KR100990810B1 - 안과용 약물 및 이과용 약물을 위한 담체로서 합성 무기 나노입자의 용도 - Google Patents
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Abstract
안과용 및 이과용 약제 조성물에서 무기 재료(예를 들어, 합성 스멕타이트 점토)의 나노입자의 용도가 기술되어 있다. 상기 나노입자는 안과용 약물 및 이과용 약물을 위한 생물학적으로 불활성인 담체 또는 저장소로서 사용된다. 상기 나노입자는 눈 또는 귀에서 조성물의 점도 또는 흐름 특성을 향상시키고/거나 체류 시간을 증가시키기 위하여, 또한 조성물의 유변학적 성질을 개질하는데 사용될 수 있다.
Description
발명의 배경
본 발명은 안과용 약물 및 이과용 약물 전달 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 안과용 약물 및 이과용 약물을 위한 불활성 담체로서 합성 무기 나노입자의 용도, 및 안과용 약물을 눈 및 귀로 국소적으로 전달하기 위한 본 발명을 기초하는 약제 조성물의 용도에 관한 것이다.
많은 상이한 타입의 제제는 눈으로 안과용 약물을 전달하기 위한 담체로서 사용되었다. 예를 들어, 이런 목적을 위해 카르복시비닐 중합체의 사용이 미국 특허 제 4,271,143호에서 개시되었다. 다른 다양한 유기 중합체는 또한 안과용 약물을 위한 담체로서 사용되었다.
안과용 조성물에 합성 또는 천연 중합체로부터 형성된 나노입자를 사용하는 것은 다양한 과학 출판물에서 개시되었다, 예를 들어:
Jork Kreuter에 의한, Kreuter, J. "Nanoparticles", Colloidal Drug Delivery Systems, Marcel Dekker, New York, New York (USA), chapter 5, 페이지 219 (1994);
P. Guiot 및 P. Couvreur에 의한, Gurny, R. "Ocular therapy with nanoparticles", Polymeric Nanoparticles and Microspheres, Boca Raton, Florida (USA): CRC Press, 페이지 127 (1986);
Gurny, R. "Preliminary study of prolonged acting drug delivery system for the treatment of glaucoma", Pharm Acta Helv., 볼륨 56, 페이지 130 (1981);
Zimmer 등. "J. Microspheres and nanoparticles used in ocular delivery systems", Advanced Drug Delivery Reviews, 볼륨 16, 번호 I, 페이지 61-73 (1995); 및
Calvo 등. "Comparative in vitro evaluation of several colloidal systems, nanoparticles, nanocapsules, and nanoemulsions, as ocular drug carriers", J Pharm Sci, 볼륨 85, 번호 5. 페이지 530-536 (1996년 5월).
본 발명에서 사용되는 나노입자는 합성 또는 천연 중합체 예를 들어, 상기 인용된 출판물에서 기술된 것으로부터 형성되지 않는다. 오히려, 본 발명은 무기 나노입자의 용도에 관한 것이다. 본 발명에서 사용되는 나노입자는 예를 들어, 물에서 팽창 가능한 점토 물질을 포함한다. 광범위한 점토의 검토 및 이들의 화학적 및 물리적 성질은 하기 문헌에서 찾아볼 수 있다:
Giese, R.F. 및 van Oss C.J., "Colloid and Surface Properties of Clays and Related Minerals", A.T. Hubbard, Marcel Dekker Inc., Vol. 105.
바람직한 나노입자는 단순한 규산염으로부터 제조된 합성 스멕타이트 점토로부터 형성된다. 하기의 출판물은 약제 조성물에서 합성 점토 나노입자의 용도에 관한 추가의 배경지식을 위하여 인용될 수 있다:
Plaizier-Vercammen, "Rheological properties of Laponite XLG, a synthetic purified hectorite", Pharmazie,볼륨 47. 페이지 856 (1992);
Grandolini 등. "Intercalation compounds of hydrotalcite-like anionic clays with anti-inflammatory agents: I. Intercalation and in vitro release of ibuprofen", International Journal of Pharmaceutics, 볼륨 220, 번호 1-2, 페이지 23-32 (2001년 6월 4일);
"Formulations of Oral Gastrointestinal Therapeutic Agents in Combination with Pharmaceutically Acceptable Clays"라는 명칭의 미국 특허 제 5,585,108호(Ruddy 등);
미국 특허 제 6,177,480호 Bl(Tsuzuki 등)에서 콘택트 렌즈용 습윤제로서 및 콘택트 렌즈로부터 계면활성제에 의해 지질 침착물(deposit)의 제거에 도움이 되는 합성 점토 재료의 사용(예를 들어, Laponite™)을 개시하고 있다.
미국 특허 제 6,015,816호(Kostyniak 등)에서, 콜로이드 입자, 예를 들어 스멕타이트 점토 광물을 어떤 재료에서 미생물의 성장을 조절하기 위하여 항균 활성을 가지는 리간드에 대한 기질로서 사용하는 개선된 방법을 개시하고 있다; 및
미국 특허 제 6,177,480호(Tsuzuki 등)에서 콘택트 렌즈용 습윤제로서 및 콘택트 렌즈로부터 계면활성제에 의해 지질 침전물(deposit)의 제거에 도움이 되는 합성 점토 재료의 사용(예를 들어, Laponite™)을 개시하고 있다.
발명의 요약
본 발명은 안과용 및 이과용 조성물 특히 눈 또는 귀 조직으로의 국소적 적용에 적합한 조성물의 제형화를 용이하게 하는 무기 재료의 나노입자의 용도에 기초한다. 나노입자는 화학적으로 불활성인 안과용 약물 및 이과용 약물을 위한 담체 또는 저장소 및 안과용 및 이과용 조성물의 다른 성분요소로서 작용한다.
본 발명은 안과용 약물 전달용 유기 중합체를 사용하는 선행기술보다 장점을 갖는 것으로 사료된다. 예를 들어, 본 발명에서 사용하는 무기 나노입자는 약물의 제어된 전달이 필요한 예에서 약물 전달 제제로서 사용하기에 특히 매우 적합하다. 상기 입자는 상기 입자의 보다 높은 표면적 및 수용성 매질에 분산될 때 투명한 젤 또는 용액을 형성하는 상기 입자의 능력으로 인해 현재 기술의 전달 제제보다 장점을 제공한다.
수용액 중에 매우 낮은 농도로, 투명한 용액을 보유하고 있는 동안 나노입자가 분산될 수 있다는 것이 발견되었다. 나노입자의 미소 크기로 인해, 본 발명의 조성물은 투명하고 흐릿하지 않게 되는데, 이는 안과용 조성물에서 매우 중요하다. 상기 입자가 또한 조성물에 함유된 항균 보존제의 미생물학적 활성을 손상시키지 않고 안과용 약물 및 이과용 약물용 담체로서 사용될 수 있다는 것이 발견되었다.
안과용 약물 및 이과용 약물용 불활성 담체로 작용하는 것에 추가하여, 또한 무기 나노입자는 본 발명의 조성물에 대한 유리한 유변학적 성질을 제공한다.
발명의 상세한 설명
본 발명에서 사용하는 나노입자는 무기 재료이다. 이러한 입자는 콜로이드 크기, 큰 표면적 및 높은 이온교환능을 가진다. 상기 입자는 일반적으로 "무기 나노입자"로서 이후 본원에서 언급된다. 합성 무기 나노입자를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 무기 나노입자는 바람직하게 100 나노미터("nm") 미만이나 1nm 초과의 입자 크기를 가지고 있다. 나노입자의 형태는 구형에 한정되지 않고, 편평형, 입방체, 타원체 또는 다른 입자의 형태가 유용하다. 상기 입자는 30 내지 1000 제곱 미터/그램("m2/g")의 표면적 및 6.0 내지 7.8의 범위의 pH에서 전체적으로 표면 음전하를 가진다.
본 발명에서 사용되는 무기 나노입자가 또한 관련된 조성물의 특정한 타입 및 안정성 필요조건에 따라, 표면 개질될 수 있다. 상이한 타입의 나노입자는 제형 성질을 최적화하도록 조합될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 무기 나노입자는 바람직하게 수용액에서 팽창한 점토로부터 형성된다. 이런 타입의 점토는 본원에서 "함수성(hydrous)"으로 언급된다. 합성 함수성 점토의 나노입자를 사용하는 것은 상업적 입수가능성, 순도 및 이런 재료의 명확한 화학적 조성 및 물리적 성질 때문에 바람직하다. 추가적으로, 합성 점토 나노입자는 제형화하기가 보다 쉽고 천연적으로 발생한 점토로부터 형성된 무기 나노입자보다 쉽게 무색 및 투명한 젤을 형성시킬 수 있다.
특히 유용한 합성 무기 나노입자는 등록상표 라포나이트
(Laponite) (Southern Clay Products, Gonzales, Texas, USA)로 구입 가능한 합성 스멕타이트 점토를 포함한다. 라포나이트
는 단순 규산염으로부터 제조된 적층 함수성 규산 마그네슘이다. 하기의 출판물은 라포나이트
의 물리적 성질 및 기능에 관한 추가의 세부사항을 위하여 인용될 수 있다: "Laponite Technical Bulletin "Laponite-synthetic layered silicate - its chemistry, structure and relationship to natural clays" L204/01g. 또 다른 합성 마그네슘 알루미늄 실리케이트가 또한 등록상표 OPTIGEL
SH(Sud-Chemie, Louisville, Kentucky)로 구입 가능하다.
천연적으로 발생하는 함수성 점토로부터 형성된 무기 나노입자는 또한 합성 점토와 조합하거나 단독으로 사용될 수 있다. 천연적으로 발생하는 점토의 적합한 예는 알리에타이트, 베이드라이트, 벤토나이트, 헥토라이트, 카올리나이트, 메가다이트, 몬트모릴로나이트, 논트로나이트, 사포나이트, 사우코나이트, 스티븐사이트 및 볼콘스코아이트를 포함한다.
하기의 출판물은 다양한 타입의 점토 나노입자의 물리적인 성질, 및 이온 교환 재료, 점성 개질제 및 막 형성제로서 이들 재료를 사용하는 것에 관한 추가의 세부사항을 위하여 인용될 수 있다:
Gieseking, J.E., "Mechanism of Cation Exchange in the Mont-Morillonite-Beidellite-Nontronite Type of Clay Minerals", Soil Science, 볼륨 47, 페이지 1-14 (1939);
Theng, B.K.G., "Formation and Properties of Clay-Polymer Complexes", Elsevier, Amsterdam, (1979); 및
H. van Olphen, "Clay Colloid Chemistry", Krieger Publishing Company, Florida, Second Edition (1991).
상기에서 기술된 점토 나노입자 대신에 또는 이와 조합하여 사용될 수 있는 다른 무기 나노입자 재료의 예는 제올라이트, 실리카, 산화 알루미늄, 산화 세륨, 산화 티타늄 및 산화 아연을 포함한다. 나노미터 크기의 실리카 입자, 예를 들어 날코(예를 들어, Nalco
115 및 1140) 및 EKA 케미칼즈(NYACOL
등급)에 의해 공급되는 것이 쉽게 입수될 수 있다. 다른 금속 기재의 산화 광물 나노입자가 또한 구입 가능하다. 예를 들어, 명확한 나노 크기를 가지는 산화 광물(예를 들어, 산화 알루미늄, 산화 세륨, 산화 티타늄 및 산화 아연)은 "NanoTek
"이라는 상표명으로 나노페이즈 테크놀로지즈(Nanophase Technologies)(Romeoville, Illinois, USA)로부터 구입 가능하다.
상기에서 기술된 바대로, 상기 기술된 무기 나노입자는 안과용 약물 및 이과용 약물 분자를 위한 담체 및 안과용 및 이과용 약제 조성물의 다른 성분요소로 기능을 할 수 있다. 본 발명은 다양한 타입의 약제학적 활성 제제용 담체, 예를 들어 안압을 제어하고 녹내장을 치료하기 위한 제제, 신경보호제, 항알러지제, 항감염제, 항염증제, 뮤코시크리테고그(mucosecretagogue), 지혈성(angiostatic) 스테로이드, 진통제, 충혈제거제 또는 수렴제 등의 담체로서 나노입자를 사용하는데 응용된다.
본 발명의 조성물에 포함될 수 있고 본 발명의 방법으로 투여될 수 있는 약제학적 활성 제제의 예는 하기 제제를 포함하나, 이에 제한되지 않는다: 항녹내장 제제, 예를 들어, 아프라클로니딘(apraclonidine), 브리모니딘, 베탁솔롤, 티모롤, 필로카르핀, 탄산탈수효소 억제제, 프로스타글란딘 및 세로토널직; 도파민성 길항제; 항감염제, 예를 들어 목시플록사신, 가티플록사신, 레보플록사신, 시프로플록사신 및 토브라마이신; 비스테로이드 및 스테로이드 항염증제, 예를 들어 리멕솔론, 덱사메타손, 프레드니솔론, 플루오로메톨론, 로토프리드놀, 나플록센, 다이클로페낙, 서프로펜 및 케토로랙; 단백질; 성장 인자, 예를 들어 표피 성장 인자; 뮤코세크리타고그, 예를 들어 15-HETE; 지혈성 스테로이드 예를 들어 에니코르타브 아세테이트; 항히스타민제 예를 들어 에마딘; 비만세포 안정화제 예를 들어 올로파타딘; 및 면역조절제 예를 들어 사이클로스포린.
본 발명의 특이적 안과용 또는 이과용 조성물에서 사용되는 무기 나노입자의 농도는 조성물의 물리적인 형태(예를 들어, 용액, 분산액, 현탁액 또는 젤) 및 당업자에게 자명한 다른 요소에 따를 것이다. 특정 제형에 대한 나노입자의 이상적인 농도의 확인은 본원에서 기술된 명세서 및 고려사항에 따라 수행된, 통상의 실험을 사용하여 측정될 수 있다. 이와 같은 테스트의 결과로 선택된 이상적인 농도는 제형에 따라 상당히 다양할 수 있으나, 상기 농도는 일반적으로 0.1 내지 10 w/v%의 범위내가 될 것이다. 본 발명의 조성물에서의 분산된 스멕타이트 점토 나노입자(예를 들어, Laponite
)의 농도는 제형에 따라 상당하게 다를 수 있지만, 보통 0.1 내지 1 w/v%의 범위내이고 바람직하게 0.3 내지 0.5 w/v%의 범위내이다.
수용성 완충 용액에서의 낮은 농도하에 상기 기술된 무기 나노입자가 투명 용액, 분산액 또는 젤 상태인 경우에 생리학적 pH 조건하에 분산될 수 있다는 것이 발견되었다. 무기 나노입자는 10 w/v%이하의 농도에서 낮은 점도의 투명한 무색 분산액을 형성할 것이다. 그러나, 염 및 다른 부형제의 적당한 양과 조합한다면, 상기 나노입자는 투명하고, 고도로 전단 박화된(shear thinning), 요변성 젤을 형성할 것이다. 보다 구체적으로, 0.5 중량/부피 퍼센트("w/v%") 초과의 농도에서, 입자가 적당한 전해질 조건하에 투명한 젤을 형성하고 윤활성, 막형성 특성 및 점탄성을 보일 것이다.
상기 젤의 형성에 필요한 전해질 조건은 선택된 무기 나노입자의 특정 타입, 사용된 농도, 관련된 완충액 또는 비히클의 타입 및 당해 분야에서 당업자에게 자명한 다른 요소에 따라 다소 다양할 것이다. 그러나, 바람직한 전해질 조건은 일반적으로 1:1 전해질(예를 들어 염화나트륨)의 매우 낮은 수준의 사용을 포함할 것이다. 본 발명의 젤 조성물에서 전해질의 이상적인 농도는 각 제형에 대한 통상적인 실험을 통해 쉽게 측정될 수 있다. 그러나, 필요한 전해질의 양은 일반적으로 0.01 내지 0.1 w/v%의 정도일 것이다.
본원에서 기술된 바대로 수용성 안과용 및 이과용 조성물중의 무기 나노입자의 혼입은 상당한 유변학적 변화를 초래한다. 본 발명의 조성물은 합성 무기 나노입자를 포함하는 것을 제외하고, 동일한 조성물의 점도보다 높은 정도의 점도를 전형적으로 가지게 될 것이다. 본 발명의 조성물은 바람직하게 높은 전단 속도에서 5.0 밀리파스칼 초("mPa*sec") 미만의 점도를 가질 것이다. 보다 자세하게, 본 발명의 조성물은 바람직하게 25 초-1 초과의 전단 속도에서 5 mPa*sec 미만의 뉴토니안 플라토(Newtonian plateau) 점도를 가지고 매우 바람직하게 0.1 내지 1 mPa*sec의 범위의 점도를 갖는다.
무기 나노입자에 의해 제공된 유변학적 특성의 상기 논의된 개질은 눈 또는 귀에서 본 발명의 조성물의 체류 시간을 높이거나, 조성물의 흐름 특징을 개선하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 안과용 및 이과용 조성물은, 상기 기술된 합성 무기 나노입자 및 약제학적 활성 제제, 예를 들어 완충제 및 등장성 조절 제제에 추가하여, 다양한 부수성분을 함유할 수 있다. 본 발명의 안과용 및 이과용 조성물은 일반적으로 살균 수용액, 현탁액, 분산액 또는 젤로 제형화될 것이다. 상기 조성물은 눈 및 귀 조직에 적합하도록 제형화되어야만 한다. 본 발명의 안과용 약물 용액, 현탁액 및 분산액은 일반적으로 약 200 내지 약 400 밀리오스몰/킬로그램 물("mOsm/kg")의 삼투성을 가질 것이다. 본 발명의 조성물의 모두는 생리학적으로 적합한 pH를 가질 것이다.
다용량 제품으로 포장된 본 발명의 안과용 및 이과용 조성물은 미생물, 예를 들어 박테리아 및 곰팡이에 의한 조성물의 미생물 오염을 방지하는데 효과적인 양으로 하나 이상의 안과용 약물용으로 허용 가능한 살생제를 함유할 수 있다. 이러한 목적으로 사용되는 살생제는 본원에서 "항균 보존제"로 언급된다.
본 발명은 항균 보존제로서 사용될 수 있는 살생제의 타입과 관련된 것에 한정되지는 않는다. 바람직한 살생제는 하기를 포함한다: 클로르헥시딘, 폴리헥사메틸렌 바이구아나이드 중합체("PHMB"), 폴리쿼터늄-1 및 아미노 바이구아나이드이고 이들은 공동출원중인 미국 특허 출원 번호 09/581,952호 및 대응 국제 공개공보(PCT) 제 WO 99/32158호에 개시되어 있고 전체 내용이 참고문헌으로 본 명세서에 본원에 의해 통합된다. 표면 활성 살생제의 사용이 바람직하다.
바람직한 항균제는 미국 특허 제 09/581,952호 및 대응 국제 공개공보(PCT) 제 WO 99/32158호에서 개시된 타입의 플로쿼터늄-1 및 아미노 바이구아나이드이다. 가장 바람직한 아미노 바이구아나이드는 미국 특허 제 09/581,952 및 대응 PCT 공개공보에서 "제 1 화합물"로 동정되었고 하기의 구조를 갖는다
이 화합물은 코드 번호 "AL8496"의 방법으로 하기에서 언급된다.
미생물 오염으로부터 안과용 및 이과용 약제 조성물을 보존하기 위하여 필요한 항균 활성 수준은, 사적인 경험 및 공식적으로 공표된 기준, 예를 들어 미국 약전("USP") 및 다른 나라의 유사한 출판물에서 개시된 것 모두에 기초하여, 당해 분야에서 당업자에게 잘 공지된다. 이러한 목적을 위해 필요한 항균 보존제의 양은 본원에서 "유효량"으로 언급된다.
상기 조성물은 또한 하기와 같은 조성물의 항균 활성을 높이는 하나 이상의 성분을 함유할 수 있다: 미국 특허 제 6,143,799호(Chowhan 등)에서 개시된 바대로, 보레이트/폴리올 복합체(예를 들어, 붕산/프로필렌 글리콜); 미국 특허 제 6,319,464호 B2(Asgharian)에서 개시된, 저분자량 아미노 알콜(예를 들어, AMP); 또는 미국 특허 제 5,741,817호(Chowhan 등)에서 개시된, 저분자량 아미노산(예를 들어, 글라이신). 상기 참고 특허의 전체 내용은 참고문헌으로 본 명세서에서 본원에 통합된다. 상기 인용된 성분은 상기 성분 또는 전통적인 항균 제제, 예를 들어 폴리쿼터늄-1과 조합하여 사용되거나 단독으로 사용될 수 있다.
본 발명의 조성물은 추가적으로 하기 실시예에서 기술된 대표 제형에 의해 도시된다.
하기 표는 리멕솔론을 함유하는 안과용 약물의 예를 제공한 것이다. 이러한 조성물은 안구 염증의 치료에서 유용하다. 하기 표에서 모든 농도는 중량/부피 퍼센트로 표시된 것이다.
* 브룩필드 DVIII+를 사용하여 측정됨-ULA 스핀들-실온-제어되지 않음
Claims (8)
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- 치료학적 유효량의 안과용 약물, 및 상기 약물을 운반하는데 충분한 양의 합성 무기 나노입자를 포함하는 안과용 약제 조성물로서, 여기서 상기 나노입자가 (a) 10% 미만의 분산 표준 편차를 가지는 100nm미만 1nm 초과의 입자 크기; (b) 30 내지 1000 m2/g 범위의 표면적; 및 (c) 6.0 내지 7.8의 범위의 pH에서 전체적으로 표면 음전하를 가지며, 합성 스멕타이트 점토로부터 형성됨을 특징으로 하는 조성물.
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- 제 3항에 있어서, 조성물중의 나노입자의 농도가 0.000001 내지 10 w/v%임을 특징으로 하는 조성물.
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