KR100762475B1

KR100762475B1 - 위장내 약물 전달을 위한 경구용 제제

Info

Publication number: KR100762475B1
Application number: KR1020017006640A
Authority: KR
Inventors: 칸지 타카다
Original assignee: 칸지 타카다
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2007-10-04
Also published as: AU1410100A; ID29085A; JP2002531394A; DK1135112T3; ATE279914T1; CA2352389C; EP1135112B1; MXPA01005346A; US7097851B1; CN1333680A; ES2233106T3; CA2352389A1; AU766293B2; CN1161107C; KR20010086057A; JP4497725B2; EP1135112A1; DE69921353D1; DE69921353T2; HK1043545A1

Abstract

본 발명은 소화관 내의 선택된 부위에 조제물이 부착하도록 하는 점착부위 조종층(adhesion site-controlling layer), 약물과 점착제를 포함하는 약물 운반층(drug-carrying layer), 약물을 약물 운반층 안에 있도록 보호해주는 보호층(protecting layer)을 포함하며, 전기 약물 운반층은 보호층과 점착부위 조종층의 사이에 위치하며 점착부위 조종층은 보호층에 부착할 수 있는 위장내 약물전달을 위한 경구용 제제를 제공한다. 전기 경구용 제제는 소화관(digestive tract)에서 낮은 흡수율로 인하여 약물의 생체내 이용도(bioavailability)가 낮은 약물의 생체내 이용도를 높일 수 있다.

경구용 제제, 생체내 이용도

Description

위장내 약물 전달을 위한 경구용 제제{An Oral Formulation for Gastrointestinal Drug Delivery}

본 발명은 위장 내 약물 전달을 위한 경구용 제제에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 소화관(digestive tract)에서 낮은 흡수율로 인하여 약물의 생체내 이용도(bioavailability)가 낮은 약물의 생체내 이용도를 높이기 위하여 약물 전달이 위장에서 이루어지도록 하기 위한 경구용 제제에 관한 것이다.

약물의 경구투여시 생체내 이용도가 낮은 이유는 다음과 같은 요소에 기인하는 것으로 여겨지고 있다. (1) 일반적인 정제(tablet) 또는 캡슐(capsule)의 경구투여시, 경구용 제제로부터 약물이 방출된 직후 소화강(digestive lumen)과 혈액 사이의 농도구배(concentration gradient)가 증가하지만, 제제가 소화관의 하부로 이동함에 따라 농도구배가 급격히 감소하게 되어 약물 흡수에 좋지 않은 여건이 형성된다. (2) 후로세미드(furosemide) 등의 약물은 소장의 상부의 한정된 곳에서만 흡수되므로('창문효과(window-effect)'라 칭함), 이러한 약물의 일반적인 제제는 흡수되는 부위를 통과한 후에는 만족할 만한 생체내 이용도를 기대할 수 없다. (3) 단백질 또는 펩타이드 제제의 약물은 소화관으로 분비되는 소화효소에 의해 상당 부분 가수분해되어 생체내 이용도가 수 퍼센트대로 떨어지게 된다. (4) 리토나비르(ritonavir), 사퀴나비르(saquinavir), 인디나비르(indinavir), 넬피나비르(nelfinavir) 등의 HIV 단백분해효소 저해제들은 소화관에서 흡수된 후, 소장관의 상피세포막에 발현되는 P-gp 같은 배출(excretory) 단백질에 의해 능동적으로(actively) 배출된다.

창문효과로 인한 약물의 낮은 생체내 이용도를 향상시키기 위하여, 아키야마(Akiyama) 등은 점막 점착성 입제(mucosa adhesive granule formulation)를 개발하였다(참조: Pharmaceutical Research, 12:397-405, 1995).

경구투여 후 단백질 또는 펩타이드 제제 약물의 생체내 이용도를 높이기 위한 기존의 방법은 위와 소장에서 가수분해의 방지를 주목적으로 하는데, 사프란(Saffran) 박사 등이 개발한 결장(colon)에서 용해되는 아조중합체로 피복된 인슐린 정제(azopolymer-coated insulin tablet), 코텍스사(Cortex Co.)의 에멀젼 제제(emulsion preparation), 다카다(Takada) 등이 개발한 경구용 제제(oral formulation)의 제조 기술, 결장에서 흡수시키는 방법(colon delivery technique), 다카다(Takada)에 의한 리포좀 제제 등이 있다(참조: Takada, Pharm. Tech. Japan, 1988, pp. 1299-1307; Takada, Pharm. Tech. Japan, 1991, pp. 512-520; Takada, Pharm. Tech. Japan, 1995, pp. 1335-1344; Ko et al., Nippon Rinsho [Japan Clinicals], 1998, pp. 595-600).

점막 점착성 입제의 경우, 약물 분자는 소화관에 존재하는 소화효소의 공격을 피할 수 없다. 또한 전기의 펩타이드 또는 단백질의 경구용 제제는 소장강(small intestinal lumen)에 존재하는 소화효소로부터 완벽하게 보호될 수는 없다.

본 발명의 주된 목적은, 경구투여 후 소화관 내의 점막에 점착하며, 소화관 내에 존재하는 소화 효소의 침투를 방지할 수 있도록 겔형성 중합체(gel-forming polymer)와 비수용성(water insoluble) 중합체를 이용하여 패치 제제(patch preparation)를 제조함으로써, 패치 제제 내의 약물 분자를 소장강에 존재하는 소화효소의 공격으로부터 보호하고 점막에 점착하여 오랜 시간동안 약물의 농도구배를 유지시킴으로써, 생체내 이용도를 높일 수 있는 약물 전달을 위한 경구용 제제(때로는 '약물 전달 시스템(drug delivery system, DDS) 제제'라 칭함)를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 전기한 목적을 달성하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 각각 특정한 기능을 갖는 3층으로 이루어진, 위장내 약물 전달을 위한 경구용 제제를 성공적으로 개발하게 되었다. 본 발명은 이러한 발견에 기초하여 완성되었다.

본 발명에 따르면, 소화관 내의 선택된 부위에 조제물이 부착하도록 하는 점착부위 조종층(adhesion site-controlling layer), 약물과 점착제를 포함하는 약물 운반층(drug-carrying layer), 약물을 약물 운반층 안에 있도록 보호해주는 보호층(protecting layer)으로 이루어지는 위장내 약물전달을 위한 경구용 제제가 제공되는데, 약물 운반층은 보호층과 점착부위 조종층의 사이에 위치하며 점착부 위 조종층은 보호층에 부착할 수 있다.

본 발명의 한가지 실시태양에 따르면, 점착부위 조종층, 약물 운반층, 보호층 각각이 필름형태이며 이 세가지 층이 적층(laminated) 구조로 이루어진 위장내 약물 전달을 위한 경구용 제제가 제공된다. 이 실시태양에서, 점착부위 조종층, 약물 운반층, 보호층 각각의 두께는 20 내지 100㎛가 바람직하다.

본 발명의 다른 실시태양에 따르면, 보호층은 반구형태(hemispherical form)이며, 약물 운반층은 반구형태의 보호층의 안쪽 공간에 존재하고, 점착부위 조종층이 반구형태의 보호층의 열린 부분을 덮는 위장내 약물 전달을 위한 경구용 제제가 제공된다. 이 실시태양에서, 반구의 안쪽 깊이(inside depth)는 50 내지 500㎛가 바람직하며, 반구의 열린 부분의 내부 직경은 20 내지 800㎛가 바람직하며, 보호층과 점착부위 조종층의 두께는 20 내지 100㎛가 바람직하다.

약물 운반층은 다공질 박판 기질(porous sheet substrate)에 약물을 흡수시킨 형태(soaked with a drug), 또는 약물을 포함하는 겔 또는 왁스로 이루어진 얇은 판 또는 필름 형태가 바람직하다.

약물 운반층은 또한 흡수 증진제, 단백분해효소 저해제, 수송체(transporter) 저해제로 이루어진 그룹에서 선택한 성분을 한가지 또는 그 이상 포함하는 것이 바람직하다.

보호층은 비수용성(water insoluble) 중합체 또는 왁스로 제조된 필름 또는 캡슐 형태가 바람직하다.

점착부위 조종층은 장용제 중합체(enteric polymer)로 제조된 필름 형태가 바 람직하다.

약물은 생리활성(physiologically active)이 있는 단백질 또는 펩타이드가 바람직하다.

약물은 G-CSF, 인터페론 또는 인디나비르(indinavir)가 바람직하다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전기한 제제를 캡슐에 채워 제조한 경구용 캡슐 제제가 제공된다. 경구용 캡슐 제제는 장용제 캡슐(enteric capsule)이 바람직하다.

도 1은 플루오레세인(fluorescein, FL)을 비글견(beagle dog)에 정맥 주사로 1mg, 그리고 위장 점막 점착성 전달 시스템에 조제한 30mg을 경구투여하였을 때 시간에 따른 혈장 FL의 농도를 나타낸 그래프로서, □:HP-55® 시스템, ○: 유드라짓® L100 시스템 및 ◇:유드라짓® S100 시스템을 나타낸다. 각각의 값은 3 또는 4개의 mean±S.E. 이다.

도 2는 125㎍의 G-CSF를 비글견(beagle dog)에 정맥 주사로 그리고 위장 점막 점착성 전달 시스템에 조제하여 경구투여하였을 때 전체 백혈구 수의 동태(dynamics)를 나타낸 그래프로서, □:HP-55® 시스템, ○: 유드라짓® L100 시스템 및 ◇:유드라짓® S100 시스템을 나타낸다. 각각의 값은 3개의 mean±S.E. 이다.

도 3은 125㎍의 G-CSF를 위장 점막 점착성 전달 시스템에 조제하여 비글견(beagle dog)에 경구투여하였을 때 백혈구 수의 동태(dynamics)에 대한 HCO-60 및 시트르산의 영향을 나타낸 그래프로서, △:HCO-60/시트르산(100/100), □:HCO-60/시트르산(100/150), ○:HCO-60/시트르산(100/200), ◇ :HCO-60/시트르산(50/200)을 나타낸다. 각각의 값은 3개의 mean±S.E. 이다.

도 4는 125㎍의 G-CSF를 유드라짓®L100 위장 점막 점착성 전달 시스템에 조제하여 비글견(beagle dog)에 경구투여하였을 때 시간에 따른 혈장 G-CSF의 농도를 나타낸 그래프이다. 각각의 값은 3개의 mean±S.E.이다.

도 5는 (a) HP-55®, (b) 유드라짓®L100 및 (c) 유드라짓®S100 위장 점막 점착성 전달 시스템을 랫트의 십이지장 내에 투여한 후, 소장에서 이들의 분포를 나타낸다. 소장은 각 부위의 길이가 12 내지 15cm가 되도록 5부위로 나누었다.

본 발명을 실시하기 위한 최선의 실시태양

본 발명에 따르는 위장내 약물 전달을 위한 경구용 제제는 소화관 내의 선택된 부위에 조제물이 부착하도록 하는 점착부위 조종층(adhesion site-controlling layer), 약물과 점착제를 포함하는 약물 운반층(drug-carrying layer) 및 약물을 약물 운반층 안에 있도록 보호해주는 보호층(protecting layer)으로 이루어지는 제제이며, 약물 운반층은 보호층과 점착부위 조종층의 사이에 위치하며 점착부위 조종층은 보호층에 부착할 수 있는 특징이 있다.

본 발명의 제제를 경구투여하였을 때, 점착부위 조종층은 소화관의 특정 부 위에서 용해된다. 약물 운반층이 부착되는 소화관의 점막 부위는 이와 같이 소화관의 특정 부위에서 점착부위 조종층이 용해됨으로써 조종된다. 본 제제의 경구투여 후, 보호층은 소화액이 약물 운반층으로 침투하는 것을 방지하며, 약물 운반층이 방출되는 것을 방지하고, 또한 제제가 소화관의 점막에 부착 후 소화액 또는 소화효소가 약물 운반층 안으로 침투하는 것을 방지한다. 경구투여된 약물의 생체내 이용도는 약물 분자를 소화효소의 공격으로부터 보호하고 오랜 시간 동안 농도구배를 유지시킴으로써 향상된다.

점착부위 조종층은 약물이 초기 단계에서 한꺼번에 방출되는 것을 방지하고, 소화관의 특정 패치(부착) 부위에서 용해될 수 있도록 하는 물질을 포함한다. 통상적으로, 점착부위 조종층은 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈 프탈레이트(hydroxypropyl methylcellulose phthalate, HP-55®), 메타크릴 공중합체-LD(유드라짓®LD)(methacrylic copolymer-LD, Eudragit®LD) 및 메타크릴 공중합체-S(유드라짓®S)(Eudragit®S) 등의 pH 의존형 장용제 중합체(enteric polymer)로 제조한다. 점착부위 조종층의 두께는 일반적으로 20 내지 100㎛가 바람직하며, 40 내지 50㎛가 더욱 바람직하다.

약물 운반층은 보호층과 점착부위 조종층 사이에 존재하는 중간층(intermediate layer)이다. 약물 운반층은 약물 및 점착제를 포함한다. 점착제는 점착부위 조종층이 소화관의 특정 부위에서 용해되었을 때, 약물 운반층을 소화관의 점막에 부착시키는데 사용된다.

약물 운반층에 포함되는 약물의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 경구투여시 생체내 이용도가 낮은 약물이 바람직하다. 위장관에서 흡수되는 약물 특히 장(intestine)에서 흡수되는 약물이 바람직하다. 예를 들어, 생리활성이 있는 단백질 또는 펩타이드(예를 들어, granulocyte colony stimulating factor(G-CSF), 인터페론-α, β, γ를 포함하는 인터페론, 성장호르몬, 칼시토닌, 및 인슐린), 그리고 올리고 또는 폴리 누클레오티드를 포함하는 DNA 또는 RNA(DNA는 플라스미드 형태도 가능), 방향약(aromatic), 항원, 항체(예를 들어, botulinum 독소) 및 세포(예를 들어, 췌장의 랑겔한스 섬) 등이 포함된다. 좀 더 구체적인 예로 G-CSF, 인디나비르 및 인테페론이 포함된다.

약물 운반층을 소화관의 점막에 부착시키는데 이용되는 점착제는 가소제(plasticizer)를 카르복시비닐 중합체(carboxyvinyl polymer), 아크릴레이트/옥틸 아크릴레이트 공중합체(acrylate/octyl acrylate copolymer), 2-에틸헥실 아크릴레이트/비닐피롤리돈 공중합체(2-ethylhexyl acrylate/vinylpyrrolidone copolymer), 아크릴레이트 실크브로인 공중합체 수지(acrylate silkbroin copolymer resin), 메틸 아크릴레이트/2-에틸헥실 아크릴레이트 공중합체 수지(methyl acrylate/2-ethylhexyl acrylate copolymer resin), 아라비아 검(gum arabic), 폴리(비닐 알콜)(poly(vinyl alcohol)), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 메틸셀룰로즈(methylcellulose), 폴리이소프렌(polyisoprene), 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 및 폴리아크릴레이트 나트륨(sodium polyacrylate) 등의 중합체 또는 검(gum)과 혼합한 후, 혼합물을 물과 함께 반죽하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 0.8g 의 히비스와코(Hiviswako) 103과 250㎕의 PEG 400을 2ml의 정제수와 함께 반죽하여 점착제를 제조할 수 있다.

약물 운반층으로 다공질 박판 기질(porous sheet substrate)의 지지체(support)를 사용할 때는 이 다공질 박판 기질에 약물을 흡수시켜 사용하는데, 이때 다공질 박판 기질로는 폴리에스테르 섬유(polyester fiber), 얇은 천(thin cloth), 박엽지(tissue paper) 및 합성 셀룰로즈 중합체 또는 장용제 중합체(enteric polymer)로 제조한 합성지(synthetic paper) 또는 필름을 사용할 수 있다.

약물 운반층으로 겔층(gel layer)을 사용할 때 겔층은 약물 수용액, 약물 분말(powder), 고형 약물 분산액(solid dispersion of a drug), 또는 마이크로- 또는 나노-캡슐화 약물 등을 카르복시비닐 중합체 등의 겔형성 중합체 고농도 용액과 혼합하여 제조할 수 있다. 겔층 대신 친수성 왁스층(hydrophilic wax layer)을 사용할 수 있는데, 왁스층은 약물과 Hiviswako 103®등의 점착제를 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol 400(PEG 400)) 등의 친수성 왁스에 첨가하여 제조한다. 나노- 또는 마이크로-캡슐화 약물을 사용할 때 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈 프탈레이트(hydroxypropyl methylcellulose phthalate, HP-55®)를 나노- 또는 마이크로-캡슐 껍질(wall)로 사용하면 약물이 위장벽에 부착된 후 신속하게 방출될 수 있다.

또한, 폴리옥시에틸화 피마자유 유도체(polyoxyethylated castor oil derivatives), 카프로산(caproic acid), 우르소디옥시콜산(ursodeoxycholic acid) 등의 흡수 증진제를 약물 운반층에 조제함으로써 약물의 생체내 이용도를 더욱 향상시킬 수 있다. 또는, 아프로티닌(aprotinin) 등의 단백분해효소 저해제를 약물 운반층에 조제하여 펩타이드 또는 단백질 제제 약물의 가수분해를 효율적으로 저해함으로써 약물의 생체내 이용도를 높일 수 있다. 또는, 흡수된 약물(예를 들어, 베라파밀(verapamil), 사이클로스포린(cyclosporine))의 배출에 관계하는 P-gp 등의 수송체(transporter) 저해제를 약물 운반층에 조제하여, 약물의 생체내 이용도를 높일 수 있다.

하기에 기술된 바와 같이, 본 발명에 사용되는 약물 운반층은 필름 형태로 또는 반구 형태의 보호층 내부에 존재할 수 있다. 약물 운반층이 필름 형태일 경우, 필름의 두께는 일반적으로 20 내지 100㎛이며, 30 내지 70㎛가 바람직하고, 40 내지 50㎛가 더욱 바람직하다.

보호층(지지층, backing layer)은 약물 운반층의 약물을 보호하는 기능이 있으며 필름 형태 또는 반구 모양의 벽(wall)의 형태이고, 비수용성 중합체, 왁스 또는 이들의 혼합물로 제조되어 약물 운반층의 약물이나 소화효소가 투과하는 것을 방지한다. 보호층은 에틸셀룰로즈(ethylcellulose), 아미노알킬메타크릴레이트 공중합체(유드라짓 RS)(aminoalkylmethacrylate copolymer, Eudragit RS), 셀룰로즈 아세테이트(cellulose acetate), 키틴 및 키토산 등의 약제용 비수용성 중합체, 또는 스테아르산(stearic acid), 스테아릴 알코올(stearyl alcohol), 흰밀랍(white beewax), 카카오 버터, 고체지방(hard fat), 정제된 셀락(shellac), 폴리옥실 40 스테아르염(polyoxyl 40 stearate), 세탄올(cetanol) 및 폴리옥시에틸로릴 에테르(polyoxyethyl lauryl ether) 등의 왁스를 사용하여 제조한다. 보호층의 두께는 일반적으로 20 내지 100㎛이며, 30 내지 70㎛가 바람직하고, 40 내지 50㎛가 더욱 바람직하다. 보호층이 반구 형태일 경우 반구의 크기는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 반구의 안쪽 깊이(inside depth)는 50 내지 500㎛가 바람직하며, 반구의 내부 직경(inside diameter, caliber)은 20 내지 800㎛이며, 50 내지 500㎛가 바람직하고, 100 내지 300㎛가 더욱 바람직하다.

본 발명에 따르면, 약물 운반층은 보호층과 점착부위 조종층 사이에 위치한다. 약물 운반층이 보호층과 점착부위 조종층 사이에 위치할 수 있는 방법으로는 (1) 점착부위 조종층, 약물 운반층 및 보호층이 각각 필름 형태이며 3개의 층이 위의 순서대로 적층구조(laminated)를 이루는 방법(이하, '첫 번째 실시태양에 따르는 제제'라 칭함) 및 (2) 보호층은 반구 형태(hemispherical form)이며, 약물 운반층은 반구형태의 보호층의 안쪽 공간에 존재하고, 점착부위 조종층이 반구의 열린 부분을 덮는 방법이다(이하, '두 번째 실시태양에 따르는 제제'라 칭함). 전기한 첫 번째 및 두 번째 실시태양에 따르는 제제를 제조하는 방법(본 발명에서 가장 전형적인 예)을 다음에 상세하게 기술하였다.

첫 번째 실시태양에 따르는 제제를 제조하기 위하여, 위에서 언급한 비수용성 중합체 또는 왁스를 이용하여 보호층용 필름을 조제하였다. 좀 더 구체적으로, 비수용성 중합체 또는 왁스를 에탄올 등의 유기용매에 용해시킨 후, 그 용액을 테프론 틀(Teflon frame)에 부어서(cast) 용매를 증발시킨다. 예를 들어, 550mg의 에틸셀룰로즈와 150㎕의 트리에틸 시트르산(triethyl citrate)를 5ml의 염화메틸렌(methylene chloride)과 메탄올의 혼합액(4:1)에 용해시킨 후, 그 용액을 테프론 판(plate)에 붓는다.

다음으로, 상술한 바와 같이, 약물 운반층을 보호층 위에 형성한다. 점착제를 보호층 위에 바르고 약물을 포함하고 있는 지지체(support)를 그 위에 부착하여 약물 운반층을 형성하거나, 또는, 약물과 점착제(겔형성 중합체 등)를 혼합하여 보호층 위에 도포할 수도 있다.

점착부위 조종층으로는, 상기한 바와 같이, 장용제 중합체로 제조된 두께 20 내지 100㎛의 필름을 사용할 수 있다. 예를 들어, 225mg의 HP-55®(Shin-etsu Chemical Ind. Co. Ltd.)과 25㎕의 트리에틸 시트르산(triethyl citrate)을 5ml의 염화메틸렌과 메탄올의 혼합액(4:1)에 용해시킨 후, 그 용액을 테프론 판에 부어 필름을 제조한다. 또 다른 예로는, 225mg의 유드라짓(Eudragit®) S100 또는 유드라짓(Eudragit®) L100과 150㎕의 트리에틸 시트르산을 5ml의 염화메틸렌과 메탄올의 혼합액(4:1)에 용해시킨 후, 그 용액을 테프론 판에 부어 필름을 제조한다. 본 발명의 첫 번째 실시태양에 따르는 제제는 그러한 필름을 약물 운반층 위에 점착제 등을 이용하여 부착한 후 3층 구조의 필름을 적당한 크기로 잘라 제조한다. 또한, 보호층과 점착부위 조종층 사이의 약물 운반층의 모서리로부터 약물 등이 새어나오는 것을 방지하기 위하여, 스테아르 산 미세 분말 등의 비수용성 물질을 살포하여 제제를 밀봉하는 것이 바람직하다.

필름 패치형 제제(film patch formulation)의 크기는 제제가 젤라틴 캡슐 또는 장용제 중합체로 제조된 장용제 캡슐에 들어가는 한 제한되지 않는다. 예를 들 어, 크기는 3 x 3 mm의 정방형 및 직경 5mm의 원형이 될 수 있다. 캡슐에 여러겹으로 넣었을 경우, 필름이 서로달라붙는 것을 방지하기 위해 규산 마그네슘 (magnesium silicate) 분말을 살포하여 윤활 처리하는 것이 바람직하다.

두 번째 실시태양에 따르는 제제를 제조하기 위하여 본 발명에서 사용된 반구 형태의 보호층은 비수용성 중합체로 제조된 미니캡슐 또는 마이크로 캡슐을 반으로 잘라서 사용할 수 있다. 에틸셀룰로즈 또는 유드라짓®RS100 등의 비수용성 중합체를 사용하여 기존의 방법으로 미니캡슐 또는 마이크로 캡슐을 제조한 후, 이 캡슐의 중앙을 절단하여 두 조각을 내고, 내부를 파내어 반구 형태의 속이 빈(hollow) 반쪽(주발 모양, bowl) 미니캡슐(half-minicapsule) 또는 반쪽 마이크로 캡슐(half-microcapsule)을 제조하여 보호층으로 사용한다. 약물 운반층을 제조하기 위하여, 약물과 겔형성 중합체를 혼합하여 반쪽 짜리 미니캡슐 또는 마이크로 캡슐에 채워 넣는다. 장용제 중합체로 만든 필름을 겔형성 중합체 접착제(gel forming glue)를 이용하여 반쪽 미니캡슐 또는 반쪽 마이크로 캡슐의 상부에 부착하여 점착부위 조종층을 형성하여 반쪽 캡슐의 뚜껑이 되도록 한다. 또는, 에틸셀룰로즈 또는 유드라짓®RS100 등의 비수용성 중합체를 사용하여 기존의 방법으로 약물 및 점착 중합체를 포함하고 있는 미니캡슐 또는 마이크로 캡슐을 제조한 후, 중앙을 절단하여 두조각을 낸다. 이어, 장용제 중합체로 제조된 필름을 겔형성 중합체 접착제(gel forming glue)를 이용하여 반쪽 미니캡슐 또는 반쪽 마이크로 캡슐의 상부에 부착하여 점착부위 조종층을 형성하여 반쪽 캡슐의 뚜껑이 되도록 한다.

또는, 두 번째 실시태양에 따르는 제제를 다량으로 제조하기 위하여 비수용성 중합체 또는 왁스를 이용하여 첫 번째 실시태양의 제제에 사용된 보호층을 만드는 비슷한 방법으로 필름을 만든다. 이 필름을 마이크론 크기(micron order)의 돌기(projection)가 규칙적으로 배열되어 꽃꽂이에 사용되는 침봉(frog)처럼 가시가 돋은 물체 위에 올려 놓는다. 미세 기계 기술(micro-machine technique)로 제조된 금속 주형을 필름을 올려 놓는 물체로 사용할 수 있다. 필름에 열을 가하여 고온으로 수시간 유지시킨 후 식혀서 깊이가 50 내지 500㎛, 직경(caliber)이 20 내지 800㎛의 미세 용기(micro-container) 형태의 동공(cavity)을 많이 가진 필름을 제조한다.

필름 위에 형성된 미세 용기 형태의 동공(micro-container-like cavity)에 약물을 채워 넣기 위하여 고체상 방법(solid phase method)과 액체상 방법(liquid phase method) 두가지를 사용할 수 있다. 고체상 방법은, 약물과 점착제를 혼합하여 혼합물을 고체 조건에서 미세 용기 형태의 동공에 채워 넣는 것이다. 액체상 방법은, 점착제를 고체상 방법으로 동공에 주입(injected)한 후, 약물 용액을 미세주입기(microinjector)로 동공에 주입하는 것이다.

그리고 나서, 미세 용기 형태의 동공을 덮을 수 있도록 점착부위 조종층을 제공한다. 점착부위 조종층과 미세 용기 형태의 동공을 가진 필름은 점착부위 조종층 위에 미리 도포해 놓은 점착제와 약물로 채워진 미세 용기 형태의 동공을 가진 필름 위에 도포해 놓은 점착제를 이용하여 서로 맞붙인다. 약물이 열저항성을 가진 경우에는 점착부위 조종층과 미세 용기 형태의 동공을 가진 필름을 가열 가 압 방법(heating press method)으로 맞붙인다.

이렇게 만들어진 필름은 약물로 채워지고 점착부위 조종층으로 덮인 동공을 많이 가지고 있는데, 이 필름은 한 조각에 동공이 한 개씩 되도록 잘게 잘라서 두 번째 실시태양에 따르는 제제를 제조하는데 사용한다. 절단 방법은 기계적으로 또는 현미경 하에서 레이저를 이용하여 절단한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상적인 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

실시예 A

재료

G-CSF 용액(500㎍/mL)은 Kirin Brewery Co., Ltd.(Tokyo, Japan)로부터 구입하였다. 하이드록시프로필메틸셀룰로즈 프탈레산(Hydroxypropylmethylcellulose phthalate, HP-55)는 Shin-etsu Chemical Industry Co. Ltd.(Tokyo, Japan)로부터 구입하였다. 유드라짓(Eudragit®) S100과 L100(Rohm Pharm., Darmstadt, Germany) 은 Higuchi Inc.(Tokyo, Japan)를 통하여 구입하였다. 카르복시비닐 중 합체(carboxyvinyl polymer, Hiviswako 103), 에틸셀룰로즈(ethylcellulose, EC, 10cp) 및 트리에틸 시트르산(triethyl citrate)은 Wako Pure Chemical Industries, Ltd.(Osaka, Japan)로부터 구입하였다. 폴리옥시에틸화(polyoxyethylated), 60μmol, 피마자유 유도체(castor oil derivative, HCO-60)는 Nikko Chemicals Co., Ltd.(Tokyo, Japan)로부터 구입하였다. 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol(PEG)) 400, 수단블랙(sudan black), 사카로스(saccharose) 및 시트르산(citric acid)은 Nacalai Tesque Inc.(Kyoto, Japan)로부터 구입하였다. 플로레슨(Fluorescein, FL), 메탄올 및 디클로로메탄은 Kanto Chemical Co., Ltd.(Tokyo, Japan)로부터 구입하였다. 규산 마그네슘(Magnesium silicate)은 Kyowa Chemical Industry Co. Ltd.(Takamatsu, Japan)로부터 구입하였다. 젤라틴 캡슐(#0)은 Yoshida Co., Ltd.(Himeji, Japan)로부터 구입하였다. 본 연구에 사용된 웅성 비글견(male beagle dog, 10.0-12.5kg) 및 시판되는 일반 고체 사료(Labo D stock)는 Nippon Nousan co., Ltd.(Yokohama, Japan)로부터 구입하였다. 랫트(rat)는 SLC(Hamamatsu, Japan)로부터 구입하였다. 다른 모든 재료들은 시약급을 사용하였으며 구입한 상태로 사용하였다.

위장 점막 점착성 전달 시스템의 조제

지지층(보호층)(backing layer(protecting layer))은 가소제를 포함하는 EC 용액을 사용하여 주조/용매증발 방법(casting/solvent evaporation technique)으로 제조하였다. 550mg의 EC를 5ml의 염화메틸렌과 메탄올(4:1)의 혼합액에 용해시키고 여기에 150mg의 트리에틸 시트르산(triethyl citrate)을 첨가하여 가소성이 있는(plasticized) 중합체 용액(11%, w/v)을 제조하였다. 랫트의 위장관에서 보유/통과(retention/transit)를 알아보기 위한 시험 필름을 제조하기 위하여, 3.5mg의 수단 블랙(sudan black)을 혼합물에 첨가하였다. 가소성이 있는 EC 용액을 10 x 10cm 크기의 테프론 판(Teflon plate)에 부은 후, 6℃에서 12시간 동안 용매를 증발 시켰다. 판에서 떼어낸 후, 같은 크기의 약물 운반층, 셀룰로즈 막을 80℃에서 열접착법(thermal bonding)으로 접착시켰다. 그리고 나서, 약물 운반층이 붙어 있는 지지층(backing layer)을 1.0 x 1.0cm의 크기로 절단하였다. EC 필름 자체의 두께는 48.3 ± 2.7㎛이고, 전체 두께는 115.3 ± 0.9㎛이었다.

pH 민감성 표면층(점착부위 조종층)(pH-sensitive surface layer(adhesive site-controlling layer)) 또한 장용제 중합체, HP-55, 유드라짓 L100 및 S100을 각각 이용하여 제조하였다. 즉, 550mg의 HP-55와 50㎕의 트리에틸 시트르산을 10ml의 염화메틸렌과 메탄올(4:1)의 혼합액에 용해시켰다. 유사한 방법으로, 550mg의 유드라짓 L100 또는 유드라짓 S100을 10ml의 염화메틸렌과 메탄올(4:1)의 혼합액에 용해시키고, 100㎕의 트리에틸 시트르산을 첨가하였다. 각 용액을 10 x 10cm 크기의 테프론 판에 부어 6℃에서 12시간 동안 용매를 증발시켜 pH 민감성 필름을 제조하였다. 판에서 떼어낸 후, pH 민감성 필름을 1.0 x 10.0cm의 크기로 절단하였다. 장용제 필름의 두께는 HP-55의 경우 39.0 ± 2.5㎛이고, 유드라짓 L100은 36.3 ± 2.2㎛, 유드라짓 S100은 37.7 ± 2.2㎛ 이었다. 점막 점착성 접착제(mucoadhesive glue)는 0.8g 의 히비스와코(Hiviswako) 103, 250㎕의 PEG 400 및 2ml의 물을 혼합하여 제조하였다. 정확하게 결합시킨 후, 접착제를 pH 민감성 표면층의 표면에 균일하게 도포하였다.

약물은 다음과 같은 방법으로 적재하였다; 우선, 시트르산(100, 150 또는 200mg) 및 HCO-60(50 또는 100mg)을 포함하는 용액 400㎕에 약물 운반층을 적신 후 50℃에서 2시간 동안 완전히 건조시켰다. 그런 다음, 약물 용액을 약물 운반층에 적재하였다. FL을 이용한 실험에는, 200㎕의 FL 용액(150mg/ml)을 적재하였다. G-CSF를 이용한 실험에는 500㎍/ml 농도의 G-CSF 용액을 180㎕ 또는 250㎕ 적재하였다. 박판을 냉장고에서 12시간 동안 완전히 건조시킨 후, 히비스와코(Hiviswako) 접착제를 이용하여 pH 민감성 표면층을 약물 운반층에 부착시켰다. 이렇게 제조된 세겹짜리 필름을 3.0 x 3.0mm 크기의 작은 조각으로 절단하여 미세 분말의 스테아르산(stearic acid) 및 규산 마그네슘(magnesium silicate)을 처리하여 필름의 가장자리가 서로 붙지 않도록 하였다. 마지막으로, 설탕을 부형제로 사용하여 필름을 #0 HP-55 캡슐에 넣었다. HP-55 캡슐은 다음과 같이 제조하였다. HP-55를 염화메틸렌과 메탄올(4:1)의 혼합액에 용해시켜 4.0 w/v%의 용액을 만든 후, #0 젤라틴 캡슐의 몸체와 뚜껑에 각각 채워 넣었다. 용매를 증발시키고 젤라틴층을 용해시켜 HP-55의 뚜껑과 몸체를 제조하였다.

비글견(beagle dog)을 이용한 약동학적(pharmacokinetic) 연구

각 실험을 수행함에 있어서 웅성 비글견 성체(adult male beagle dog) 세 마리를 밤동안 12시간 금식시키고 물은 자유롭게 공급하였다. 그러나, 실험을 수행하는 동안, 시험 제제(test preparation)를 투여하고나서 4시간 동안은 물을 공급하지 않았다. 모든 실험에서 각 시험견에 한 개씩의 캡슐을 경구투여하였다. 투여 4시간 후, 시판되는 고체사료 450g을 물과 함께 공급하였다. 실험하는 동안 추가의 음식물은 공급하지 않았다. 모든 실험은 개일리듬(circadian rhythm)의 영향을 배제하기 위하여 같은 시간에 수행하였다. 시험 제제는 오전 10시 30분에 20ml의 물과 함께 투여하였다. 약물 투여 30분 전에 대조군 혈액 시료(control blood sample) 0.5ml를 경정맥(jugular vein)으로부터 채취하였다. 각 시험견은 FL 30g 또는 G-CSF 125㎍이 포함된 캡슐 한 개를 투여받았다. 시험 제제의 경구투여 후, FL 분석을 위해서는 0, 1, 2, 3, 4, 5 및 6시간 후에, G-CSF 분석을 위해서는 0, 1, 1.5, 2, 3, 4, 6 및 8시간 후에 경정맥으로부터 혈액 시료를 채취하였다. G-CSF의 ELISA 분석을 위한 혈액 시료는 EDTA 존재하에 채취하였다. FL 분석을 위한 혈장(plasma) 분획 또는 G-CSF 분석을 위한 혈청(serum) 분획은 혈액 시료를 12,000rpm에서 5분간 원심분리하여 수득하였다. 이러한 혈장과 혈청 시료들은 즉시 -80℃로 냉동하여 보관하였다. 일주일 후, FL 또는 G-CSF의 iv 용액을 같은 시험견에 주사하였다. 시험 용액의 농도는 FL은 1.0mg/ml, G-CSF 는 500㎍/ml이었다. iv 용량(dose)은 FL은 10mg이고, G-CSF는 125㎍/kg이었다. 투여 후, 혈액 시료는 0, 5, 10, 20, 30, 40분, 1시간 및 2시간 후에 채취하였다. 혈장 시료 또한 -80℃로 냉동하여 보관하였다.

비글견을 이용한 G-CSF의 약역학적(pharmacodynamics) 연구

125㎍ 또는 90㎍의 G-CSF를 포함하고 있는 시험 위장 점막 점착성 전달 시스템(test GI mucoadhesive delivery system)을 2주일 후에 같은 비글견에 경구투여하고, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 및 12시간 후에 경정맥으로부터 혈액 시료를 채취하였다. 마지막 시료 채취 직후, 모든 혈액 시료에서 백혈구(white blood cell, 백혈구) 수를 산정하였다. 또한, 다음날 아침, 투여 24시간 후에 혈액 시료를 채취하여 백혈구 수를 산정하였다.

랫트 위장관에서 필름의 보유 및 통과(retention and transit) 정도 측정

몸무게 300 내지 350g 의 웅성 위스타(Wistar) 랫트를 실험 전 12시간 동안 금식시키고 물은 자유로이 공급하였다. 가벼운 에테르(ether) 마취상태 하에서, 복부를 절개한 후, 유문 근처의 위 절개 부위를 통하여 1.0 x 2.0mm 크기의 시험 필름을 십이지장에 투여하였다. 위장관 내의 작은 필름을 검출하기 위하여, 필름의 지지층을 검정 염료인 수단 블랙(sudan black)으로 염색을 하였다. 복부를 봉합한 후, 랫트는 케이지에 넣어 두었다. 투여 후 1, 2, 3, 4, 5 및 6시간 후에, 랫트를 희생시켰다. 위와 소장 전체를 분리해 내어 시트(sheet) 위에 펼쳐 놓았다. 유문의 괄약근(pyloric sphincter)으로부터 회맹장 접합점(ileo-cecal junction)까지를 5부분으로 나누어 위장관 내에 남아있는 필름을 육안으로 판별하여 기록하였다. 그리고 나서, 디지털 카메라 DC-3Z(RICOH Co., LTD., Tokyo, Japan)를 이용하여 사진촬영을 하고 CapView 소프트웨어를 이용하여 이미지를 캡쳐하여 디지털화 하고 PhotoDelux 소프트웨어(Adobe)를 이용하여 분석하였다. 사진은 디지털 칼라 프린터(SONY, Tokyo, Japan)를 이용하여 프린트하였다.

분석 방법

혈장의 FL 농도

혈장의 FL 농도는 형광 분광 광도 측정법(spectrophotofluorometric method)으로 측정하였다. 200㎕의 시험견 혈장 시료에 0.5ml의 메탄올을 첨가하고, 잘 섞은 후, 혼합물을 12,000rpm에서 5분간 원심분리하였다. 상등액에 1ml의 0.1 N-NaOH 용액과 2ml의 증류수를 첨가하고 Shimadzu RF-500 형광 분광 광도 측정기(spectrophotofluorometer)를 이용하여, 468nm 파장, 방출 파장 512nm에서 형광 강도를 측정하였다.

G-CSF의 효소면역 측정법(Enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)

혈장의 G-CSF 농도는 다음과 같이 효소면역 측정법으로 측정하였다. 바닥이 평평한 96웰 플레이트에 웰당 100㎕의 단백질 용액을 분주하고, 100㎕의 혈청 시료 또는 G-CSF 표준용액(블랭크 견혈청에 일정량의 G-CSF를 첨가하여 표준용액 조제)을 각 웰에 첨가하고 96웰 플레이트를 상온에서 3시간 방치한 후, 완충액으로 96웰 플레이트를 세척하였다. 다음, 알칼리성 인산가수분해효소(alkaline phosphatase)가 결합된 G-CSF에 대한 다클론 항체 200㎕씩을 각 웰에 넣고 2시간 방치한 후, 완충액으로 세척하였다. 50㎕의 NADPH를 첨가하여 1시간 반응시킨 후, 에탄올과 INT-violet을 포함하는 완충액 50㎕를 첨가하여 0.5시간 방치하였다. 2N 술폰산(sulfonic acid)을 첨가하고, 각 웰의 흡광도를 마이크로 플레이트 판독기(microplate reader)를 이용하여 490nm에서 측정하였다. 분석법으로는, 3차 로그-로그잇 변환(third-order log-logit transformation)과 연결시켜 가중최소제곱회귀법(weighted least-squares regression method)을 이용하였다.

전체 백혈구 수(total 백혈구)의 산정

G-CSF의 약리학적 효과는 순환하는 백혈구의 수를 산정하여 평가하였다. 혈액 시료를 희석하고 적혈구용혈제(stromatolizing agent)를 이용하여 용혈시킨 후, EDTA로 처리한 혈액 시료 20㎕를 백혈구 수 산정에 사용하였다. 적혈구가 용해된 혈액세포수는 자동 마이크로셀 카운터(microcell counter, Sysmex F-500)를 이용하여 산정하였으며, 한가지 혈액 시료에 대하여 3번 측정하였다. 백혈구(백혈구)의 수는 상대값으로 나타내었는데, 약물 투여 후 각 시간대에 산정한 백혈구의 수를 각각의 값 즉, 약물 투여 전의 백혈구 수로 나누어 나타내었다.

데이타 분석

다음의 약동학적 요소(pharmacokinetic parameter) 들은 혈장의 약물 농도-시간 데이터로부터 결정하였다. Cmax는 약물의 최고 농도이고 Tmax는 농도가 Cmax에 달하는 시간이며 이 값들은 측정한 값으로부터 구하였다. 혈장 또는 혈청의 약물 농도-시간 곡선(AUC)의 하부 면적과 정맥주사 또는 경구투여 후 첫번째 나타나는 곡선(first-moment curve, AUMC)의 하부 면적은 마지막 약물 농도의 측정치 까지 선상 사다리꼴 법칙(linear trpezoidal rule)을 이용하여 계산하였다. 경구투여 후 평균 보유시간(mean residence time, MRT)은 AUMC/AUC로 계산하였다. 생체내 이용도(bioavailability)의 정도는 Dose_i.v., AUC_i.v. 및 AUC_oral 로부터 다음 방정식을 이용하여 계산하였다:

BA=AUC_oral·Dose_iv/AUC_iv·Dose_oral

G-CSF를 경구투여하였을 때 약리적 이용도(pharmacological availability, PA)는 다음 방정식으로부터 계산하였다:

F=(AUC_0-48,oral x Dose_iv)/(AUC_0-48,iv x Dose_oral)

이때, AUG는 G-CSF 위장 점막 점착성 전달 시스템 또는 정맥을 통해(iv solution) 투여받은 각 시험견의 약리 효과-시간 곡선의 하부 면적(0 시간에서 48시간 까지)이다. Dose_iv 및 AUG_0-48,iv는 G-CSF 용액을 정맥주사로 투여받은 모든 시 험견의 평균 투여량 및 약리 효과-시간 곡선의 하부 면적(0시간에서 48시간 까지)이다. G-CSF 용액을 정맥 투여했을 경우에는, 약리 효과를 0시간에서 효과가 투여 전의 수준으로 돌아가는 48시간 까지 측정하였다.

통계 처리

모든 값은 mean±S.E.로 나타내었다. 통계 편차는 p<0.05 (one-sided t-test) 일 때 재현할 수 있는 것으로 간주하였다.

결과

FL이 조제된 위장 점막 점착성 전달 시스템(GI mucoadhesive delivery system)의 약동학적 연구

FL을 위장 점막 점착성 전달 시스템에 조제하여 경구투여한 후 FL의 약동학적 연구를 수행하기 위하여, 30mg의 FL을 포함하는 위장 점막 점착성 전달 시스템을 제조하여 세 마리의 비글견에 투여하였다.

본 위장 점막 점착성 전달 시스템에 대한 연구에는 HP-55, 유드라짓(Eudragit) L100 및 유드라짓 S100 등 세 가지의 pH 민감성 표면층을 사용하였다. 이 세가지의 위장 점막 점착성 전달 시스템을 경구투여 후, 시간에 따르는 혈장 FL의 농도 변화(plasma FL concentration vs. time)를 도 1에 나타내었다. HP-55와 유드라짓 L100을 이용한 위장 점막 점착성 전달 시스템 양쪽 모두, 혈장 FL의 농도가 경구투여 후 1시간 내지 1.5시간 후부터 증가하기 시작하여 각각 2시간과 3시간 후에 최대치인 Cmax에 도달했다. 그러나, 유드라짓 S100을 이용한 위장 점막 점착성 전달 시스템의 경우, 흡수가 약 2시간 가량 지연(absorption lag-time)되는 것으로 나타났다. 그 후 혈장 FL의 농도는 증가하기 시작하여 5시간 후에 최대 농도인 Cmax에 도달하였다. 이 경우에는 구역을 나누지 않은 상태에서 약동학적 분석을 하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다. AUC 값은 HP-55와 유드라짓 L100 사이에 현저한 차이를 보이지 않았다. 그러나, 유드라짓 S100을 이용한 위장 점막 점착성 전달 시스템의 경우, 소장의 하부까지 전달되므로 흡수가 지연되고 경구투여 후 8시간 까지도 FL의 흡수가 진행되므로, AUC 값은 다른 것에 비해서 현저하게 작게 나타났다. 본 연구는 시험용이므로 8시간 까지 혈액 시료를 채취하였다. 세가지 위장 점막 점착성 전달 시스템을 이용한 FL의 생체내 이용도를 측정하기 위하여, FL을 같은 시험견에 정맥 투여하고 그 결과를 도 1에 나타내었다. 같은 양의 FL을 정맥 투여 후 AUC 값을 비교한 결과 세가지 제제를 이용하여 FL을 투여했을 때 계산된 생체내 이용도는 각각 79.1±7.59%, 85.1±7.85% 및 56.1±8.16%로 나타났다.

표 1: 비글견에 위장 점막 점착성 전달 시스템에 조제된 FL의 경구투여 후

의 약물동력학적 요소

	Cmax(㎍/ml)	Tmax(h)	AUC(㎍*h/ml)	MRT(h)	BA(%)
HP-55	0.40 ±0.33	2.33 ±0.82	1.24 ±0.12	3.45 ±0.18	79.1 ±7.59
유드라짓 L	0.41 ±0.04	3.33 ±0.41	1.34 ±0.12	3.38 ±0.26	85.1 ±7.85
유드라짓 S	0.40 ±0.02	5.00 ±0.00	0.88 ±0.13	4.32 ±0.17	56.1 ±8.16

각 값은 3개의 시료의 평균 ±표준오차를 나타낸다.

G-CSF로 조제된 위장 점막 점착성 전달 시스템의 약역학적 연구

FL을 이용하여 수행된 연구를 바탕으로, 위장 점막 점착성 전달 시스템을 단백질에 적용하였다. 본 발명자들은 G-CSF로 조제된 대장 전달 시스템을 비롯한 경구투여 전달 시스템의 약역학적 평가에 대한 연구를 많이 수행하였으므로, G-CSF를 모델 단백질로 선택하였다. 125㎍의 G-CSF를 세가지 위장 점막 점착성 전달 시스템에 조제하여 시험견에 경구투여하였다. 도 2는 시간에 따르는 G-CSF 약리 활성을 나타내는 그래프이다. HP-55 위장 점막 점착성 전달 시스템을 투여했을 경우, 투여 전에 비해서 백혈구의 수가 1.4배 증가하였다. 그러나, 유드라짓 L100 위장 점막 점착성 전달 시스템의 경우는 HP-55 위장 점막 점착성 전달 시스템보다 백혈구의 수가 더욱 증가하여 1.7배의 증가를 나타내었다. 유드라짓 S100 위장 점막 점착성 전달 시스템의 경우는 유드라짓 L100 위장 점막 점착성 전달 시스템에서 나타난 것 같은 백혈구의 증가가 나타나지 않았다. 세가지 위장 점막 점착성 전달 시스템을 이용한 G-CSF의 약리적 이용도(pharmacological availability, PA)를 측정하기 위하여, 같은 양의 G-CSF를 같은 시험견에 주사하여 G-CSF의 약리적 이용도를 모니터하였다. 삽입된 그래프가 결과를 나타낸다. 전체 백혈구 증가 배수를 나타내는 곡선의 하부 면적을 비교하여 볼 때, HP-55 위장 점막 점착성 전달 시스템의 PA는 5.5%, 유드라짓 L100 위장 점막 점착성 전달 시스템의 PA는 23%, 유드라짓 S100 위장 점막 점착성 전달 시스템의 PA는 6.0%로 각각 나타났다.

투여량에 따르는 G-CSF 약리 효과를 측정하기 위하여, 90㎍의 G-CSF를 유드라짓 L100 위장 점막 점착성 전달 시스템에 조제하여 같은 시험견에 경구투여하였다. 결과는 도 3에 나타나 있다. 전체 백혈구의 증가는 125㎍을 투여했을 때 기대되는 값 보다는 적게 나타났으며, 투여 전과 비교하여 최대 증가는 1.2배인 것으로 나타났다.

위장 점막 점착성 전달 시스템에 계면활성제인 HCO-60 및 유기산인 시트르산 등의 첨가물을 조제하였다. 따라서, 계면활성제인 HCO-60의 양을 100mg으로 일정하게 유지하고 시트르산의 양을 299mg에서 150mg 까지 감소시키며 G-CSF의 약리 활성에 대한 첨가물의 영향을 알아 보았다. 도 3에 보듯이, 시트르산의 조제된 양이 200mg에서 150mg으로 감소함에 따라, G-CSF의 PA가 감소하였다. 그러나, 시트르산의 조제된 양이 150mg에서 100mg으로 감소하여도 PA의 현저한 변화는 나타나지 않았다. 반면에, HCO-60의 조제양을 100mg에서 50mg으로 감소시킴에 따라 HCO-60가 G-CSF의 PA를 상승시키는 효과는 현저하게 감소하였다.

시험견에 경구 투여한 G-CSF의 약동학적 연구

125㎍의 G-CSF를 포함하는 유드라짓 L100 위장 점막 점착성 전달 시스템이 가 장 높은 G-CSF의 PA를 나타냄에 따라, 같은 제제를 시험견에 투여하여 혈장 G-CSF의 농도를 ELISA 방법으로 측정하였다. 도 4에 보듯이, 혈장 G-CSF의 농도는 경구 투여 직후 상승하기 시작하여 1시간 후에 최고치인 100pg/ml에 도달하였다. 그 후에 혈장 G-CSF의 농도는 급격하게 하강하였다. 이 결과는 G-CSF가 위장관에서 흡수되어 변화되지 않고 원래의 형태대로 전신순환하는 것을 의미한다.

랫트의 위장관에서 필름의 보유 및 통과량 측정

세가지 위장 점막 점착성 전달 시스템의 점착 특성을 측정하기 위하여, 1.0 x 2.0mm 크기의 세가지 소형의 착색된 생점착성(bioadhesive) 필름을 제조하여, 시험 필름을 랫트의 십이지장에 투여하였다. 생점착성 필름의 보유/통과량은 도 5에 보듯이 복부 절개를 통하여 모니터하였다. HP-55 생점착성 필름의 경우, 투여 1시간 및 2시간 후에 투여된 필름 대부분이 소장의 #1 부위(section #1), 즉, 십이지장에서 검출되었다. 또한, 필름은 십이지장에 3시간 가량 점착되어 있는 것으로 나타났다. 그러나, 투여 4시간 후, 10개의 필름 중에서 8개는 랫트의 소장의 #2 부위(section #2)로 이동하였고, 그 후로 소장의 하부로 이동하였다. 유드라짓 L100 생점착성 필름의 경우, 투여 후 2시간 이내에 소장의 #1 부위에서 사라지고 약 2시간 동안 #2 부위에 보유되는 것으로 나타났다. 그 후로 필름은 점차적으로 소장의 #3 및 #4 부위로 이동하였다. 반면에, 유드라짓 S100 생점착성 필름은 3시간에 걸쳐서 소장의 #1 부위에서 #4 부위로 점차적으로 이동하였고, 소장의 #5 부 위에 부착하여 그 곳에서 3시간 가량 머무는 것으로 나타났다.

실시예 B

실시예 1

보호층(지지층)인 EC 필름(16cm x 1.6cm)은 히비스와코(Hiviswako) 103 접착제를 이용하여 부착하였다. 같은 크기의 박엽지(tissue paper)에 100㎕의 G-CSF(1.25mg/ml), 100mg의 HCO-60(폴리옥시에틸화 피마자유 유도체, polyoxyethylated castor oil derivative) 및 200mg의 시트르산을 200㎕의 물에 용해시켜 제조한 약물 용액을 흡수시킨 후, 건조시키고 상기 EC 필름에 부착하여 약물 운반층(중간층, intermediate layer)을 제조하였다. 같은 크기의 HP-55 필름에 히비스와코 접착제를 도포하고 중간층에 부착하여 점착부위 조종층(표면층, surface layer)을 제조하였다. 이렇게 제조된 세겹짜리 필름을 3.0 x 3.0mm 크기의 작은 조각으로 절단하고 가장자리를 규산 마그네슘(magnesium silicate) 분말로 처리 하여 HP-55 캡슐에 넣었다. 빈 공간을 유당(lactose)으로 채워 경구용 패취 DDS 제제(oral patch DDS formulation)를 만들었다.

실시예 2

100mg 의 우르소데옥시콜린산(ursodeoxycholic acid) 및 2,000 단위의 아프로 티닌(aprotinin, 가수분해 효소 저해제)을 약물 용액에 첨가하여 약물 전달층(중간층)을 제조하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 유사한 방법으로 경구용 패취 DDS 제제를 제조하였다.

실시예 3

우선, 겔화 약물 운반층(gelling drug-carrying layer)(중간층)을 제조하였다. 인디나비르(Indinavir) 100mg을 0.8ml의 물, 100㎕의 PEG 400과 혼합한 후 300mg의 히비스와코 103을 첨가하였다. 이렇게 얻어진 혼합물을 충분히 반죽하여 접착제를 만들었다. 실시예 1과 같은 크기의 EC 필름(지지층)에 인디나비르를 포함하는 접착제를 도포하고 HP-55 필름을 표면층(surface layer)으로 부착하였다. 그리고 나서, 실시예 1과 유사한 방법으로 규산마그네슘 처리를 한 후, 필름과 적당량의 유당을 Size No. 0의 HP-55 장용제 캡슐 2개에 넣어 인디나비르 경구용 패취 DDS 제제를 제조하였다.

실시예 4

P-gp 수송체(transporter)의 저해제인 사이클로스포린(cyclosporine) 200mg을 약물 용액에 첨가하여 약물 전달층(중간층)을 제조하는 것을 제외하고는, 실시예 3과 유사한 방법으로 인디나비르 경구용 패취 DDS 제제를 제조하였다.

실시예 5

550mg의 에틸셀룰로즈(EC)와 50㎕의 트리에틸시트르산을 5ml의 염화메틸렌과 메탄올(4:1)의 혼합액에 용해시켜 10cm x 10cm 크기의 테프론 판에 붓고 용매를 증발시켜 EC 필름을 제조하였다. EC 필름을 최대 직경 200㎛, 높이 80㎛의 돌기를 가진 금속 주형틀에 올려 놓고 170℃에서 10분간 압착하였다. 그런 다음, 필름을 상온에서 식혀 미세 용기(micro-container) 형태를 가진 필름을 제조하였다. 100㎕의 G-CSF(약물), 50mg의 HCO-60(폴리옥시에틸화 피마자유 유도체) 및 200mg의 시트르산을 1ml의 물에 용해시켜 약물 용액을 제조하였다. 약물용액을 동결건조시킨 후, 분말 형태의 약물을 미세용기를 가진 필름 위에 떠놓고 약주걱(spatula)을 이용하여 미세용기에 균일하게 채웠다. EC 판 위에 남아있는 분말은 스테인레스스틸 브러쉬를 이용하여 쓸어 내었다. 장용제 중합체인 HP-55 표면층 필름을 제조하기 위하여, 300mg의 HP-55와 50㎕의 트리에틸시트르산을 10ml의 염화메틸렌과 메탄올(4:1)의 혼합액에 용해시켜 15cm x 15cm 크기의 테프론 판에 붓고 용매를 증발시켜 HP-55 필름을 제조하였다. 접착제로는 0.8g의 히비스와코 103, 2ml의 증류수, 250㎕의 PEG 400을 막자사발에 넣고 막자로 섞어 사용하였다. 접착제를 HP-55 필름 위에 도포하고 약물로 채워진 미세용기를 가진 EC 필름에 접착하였다. 이렇게 제조된 적층 구조의 필름을 약 500 x 500㎛의 정방형 또는 500㎛ 직경의 원형이 되도록 현미경 하에서 미세용기 둘레를 절단하여 삼층 구조로 이루어지고 균일하지 않은(ununiform) 마이크로 캡슐 제제를 제조하였다. 절단은 표시기호가 0으로 되도록, 4배의 고변조파(high-modulated wave), 266nm 파장, 약 30㎛ 비임 너비(beam wide) 및 105mV x 0.77초 출력(output)의 YAG 레이져(YAG laser)하에서 UV 레이저 표지기(UV laser marking machine)인 LTH-100AA(Ushio Electronics Co.)를 이용하였다.

실시예 6

일반적인 방법(Ohyama Takao, et al., Ishoku [Transplantation], 34:174-185, 1999)으로 랫트의 췌장에서 랑겔한스 섬(Langerhans islet)을 분리하여 0.1% 카르복시메틸셀룰로즈(carboxymethylcellulose) 용액에 현탁한 후, 췌장 랑겔한스 섬 현탁액을 미세주입기(microinjector)로 실시예 5와 유사한 방법으로 제조된 EC 필름 위의 미세 용기에 주입하였다. HP-55 필름은 실시예 5와 유사한 방법으로 제조하였다. HP-55 필름을 히비스와코 103 접착제로 도포하여 여러 종류의 세포로 채워진 미세 용기의 EC 필름에 접착시켰다. 이렇게 제조된 적층 구조의 필름을 약 500 x 500㎛의 정방형 또는 500㎛ 직경의 원형이 되도록 현미경 하에서 미세용기 둘레를 절단하여 삼층 구조로 이루어지고 균일하지 않은(ununiform) 마이크로 캡슐 제제를 제조하였다.

시험 실시예 1:생체내에서(in vivo) 생체내 이용도(bioavailability)의 측정

전기 실시예 1 내지 4에서 제조한 경구용 패치 DDS 제제를 비글견에 경구투여 하였다. 투여 후, G-CSF 제제의 경우, 시간에 따라 순환하는 혈액을 채취하여 백혈구 수를 산정하여 약물 효과의 척도로 삼았다. G-CSF 제제와 인디나비르 제제의 투여량은 각각 125㎍/dog 과 100mg/dog 이었다. 이때, 사용된 비글견(beagle dog)은 몸무게 10 내지 11kg의 웅성 성체이었고 공복에 약물을 투여하였다.

G-CSF 제제의 임상 및 약리학적 시험 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

표 2: 약물 투여 후 백혈구 수

	약물투여 전	6시간	12시간	24시간	48시간
G-CSF 용액	100	105	103	97	106
실시예 1의 G-CSF 제제	100	111	132	130	108
실시예 2의 G-CSF 제제	100	120	141	139	109

G-CSF 용액은 HP-55로 제조된 장용제 캡슐에 시판되는 G-CSF 주사제를 채운 제제이다.

투약하기 전 비글견의 순환 혈액 백혈구 수를 기본(baseline, 100%)으로 하여 백혈구 수의 변화를 상대값으로 나타내었다.

인디나비르 제제의 투약 후 결과는 표 3에 나타내었다.

표 3 : 인디나비르 경구투여 후 순환 혈장내의 인디나비르 농도(㎍/ml)

	0시간	2시간	4시간	6시간	8시간	12시간
정제(tablet)	0	0	0	0	0	0
실시예 3의 제제	0	0.33	0.21	0.17	0.13	0.08
실시예 4의 제제	0	0.58	0.35	0.27	0.19	0.11

실시예 C

인터페론-α를 포함하는 위장 점막 점착성 전달 시스템은 G-CSF 용액 대신에 10,000,000 IU/ml의 인터페론-α를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 A와 유사한 방법으로 제조하였으며, 비글견 한 마리 당 5,000,000 IU(용액 0.5ml)의 인터페론-α를 투여하였다. 혈청의 인터페론-α 농도는 실시예 A와 유사한 방법으로 측정하였다. 수득한 결과를 표 4에 나타내었다.

표 4: 투약 후 혈청 인터페론-α의 농도(pg/ml)

1시간	2시간	3시간	4시간	6시간
310 ±58	343 ±61	107 ±37	52 ±11	50 ±17

실시예 D

550mg의 에틸셀룰로즈(EC)와 150㎕의 트리에틸시트르산을 5ml의 염화메틸렌과 메탄올(4:1)의 혼합액에 용해시켜 9cm x 9cm 크기의 테프론 판에 붓고 용매를 증발시켜 EC 필름을 제조하였다. EC 필름은 3.0cm x 5.0cm 크기의 아크릴 틀(acrylic frame) 위에 올려 놓았다. 100mg의 폴리아크릴산, 1g의 HCO-60 및 2g의 시트르산 을 물에 용해시켜 전체 부피 10ml가 되도록 용액을 제조하였다. 이렇게 제조된 용액 1.5ml에 p24 항원 750㎍과 PBS에 용해시킨 콜레라 독소 150㎍을 첨가하였다. 시료는 필름 형성을 위해서 냉장고에 하룻밤 동안 보관하였다. 유드라짓 L로 제조한 필름을 그 위에 접착시키고 이렇게 제조된 적층 구조의 필름을 비슷한 크기의 15 조각으로 절단하여 각 조각을 다시 1.0mm x 1.0mm 크기로 절단하였다. 절단면은 규산마그네슘 분말과 스테아르산 미세분말로 처리하였다.

유전자 재조합 기술의 발달로 인하여 생리 활성을 가진 여러 가지 단백질 또는 펩타이드의 대량 생산이 가능해졌으나, 이들을 투여하는 경로는 주사(injection)에 한정되어 있는 실정이다. 환자 삶의 질(quality of life, QOL)을 고려할 때 투여 방법은 경구투여가 바람직하다. 그러나, 단백질과 펩타이드는 위와 소장 등의 소화관 내에서 위산 또는 췌장이 분비하는 펩신 및 단백분해효소 등에 의해서 가수분해 되고 만다.

본 발명에 따르면, 보호층으로 사용한 비수용성 중합체 또는 왁스가 소화관 내에서 단백분해효소의 공격을 방지하는 것으로 나타났다. 또한, 약물 운반층에 포함된 점착제(폴리아크릴레이트 중합체 등)가 가수분해 효소에 대하여 저해 효과가 있으며, 소화관의 점막에 존재하는 가수분해 효소에 의한 가수분해를 방지하는 것으로 나타났다. 게다가, 여러 가지 가수분해 효소 저해제들을 포함시킴으로써 약물 효과를 더욱 강력하고 오래 지속할 수 있도록 하였다.

나아가서, 약물이 흡수된 후 다시 소화관으로 분비되는 경우에도 생체내 이용도를 높일 수 있었다. 사이클로스포린 및 사퀴나비르(saquinavir) 등의 항 AIDS 제제인 단백분해효소 저해제들은 소화관의 상피세포에 발현되는 P-gp에 의해 소화관으로 다시 배출되므로 생체내 이용도가 낮게 나타나는 것으로 여겨지고 있다. 일반적인 제제에 P-gp 저해제를 조제하면 투여된 제제가 소화관의 하부로 이동하므로 약물 흡수 부위에 머무르며 효율적인 저해작용을 할 수 없다. 본 발명의 경구 투여용 패취형 DDS 제제에 배출 수송체 저해제(excretive transporter inhibitor)를 조제함으로써 점착된 부위에 장시간 보유될 수 있으므로 약물의 생체내 이용도를 향상시킬 수 있다.

게다가, 경구투여된 항원은 충분히 흡수되지 않으므로 만족할 만한 면역 효과를 기대할 수 없다. 본 발명에 의하면, 경구용 백신도 항원을 효율적으로 흡수시켜 면역 효과를 높일 수 있는 제품 개발이 가능하다.

Claims

pH 의존형 장용제 중합체(enteric polymer)로 제조되고, 소화관 내의 점막에서 용해되어 하기의 약물 운반층이 상기 점막에 부착하도록 하는 점착부위 조종층(adhesion site-controlling layer), 약물과 점착제를 포함하는 약물 운반층(drug-carrying layer), 약물을 약물 운반층 안에 있도록 보호해주는 보호층(protecting layer)을 포함하며, 전기 약물 운반층은 보호층과 점착부위 조종층의 사이에 위치하고, 점착부위 조종층, 약물 운반층 및 보호층은 각각 필름형태이고, 전기 세 층이 적층(laminated)구조를 이루거나, 또는 보호층은 반구형태(hemispherical form)이고, 약물 운반층은 전기 반구형태의 보호층의 안쪽 공간에 존재하며, 점착부위 조종층은 반구형태의 보호층의 열린 부분을 덮는 위장내 약물전달을 위한 경구용 제제.
삭제
제 1항에 있어서,

점착부위 조종층, 약물 운반층 및 보호층의 두께는 20 내지 100㎛인

것을 특징으로 하는

위장내 약물 전달을 위한 경구용 제제.
삭제
제 1항에 있어서,

반구의 안쪽 깊이(inside depth)는 50 내지 500㎛이고, 반구의 열린 부분의 내부 직경은 20 내지 800㎛이며, 보호층과 점착부위 조종층의 두께는 20 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는

위장내 약물 전달을 위한 경구용 제제.
제 1항에 있어서,

약물 운반층이 약물을 흡수시킨 다공질 박판 기질(porous sheet substrate) 또는 약물을 포함하는 겔 또는 왁스로 이루어진 얇은 판 또는 필름 형태인 것을 특징으로 하는

위장내 약물 전달을 위한 경구용 제제.
제 1항에 있어서,

약물 운반층이 흡수 증진제, 단백분해효소 저해제 및

수송체(transporter) 저해제 중 한가지 또는 그 이상의 성분을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는

위장내 약물 전달을 위한 경구용 제제.
제 1항에 있어서,

보호층은 비수용성(water insoluble) 중합체 또는 왁스로 제조된 필름 또는 캡슐 형태인 것을 특징으로 하는

위장내 약물 전달을 위한 경구용 제제.
삭제
제 1항에 있어서,

약물은 생리활성(physiologically active)이 있는 단백질 또는 펩타이 드인 것을 특징으로 하는

위장내 약물 전달을 위한 경구용 제제.
제 1항에 있어서,

약물이 G-CSF, 인터페론 또는 인디나비르(indinavir)인 것을 특징으로 하는

위장내 약물 전달을 위한 경구용 제제.
제 1항, 제 3항, 제 5항 내지 제 8항, 제 10항 및 제 11항의 어느 한 항의 제제를 캡슐에 채워 제조한 경구용 캡슐 제제.
제 12항에 있어서,

장용제 캡슐(enteric capsule)인 것을 특징으로 하는

경구용 캡슐 제제.