셀의 입자크기는 Ca2 + 무처리된 미셀 보다 약 10 nm 컸다.
실시예 48
Ca 2 + -고정된 파클리탁셀 -함유 고분자 미셀의 역학적 안정성
나노파티클 조성물의 안정성을 시험하기 위하여, 고분자 미셀 조성물을 아래와 같이 제조하였다.
(조성물 4) 파클리탁셀, mPEG-PLA-토코페롤(Mn: 2,000-1,800), 및 D,L-PLMA-COONa(Mn: 1,096)를 1:3:3의 당량비로 혼합한 후, 혼합물을 5 ml의 무수 에탄올에 녹여 맑은 용액을 제조하였다. 에탄올을 진공증발기를 이용하여 제거하여 파클리탁셀-함유 고분자 조성물을 제조하였다. 증류수(4 ml)를 가하고 혼합물을 10 분간 60 ℃에서 교반하여 파클리탁셀을 함유하는 고분자 미셀 수용액을 제조하였다. 상기 고분자 미셀 용액에 D,L-PLMA-COONa과 동일한 당량의 CaCl2 수용액(농도: 100 mg/ml)을 가하고, 혼합물을 실온에서 20 분간 교반하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후, 동결건조하였다.
(조성물 5) 파클리탁셀, mPEG-PLA-토코페롤(Mn: 2,000-1,800) 및 D,L-PLMA-COONa(Mn: 1,096)를 1:3:3의 당량비로 혼합한 후 혼합물을 5 ml의 무수 에탄올에 가하여 맑은 용액을 제조하였다. 에탄올을 진공증발기를 이용하여 제거하여 파클리탁셀-함유 고분자 조성물을 제조하였다. 증류수(4 ml)를 가하고 혼합물을 60 ℃에서 10 분간 교반하여 파클리탁셀을 함유하는 고분자 조성물을 제조하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후, 동결건조하였다.
(조성물 6) 파클리탁셀과 mPEG-PLA-토코페롤(Mn: 2,000-1,800)을 1:3의 당량비로 혼합한 후 혼합물을 5 ml의 무수 에탄올에 녹여 맑은 용액을 제조하였다. 에탄올을 진공증발기로 제거하여 파클리탁셀-함유 고분자 조성물을 제조하였다. 증류수(5 ml)를 가하고 혼합물을 60 ℃에서 10 분간 교반하여 파클리탁셀을 함유하는 고분자 미셀 수용액을 제조하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후 동결건조하였다.
(조성물 7) 파클리탁셀, mPEG-PLA(Mn: 2,000-1,765) 및 D,L-PLMA-COONa (Mn: 1,096)를 1:3:3의 당량비로 혼합한 후, 혼합물을 5 ml의 무수 에탄올에 녹여 맑은 용액을 제조하였다. 에탄올을 진공증발기로 제거하여 파클리탁셀-함유 고분자 조성물을 제조하였다. 증류수(4 ml)를 가하고 혼합물을 60 ℃에서 10 분간 교반하여 파클리탁셀을 함유하는 고분자 미셀 수용액을 제조하였다. 상기 고분자 미셀 용액에 D,L-PLMA-COONa와 동일한 당량의 CaCl2 수용액(농도: 100 mg/ml)을 가하고, 혼합물을 실온에서 20 분간 교반하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후, 동결건조하였다.
[표 8]
mPEG-PLA-토코페롤 (mg) mPEG-PLA (mg) D,L-PLMA-COONa (mg) 파클리탁셀 (mg) CaCl2 (mg) 파클리탁셀 함량 (mg/ml)
조성물 4 267.0 - 77.0 20.0 3.9 1.0
조성물 5 267.0 - 77.0 20.0 - 1.0
조성물 6 267.0 - - 20.0 - 1.0
조성물 7 - 267.0 77.0 20.0 3.9 1.0
pH 7.4의 PBS 완충액을 동결건조된 조성물에 가하여 파클리탁셀이 1.0 mg/ml이 되도록 하였다. 혼합물을 37 ℃에서 방치하고 시간 경과에 따른 파클리탁셀 농도를 HPLC에 의해 측정하였다. 그 결과를 표 9에 나타내었다.
[표 9]
약물 농도(mg/ml)
0 d 1 d 2 d 3 d 5 d 7 d 10 d 12 d 14 d
조성물 4 1.00 0.97 0.94 0.93 0.81 0.72 0.60 0.54 0.45
조성물 5 1.00 0.93 0.84 0.78 0.61 0.48 0.41 0.36 0.30
조성물 6 1.00 0.80 0.48 0.41 0.34 0.26 0.21 0.20 0.19
조성물 7 1.00 0.85 0.63 0.59 0.57 0.49 0.44 0.40 0.37
표 9에 나타낸 바와 같이, Ca2 +-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀 조성물 (조성물 4)이 Ca2 +-무처리 조성물(조성물 5)에 비해 역학적으로 더 안정하였다. Ca2+ 의 첨가가 본 발명의 고분자 미셀 중 파클리탁셀의 보유를 유의적으로 증가시켰다. 이것은 소수성 코어의 견고성 증가를 유도할 수 있는 D,L-PLACOO-와 Ca2 +의 가교결합 정전기적 상호작용에 기인한다. 소수성 B 블록의 소수성 부위(토코페롤 석신산)가 하이드록시 말단기에 치환된 양친성 이중블록 공중합체의 Ca2 + -고정된 고분자 미셀(조성물 4)이 원래의 mPEG-PLA-OH의 Ca2 +-고정된 고분자 미셀 (조성물 7)에 비해 훨씬 긴 체류시간을 나타내었다. 이 결과는 양친성 고분자에 있는 소수성 B 블록의 소수성 증가가 양친성 고분자의 소수성 부위와 약물 간의 상호작용 강화에 의해 더욱 안정한 미셀을 형성할 수 있도록 함을 암시하는 것이다.
실시예 49
Ca 2 + -고정된 파클리탁셀 -함유 고분자 미셀의 약동력학
양친성 이중블록 공중합체(mPEG-PLA, Mn 2000-1765)의 소수성 B 블록의 하이드록시 말단기에 치환된 소수성 부위의 Ca2 +-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀의 혈류 체류시간에 대한 영향을 평가하기 위하여, 조성물들을 아래와 같이 제조하였다.
파클리탁셀, mPEG-PLA-토코페롤(Mn: 2,000-1,800) 또는 mPEG-PLA-OH 및 D,L-PLMA-COONa(Mn: 1,004)를 74.25:24.75:1.00의 중량비로 혼합한 후 혼합물을 5 ml 무수 에탄올에 녹여 맑은 용액을 제조하였다. 에탄올을 진공증발기를 이용하여 제거하여 파클리탁셀-함유 고분자 조성물을 제조하였다. 증류수(4 ml)를 가하고 혼합물을 60 ℃에서 10 분간 교반하여 파클리탁셀을 함유하는 고분자 미셀 수용액을 제조하였다. 상기 고분자 미셀 용액에 D,L-PLMA-COONa와 동일한 당량의 CaCl2 수용액(농도: 100 mg/ml)을 가하고, 혼합물을 실온에서 20 분간 교반하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후 동결건조하였다.
상기 조성물과 약물 함량을 표 10에 나타내었다.
[표 10]
조성물 8 mPEG-PLA-토코페롤 (mg) D,L-PLMA-COONa (mg) 파클리탁셀 (mg) CaCl2 (mg) 파클리탁셀의 함량 (mg/ml)
742.5 247.5 10.0 13.7 1.5
조성물 9 mPEG-PLA (mg) D,L-PLMA-COONa (mg) 파클리탁셀 (mg) CaCl2 (mg) 파클리탁셀의 함량 (mg/ml)
742.5 247.5 10.0 13.7 1.5
동물실험을 위해, 체중 220-270 g의 웅성 스프래그-도울리 랫트의 대퇴정맥과 대퇴동맥에 삽관하였다. 조성물 8와 9를 5 mg/kg 용량으로 15 초에 걸쳐 대퇴정맥으로 주사하였다. 주사 1, 5, 15, 30 분 및 1, 2, 3, 4, 6 시간 후, 0.3 ml의 전혈을 대퇴동맥으로부터 채혈한 후, 원심분리하여 맑은 상등 혈장을 얻었다.
또한, 약물의 혈장농도를 실시예 36과 동일한 과정에 따라 분석하고, 약물 혈장농도 분석결과를 아래 표 11와 도 9에 나타내었다.
[표 11]
파클리탁셀의 혈장농도(μg/ml)
1 m 5 m 15 m 30 m 1 h 2 h 3 h 4 h 6 h
조성물 8 84.5 19.3 9.76 5.01 2.73 1.37 0.76 0.57 0.33
조성물 9 56.7 16.4 8.33 4.35 1.82 0.82 0.43 0.26 0.15
표 11과 도 9에 나타낸 바와 같이, 소수성 B 블록의 하이드록시 말단기에 소수성 부위(토코페롤 석신산)가 치환된 양친성 이중블록 공중합체의 Ca2 + -고정된 고분자 미셀(조성물 8)이 원래의 mPEG-PLA-OH의 Ca2 +-고정된 고분자 미셀(조성물 9)보다 훨씬 긴 혈류 체류시간을 나타내었다. 이 결과 또한 실시예 36에서 입증된 바와 같이, 양친성 고분자의 소수성 B 블록의 소수성 증가가 양친성 고분자의 소수성 부위와 약물 간의 상호작용 강화로 인해 더욱 안정한 미셀을 형성하도록 한다는 것을 암시한다.
실시예 50
Ca 2 + -고정된 파클리탁셀 -함유 고분자 미셀의 약동력학
Ca2 +-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀의 혈류 체류시간을 다른 담체를 함유하는 제제와 비교하기 위하여, 조성물을 아래와 같이 제조하였다.
(조성물 10) Ca2 +-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀
파클리탁셀, mPEG-PLA-토코페롤(Mn: 2,000-1,800) 및 D,L-PLMA-COONa (Mn: 1,004)를 99.25:33.08:1.00의 중량비로 혼합한 후, 혼합물을 5 ml의 무수 에탄올에 녹여 맑은 용액을 제조하였다. 에탄올을 진공증발기를 이용하여 제거하여 파클리탁셀-함유 고분자 조성물을 제조하였다. 증류수(4 ml)를 가하고 혼합물을 60 ℃에 서 10 분간 교반하여 파클리탁셀을 함유하는 고분자 미셀 수용액을 제조하였다. 상기 고분자 미셀 용액에 D,L-PLMA-COONa와 동일한 당량의 CaCl2 수용액(농도: 100 mg/ml)을 가하고, 혼합물을 실온에서 20 분간 교반하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후 동결건조하였다. 고분자 미셀의 하이드로다이나믹 입자크기는 34 nm였다.
(조성물 11) 파클리탁셀, 크레모포어 EL, 및 무수 에탄올 함유 조성물
파클리탁셀(30 mg)을 크레모포어 EL과 무수 에탄올의 혼합용액(50:50 v/v) 5 ml에 녹여 맑은 용액을 얻었다. 용액을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과하였다.
(조성물 12) 파클리탁셀, 폴리솔베이트 80(트윈 80), 및 무수 에탄올 함유 조성물
파클리탁셀(30 mg)을 폴리솔베이트 80과 무수 에탄올의 혼합용액(50:50 v/v) 5 ml에 녹여 맑은 용액을 얻었다. 용액을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과하였다.
상기 조성물 및 약물 함량을 표 12에 요약하였다.
[표 12]
조성물 10 mPEG-PLA-토코페롤 (mg) D,L-PLMA-COONa (mg) 파클리탁셀 (mg) CaCl2 (mg) 파클리탁셀의 함량 (mg/ml)
1985.0 661.6 20.0 36.6 1.5
조성물 11 크레모포어 EL (ml) 무수 에탄올 (ml) 파클리탁셀 (mg) - 파클리탁셀의 함량 (mg/ml)
2.5 2.5 30.0 - 1.5
조성물 12 트윈 80 (ml) 무수 에탄올 (ml) 파클리탁셀 (mg) - 파클리탁셀의 함량 (mg/ml)
2.5 2.5 30.0 - 1.5
동물실험을 위해, 체중 230-250 g의 웅성 스프래그-도울리 랫트의 대퇴정맥과 대퇴동맥에 삽관하였다. 조성물 10, 11 및 12를 5 mg/kg 용량으로 15 초에 걸쳐 대퇴정맥으로 주사하였다. 주사 1, 5, 15, 30 분 및 1, 2, 3, 4, 6 시간 후, 0.3 ml의 전혈을 대퇴동맥으로부터 채혈한 후, 원심분리하여 맑은 상등 혈장을 얻었다.
또한, 약물의 혈장농도를 실시예 36과 동일한 과정에 따라 분석하고, 약물 혈장농도 분석결과를 아래 표 13과 도 10에 나타내었다.
[표 13]
파클리탁셀의 혈장농도(μg/ml)
1 m 5 m 15 m 30 m 1 h 2 h 3 h 4 h 6 h
조성물 10 95.4 32.9 12.5 5.86 2.79 1.25 0.74 0.54 0.24
조성물 11 49.8 13.9 3.93 2.06 0.78 0.26 0.16 0.11 0.06
조성물 12 13.9 0.64 0.26 0.10 0.07 0.04 - - -
표 13 및 도 10에 나타낸 바와 같이, Ca2 +-고정된 고분자 미셀 (조성물 10)은 다른 계면활성제를 함유하는 주사제(조성물11 및 12)에 비해 더 긴 혈류 체류시간을 나타내었다. 본 발명의 Ca2 +-고정된 고분자 미셀(조성물 10)이 시판제제 탁솔R(조성물 11)보다 더 긴 혈류 체류시간을 가지므로, 본 발명은 생분해성 생체적합성 고분자를 이용하여 탁솔R에 비해 혈류 체류시간을 증가시킨다.
실시예 51
Ca 2 + -고정된 파클리탁셀 -함유 고분자 미셀의 약동력학
Ca2 +-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀의 혈류 체류시간을 다른 담체를 함유하는 제제의 것과 비교하기 위하여, 조성물을 아래와 같이 제조하였다.
(조성물 13) Ca2 +-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀
파클리탁셀, mPEG-PLA-토코페롤(Mn: 2,000-1,800) 및 5arm PLA-COONa (Mn: 3,000)를 99.25:33.08:1.00의 중량비로 혼합한 후, 혼합물을 5 ml의 무수 에탄올에 녹여 맑은 용액을 제조하였다. 에탄올을 진공증발기를 이용하여 제거하여 파클리탁셀-함유 고분자 조성물을 제조하였다. 증류수(4 ml)를 가하고 혼합물을 60 ℃에서 10 분간 교반하여 파클리탁셀 함유 고분자 미셀 수용액을 제조하였다. 상기 고분자 미셀 용액에 5arm PLA-COONa와 동일한 당량의 CaCl2 수용액(농도: 100 mg/ml)을 가하고, 혼합물을 실온에서 20 분간 교반하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후, 동결건조하였다. 고분자 미셀의 하이드로다이나믹 입자크기는 32 nm였다.
(조성물 11) 파클리탁셀, 크레모포어 EL 및 무수 에탄올 함유 조성물
파클리탁셀(30 mg)을 크레모포어 EL과 무수 에탄올의 혼합용액(50:50 v/v) 5 ml에 녹여 맑은 용액을 얻었다. 용액을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과하였다.
상기 조성물과 약물 함량을 표 14에 요약하였다.
[표 14]
조성물 13 mPEG-PLA-토코페롤 (mg) 5arm PLA-COONa (mg) 파클리탁셀 (mg) CaCl2 (mg) 파클리탁셀의 함량 (mg/ml)
1985.0 661.6 20.0 11.7 1.0
조성물 11 크레모포어 EL (ml) 무수 에탄올 (ml) 파클리탁셀 (mg) - 파클리탁셀의 함량 (mg/ml)
2.5 2.5 30.0 - 1.0
동물실험을 위해, 체중 230-250 g의 웅성 스프래그-도울리 랫트의 대퇴정맥과 대퇴동맥에 삽관하였다. 조성물 13와 11을 5 mg/kg 용량으로 15 초에 걸쳐 대퇴정맥으로 주사하였다. 주사 1, 5, 15, 30 분 및 1, 2, 3, 4, 6 시간 후, 0.3 ml의 전혈을 대퇴동맥으로부터 채혈한 후, 원심분리하여 맑은 상등 혈장을 얻었다.
또한, 약물의 혈장농도를 실시예 36과 동일한 과정에 따라 분석하고, 약물 혈장농도 분석결과를 아래 표 15와 도 11에 나타내었다.
[표 15]
파클리탁셀의 혈장농도(μg/ml)
1 m 5 m 15 m 30 m 1 h 2 h 3 h 4 h 6 h
조성물 13 53.6 16.9 7.14 3.21 1.40 0.63 0.40 0.28 0.14
조성물 11 45.9 10.8 4.56 2.15 0.75 0.33 0.18 0.11 0.08
표 15 및 도 11에 나타낸 바와 같이, Ca2 +-고정된 고분자 미셀 (조성물 13)은 다른 계면활성제를 함유하는 주사제(조성물11)에 비해 더 긴 혈류 체류시간을 나타내었다. 본 발명의 Ca2 +-고정된 고분자 미셀(조성물 13)이 시판제제 탁솔R(조성물 11)보다 더 긴 혈류 체류시간을 가지므로, 본 발명은 생분해성 생체적합성 고분자를 이용하여 탁솔R에 비해 혈류 체류시간을 증가시킨다.
실시예 52
Ca 2 + -고정된 도세탁셀 -함유 고분자 미셀의 약동력학
Ca2 +-고정된 도세탁셀-함유 고분자 미셀의 혈류체류시간과 다른 담체를 함유하는 제제의 것을 비교하기 위하여, 조성물을 아래와 같이 제조하였다.
(조성물 14) Ca2 +-고정된 도세탁셀-함유 고분자 미셀
도세탁셀, mPEG-PLA-토코페롤(Mn: 2,000-1,800) 및 3 arm PLA-COONa (Mn: 3,000)를 99.25:33.08:1.00의 중량비로 혼합한 후 혼합물을 5 ml의 무수 에탄올에 녹여 맑은 용액을 제조하였다. 에탄올을 진공증발기로 제거하여 도세탁셀-함유 고분자 조성물을 제조하였다. 증류수(4 ml)를 가하고 혼합물을 60 ℃에서 10 분간 교반하여 도세탁셀 함유 고분자 미셀 수용액을 제조하였다. 상기 고분자 미셀 용액에 3 arm-PLACOONa와 동일한 당량의 CaCl2 수용액(농도: 100 mg/ml)을 가하고, 혼합물을 실온에서 20 분간 교반하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후 동결건조하였다. 고분자 미셀의 하이드로다이나믹 입자크기는 30 nm였다.
(조성물 15) 도세탁셀, 폴리솔베이트 80(Tween 80) 및 무수 에탄올 함유 조성물
도세탁셀(20 mg)과 트윈 80(520 mg)을 함유하는 조성물을 1.5 ml의 13% (v/v) 에탄올 수용액에 녹여 맑은 용액을 얻었다. 용액을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과하였다.
상기 조성물과 약물 함량을 표 16에 요약하였다.
[표 16]
조성물 14 mPEG-PLA-토코페롤 (mg) 3 arm PLA-COONa (mg) 도세탁셀 (mg) CaCl2 (mg) 도세탁셀 함량 (mg/ml)
1985.0 661.6 20.0 36.6 1.0
조성물 15 트윈 80 (ml) 13% 에탄올 수용액(ml) 도세탁셀 (mg) - 도세탁셀의 함량 (mg/ml)
520 1.5 20.0 - 1.0
동물실험을 위해, 체중 210-240 g의 웅성 스프래그-도울리 랫트의 대퇴정맥과 대퇴동맥에 삽관하였다. 조성물 14와 15을 10 mg/kg 용량으로 15 초에 걸쳐 대퇴정맥으로 주사하였다. 주사 5, 15, 30 분 및 1, 2, 3, 6, 8 시간 후, 0.3 ml의 전혈을 대퇴동맥으로부터 채혈한 후, 원심분리하여 맑은 상등 혈장을 얻었다.
또한, 약물의 혈장농도를 실시예 36과 동일한 과정에 따라 분석하고, 약물 혈장농도 분석결과를 아래 표 17과 도 12에 나타내었다.
[표 17]
도세탁셀의 혈장농도 (μg/ml)
5 m 15 m 30 m 1 h 2 h 3 h 6 h 8 h
조성물 14 38.3 11.0 4.3 1.8 0.7 0.4 0.1 0.08
조성물 15 3.1 0.83 0.36 0.23 0.16 0.05 - -
표 17 및 도 12에 나타낸 바와 같이, Ca2 +-고정된 고분자 미셀 (조성물 14)은 트윈 80을 함유하는 주사제(조성물15)에 비해 더 긴 혈류 체류시간을 나타내었다. 본 발명의 Ca2 +-고정된 고분자 미셀(조성물 14)이 시판제제 탁소티어R (조성물 15)보다 더 긴 혈류 체류시간을 가지므로, 본 발명은 생분해성 생체적합성 고분자를 이용하여 탁소티어R에 비해 혈류 체류시간을 증가시킨다.
실시예 53
Ca 2 + -고정된 도세탁셀 -함유 고분자 미셀의 약동력학
Ca2 +-고정된 도세탁셀-함유 고분자 미셀의 혈류체류시간과 다른 담체를 함유하는 제제의 것을 비교하기 위하여, 조성물을 아래와 같이 제조하였다.
(조성물 16) Ca2 +-고정된 도세탁셀-함유 고분자 미셀
도세탁셀, mPEG-PLA-토코페롤(Mn: 2,000-1,800) 및 D,L-PLA-COONa (Mn: 1,700)를 75.0:25.0:1.0의 중량비로 혼합한 후, 혼합물을 5 ml의 무수 에탄올에 녹여 맑은 용액을 제조하였다. 에탄올을 진공증발기로 제거하여 도세탁셀-함유 고분자 조성물을 제조하였다. 증류수(4 ml)를 가하고 혼합물을 60 ℃에서 10 분간 교반하여 도세탁셀 함유 고분자 미셀 수용액을 제조하였다. 상기 고분자 미셀 용액에 D,L-PLACOONa와 동일한 당량의 CaCl2 수용액(농도: 100 mg/ml)을 가하고, 혼합물을 실온에서 20 분간 교반하였다. 혼합물을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과한 후 동결건조하였다. 고분자 미셀의 하이드로다이나믹 입자크기는 32 nm였다.
(조성물 15) 도세탁셀, 트윈 80 및 13% 에탄올 함유 조성물
도세탁셀(20 mg)과 트윈 80(520 mg)을 함유하는 조성물을 1.5 ml의 13% (v/v) 에탄올 수용액에 녹여 맑은 용액을 얻었다. 용액을 구멍 크기가 200 nm인 필터로 여과하였다.
상기 조성물과 약물 함량을 표 18에 요약하였다.
[표 18]
조성물 16 mPEG-PLA-토코페롤 (mg) D,L-PLA-COONa (mg) 도세탁셀 (mg) CaCl2 (mg) 도세탁셀 함량 (mg/ml)
375.0 125.0 5.0 4.1 1.0
조성물 15 트윈 80 (mg) 13% 에탄올 수용액 (ml) 도세탁셀 (mg) - 도세탁셀 함량 (mg/ml)
520 1.5 20.0 - 1.0
동물실험을 위해, 체중 230-250 g의 웅성 스프래그-도울리 랫트의 대퇴정맥과 대퇴동맥에 삽관하였다. 조성물 16과 15을 5 mg/kg 용량으로 15 초에 걸쳐 대퇴정맥으로 주사하였다. 주사 1, 5, 15, 30 분 및 1, 2, 3, 4, 6 시간 후, 0.3 ml의 전혈을 대퇴동맥으로부터 채혈한 후, 원심분리하여 맑은 상등 혈장을 얻었다.
또한, 약물의 혈장농도를 실시예 36과 동일한 과정에 따라 분석하고, 약물 혈장농도 분석결과를 아래 표 19와 도 13에 나타내었다.
[표 19]
도세탁셀의 혈장농도(μg/ml)
1 m 5 m 15 m 30 m 1 h 2 h 3 h 4 h 6 h
조성물 16 48.2 6.16 1.22 0.51 0.28 0.13 0.08 0.06 0.06
조성물 15 31.8 3.89 0.69 0.24 0.07 0.003 - - -
표 19 및 도 13에 나타낸 바와 같이, Ca2 +-고정된 고분자 미셀 (조성물 16)은 트윈 80을 함유하는 주사제(조성물15)에 비해 더 긴 혈류 체류시간을 나타내었다. 본 발명의 Ca2 +-고정된 고분자 미셀(조성물 16)이 시판제제 탁소티어R (조성물 15) 보다 더 긴 혈류 체류시간을 가지므로, 본 발명은 생분해성 생체적합성 고분자 를 이용하여 탁소티어R 에 비해 혈류 체류시간을 증가시킨다.
실시예 54
Ca 2 + -고정된 파클리탁셀 -함유 고분자 미셀의 최대내량 (maximum tolerated dose)
10 그룹의 Tac:Cr:(Ncr)-nu 비흉선 마우스(자성, 8 주령, 20.5±0.50 g; 웅성, 8 주령, 21.3±1.6 g)에게 꼬리 정맥을 통해 각각 16, 20, 25, 30 mg/kg의 용량으로 Ca2 +-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀 용액(조성물 10)을 0, 1, 2 일 스케쥴로 정맥 내 투여하였다. 모든 그룹에서 생존 마우스와 체중 변화를 30일에 걸쳐 매일 관찰하였다.
5 그룹의 Tac:Cr:(Ncr)-nu 비흉선 마우스(자성, 8 주령, 24.7±1.2 g; 웅성, 8 주령, 24.2±1.3 g)에게 꼬리 정맥을 통해 각각 20, 25, 30, 35 mg/kg의 용량으로 Ca2+-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀 용액(조성물 10)을 0, 2, 4 일 스케쥴로 정맥 내 투여하였다. 모든 그룹에서 생존 마우스와 체중 변화를 30일에 걸쳐 매일 관찰하였다.
4 그룹의 Tac:Cr:(Ncr)-nu 비흉선 마우스(자성, 8 주령, 22.5±0.8 g; 웅성, 8 주령, 24.3±1.6 g)에게 꼬리 정맥을 통해 각각 20, 25, 30 mg/kg의 용량으로 Ca2+-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀 용액(조성물 10)을 0, 2, 4, 6 일 스케쥴로 정맥 내 투여하였다. 모든 그룹에서 생존 마우스와 체중 변화를 30일에 걸쳐 관찰하였다.
10 그룹의 Tac:Cr:(Ncr)-nu 비흉선 마우스(자성, 8 주령, 19.3±0.71 g; 웅성, 8 주령, 23.3±1.1 g)에게 꼬리 정맥을 통해 각각 25, 28, 30, 35, 39 mg/kg의 용량으로 Ca2 +-고정된 파클리탁셀-함유 고분자 미셀 용액(조성물 10)을 0, 4, 8 일 스케쥴로 정맥 내 투여하였다. 모든 그룹에서 생존 마우스와 체중 변화를 30일에 걸쳐 관찰하였다.
MTD를 약물 투여 후 2 주내에 평균 체중이 대조군에 비해 약 10-20% 감소하고 독성으로 인한 죽음이나 일반적인 징후의 현격한 변화를 유발하지 않는 용량으로 정의하였다. 표 20에 나타낸 바와 같이, 각 용량 스케쥴에서의 MTD는 20-30 mg/kg 범위였다.
또한 담체 독성연구를 수행하였다. 약물 비함유 Ca2 +-고정된 고분자 미셀을 투여받은 동물은 신속하게 성장하고, 식염수를 투여하거나 주사하지 않은 동물보다 약간 더 체중이 증가하였다. 이는 제제의 칼로리 함량에 기인한 것이었다.
[표 20]
투여 스케쥴(일) 동물 수 MTD (mg/kg/inj.) 최대 BW 변화(%)
웅성 자성 웅성 자성
0, 1, 2(q1dX3) 5 25 25 -17.7 -16.3
0, 2, 4(q2dX3) 5 30 30 -17.6 -15.0
0, 2, 4, 6(q2dX4) 5 20 20 -11.5 -10.2
0, 4, 8(q4dX3) 6 35 35 -8.5 -8.0
실시예 55
Ca 2 + -고정된 파클리탁셀 -함유 고분자 미셀의 항암활성
세포를 액체 질소에서 저장된 것으로부터 채취하고 시험관 내 세포배양으로 확립하였다. 세포를 수획한 후, 멸균 인산 완충 식염수(PBS)로 세척하고, 생존 세포 수를 측정하였다. 세포를 약 7×107 세포/ml의 농도로 멸균 PBS에 재현탁하였다. 건강한 누드(nu/nu) 비흉선 마우스(20-25 g, 8-주령)의 오른쪽 옆구리에 7×106 인간 암세포(MX-1, SKOV-3, MDAMB435S, HT29, PC-3, U373MG)를 함유하는 0.1 ml의 세포현탁액을 피하 주사하였다. 암이 일정한 크기에 도달한 후, 3회 이종이식하여 3-4 mm의 이종이식편을 형성하였다. 이종이식 단편을 건강한 누드(nu/nu) 비흉선 마우스(20-25 g, 8 주령)의 오른쪽 옆구리에 12 게이지 트로카 니들로 피하 주사하였다. 암 부피가 100-300 mm3에 도달한 후, 약물을 투여하고 이 시점을 0 일로 기록하였다. 0 일에, 마우스를 5 그룹으로 나누고 0, 1 및 2 일, 0, 2 및 4 일 또는 0, 4 및 8 일에, 금속 이온-고정된 고분자 미셀 (조성물 10)과 크레모포어 EL 제제(조성물 11)를 꼬리 정맥을 통해 다양한 용량의 파클리탁셀로 투여하고, 암 부피를 상이한 시간간격으로 측정하였다. 암 부피는 식 (W2×L)/2(여기서 W는 단축이고, L은 장축이다)에 의해 계산하였다.
치료를 평가하기 위하여, 종양 부피를 아래와 같이 계산하였다:
종양 부피(TV) = 0.5×L×W2 (L: 장축, W: 단축)
상대적 종양 부피(RTV) = (Vt/V0)×100% (Vt: t 일의 TV, V0: 0 일의 TV)
치료 효능를 3 기준을 병행 사용하여 결정하였다: 평균 종양 증식 곡선, 최 적 성장 억제(T/C%) 및 비성장지연(SGD)
최후 주사 후 4 주내 특정 일에서의 최적 성장억제를 처리군 대 대조군의 평균 RTV 값에 100% (T/C%)를 곱하여 계산하였다.
SGD를 아래와 같이 1 및 2 배가시간에 걸쳐 계산하였다:
비성장지연(SGD): SGD=(TD 처리군-TD 대조군)/TD 대조군
TD: 종양 배가시간
활성 수준을 아래와 같이 정의하였다:
T/C% SGD
(+) <50 또는 >1.0
+ <50 및 >1.0
++ <40 및 >1.5
+++ <25 및 >2.0
++++ <10 및 >3.0
NCI 표준에 따르면, T/C ≤42%가 최저 활성 수준이다. T/C < 10%는 추가 개발을 정당화하는 높은 항-종양 활성 수준으로 간주된다.
실험을 유의한 것으로 인정하기 위하여, 처리 당 적어도 4 마리의 마우스와, 그룹 당 적어도 4 개의 종양을 사용하였다. 처리 시작 시, 최소 종양 직경은 4 mm이거나 30 mm3부피였다. 최종 약물 투여 후 2 주 내에 죽는 동물을 독성 사멸로 간주하고 평가에서 제외하였다. 3 마리당 1 마리 보다 많은 독성 사멸이나 평균 체중이 15% 초과로 감소하여 완전히 회복되지 않는 처리군은 항종양 효능이 없는 것으로 간주되었다.
도 14 - 21 및 표 21에 나타낸 바와 같이, 금속 이온-고정된 고분자 미셀-처 리군과 크레모포어 EL 제제-처리군 모두 대조군에 비해 상당한 암성장 억제를 나타내었으며, 특히 금속 이온-고정된 고분자 미셀(조성물 10)-처리군은 크레모포어 EL 제제(조성물 11)-처리군에 비해 높은 억제률을 나타내었다.
[표 21]
암세포주 용량 (mg/kg) 투여 스케쥴 (일) n T/C% SGD 활성 수준
조성물10 조성물11 조성물10 조성물11 조성물10 조성물11
MX-1 10 0,1,2 (q1d×3) 5 22.9 47.0 2.25 0.75 ++ (+)
SKOV-3 10 0,1,2 (q1d×3) 5 25.8 36.6 1.80 1.0 ++ (+)
15 0,2,4 (q2d×3) 7 10.9 NA 4.5 NA ++++ NA
20 0,2,4 (q2d×3) 7 1.7 28.0 >>8.7 1.0 ++++ ++
25 0,2,4 (q2d 3) 7 1.8 NA >>8.7 NA ++++ NA
30 0,2,4 (q2d×3) 7 1.4 NA >>8.7 NA ++++ NA
MDAMB435S 10 0,1,2 (q1d×3) 5 53.5 70.0 1.0 0.45 - -
HT-29 20 0,4,8 (q4d×3) 10 7.9 14.7 4.5 3.5 ++++ +++
25 0,4,8 (q4d×3) 10 5.9 NA 4.8 NA ++++ NA
HT-29 (3 cycle) 20 0,4,8 (q4d×3) 10 3.4 10.4 11.0 4.5 ++++ +++
25 0,4,8 (q4d×3) 10 1.0 NA 14.8 NA ++++ NA
PC-3 20 0,4,8 (q4d×3) 10 27.7 40.1 5.3 0.7 +++ +
25 0,4,8 (q4d×3) 10 23.0 NA 6.0 NA +++ NA
U373MG 20 0,4,8 (q4d×3) 10 3.5 15.8 4.0 2.8 ++++ +++
25 0,4,8 (q4d×3) 10 2.5 NA >>4.0 NA ++++ NA
(* 3 사이클: 식염수 중 약물의 단일 정맥 투여량은 0, 4, 일 (1 사이클), 21, 25, 29일 (2 사이클), 45, 46, 50 (3 사이클)로 정맥내 투여된다)
실시예 56
탁솔 R -내성 암 동물모델에 대한 Ca 2 + -고정된 파클리탁셀 -함유 고분자 미셀의 항암활성
세포를 액체 질소에서 저장된 것으로부터 채취하고 시험관 내 세포배양으로 확립하였다. 세포를 수획한 후, 멸균 인산 완충 식염수(PBS)로 세척하고, 생존 세포 수를 측정하였다. 세포를 약 7×107 세포/ml의 농도로 멸균 PBS에 재현탁하였다. 건강한 누드(nu/nu) 비흉선 마우스(20-25 g, 8-주령)의 오른쪽 옆구리에 7×106 인간 암세포(HT29)를 함유하는 0.1 ml의 세포현탁액을 피하 주사하였다. 암이 일정한 크기에 도달한 후, 3회 이종이식하여 3-4 mm의 이종이식편을 형성하였다. 이종이식 단편을 건강한 누드(nu/nu) 비흉선 마우스(20-25 g, 8 주령)의 오른쪽 옆구리에 12 게이지 트로카 니들로 피하 주사하였다. 암 부피가 일정 크기에 도달한 후, 파클리탁셀(크레모포어 EL 제제, 탁솔R을 꼬리정맥을 통해 q1dX5 투여계획으로 20 mg/kg/일 용량으로 투여하였다. 3 주 후, 약물을 q1dX5 투여계획으로 20 mg/kg/일 용량으로 다시 투여하여 탁솔R-내성 암의 이종이식 단편을 얻었다. 암이 일정 크기에 도달한 후, 이종이식 단편(3-4 mm)을 건강한 누드(nu/nu) 비흉선 마우스(20-25 g, 8 주령)의 오른쪽 옆구리에 12 게이지 트로카 니들로 피하 주사하였다. 암 부피가 100-300 mm3에 도달한 후, 약물을 투여하고 이 시점을 0 일로 기록하였다. 0 일에, 마우스를 5 그룹으로 나누고, 0, 2, 4 일에 금속 이온-고정된 고 분자 미셀(조성물 10)과 크레모포어 EL 제제(조성물 11)를 꼬리정맥을 통해 다양한 용량의 파클리탁셀로 투여하고, 암 부피를 상이한 시간간격으로 측정하였다.
상기 실험에 기재된 바와 같이, 금속 이온-고정된 고분자 미셀의 탁솔R-내성 암에 대한 효능을 입증하기 위하여, 탁솔R-내성 암에 대한 금속 이온-고정된 고분자 미셀의 효능에 대한 동물모델을 확립하였다. 마우스에 접종된 암 세포를 탁솔R에 반복적으로 노출시켜, 탁솔R 전처리된 암세포에 대한 파클리탁셀의 IC50은 원래 암세포에 대한 파클리탁셀의 것보다 유의하게 증가하였다(결과 미도시). 이 동물모델에서, 금속 이온-고정된 고분자 미셀(조성물 10)-처리군은 크레모포어 EL 제제(조성물 11)-처리군에 비해 아마도 도 22 및 표 22에 나타낸 바와 같이 금속 이온-고정된 고분자 미셀에 도입된 약물의 유효농도를 더 오래 유지하기 때문에 더 높은 억제율을 나타내었다.
[표 22]
암세포주 용량 (mg/kg) 투여계획 (일) n T/C% SGD 활성 수준
조성물10 조성물11 조성물10 조성물11 조성물10 조성물11
탁솔R 전처리된 HT-29 20 0,2,4 (q2d×3) 5 17.6 29.0 3.2 2.0 +++ ++
30 0,2,4 (q2d×3) 5 15.1 - 3.8 - +++ -
실시예 57
독소루비신 내성 암 동물모델에 대한 Ca 2 + -고정된 파클리탁셀 -함유 고분자 미셀의 항암활성
동결상태의 독소루비신 (아드리아마이신R)내성 자궁육종 세포주(MES-SA/Dx5; Adriamycin resistant subline: MDR variant)를 American Type Culture Collection (ATCC)에서 구입하여 10% FBS가 첨가된 RPMI-1640 배지에서 배양, 분리하였다. 세포를 수획한 후, 멸균 인산 완충 식염수(PBS)로 세척하고, 생존 세포 수를 측정하였다. 세포를 약 7×107 세포/ml의 농도로 멸균 PBS에 재현탁하였다. 건강한 누드(nu/nu) 비흉선 마우스(20-25 g, 8-주령)의 오른쪽 옆구리에 7×106 인간 암세포(MES-SA/Dx5)를 함유하는 0.1 ml의 세포현탁액을 피하 주사하였다. 암이 일정한 크기(500~700 mg)에 도달한 후 그 종양편을 일정 크기 (3×3×3 mm)로 잘라 트로카 니들 (Troca Needle)를 이용하여 이식, 3회 계대배양하고 다시 3-4 mm의 이종이식편을 얻었다. 이종이식 단편을 건강한 누드(nu/nu) 비흉선 마우스(20-25 g, 8 주령)의 오른쪽 옆구리에 12 게이지 트로카 니들로 피하 주사하였다. 암 부피가 100-300 mm3에 도달한 후, 약물을 투여하고 이 시점을 0 일로 기록하였다. 0 일에, 마우스를 5 그룹으로 나누고, 0, 2, 4 일에 금속 이온-고정된 고분자 미셀(조성물 10)과 크레모포어 EL 제제(조성물 11)를 꼬리정맥을 통해 20 mg/kg 용량의 파클리탁셀로 투여하고, 암 부피를 상이한 시간간격으로 측정하였다.
상기 실험에 기재된 바와 같이, 금속 이온-고정된 고분자 미셀의 독소루비신 내성암에 대한 효능을 입증하기 위하여, 독소루비신 인 비보 내성암 동물모델을 확립하였다. 이 동물모델에서, 금속 이온-고정된 고분자 미셀(조성물 10)-처리군은 크레모포어 EL 제제(조성물 11)-처리군에 비해 아마도 도 23 및 표 23에 나타낸 바와 같이 금속 이온-고정된 고분자 미셀에 도입된 약물의 유효농도를 더 오래 유지하기 때문에 더 높은 억제율을 나타내었다.
[표 23]
암세포주 용량 (mg/kg) 투여계획 (일) n T/C% SGD 활성 수준
조성물10 조성물11 조성물10 조성물11 조성물10 조성물11
MES-SA/Dx5 20 0,2,4 (q2d×3) 5 7.3 19.4 6.0 2.5 ++++ +++
본 발명에 따른 양친성 블록 공중합체로부터 제조된 미셀은 무해하고, 약물의 봉입율이 높을 뿐만 아니라 수용액에서 장시간 안정하게 유지되므로 주사제로 투여하였을 때 약물의 혈중 농도를 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 고분자 조성물은 체액 또는 수용액 중에서 안정한 고분자 미셀 또는 나노파티클을 형성할 수 있다. 본 발명의 조성물로부터 형성된 미셀 또는 나노파티클은 친수성 외피와 다량의 소수성 약물을 물리적으로 봉입할 수 있는 소수성 내핵을 갖는다. 본 발명의 약물 함유 미셀과 나노파티클은 투여 후 혈류 중에 체류시간이 연장되고 다양한 약제학적 제형을 제조하는데 사용될 수 있다.
상기 태양들은 본 발명의 원리의 적용을 설명하기 위한 것일 뿐임을 이해하여야 한다. 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 수많은 변형과 대체 태양이 유래될 수 있고 첨부된 청구범위는 그러한 변형과 배열을 포함하고자 하는 것이다. 따라서, 본 발명을 현재 가장 실용적이고 바람직한 태양(들)인 것으로 여겨지는 것과 관련하여 도면에 나타내고 특정적이고 상세하게 충분히 기재하지만, 청구범위에 기재된 바와 같은 본 발명의 원리와 개념을 벗어나지 않으면서 수많은 변형 이 가해질 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (40)

  1. 친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록을 포함하는 양친성 블록 공중합체.
  2. 제 1 항에 있어서, A-B형 이중 블록 공중합체 또는 B-A-B형 삼중 블록 공중합체인 양친성 블록 공중합체.
  3. 제 1 항에 있어서, 친수성 A 블록이 폴리알킬렌글리콜, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴아미드 및 그의 유도체로 구성된 그룹으로부터 선택되는 양친성 블록 공중합체.
  4. 제 1 항에 있어서, 소수성 B 블록이 폴리락타이드, 폴리글리콜라이드, 폴리카프로락톤, 폴리디옥산-2-온, 폴리락틱-co-글리콜라이드, 폴리락틱-co-디옥산-2-온, 폴리락틱-co-카프로락톤 및 폴리글리콜릭-co-카프로락톤으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 양친성 블록 공중합체.
  5. 제 1 항에 있어서, 친수성 A 블록 대 소수성 B 블록의 비율이 30:70 내지 97:3의 중량비인 양친성 블록 공중합체.
  6. 제 1 항에 있어서, 친수성 블록이 200 내지 50,000 달톤의 중량 평균 분자량을 갖는 양친성 블록 공중합체.
  7. 제 1 항에 있어서, 소수성 블록이 50 내지 50,000 달톤의 중량 평균 분자량을 갖는 양친성 블록 공중합체.
  8. 하기 화학식 Ⅰ'의 양친성 블록 공중합체:
    R1'-O-[R3']l'-[R4']m'-[R5']n'-C(=O)-(CH2)x'-C(=O)-O-R2' (Ⅰ')
    상기 식에서,
    R1'은 CH3-, H-[R5']n'-[R4']m'- 또는 R2'-O-C(=O)-(CH2)x'-C(=O)-[R5']n'-[R4']m'-이고;
    R2'은 토코페롤 또는 콜레스테롤이며;
    R3'은 -CH2CH2-O-, -CH(OH)-CH2-, -CH(C(=O)-NH2)-CH2-, 또는
    Figure 112005060688300-pct00005
    이고;
    R4'은 -C(=O)-CHZ'-O-(여기서, Z'은 수소 또는 메틸기이다)이며;
    R5'은 -C(=O)-CHY"-O-(여기서, Y"은 수소 또는 메틸기이다), -C(=O)-CH2CH2CH2CH2CH2-O-, 또는 -C(=O)-CH2OCH2CH2-O-이고;
    l'은 4-1150의 정수이며;
    m'은 1-300의 정수이고;
    n'은 0-300의 정수이며;
    X'은 0-4의 정수이다.
  9. 1) 토코페롤 또는 콜레스테롤기를 가진 소수성 화합물을 카르복실화시키는 단계; 및
    2) 친수성 A 블록 및 하이드록시 말단기를 가진 소수성 B블록으로 구성되는 양친성 블록 공중합체를 개시제로서 디사이클로헥실카보디이미드(DCC) 존재 하에, 상기 카복실화된 소수성 화합물과 반응시켜, 소수성 B 블록의 하이드록시 말단기에 카복실화 소수성 화합물을 화학 결합시키는 단계를 포함하는,
    친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록을 포함하는 양친성 블록 공중합체의 제조 방법.
  10. 1) 토코페롤 또는 콜레스테롤기를 가진 소수성 화합물을 카르복실화시키고, 생성된 카르복실화된 소수성 화합물을 옥살릴 클로라이드로 활성화시키는 단계; 및
    2) 친수성 A 블록 및 하이드록시 말단기를 가진 소수성 B블록으로 구성되는 양친성 블록 공중합체를 상기 활성화된 카복실화 소수성 화합물과 반응시켜, 소수성 B 블록의 하이드록시 말단기에 카복실화 소수성 화합물을 화학 결합시키는 단계를 포함하는,
    친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록을 포함하는 양친성 블록 공중합체의 제조 방법.
  11. 1) 토코페롤 또는 콜레스테롤기를 가진 소수성 화합물을 결합제(linkage agent)로서 디클로라이드 화합물과 혼합하는 단계;
    2) 단계 1)에서 얻은 반응 혼합물에 친수성 A 블록 및 하이드록시 말단기를 가진 소수성 B블록으로 구성되는 양친성 블록 공중합체를 첨가하여, 소수성 B 블록의 하이드록시 말단기에 소수성 화합물을 화학 결합시키는 단계; 및
    3) 단계 2)에서 얻은 블록 공중합체를 용해시키고 침전시키는 단계를 포함하는,
    친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록을 포함하는 양친성 블록 공중합체의 제조 방법.
  12. 제 1 항에 따른 양친성 블록 공중합체를 포함하는 약물 담체.
  13. 제 1 항에 따른 양친성 블록 공중합체 및 수난용성 약물을 포함하고, 체액 또는 수용액에서 고분자 미셀을 형성할 수 있는 약제학적 조성물.
  14. 제 13 항에　있어서,　수난용성　약물이　33.3 ㎎/㎖ 이하의 수용해도를 갖는 조성물.
  15. 친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록을 포함하는 양친성 블록 공중합체; 및 폴리락트산 유도체의 적어도 일 말단이 적어도 하나의 카복시기와 공유결합된 폴리락트산 유도체를 포함하는, 약물 전달용 고분자 조성물.
  16. 제15항에 있어서, 폴리락트산 유도체가 하기 화학식 Ⅰ에 의해 나타내어지는 고분자 조성물:
    RO-CHZ-[A]n-[B]m-COOM (Ⅰ)
    상기 식에서,
    A는 -COO-CHZ-이고;
    B는 -COO-CHY-, -COO-CH2CH2CH2CH2CH2- 또는 -COO-CH2CH2OCH2이며;
    R은 수소원자, 또는 아세틸, 벤조일, 데카노일, 팔미토일, 메틸, 또는 에틸기이고;
    Z와 Y는 각각 수소원자, 또는 메틸 또는 페닐기이며;
    M은 H, Na, K, 또는 Li이고;
    n은 1 내지 30의 정수이며;
    m은 0 내지 20의 정수이다.
  17. 제15항에 있어서, 폴리락트산 유도체가 하기 화학식 Ⅱ에 의해 나타내어지는 고분자 조성물:
    RO-CHZ-[COO-CHX]p-[COO-CHY']q-COO-CHZ-COOM (Ⅱ)
    상기 식에서,
    X는 메틸기이고;
    Y'은 수소원자 또는 페닐기이며;
    p는 0 내지 25의 정수이고;
    q는 0 내지 25의 정수이며, 단 p+q는 5 내지 25의 정수이고;
    R은 수소원자, 또는 아세틸, 벤조일, 데카노일, 팔미토일, 메틸 또는 에틸기이며;
    Z 는 수소 원자, 또는 메틸 또는 페닐기이고;
    M은 H, Na, K, 또는 Li이다.
  18. 제15항에 있어서, 폴리락트산 유도체가 하기 화학식 Ⅲ에 의해 나타내어지는 고분자 조성물:
    RO-PAD-COO-W-M' (Ⅲ)
    상기 식에서,
    W-M'는
    Figure 112005060688300-pct00006
    이고;
    PAD는 D,L-폴리락트산, D-폴리락트산, 폴리만델릭산, D,L-락트산과 글리콜산의 공중합체, D,L-락트산과 만델릭산의 공중합체, D,L-락트산과 카프로락톤의 공중합체, 및 D,L-락트산과 1,4-디옥산-2-온의 공중합체로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것이며;
    R은 수소원자, 또는 아세틸, 벤조일, 데카노일, 팔미토일, 메틸 또는 에틸기이고;
    M은 H, Na, K, 또는 Li이다.
  19. 제15항에 있어서, 폴리락트산 유도체가 하기 화학식 Ⅳ에 의해 나타내어지는 고분자 조성물:
    S-O-PAD-COO-Q (Ⅳ)
    상기 식에서,
    S는
    Figure 112005060688300-pct00007
    이고;
    L은 -NR1- 또는 -O-이며;
    R1은 수소원자 또는 C1 - 10알킬이며;
    Q는 CH3, CH2CH3, CH2CH2CH3, CH2CH2CH2CH3, 또는 CH2C6H5이고;
    a는 0 내지 4의 정수이며;
    b는 1 내지 10의 정수이고;
    M은 H, Na, K, 또는 Li이며;
    PAD는 D,L-폴리락트산, D-폴리락트산, 폴리만델릭산, D,L-락트산과 글리콜산의 공중합체, D,L-락트산과 만델릭산의 공중합체, D,L-락트산과 카프로락톤의 공중합체, 및 D,L-락트산과 1,4-디옥산-2-온의 공중합체로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것이다.
  20. 제15항에 있어서, 폴리락트산 유도체가 하기 화학식 Ⅴ에 의해 나타내어지는 고분자 조성물:
    Figure 112005060688300-pct00008
    상기 식에서,
    R'은 -PAD-O-C(O)-CH2CH2-C(O)-OM이고;
    PAD는 D,L-폴리락트산, D-폴리락트산, 폴리만델릭산, D,L-락트산과 글리콜산의 공중합체, D,L-락트산과 만델릭산의 공중합체, D,L-락트산과 카프로락톤의 공중합체, 및 D,L-락트산과 1,4-디옥산-2-온의 공중합체로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것이며;
    M은 화학식 (Ⅰ)에서 정의된 바와 같고;
    a는 1 내지 4의 정수이다.
  21. 제15항에 있어서, 친수성 A 블록이 폴리알킬렌글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜 및 폴리아크릴아미드로 구성된 그룹으로부터 선택되고;
    소수성 B블록이 폴리락타이드, 폴리글리콜라이드, 폴리디옥산-2-온, 폴리카프로락톤, 폴리락틱-co-글리콜라이드, 폴리락틱-co-카프로락톤, 폴리락틱-co-디옥산-2-온, 및 그의 유도체로 구성된 그룹으로부터 선택되는 고분자 조성물.
  22. 제 15항에 있어서, 양친성 블록 공중합체가 하기 화학식 (Ⅰ')으로 나타내어지는 고분자 조성물:
    R1'-O-[R3']l'-[R4']m'-[R5']n'-C(=O)-(CH2)x'-C(=O)-O-R2' (Ⅰ')
    상기 식에서,
    R1'은 CH3-, H-[R5']n'-[R4']m'- 또는 R2'-O-C(=O)-(CH2)x'-C(=O)-[R5']n'-[R4']m'-이고;
    R2'은 토코페롤 또는 콜레스테롤이며;
    R3'은 -CH2CH2-O-, -CH(OH)-CH2-, -CH(C(=O)-NH2)-CH2-, 또는
    Figure 112005060688300-pct00009
    이고;
    R4'은 -C(=O)-CHZ'-O-(여기서, Z'은 수소 또는 메틸기이다)이며;
    R5'은 -C(=O)-CHY"-O-(여기서, Y"은 수소 또는 메틸기이다), -C(=O)-CH2CH2CH2CH2CH2-O-, 또는 -C(=O)-CH2OCH2CH2-O-이고;
    l'은 4-1150의 정수이며;
    m'은 1-300의 정수이고;
    n'은 0-300의 정수이며;
    X'은 0-4의 정수이다.
  23. 제15항에 있어서, 친수성 A 블록 및 소수성 B 블록이 각각 200 내지 50,000 달톤 및 50 내지 50,000 달톤 범위의 수평균 분자량을 갖는 고분자 조성물.
  24. 제15항에 있어서, 양친성 블록 공중합체에서 친수성 A블록 대 소수성 B 블록의 비율이 30:70 내지 97:3의 중량비인 고분자 조성물.
  25. 제15항에 있어서, 조성물 총 중량에 대해 0.1 내지 99.9 wt %의 양친성 블록 공중합체 및 0.1 내지 99.9 wt %의 폴리락트산 유도체를 포함하는 고분자 조성물.
  26. 제15항에 있어서, 폴리락트산 유도체가 50 내지 50,000 달톤의 수평균 분자량을 갖는 고분자 조성물.
  27. 제15항에 있어서, 폴리락트산 유도체가 촉매 부재 하에 축합반응시킨 후 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 또는 탄산칼륨으로 중화하여 얻어진 나트륨 또는 칼륨염 형태인 고분자 조성물.
  28. 제15항에 있어서, 폴리락트산 유도체의 카복시 말단기 1 당량에 대하여 0.01 내지 10 당량의 2가 또는 3가 금속이온을 추가로 포함하는 고분자 조성물.
  29. 제28항에 있어서, 2 가 또는 3가 금속이온이 Ca2 +, Mg2 +, Ba2 +, Cr3 +, Fe3 +, Mn2+, Ni2 +, Cu2 +, Zn2 + 및 Al3 +로 구성된 그룹으로부터 선택되는 고분자 조성물.
  30. 제15항의 고분자 조성물로부터 제조된 미셀 또는 나노파티클.
  31. 제30항에 있어서, 미셀 또는 나노파티클의 입자크기가 1 내지 400 nm 범위인 미셀 또는 나노파티클.
  32. 제15항의 고분자 조성물 70 내지 99.9 wt % 및 수난용성 약물 0.1 내지 30 wt %를 포함하는 약제학적 조성물.
  33. 제 28 항의 고분자 조성물 70 내지 99.9 wt % 및 수난용성 약물 0.1 내지 30 wt %를 포함하는 약제학적 조성물.
  34. 1) 친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜 레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록으로 구성되는 양친성 블록 공중합체, 폴리락트산 유도체의 적어도 일 말단이 적어도 하나의 카복시기와 공유결합된 폴리락트산 유도체, 및 수난용성 약물을 유기용매 중에 용해시키는 단계; 및
    2) 유기용매를 증발시키고, 수용액을 가하여 수난용성 약물-함유 고분자 미셀을 형성하는 단계를 포함하는,
    수난용성 약물-함유 고분자 조성물의 제조방법.
  35. 제34항에 있어서, 2가 또는 3가 금속이온을 수난용성 약물-함유 고분자 미셀에 가하여 폴리락트산 유도체의 카복시 말단기를 고정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  36. 제34항에 있어서, 유기용매가 아세톤, 에탄올, 메탄올, 에틸아세테이트, 아세토니트릴, 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 아세트산 및 디옥산으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방법.
  37. 친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록으로 구성되는 양친성 블록 공중합체, 폴리락트산 유도체의 적어도 일 말단이 적어도 하나의 카복시기와 공유결합된 폴리락트산 유도체, 및 항암제를 포함하는 항암 활성을 나타내는 약제학적 조성물.
  38. 제 37항에 있어서, 폴리락트산 유도체의 카복시 말단기 1 당량에 대하여 0.01 내지 10 당량의 2가 또는 3가 금속이온을 추가로 포함하는 약제학적 조성물.
  39. 친수성 A 블록 및 소수성 블록의 하이드록실 말단기가 토코페롤 또는 콜레스테롤기로 치환된 소수성 B 블록으로 구성되는 양친성 블록 공중합체, 폴리락트산 유도체의 적어도 일 말단이 적어도 하나의 카복시기와 공유결합된 폴리락트산 유도체, 및 항암제를 포함하는 항암제 내성 종양 치료용 약제학적 조성물.
  40. 제 39항에 있어서, 폴리락트산 유도체의 카복시 말단기 1 당량에 대하여 0.01 내지 10 당량의 2가 또는 3가 금속이온을 추가로 포함하는 약제학적 조성물.
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