KR101113044B1

KR101113044B1 - 용매교류증발법에 의한 서방출성 미립구의 제조방법

Info

Publication number: KR101113044B1
Application number: KR1020080085368A
Authority: KR
Inventors: 임낙현; 김성근; 김세연; 정형준; 차경회; 이덕근
Original assignee: 동국제약 주식회사
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2012-02-27
Also published as: US20110200679A1; RU2011111714A; CO6341545A2; KR20100026384A; CN102137657A; JP2012501321A; WO2010024615A2; WO2010024615A3; EP2327397A2; CL2011000393A1; BRPI0917714A2; MX2011002210A

Abstract

본 발명은 지속적으로 약물의 방출을 조절할 수 있는 서방출성 미립구의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생분해성 고분자로 이루어진 담체에 약물을 봉입한 미립구를 제조함에 있어 공용매를 사용한 용매교류증발법을 사용함으로써 생리활성물질의 초기 과다방출을 억제하여 체내에서 생리활성물질이 지속적이고 균일하게 방출될 수 있도록 한 서방출성 미립구의 제조방법에 관한 것이다.

용매교류증발법, 공용매, 미립구

Description

용매교류증발법에 의한 서방출성 미립구의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING DELAYED-RELEASE MICROSPHERES BY SOLVENT INTRA-EXCHANGE EVAPORATION}

종래에 서방출성 주사제제들의 일반적인 제조방법은 코아세르베이션법, 용융사출(melt extrusion), 분무건조법 및 용매증발법 등이 알려져 있다. 이러한 방법 중 이중유화증발법(W/O/W; water/oil/water)과 단일유화증발법(o/w; oil/water)으로 분류되는 용매증발법이 가장 많이 사용되어 지고 있다.

이러한 서방출성 주사제제들은 약물 봉입률을 증가시키거나, 제조 공정이 쉽고, 초기 과다방출이 상대적으로 낮은 미립구를 제조하기 위해 많은 시도들이 이루어지고 있는데, 대한민국 특허출원 제2003-0023130호에 따르면, 생분해성 고분자와 약물을 용매에 용해시킨 후 분무건조법을 이용하여 용액을 일정 유량으로 분무한 후 감압 건조하여 미립구를 제조하는 방법이 공개되어 있다. 그러나 이러한 제조방법은 생리활성물질의 초기 과다방출 단점이 여전히 존재할 뿐만 아니라, 고가의 분무건조기 설치 비용 및 설비를 무균 처리해야하는 단점이 있다.

대한민국 특허출원 제2004-7009999호에 따르면, 용매증발법을 이용하여 미립구를 제조하는 단계에서 삼투압 조절제를 사용하여 미립구 내에 약물을 보다 많이 봉입하고 미립구의 분산성을 개선시키는 제조방법이 공개되어 있다. 그러나, 보다 많은 약물의 봉입으로 표면에 분포하는 약물량이 증가하여 초기 과다방출의 단점은 여전히 남아있다.

대한민국 등록특허 제0409413호에서는 수중건조법으로 미립구를 제조한 후 생분해성 고분자의 유리전이온도(Tg) 이상에서 가열 건조하여 초기 과다방출을 상당히 억제하고 유기용매를 최소화하는 방법을 개시하고 있으나, 이러한 제조방법은 생리활성물질이 열에 의해 변성이 될 수 있다는 단점이 있다.

미국특허 제5366734호에서는 생분해성 고분자내에 약물을 혼합한 후 임플란트 형태로 고형화시키고 외부를 코팅해서 초기 과다방출을 낮추는 제제를 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 이와 같은 임플란트는 사이즈가 너무 커서 피하주사를 하기 위해 주사기 바늘 사이즈가 커져야 하며, 이로 인해 환자에게 공포감을 줄 뿐만 아니라 투여시 고통으로 국소마취를 해야 하는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 종래 기술들이 가지는 제반 문제점이 없으면서, 생리활성물질의 초기 과다방출 억제 특성이 우수한 서방출성 미립구의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 생리활성물질, 생분해성 고분자를 함유하는 에멀젼에 공용매를 투입한 다음 이 에멀젼을 수성 용액에 첨가하는 것을 포함하는 생리활성물질의 초기 과다방출 억제 특성이 우수한 서방출성 미립구의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의하여 제조된 서방출성 미립구를 제공한다.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 ⅰ) 생리활성물질을 수성용매에, 생분해성 고분자를 비수성용매에 각각 용해시키고, 상기 수성용매, 비수성용매 또는 수성용매와 비수성용매 양자 모두에 계면활성제를 추가로 용해시키는 단계;

ⅱ) 상기 i) 단계의 수성 및 비수성용액을 혼합하여 에멀젼을 형성하는 단계;

ⅲ) 상기 ⅱ) 단계에서 형성된 에멀젼에 공용매를 투입하는 단계;

ⅳ) 상기 ⅲ) 단계의 에멀젼을 수성 용매에 투입하여 미립구를 형성하는 단계; 및

ⅴ) 유기용매를 제거하는 단계를 포함하는 서방출성 미립구의 제조방법을 제공한다.

본원에서는 상기 방법을 용매교류증발법(Solvent Intra-exchange Evaporation)으로 명명한다.

본 발명에서 생리활성물질은 특별히 제한되는 것은 아니나, LHRH(luteinizing hormone-release hormone) 동족체(analogue) 같은 펩타이드 약물이나 이들의 염 중에서 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들어, LHRH 동족체 중 작용제(agonist)에는 고세렐린, 루프로라이드, 트립토렐린, 부세렐린, 나파렐린 등이 있고, 길항제(antagonist)에는 세트로렐릭스, 알지타이드 그리고, 그 외 이용가능한 펩타이드 약물에는 옥트레오타이드 등을 들 수 있다. 이들 LHRH 동족체 중 작용제는 체내에 투여되었을 때 뇌하수체(pituitary gland)에 작용하여 황체형성 호르몬(luteinizing hormone)의 분비를 억제(작용제의 경우에는 초기에는 분비를 촉진하나, 지속적으로 방출될 경우에는 억제됨)하여 성호르몬인 테스토스테론, 에스트로겐의 분비를 억제함으로써 호르몬 반응성으로 진행되는 전립선암, 유방암, 자궁내막증 등에서 치료효과를 나타내는 펩타이드 물질이다.

본 발명에서 생리활성물질은 미립구 전체 중량에 대하여 1.0 내지 30 중량%, 보다 바람직하게는 2.0 내지 20 중량%, 가장 바람직하게는 3.0 내지 15 중량%가 포함될 수 있다. 본 발명에서 생리활성물질이 1.0 중량% 미만으로 포함되면 환자에게 투여하게 될 미립구 양이 너무 많아져 투여가 불가능하게 되거나 투여시 문제가 있을 수 있고, 30 중량%를 초과하여 포함되면 초기 과다 방출 억제가 어렵다는 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 상기 i) 단계에서 생리활성물질을 용해하는데 사용될 수 있는 수성 용매는 주사용수이다.

본 발명에서 상기 i) 단계의 수성 용매 및/또는 비수성 용매에는 계면활성제가 첨가될 수 있다. 사용가능한 계면활성제로는 예를 들면, 폴리소르베이트(polysorbate), 스판 80(Span 80), 폴록사머(poloxamer), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 토코페롤(tocopherol) 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 계면활성제는 상기 i) 단계에서 사용되는 용매, 즉 수성용매 및 비수성용매 전체중량 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5.0 중량부의 양이 첨가될 수 있다. 첨가되는 계면활성제의 양이 0.01 중량부 미만이면 계면활성제로서의 효과가 미비해져 에멀젼 형성에 문제가 있을 수 있고, 5.0 중량부를 초과하면 과량의 계면활성제로 인하여 투여부위에 피부발적 내지는 가려움 등의 국소 부작용이 발생할 수 있다.

본 발명에서 생분해성 고분자는 미립구 제조시 사용되어지는 통상의 고분자들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리락타이드(polylactides), 폴리글리코라이드(polyglycolides), 폴리(락타이드-코-글리코라이드) 및 폴리(락타이드-코-글리코라이드)글루코즈 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 생분해성 고분자는 중량 평균 분자량이 60,000 이하인 것이 사용될 수 있다. 예를 들면, 분자량 약 13,000인 폴리(락타이드-코-글리코라이드)(50:50), 분자량 약 33,000인 폴리(락타이드-코-글리코라이드)(50:50), 분자량 약 52,000인 폴리(락타이드-코-글리코라이드)(50:50), 분자량 약 20,000인 폴리(락타이드-코-글리코라이드)(75:25), 분자량 약 16,000인 폴리(락타이드)(100:0) 등을 사용하는 것이 가능하다. 이와 같은 생분해성 고분자는 예를 들면, 베링거인겔하임사의 Resomer^？ RG502H, RG503H, RG504H, RG752H, RG752S, R202H 등을 들 수 있다.

본 발명에서 생분해성 고분자는 0.1 내지 0.7 dL/g의 고유점도를 가질 수 있다. 본 발명에서 생분해성 고분자가 0.1 dL/g 미만의 고유점도를 가지면 고분자의 분해가 너무 빨라 원하는 시간까지 생리활성물질의 지속적인 방출이 어려울 수 있고, 0.7 dL/g을 초과하는 고유점도를 가지면 고분자의 분해가 너무 느려 생리활성물질의 방출량이 적어 약효가 나타나지 않을 수 있다.

본 발명에서 생분해성 고분자는 미립구 전체 중량에 대하여 70.0 내지 99.0 중량%, 보다 바람직하게는 80.0 내지 98.0 중량%, 가장 바람직하게는 85.0 내지 97.0 중량%가 포함될 수 있다. 본 발명에서 생분해성 고분자가 70.0 중량% 미만으 로 포함되면 생리활성물질 분포가 상대적으로 증가하여 초기 과다 방출 내지 원하는 기간동안 약효를 유지시키지 못하는 문제가 있을 수 있고, 99.0 중량%를 초과하여 포함되면 환자에게 투여해야할 양이 너무 많아져 투여가 힘들거나 투여 자체가 불가능해질 수 있다.

본 발명의 상기 i) 단계에서 생분해성 고분자를 용해하는데 사용될 수 있는 비수성 용매는 생분해성 고분자를 용해할 수 있고, 상기 ⅲ) 단계에서 첨가되는 공용매와 혼합이 가능한 것인 한 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 아세토니트릴, 디메틸설폭시드, 디메틸포름아마이드, 에틸아세테이트 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 상기 ⅲ) 단계에서 첨가되는 공용매는 상기 i) 단계에서 사용되는 수성, 비수성 용매와 혼합이 가능하고, 생리활성물질의 용해도가 낮으며, 제조공정 중에 잔류용매의 제거가 용이하도록 끓는점이 낮은 용매가 바람직할 수 있다. 본 발명에서 공용매는 예를 들면 메탄올, 에탄올, 아세톤, 이소프로판올, 클로로포름, 디에틸에테르, 에틸아세테이트, 초산, 아세토니트릴 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 공용매는 상기 i) 단계에서 사용되는 용매, 즉 수성용매 및 비수성용매의 전체 중량 100 중량부에 대하여 1.0 내지 20 중량부, 보다 바람직하게는 5.0 내지 15 중량부, 가장 바람직하게는 5.0 내지 10 중량부의 양이 첨가될 수 있다. 첨가되는 공용매의 양이 1.0 중량부 미만이면 초기 과다 방출을 억제하는 효과가 없을 수 있고, 20 중량부를 초과하면 잔류용매 제거가 힘들어 질 수 있다.

본 발명에서 공용매를 첨가함으로서 수상(water phase) 내 생리활성물질을 석출시켜 용매 휘발시 표면으로의 이동을 방지하고, 이와 더불어 생분해성 고분자의 경화에 도움을 줌으로써 상대적으로 더 단단하고 표면의 다공성을 줄여 성공적으로 초기 과다방출을 억제하는 것으로 생각된다.

본 발명의 ⅳ) 단계에서 사용되는 수성 용매는 주사용수가 사용될 수 있으며, 선택적으로 투입되는 에멀젼의 확산을 억제하기 위하여 저점도 고분자를 혼합하여 사용할 수도 있다. 이때 사용되는 저점도 고분자로는, 예를 들면 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명은 생리활성물질 특히 펩타이드와 그의 염을 함유하는 서방출성 미립구를 제조함에 있어 추가적인 첨가제 및 공법이 필요 없이 제조공정 중 제거가 가능한 공용매를 사용하여 초기 과다방출을 억제할 수 있는 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명에서 사용되는 공용매는 용매제거 공정을 거쳐 완전히 제거됨으로써 생리활성물질의 초기 과다방출 억제 특성이 우수할 뿐만 아니라 인체에 안전한 서방출성 미립구가 제공될 수 있다.

이하에서 본 발명을 실시예로 구체적으로 설명한다. 다만 실시예는 본 발명 을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 6

초산고세렐린 함유 에멀젼 제조

표 1에 기재된 함량에 따라 주사용수 375㎎에 초산고세렐린(제조원: Bachem, 스위스) 120㎎을 넣고 교반하여 투명하게 용해시켜 수상으로 사용하였다.

그 다음, 생분해성 고분자로 RG502H 및 RG503H 각각 1,250㎎ 및 630㎎(제조원: 베링거인겔하임), 계면활성제 Span 80(제조원: 머크) 5.0㎎ 및 메틸렌클로라이드(제조원: 머크) 5,000㎎을 격렬히 교반하여 투명하게 용해시킨 후 초산고세렐린이 용해되어 있는 수상에 첨가하고 격렬히 교반하여 에멀젼을 형성시켰다.

공용매 종류에 의한 미립구 제조

상기에서 제조된 에멀젼에 표 2에 기재된 함량에 따라 각각의 공용매를 첨가하고 격렬히 교반하였다. 이 용액을 25℃에서 L4R 믹서(Silverson, 영국)로 격렬히 교반되는 0.5% 폴리비닐알콜(Mn=30,000~70,000, 시그마) 수용액 500㎖에 서서히 주사하였다. 10분 후 온도를 40℃로 승온하고 교반속도를 낮추어 2시간 동안 첨가된 유기용매를 휘발시켰다. 이후 다시 온도를 25℃로 낮추어 30분간 냉각시킨 후 5.0㎛(재질:SVLP, 밀리포어) 필터를 이용하여 진공여과하고, 증류수로 수회 세척한 후 72시간 동안 동결건조하여 미립구를 제조하였다.

비교예 1

상기 실시예에서 제조된 초산고세렐린 함유 에멀젼에 공용매를 첨가하지 않았다는 것을 제외하고는 실시예 1 내지 6과 동일한 제조방법으로 미립구를 제조하였다.

비교예 2

현재 시판중인 임플란트 제형의 고세렐린(제품명: 졸라덱스, 제조원: 아스트라제네카)제제를 사용하여 동일한 조건에서 비교하였다.

실험예 1: 미립구 형태 측정

미립구의 표면을 관찰하기 위하여 미립구 약 10㎎을 알루미늄 스터브에 고정시키고 진공도 0.1torr 및 고전압(10kV)하에서 3분간 백금 코팅을 한 후, SEM(장비명: Hitachi S-4800 FE-SEM) 분체에 장착하고 이미지 분석프로그램을 사용하여 미립구의 표면을 관찰하였다.

측정결과를 도 1에 나타내었으며, 공용매를 사용할 경우 표면의 다공성이 상대적으로 감소함을 확인할 수 있었다.

실험예 2: 미립구의 고세렐린 봉입률 측정

미립구 약 100㎎을 디메틸포름아미드(제조원: 머크) 25㎖에 넣어 완전히 용해시킨 후 0.45㎛ 실린지 필터로 여과하여 검액으로 사용하고, HPLC를 이용하여 미립구 내에 봉입되어 있는 고세렐린의 함량을 측정하였다. 이때 사용된 컬럼은 YMC C18 ODS 5㎛, 4.6×50㎜이며, 주입량은 10㎕, 검출파장은 280㎚이었다. 이동상은 pH 3.0 인산염 완충액을 사용하여 측정하였다.

측정결과를 표 3에 나타냈으며, 투입량 대비 약 90% 이상의 고세렐린이 미립구 내에 충분히 봉입되었음을 알 수 있었다.

실험예 3: 미립구의 in-vitro 장기 용출시험

미립구 약 50㎎을 50㎖ 시험관에 넣은 다음, 50㎖의 pH 7.4 인산완충액을 넣고 39℃에서 인큐베이션하면서 1, 3, 7, 14, 21 및 28일 측정시간에 상등액을 취하여 HPLC로 고세렐린의 용출량을 측정하였으며, 측정결과를 표 4 및 도 2에 나타내었다.

측정 결과 공용매를 첨가하지 않은 미립구보다 공용매를 첨가한 미립구의 초기 용출률이 절반 이하로 낮아졌으며, 초기 용출률이 낮은 임플란트 제제인 비교예 2와 비교해서도 유사 수준으로 초기 과다방출이 억제됨을 알 수 있었다.

실험예 4: 미립구의 in- vivo 시험

제제화된 미립구를 현탁용액 1.5㎖에 희석하여 고세렐린으로서 100㎍/㎏의 용량을 10마리의 랫트(rat)에 피하주사(S.C.)하고 투여 후 6시간, 1, 2, 4, 7, 14, 21 및 28일에 혈액 시료 약 1.5㎖을 채취하였다. 채취한 혈액을 원심분리한 다음 상층액인 혈장을 LC/MS/MS 및 테스토스테론 키트(Testosterone ELISA Kits, IBL)를 이용하여 고세렐린의 농도 및 성호르몬 농도를 측정하였다.

측정 결과를 도 3 및 4에 나타냈으며, 본 발명의 방법에 의해 제조된 미립구는 혈중에서 지속적으로 약물이 방출되고, 호르몬 농도도 기준 이하로 유지하면서 약효가 있음을 확인할 수 있었다.

도 1은 제조된 미립구의 표면을 촬영한 사진이다. (전 : 공용매 사용 전, 후 : 공용매 사용 후)

도 2는 제조된 미립구의 in-vitro 장기 용출시험 결과를 나타낸 그래프이다. (● : 실시예 5, ▲ : 실시예 4, ×: 비교예)

도 3은 고세렐린의 혈중 약물 농도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. (▲ : 미립구가 투여된 랫트)

도 4는 고세렐린 투여 후 성호르몬(testosterone) 농도변화를 나타낸 그래프이다. (▲ : 미립구가 투여된 랫트의 호르몬 농도, ○ : 미립구가 투여되지 않은 랫트의 호르몬 농도, --- : 거세수준 농도)

Claims

ⅰ) 생리활성물질로서 펩타이드 약물을 수성용매에, 생분해성 고분자를 비수성용매에 각각 용해시키고, 상기 수성용매, 비수성용매 또는 수성용매와 비수성용매 양자 모두에 계면활성제를 추가로 용해시키는 단계;

ⅱ) 상기 i) 단계의 수성 및 비수성용액을 혼합하여 에멀젼을 형성하는 단계;

ⅲ) 상기 ⅱ) 단계에서 형성된 에멀젼에 공용매를 투입하는 단계;

ⅳ) 상기 ⅲ) 단계의 에멀젼을 수성 용매에 투입하여 미립구를 형성하는 단계; 및

ⅴ) 유기용매를 제거하는 단계를 포함하되,

상기 ⅲ) 단계의 공용매가 수상(water phase) 내 펩타이드 약물을 석출시켜 용매 휘발시 표면으로의 이동을 방지하고, 생분해성 고분자를 경화시켜 미립구 표면의 다공성을 줄이는, 서방출성 미립구의 제조방법.
제1항에 있어서, 공용매가 메탄올, 에탄올, 아세톤, 이소프로판올, 클로로포름, 디에틸에테르, 에틸아세테이트, 초산 및 아세토니트릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 서방출성 미립구의 제조방법.
제1항에 있어서, 공용매가 상기 i) 단계의 수성용매 및 비수성용매 100 중량부에 대하여 1.0 내지 20 중량부의 양으로 첨가되는 것으로 특징으로 하는 서방출성 미립구의 제조방법.
제1항에 있어서, 펩타이드 약물이 고세렐린, 루프로라이드, 트립토렐린, 부세레린, 옥트레오타이드 및 세트로렐릭스에서 선택된 1종 또는 이들의 염인 것을 특징으로 하는 서방출성 미립구의 제조방법.
제4항에 있어서, 펩타이드 약물의 함량이 미립구 전체 중량에 대하여 1.0 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는 서방출성 미립구의 제조방법.
제1항에 있어서, 생분해성 고분자는 폴리락타이드, 폴리글리코라이드, 폴리(락타이드-코-글리코라이드) 및 폴리(락타이드-코-글리코라이드)글루코즈로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 서방출성 미립구의 제조방법.
제6항에 있어서, 생분해성 고분자의 고유점도가 0.1 내지 0.7 dL/g인 것을 특징으로 하는 서방출성 미립구의 제조방법.
제6항에 있어서, 생분해성 고분자의 함량이 미립구 전체 중량에 대하여 70.0 내지 99.0 중량%인 것을 특징으로 하는 서방출성 미립구의 제조방법.
제1항에 있어서, 계면활성제가 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴록사머, 폴리에틸렌글리콜 및 토코페롤로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 서방출성 미립구의 제조방법.
제1항에 있어서, 계면활성제가 상기 i) 단계의 수성용매 및 비수성용매 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5.0 중량부의 양으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 서방출성 미립구의 제조방법.
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