KR100882873B1 - 카테킨 함유 리포솜을 포집하는 펙틴 전달체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카테킨 함유 리포솜을 포집하는 펙틴 전달체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펙틴과 칼슘이온이 이온성 겔을 형성한 비드에 카테킨 함유 리포솜을 포집함으로써 포집효율의 증대 및 약물 방출 속도를 억제가 가능한 새로운 펙틴 전달체(delivery system)에 관한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 펙틴 전달체는 섭취 후 생체 내에서 서서히 방출됨(서방성)으로써 생리활성을 장기간 지속시키는데 유용하여 의약품 및 건강식품에 적용할 수 있다.
카테킨, 리포솜, 펙틴, 전달체
Description
도 1은 CPG-C (A),(B); CPG-L (C),(D); CPG-LH (E),(F) 비드의 표면 형상을 나타낸 것이다.
도 2는 CPG-C (A),(B); CPG-L (C),(D); CPG-LH (E),(F) 비드의 내부 형상을 나타낸 것이다.
도 3은 37 ℃, 60분 후 3종의 CPG 비드에 대한 SGF(A) 및 SIF(B) 하에서 카테킨 방출 효과를 나타낸 것이다.
도 4는 37 ℃, SGF 및 SIF 하에서 CPG-LH 비드에 대한 카테킨 방출 효과를 나타낸 것이다.
도 5는 37 ℃, 60분 후 CPG-LH 비드에 대한 SGF 및 SIF 하에서 서로 다른 콜레스테롤 수준의 카테킨 방출 효과를 나타낸 것이다.
본 발명은 카테킨 함유 리포솜을 포집하는 펙틴 전달체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펙틴과 칼슘이온이 이온성 겔(이온결합에 의해 형성된 겔)을 형성한 비드에 카테킨 함유 리포솜을 포집함으로써 포집효율의 증대 및 약물 방출 속도를 억제가 가능한 새로운 펙틴 전달체(delivery system)에 관한 것이다.
녹차의 주요 폴리페놀 화합물인 카테킨은 복합적인 건강 증진 기능들, 예를 들어 항산화, 비만 억제, 지질 강하, 및 항암 성질을 갖는 것으로 공지되어 있다[V. Crespy, G. Williamson, J. Nutr. 134 (2004) 3431S; M.W.L. Koo, C.H. Cho, Eur. J. Pharmacol. 500 (2004) 177; Y.L. Lin, C.Y. Cheng, Y.P. Lin, Y.W. Lau, I.M. Juan, J.K. Lin, J. Agric. Food Chem. 46 (1998) 1893; N.P. Seeram, S.M. Henning, Y. Niu, R. Lee, H.S. Scheuller, D. Heber, J. Agric. Food Chem. 54 (2006) 1599; J. H. Weisburger, Nutrition. 16 (2000) 767; T. Yokozawa, T. Nakagawa, K. Kitani, J. Agric. Food Chem. 50 (2002) 3549]. 카테킨은 인체 내에서 빠르게 흡수되지만 혈장에서의 지속기간이 다소 짧고 그의 인체로부터의 배출은 빠르게 나타난다[I.F.F. Benzie, Y.T. Szeto, J.J. Strain, B. Tomlinson, Nutr. Cancer 34 (1999) 83; M. Zhu, Y. Chen, R.C. Li, Planta Med. 66 (2000) 444; B.A. Warden,L.S.Smith, G.R. Beecher,D.A. Balentine, B.A. Clevidence, J. Nutr. 131 (2001) 1731]. 이러한 이유들로 인해, 녹차 제품들은 인체 중의 카테킨의 영양학적 유효 수준을 유지하기 위해서 반복적이고 연속적으로 섭취되어야 한다[B.A. Warden,L.S.Smith, G.R. Beecher,D.A. Balentine, B.A. Clevidence, J. Nutr. 131 (2001) 1731; J.H. Weisburger, Food Chem. Toxicol. 40 (2002) 1145; J. Ramberg, GlycoSci. Nutr. 4 (2003) 1]. 이러한 카테킨 적용에 대한 장애는 생물중합체 전달 시스템을 적용하여 흡수된 카테킨의 짧은 지속기간 및 빠른 배출을 억제함으로써 부분적으로 극복될 수 있다.
카테킨에 대한 몇몇 전달 시스템들이 최근 수년간 개발되었다. 마에야마(Maeyama) 등[R. Maeyama, I.K. Kwon, Y. Mizunoe, J.M. Anderson, M. Tanaka, T.J. Matsuda, Biomed. Mater. Res. 75A (2005)146]은 생분해성 광경화된 폴리에스터를 기본으로 하는 전달 시스템을 개발하였으며, 대장균 생체막 형성을 방지하기 위해서, 상기 중합체의 부식 시 상기 시스템으로부터 상기 포집된 (-)-에피갈로카테킨-3-갈레이트를 서서히 방출시킨다. 팡(Fang) 등[J.Y. Fang, C.F. Hung, T.L. Hwang, Y.L. Huang, J. Drug Target. 13 (2005) 19]은 생체 내 피부 및 종양 조직에 카테킨을 전달하기 위한 리포솜 시스템을 평가하였다. 양(Yang) 등[X. Yang, G. Wang, X.J. Zhang, Pharm. Sci. 93 (2004) 293]은 카테킨을 서서히 섭취하기 위해 약 30 내지 40 분에 걸쳐 씹는 츄잉 검을 사용하였다. 그러나, 소화하는 동안 상기 포집된 카테킨을 지속적으로 방출시킬 수 있는 경구 전달 시스템에 대한 진보는 거의 보고되지 않았다.
무독성이고, 매우 생체 적합하며, 기계적으로 강하고 산-안정성인 칼슘 펙티네이트 겔(CPG) 비드는 많은 생물활성 단백질 및 약물의 경구 전달에 널리 사용되어 왔다[P. Sriamornsak, Int. J. Pharm. 169 (1998) 213. P; Sriamornsak, J. Nunthanid, J. Microencapsul. 16 (1999) 303; C.T. Musabayane, O. Munjeri, P. Bwititi, E.E. Osim, J. Endocrinol. 164 (2000) 1; F. Atyabi, S. Majzoob, M. Iman, M. Salehi, F. Dorkoosh, Carbohydrd. Polym. 61 (2005) 39; S. Bourgeois, M. Gernet, D. Pradeau, A. Andremont, E. Fattal, Int. J. Pharm. 324 (2006) 2]. 상기는 특히 낮은 수준의 메틸 에스터화와 함께, 펙틴 분자의 Ca2+-유도된 이온성 겔화에 의해 쉽게 형성된다. 그러나, 상기 CPG 비드를 작고 수용성인 화합물, 예를 들어 분자량이 500 g/몰 미만인 카테킨을 포집하기 위해 사용하는 경우 특별히 주의해야 하는데, 그 이유는 상기 비드의 다공성 성질이 카테킨의 낮은 포집 효율 및 빠른 방출을 유발할 수 있기 때문이다[P. Sriamornsak, N. Thirawong, S. Puttipipatkhachorn, Eur. J. Pharm. Sci. 24 (2005) 363; T.H. Kim, Y.H. Park, K.J. Kim, C.S. Cho, 250 (2003) 371; Y. Murata, M. Miyashita, M. Kato, K. Kofuji, S. Kawashima, Adv. Polym. Technol. 24 (2005) 46].
상기 문제점들을 해결하는데 유망한 접근법은 카테킨을 리포솜(친수성 화합물들을 내부 영역에 유지시킬 수 있는 구형 인지질-2층 멤브레인 소낭이다)[J.Y. Fang, C.F. Hung, T.L. Hwang, Y.L. Huang, J. Drug Target. 13 (2005) 19; L. Honzak, M. ㎨entjurc, H.M.J. Swartz, Control. Release 66 (2000) 221; J.Y. Fang, W.R. Lee, S.C. Shen, Y.L. Huang, J. Dermatol. Sci. 42 (2006) 101]에 통합시킨 다음 상기 카테킨 함유 리포솜을 상기 CPG 비드 내에 포집시키는 것일 수 있다. 알기네이트 겔 비드에 대한 다수의 보고서들은 상기와 같은 접근법이 작고 친수성인 약물, 예를 들어 칼세인(623 g/몰) 및 5(6)-카복시플루오레세인(376 g/몰)에 대한 포집 효율 및 방출 효과를 개선시키는데 유용함을 보였다[I. Takagi, H. Shimizu, T. Yotsuyanagi, Chem. Pharm. Bull. 44 (1996) 1941; I. Takagi, H. Nakashima, M. Takagi, T. Yotsuyanagi, K. Ikeda, Chem. Pharm. Bull. 45 (1997) 389; M. Hara, J. Miyake, Mater. Sci. Eng. C-Bio. S. C17 (2001) 101; L. Xing, C. Dawei, X. Liping, Z. Rongqing, J. Control. Release 93 (2003) 293]. 그러나, 카테킨에 대한 약물 전달 시스템으로서 리포솜-포집된 CPG 비드에 대한 정보는 아직까지 보고된 바 없다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같이 카테킨 함유 리포솜의 문제점을 개선시키기 위해 연구 노력한 결과, 카테킨 함유 리포솜에 다당류인 펙틴을 가교 결합시켜 일차적으로 포집하여 카테킨 고유의 생리활성을 유지하면서 포집 효율의 증대 및 약물 방출 속도를 억제할 수 있었고, 특히 카테킨과 셀룰로오스 유도체HPMC(hydroxy propyl methyl cellulose) 와의 결합을 통한 포집 효율의 증대 및 소장에서의 약물 방출 억제 효과가 탁월함을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 카테킨 함유 리포솜을 포집하는 펙틴 전달체 및 이의 용도를 제공하는데 그 목적으로 한다.
본 발명은 펙틴과 칼슘이온이 이온성 겔을 형성한 비드에 카테킨 함유 리포 솜을 포집한 펙틴 전달체를 그 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 펙틴 전달체를 함유하는 의약품 또는 건강식품을 또 다른 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 펙틴과 칼슘이온이 이온성 겔을 형성한 비드에 카테킨 함유 리포솜을 포집함으로써 포집효율의 증대 및 약물 방출 속도를 억제가 가능한 새로운 펙틴 전달체(delivery system)에 관한 것이다.
본 발명에 따른 카테킨 함유 리포솜을 포집하는 펙틴 약물전달체의 제조는 이온성 겔화(ionotropic gelation, Sriamornsak, 1999)의 원리에 의해 유리 카테킨 용액이나 카테킨 함유 리포좀 용액을 포함하는 펙틴 용액을 분산용액에 서서히 떨어뜨림으로써 제조되는데, 이때 비드 내의 펙틴은 칼슘이온과 불용성 염을 형성함으로써 겔을 형성하게 된다. 이처럼 칼슘이온은 CPG 비드의 제조를 위한 겔화를 유도하는 물질로서 작용하여 비드를 경화하는데 이용되는 동시에, 겔화 도중 내부물질의 유출을 촉진하기도 한다. 특히, 본 발명과 같이 내부물질이 수용성이며 분자량이 적은 경우, 수용액 상태에서 확산속도가 매우 빠르므로 칼슘이온의 효과에 더욱 취약할 것으로 예측된다. 칼슘의 이러한 효과를 최소화하기 위하여 Takagi 등(1996)과 같이 경화시간을 이용하여 겔 바디의 경화정도를 조절하였다. 즉, 겔 바디를 유지할 정도로 물리적으로는 충분히 강하게 형성하는 한도에서 가능한 노출시간을 짧게 유지하도록 하였는데, 예비실험을 통해서 경화시간을 5ㅁ 0.5 분으로 고정하였다.
인지질의 이중막으로 구성되는 리포좀은 친수성 및 소수성 약물을 모두 포집할 수 있는 특성으로 인해 약물전달 기술에 많이 이용되어 왔으며, 천연에서 유래한 성분으로 무독성이며 생분해적 특성을 지니고 있다. 그러나, 외부 환경 즉, pH나 담즙염과 췌장분해효소 등에 의해 파괴되기 쉬운 특성이 보고되었다. 따라서, 리포좀 단독으로 수용성 성분을 포집하기는 다소 어려울 것으로 판단되며 다당류를 병행 사용하여 이의 단점을 보완하려는 연구가 최근 보고되어 왔다[Kono et al. 1999]. 본 발명에서도 수용성이며 분자량도 290 ~ 458 정도로 매우 적은 카테킨이 내부물질로 사용되므로 소수성 내부물질에 비해 포집 효율이 낮으며 방출속도가 빠른 단점을 보완하기 위해 리포좀을 펙틴 비드에 도입하였다.
즉, 본 발명에 따른 카테킨 함유 펙틴 전달체로는 펙틴과 칼슘이온이 이온성 겔을 형성한 비드에 카테킨 함유 리포솜을 포집된 것과, 여기에 추가적으로 셀룰로오스 유도체, 예를 들어 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC, hydroxypropylmethylcellulose)를 코팅한 것을 적용한다. 상기 칼슘이온은 펙틴 100 중량부에 대하여 500 내지 1500 중량부를 혼합 사용하는 것이 바람직하고, 상기 펙틴은 카테킨 100 중량부에 대하여 750 ~ 2100 중량부를 혼합 사용하는 것이 바람직하고, 상기 셀룰로오스 유도체는 카테킨 100 중량부에 대하여 200 ~ 800 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 만일 펙틴이 750 중량부 미만 사용되면 비드가 잘 형성되지 않는 문제가 있고, 2100 중량부를 초과하면 비드가 원형이 아닌 긴 형태(tailing)로 형성되는 문제가 있으며, 셀룰로오스 유도체를 200 중량부 미만으로 사용하거나 800 중량부를 초과하면 소장액에서 빠르게 방출되는 문제점이 있다.
특히, 본 발명의 전달체는 펙틴 중에서도 카르복실산 단위(carboxyl acid unit)가 50% 미만이 메틸 에스테르로 나타나는 LME(low methyl ester), 즉 LM-펙틴에서는 펙틴의 갈락투론산(galacturonic acid)의 카르복시기와 칼슘 사이에 이온 결합(ionic bridge)이 형성되어 겔을 형성하게 된다.
상기 HPMC는 셀룰로오스의 반합성 에스테르 유도체로 방출조절의 용도로 많이 사용되는 친수성 벽의 재료이다. 예비실험을 통해서 HPMC와 카테킨 각각은 모두 수용성이나, 두 용액을 혼합하면 불용성의 침전물이 형성되는 것을 발견하였고, 카테킨이 함유된 비드를 HPMC가 포함된 CaCl2 용액에 떨어뜨리면 불용성의 성분이 비드의 표면을 감싸서 하얀색의 막이 형성되는 것을 관찰하였다. 이러한 카테킨과 HPMC와의 결합에 의한 표면의 코팅이 포집 효율과 방출량에 미치는 영향을 본 발명을 통하여 알아보았다.
즉, 본 발명에서는 CPG 비드 내에 도입된 리포좀과 HPMC의 효과를 알아보기 위하여 내부용액을 유리 카테킨으로 한 경우(CPG-C)와 카테킨 함유 리포좀으로 포집한 경우(CPG-L), 비드의 외부를 HPMC로 코팅한 경우(CPG-LH)의 3 종류로 구분하여 제조되었으며(표 1), 이들의 평균 비드 무게 및 포집 효율과 위장 및 소장용액에서의 방출량, SEM을 통한 형태학적 관찰을 실시하였다.
그 결과, 본 발명에 따른 카테킨 함유 리포좀으로 포집한 경우(CPG-L), 비드의 외부를 HPMC로 코팅한 경우(CPG-LH) 유리 카테킨에 비해 포집 효율이 증대되었고, 약물 방출 효과가 억제되어 장시간동안 약효를 지속시킬 수 있는 유용한 전달 체임을 확인할 수 있었다.
또한, 카테킨은 이미 콜레스테롤 억제 효과가 우수한 것으로 당업계에서는 자명한 사실인 바, 본원발명에 따른 약물전달체가 유효성분으로 함유된 동맥경화 또는 고혈압 예방 및 치료용 조성물 및 건강식품을 또 다른 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 카테킨의 방출을 조절하여 체내에서 나타날 수 있는 카테킨의 여러 가지 생리활성의 발현을 증대시킬 수 있는데 이용할 수 있다. 즉, 본 발명의 전달체는 이미 알려진 카테킨의 지질 강하 및 비만 억제 활성을 극대화시킬 수 있으므로, 상기 활성에 대한 약제 조성물 또는 건강식품으로 사용될 수 있다.
본 발명의 전달체를 의약품으로 사용하는 경우, 전달체를 임상적으로 이용시에는 약학적 분야에서 통상적인 담체와 함께 배합하여 약학적 분야에서 통상적인 제제, 예를 들면 정제, 캅셀제, 트로키제, 액제, 현탁제 등의 경구투여용 제제; 주사용 용액 또는 현탁액, 또는 주사시에 주사용 증류수로 제조하여 사용할 수 있는 즉시 사용형 주사용 건조분말 등의 형태인 주사용 제제; 또는 연고제 등의 다양한 제제로 제형화할 수 있다. 통상적인 담체를 상용하여 제조된 약학적 제제는 경구적으로 투여하거나, 비경구적으로 예를 들면 정맥내, 피하, 복강내 또는 국소 적용할 수 있다. 본 발명의 전달체(CPG-L 또는 CPG-LH 비드)의 투여량은 환자의 나이, 상태 등에 따라 차이가 있으나, 일반적으로 성인에게 1일에 10 ~ 500 mg, 바람직하게는 50 ~ 300 mg의 양이 투여되도록 하며, 의사 또는 약사의 판단에 따라 일정시간 간격으로 1일 수회, 바람직하기로는 1회 내지는 6회 분할 투여할 수 있다.
또한, 본 발명의 전달체(CPG-L 또는 CPG-LH 비드)를 각종 식품의 건조중량에 대하여 0.05 ~ 10.0 중량% 함량으로 배합하여 식품을 제조할 수도 있다.
또한, 여기에서, 기능성 식품으로서는 과자, 가공식품, 조합 유지, 유제품, 음료 등의 각종 식품을 들 수 있고, 형상ㆍ성상도 특별히 제한되지 않아 고체 형상, 반고체 형상, 겔 형상, 액체 형상, 분말 형상 등 어느 것이라도 된다.
즉, 본 발명의 전달체는 기존의 카테킨 활성인 비만 억제 또는 콜레스테롤 억제 효과를 최대한 발현할 수 있어, 비만, 동맥경화 또는 고혈압 예방 및 개선에 크게 기여할 수 있다.
상기 전달체를 유효성분으로 포함하는 조성물은 임상 투여 시에 경구 또는 비경구로 투여할 수 있으며, 일반적인 의약품, 의약외품 및 기능성 식품 등의 형태로 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 상세히 기술할 것이나 본 발명의 범위를 이들 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
참고예 1: 재료 입수
감귤 껍질로부터의 상업적인 낮은(전형적으로는 38%) 메톡실 펙틴[GENU(등록상표) 펙틴 유형 LM-13CG, CP Kelco, Atlanta, GA]이 친절하게도 주피터 인터내셔널 캄파니 리미티드(Jupiter International Co. Ltd., Seoul, Korea)에 의해 기증되었다. 카멜리아 시넨시스로부터의 카테킨의 상업적인 제품을 액티브 인그레 디언츠 그룹 인코포레이티드(Active Ingredients Group Inc., Changsha, China)로부터 구입하였다. 상기 제품 중의 카테킨의 함량은 90.89%이었다: (-)-에피갈로카테킨-3-갈레이트 52.47%, (-)-에피카테킨-3-갈레이트 12.88%, (-)-에피갈로카테킨 9.75%, (-)-갈로카테킨-3-갈레이트 7.73%, (-)-에피카테킨 5.90%, 및 DL-카테킨 2.16%. 하이드록시프로폭실 7 ~ 12% 및 메톡실 19 ~ 24% 정도의 하이드록시프로필메틸셀룰로스(HPMC)를 컬러콘 인코포레이티드(Colorcon Inc., Methocel K4MCR, West Point, PA)로부터 구입하였다. 모든 다른 화학물질들을 시그마 케미칼 캄파니(St. Louis, MO)로부터 구입하였다.
참고예 2: 통계학적 분석
모든 실험들을 3 회 중복 수행하였다. 모든 데이터를 평균값 ㅁ 표준 편차(SD)로서 나타내었다. 상응하는 평균값들 간의 차이의 유의수준(p ≤ 0.05)을 일원 분산분석(ANOVA)을 사용한 다음 던칸의 다중 비교 시험(SAS 9.1, SAS Institute Inc., Cary, NC)에 의해 측정하였다.
참고예 3: 카테킨 함유 리포솜의 제조
카테킨 함유 리포솜을 팡 등[J.Y. Fang, C.F. Hung, T.L. Hwang, Y.L. Huang, J. Drug Target. 13 (2005) 19]에 따라 제조하였다.
0.05g의 L-α-포스파티딜콜린과 콜레스테롤의 지질 혼합물을 최소량의 클로로포름/메탄올(2:1, v/v)의 혼합 용매에 용해시켰다. 상기 유기 용매를 회전 증발기에서 50 ℃에서 증발시켜 지질 막을 수득하였다. 상기 지질 막 중의 잔류 용매를 진공 하에서 밤새 제거하였다. 카테킨을 리포솜에 통합시키기 위해서 상기 생성 막을 실온에서 30 분 동안 회전 진탕에 의해 10 ㎎/㎖의 카테킨 수용액과 혼합하였다. 지질 혼합물 대 카테킨의 중량비는 2:1로 설정하였다. 상기 생성된 카테킨 함유 리포솜 현탁액을 액체 질소를 사용하여 냉동시키고 이어서 실온에서 해동시키며, 이를 CPG 비드의 제조 전에 3 회 반복하였다[S. Sriwonsitanont, M. Ueno, Colloid Polym. Sci. 282 (2004) 753].
실시예 1: 카테킨 함유 리포솜을 포집하는 펙틴 약물전달체(카테킨 함유 리포솜을 포집하는 CPG 비드)의 제조
3 가지 유형의 CPG 비드(CPG-C, CPG-L 및 CPG-LH)를 외부 이온성 겔화의 방법[P. Sriamornsak, J. Nunthanid, Int. J. Pharm. 160 (1998) 207]에 따라 제조하였다(표 1).
[표 1]
카테킨 함유 리포솜을 포집하는 CPG 비드(이하, CPG-L 비드)를 다음과 같이 제조하였다.
상기 참고예 3에서 제조된 카테킨 함유 리포솜의 현탁액을 오버헤드 교반기(EYELA NZ-1000, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Tokyo, Japan)를 사용하여 펙틴 수용액과 실온에서 400 rpm 으로 30분 이상 철저히 혼합하였다. 상기 혼합물 중의 펙틴의 농도는 4%(w/w)이고, 펙틴의 함량은 카테킨 100 중량부에 대하여 1498 중량부를 사용하였다. 상기 혼합물을 카세트 튜브 펌프(EYELA SMP-21, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Tokyo, Japan)를 사용하여 1.2 ㎖/분의 유속으로 2 ㎜ 내부 직경의 튜브를 통해 실온에서 서서히 교반하여 CaCl2 수용액 100 ㎖에 적가하였다. 상기 CaCl2의 농도를 2, 4 및 6%(w/w)로 변화시켜(펙틴 중량부 100에 대하여 CaCl2 500, 1000, 1500 중량부로 변화시켜) 상기 비드 특성에 대한 칼슘 이온의 효과를 조사하였다. CaCl2 용액 중에서 5 분 후에, 상기 비드를 상기 용액으로부터 꺼내고, 탈이온수로 세척하고, 이어서 37 ℃에서 12 시간 동안 건조시켰다.
또한, 상기 CPG-L 비드 제조와 동일하게 실시하되, 단 0.2%(w/w) HPMC를 겔 비드의 형성 전에 상기 CaCl2 용액에 첨가하여 HPMC이 코팅된 카테킨 함유 리포솜을 포집하는 CPG 비드(CPG-LH 비드)를 제조하였다. 상기 HPMC는 카테킨 100 중량부에 대하여 749 중량부를 사용하였다.
대조군으로서, 유리 카테킨을 포집하는 CPG 비드(CPG-C 비드)를 상기 카테킨 함유 리포솜의 현탁액 대신에 카테킨 용액을 상기 펙틴 용액과 혼합함을 제외하고 CPG-L 비드에 대해 개시한 바와 동일한 방법에 의해 제조하였다. 상기 혼합물 중의 펙틴의 농도는 4%(w/w)이고, 펙틴의 함량은 카테킨 100 중량부에 대하여 1498 중량부를 사용하였다. 상기 수득된 비드를 추가로 실험하기 전에 37 ℃에서 12 시간 동안 건조시켰다. 상기 비드(㎎/비드)의 평균 중량을 20 개의 건조된 비드를 측정함으로써 측정하였다.
시험예 1: 평균 중량
상기 3 가지 유형 모두의 CPG 비드의 평균 중량은 겔화 매질 중의 CaCl2의 농도가 2에서 6%로 증가함에 따라 약 1.5 배까지 증가하였는데(표 2), 이는 추정 상 보다 높은 CaCl2 수준에서 펙틴 분자의 가교결합이 보다 치밀하기 때문이다. 유리 카테킨이 리포솜 없이 포집된 CPG-C 비드에 비해, 카테킨 함유 리포솜을 포집하는 CPG-L 비드의 평균 중량은 임의의 소정의 CaCl2 수준에서 현저하게 더 작다(표 2). 이는 CPG-L 비드의 제조 시 첨가된 리포솜이 펙틴 용액의 점도를 낮추어 CaCl2 겔화 매질에 도입된 소적의 부피 감소를 발생시켰기 때문일 수 있다[㏁. Paveli┤, N. ㎨kalko-Basnet, R. Schubert, Int. J. Pharm. 219 (2001) 139]. HPMC로 CPG-L 비드를 코팅함으로써 제조한 CPG-LH 비드는 임의의 시험 수준의 CaCl2에서 CPG-L 비드보다 현저하게 더 낮은 평균 중량을 갖는 것으로 밝혀졌다(표 2). 이는 상기 Ca2+-유도된 펙틴 가교결합에 대한 HPMC의 간섭으로 인한 보다 낮은 정도의 펙틴 겔화에 기인할 수 있다.
[표 2]
시험예 2: 비드 형태
건조된 CPG 비드의 표면 및 내부 형태를 장 방출 주사 전자 현미경(FE-SEM, JSM-6340F, JEOL Korea Ltd., Seoul, Korea)으로 검사하였다. 표면 형태를 검사하기 위해서, 샘플 비드를 양면 접착 테이프로 금속 그리드 상에 적재하고, 이어서 상기 비드 표면을 진공 하에 금으로 코팅하였다. 내부 형태를 검사하기 위해서, 샘플 비드를 처리 전에 강철 날로 절반으로 갈랐다.
스리아몬색(Sriamornsak)[P. Sriamornsak, Int. J. Pharm. 169 (1998) 213]에 의해 보고된 바와 같이, CPG-L 및 CPG-LH 비드의 표면은 울퉁불퉁한 것으로 밝혀진 반면(도 1D, F), CPG-C 비드는 평탄한 표면 형태를 나타내었다(도 1B). CPG-L 및 CPG-LH 비드의 거친 표면 형태는 올리브유를 함유하는 CPG 비드에 대해 보고된 바와 유사했으며[P. Sriamornsak, N. Thirawong, S. Puttipipatkhachorn, Eur. J. Pharm. Sci. 24 (2005) 363], 이는 상기가 상기 비드 기질 내에 포집된 카 테킨 함유 리포솜에 의해 유발될 수도 있음을 암시한다. CPG-L 및 CPG-LH 비드의 내부 형태는 카테킨 함유 리포솜으로 추정되는 작은 구형체들이 상기 비드 내에 분포되어있는 반면(도 2D, F), CPG-C 비드는 그의 구조 내에 상기와 같은 형체들이 없음을 보였다(도 2B). CPG-L과 CPG-LH 비드의 형태학적 특성들 간에 뚜렷한 차이는 관찰되지 않았다.
시험예 3: 포집 효율의 측정
정확하게 칭량한 양의 비드를 0.05 M 인산 이수소 나트륨 완충 용액(pH 6.8) 20 ㎖에 12 시간 동안 교반하면서 용해시킨 다음 30 분간 초음파 처리하였다[M.G. Sankalia, R.C. Mashru, J.M. Sankalia, V.B. Sutariya, AAPS Pharmsci. 6 (2005) E209; S.H. Yoo, Y.B. Song, P.S. Chang, H.G. Lee, Int. J. Biol. Macromol. 38 (2006) 25]. 상기 완충용액 중의 카테킨의 함량을 문헌[I. McMurrough, J. McDowell, Anal. Biochem. 91 (1978) 92; M. Heil, B. Baumann, C. Andary, K.E. Linsenmair, D. McKey, Naturwissenchaften 89 (2002) 519]]에 개시된 바와 같이 측정하였다. 100 ㎕ 부피의 상기 완충용액을 메탄올/HCl(9:1, v/v) 중의 0.1%(w/v) p-다이메틸아미노-신남알데하이드(DMACA) 1 ㎖과 혼합하였다. 상기 혼합물을 1 분간 와동시킨 다음 2,000 x g에서 1 분간 원심분리를 수행하였다. 생성된 상등액을 실온에서 6 분간 유지시키고, 그의 흡광도를 분광광도계(DU 650, Beckman Coulter Inc., Fullerton, CA)로 640 ㎚에서 측정하였다. 상기 비드의 카테킨 포집 효율을 다음 수학식 1과 같이 측정하였다:
상기 3 가지 유형의 CPG 비드 모두에 대해서, 카테킨 포집 효율은 보다 낮은 CaCl2 농도에서 더 높았다(표 3). 2% CaCl2에 대해 측정된 포집 효율의 값(71 내지 78%)은 6% CaCl2에 대한 값(39 내지 48%)보다 약 1.6 내지 1.8 배 더 높았다. 이는 추정 상 펙틴 가교결합에 의해 유도된 압착 압력이 보다 많은 양의 칼슘 이온의 존재 하에서 더 크고, 이는 겔 비드의 형성 중에 보다 많은 포집된 물질을 강제로 여과시키기 때문이다[I. Takagi, H. Shimizu, T. Yotsuyanagi, Chem. Pharm. Bull. 44 (1996) 1941; T. Yotsuyanagi, T. Ohkubo, T. Ohhashi, K. Ikeda, Chem. Pharm. Bull. 35 (1987) 1555]. CPG-L 비드의 포집 효율은 임의의 CaCl2 수준에서 CPG-C 비드의 효율보다 약간 더 높았으며(표 3), 이는 리포솜의 사용이 CPG 비드 내의 카테킨의 포집에 대해 긍정적인 영향을 미침을 가리킨다. 상기 포집 효율의 보다 현저한 개선은 HPMC를 리포솜과 함께 사용할 때 관찰되었다. 다음 표 3에 나타낸 바와 같이, CPG-LH 비드는 CaCl2의 임의의 시험 수준에서 CPG-L 비드 보다 훨씬 더 큰 포집 효율을 나타내었다. 이는 유리 카테킨의 HPMC에 대한 결합뿐만 아니라, 겔 비드의 제조 중에 카테킨 함유 리포솜의 누출에 대한 HPMC 코팅의 차단 효과에 기인할 수 있다.
[표 3]
시험예 4: CPG 비드로부터 카테킨의 방출
상기 CPG 비드로부터의 카테킨의 방출을 하기 2 개의 모의 소화액에서 조사하였다[J. Cacace, E.E. Reilly, A. Amann, AAPS Pharmsci. 5 (2004) 1]: 모의 위액(SGF)으로서 1M HCl로 pH 1.5로 조절한 0.05M 염화나트륨 수용액 및 모의 장액(SIF)으로서 1M NaOH로 pH 6.8로 조절한 0.05M 인산 이수소 나트륨 완충용액. 정확하게 칭량한 양의 비드(대략 70 ㎎)를 SGF 또는 SIF 40 ㎖에 침지하고 진탕 수욕에서 100 rpm으로 37 ℃에서 배양하였다[P. Sriamornsak, Int. J. Pharm. 169 (1998) 213]. 상기 모의 유체를 배양 시간에 걸쳐 샘플링하였다. 각각의 샘플을 2000 x g에서 10 분간 원심분리하고, 상기 상등액 중의 카테킨의 농도를 상술한 바와 같이 측정하였다. 카테킨의 부분 방출을 다음 수학식 2와 같이 측정하였다:
37 ℃에서 60 분 배양 후에 측정된 카테킨의 부분 방출은 3 가지 유형의 CPG 비드로부터 모의 위액(SGF) 및 모의 장액(SIF) 내로의 카테킨의 방출이 겔화 매질 중의 CaCl2의 농도에 의해 영향을 받지 않음을 나타내었다(도 3A, B). 이러한 결과는 Ca2+-유도된 펙틴 가교결합의 정도가 상기 비드를 2 내지 6%의 CaCl2 범위에서 제조할 때 상기 카테킨 방출에 영향을 미치는 주요 인자가 아닐 수도 있음을 암시한다.
SGF에 노출 시, CPG-L 비드는 특히 2 또는 4% CaCl2 용액이 사용될 때 CPG-C 비드보다 매우 더 낮은 수준의 부분 방출을 제공하였다(도 3A). 상기 결과는 리포솜의 사용이 소정의 조건 하에서 CPG 비드로부터 SGF로의 카테킨의 방출을 지연시킬 수 있음을 가리킨다. 리포솜의 훨씬 더 큰 방출 지연 효과가 SIF를 사용한 시험에서 관찰되었다(도 3B). 이는 리포솜이 강산성 SGF에서보다 중간 SIF에서 더 안정성이기 때문일 수 있다[J. Connor, M.B. Yatvin, L. Huang, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 81 (1984) 1715]. CGP-LH 비드는 SIF에 노출될 때 CGP-L 비드보다 현저하게 더 낮은 부분 방출을 보였으며(도 3B), 이는 HPMC 코팅이 카테킨의 상기 비드로부터 SIF 내로의 방출을 억제하는데 유효함을 가리킨다.
SGF 및 SIF 내로의 카테킨의 동적인 방출을 CPG-LH 비드를 사용하여 조사하 였으며, 상기 비드는 3 가지 유형의 CPG 비드 중에서 중량이 가장 가볍고, 포집 효율이 가장 높으며, SIF 내로의 카테킨 방출이 가장 느렸다(도 4). SGF에 노출 시, 상기 포집된 카테킨의 약 75%가 처음 60 분 동안 방출되고, 그 후에 상기 방출은 평탄역에 도달한 반면, 180 분의 배양 주기 동안 SIF에서 비교적 느리고 꾸준한 카테킨 방출이 관찰되었다. 120 분 배양 후에 관찰된 SGF에서보다 SIF에서의 보다 큰 카테킨의 방출은 중성 pH에서 펙틴 겔의 용해에 기인한다. 상기 결과는 장관에서의 카테킨의 바람직한 지속적인 전달이 리포솜 및 HPMC 코팅에 의해 강화된 CPG 비드를 사용함으로써 성취될 수 있음을 암시한다.
제조예 1: 정제의 제조
본 발명의 전달체(CPG-L 또는 CPG-LH 비드)를 유효성분으로 이용하여 다음과 같은 조성으로 경구투여용 정제를 습식과립법 및 건식과립법을 이용하여 제조하였다.
[조성]
유효성분 200 mg, 경질 무수규산 10 mg, 스테아린산 마그네슘 2 mg, 미세결정 셀룰로오즈 50 mg, 전분 글리콜산 나트륨 25 mg, 옥수수 전분 113 mg, 무수에탄올 적량.
제조예 2: 연고제의 제조
본 발명의 전달체(CPG-L 또는 CPG-LH 비드)를 유효성분으로 이용하여 다음과 같은 조성으로 연고제를 제조하였다.
[조성]
유효성분 5 g, 세틸팔미테이트 20 g, 세탄올 40 g, 미리스탄이소프로필 80 g, 모노스테아린산소르비탄 20 g, 폴리솔베이트 60 g, 파라옥시안식향산 프로필 1 g, 파라옥시안식향산 메틸 1 g, 인산 및 정제수 적량.
제조예 3: 주사제의 제조
본 발명의 전달체(CPG-L 또는 CPG-LH 비드)를 유효성분으로 이용하여 다음과 같은 조성으로 주사제를 제조하였다.
[조성]
유효성분 100 mg, 만니톨 180 mg, 인산일수소나트륨 25 mg, 주사용 물 2974 mg
제조예 4: 음료 제조
본 발명의 전달체(CPG-L 또는 CPG-LH 비드) 500 ㎎을 적당량의 물에 용해시킨 후에 보조성분으로서 비타민 C, 교미제로서 구연산, 구연산나트륨, 올리고당을 적당량 가하고, 보존제로서 적당량의 나트륨벤조에이트를 가한 후에 물을 가하여 전량을 100 ㎖로 만들어 음료용 조성물을 제조하였다. 이때 타우린이나 마이오 이노시톨, 엽산, 판토텐산 등을 단독으로 혹은 함께 첨가할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전달체는 카테킨 함유 리포솜에 다당류인 펙틴을 가교 결합시켜 일차적으로 포집하여 카테킨 고유의 생리활성을 유지하면서 포집 효율의 증대 및 약물 방출 속도를 억제할 수 있었고, 특히 카테킨과 HPMC(hydroxypropylmethylcellulose)와의 결합을 통한 포집 효율의 증대 및 소장에서의 약물 방출 억제가 극대화되었다.
따라서, 본 발명에 따른 전달체는 기존의 카테킨 함유 리포솜에 비해 월등히 향상된 약효 지속 효과를 가짐으로써, 비만, 동맥경화 또는 고혈압 예방 및 치료용 의약품 또는 건강식품 등에 매우 유용하게 사용되리라 기대된다.
Claims (6)
- 펙틴과 칼슘이온이 이온성 겔을 형성한 비드에 카테킨 함유 리포솜을 포집한 펙틴 전달체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전달체가 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC)로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 전달체.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 전달체는 카테킨의 방출 속도를 제어하고 포집 효과를 증대시킨 것임을 특징으로 하는 전달체.
- 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 4 중 어느 한 항의 전달체를 함유하는 것을 특징으로 하는 비만, 동맥경화 또는 고혈압 예방 및 치료용 조성물.
- 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 4 중 어느 한 항의 전달체를 함유하는 것을 특징으로 하는 비만, 동맥경화 또는 고혈압 예방 및 개선용 건강식품.
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