KR101386176B1 - 피에이치 민감성 폴리머좀 및 이의 제조방법 - Google Patents

피에이치 민감성 폴리머좀 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 질환의 진단 및 치료를 위한 다양한 진단제와 다양한 치료제 전달을 위한 전달체로서 사용 가능할 수 있는 pH 민감성 공중합체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 폴리머좀(polymersome) 약물 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 pH에 따라 물에 대한 용해도 특성을 갖는 폴리(β-아미노 에스터) 화합물에 원래 가지고 있는 pH 민감성기외에 측쇄로 하이드록실기를 갖도록 분자설계한 후에 락타이드를 개환중합을 통해 공중합시켜 소수성 블록을 형성시킨 후에 친수성 블록으로말단이 카르복실기로 치환된 폴리에틸렌글리콜 화합물을 공중합시킴으로써, 소수성 및 친수성 약물 양쪽다 전달이 가능한 pH 민감성 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산-폴리에틸렌글리콜 공중합체 및 이의 제조방법, 상기 공중합체를 포함하는 폴리머좀형 진단제 및 약물전달을 위한 조성물을 제공하는 것이다.

Description

피에이치 민감성 폴리머좀 및 이의 제조방법{pH-sensitive polymersome and Preparing thereof}
본 발명은 피에이치 민감성 폴리머좀 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 인체내에서 약물의 성질에 관계없이 수용체로서 기능을 할 수 있는 폴리머좀 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 마이셀(micelle)은 양친성(兩親性), 예컨대 친수성기와 소수성기를 동시에 갖는 저분자량의 물질들이 이루는 열역학적으로 안정하고 균일한 구형의 구조를 지칭하는 것으로 상기 마이셀의 외부는 친수성기가 마이셀의 내부는 소수성기로 구성되어 있어 소수성 약물을 녹여 투입하는 경우 약물은 마이셀의 내부에 존재하게 되어 체내에서 온도나 pH 변화에 반응하여 표적 지향적 약물방출을 할 수 있는 반면에, 친수성 약물의 경우에는 폴리머마이셀을 이용하여 전달하는데 한계를 느껴왔다.
한편 양친매성 블럭 공중합체로부터 얻어진 마이셀 응집체는 약물전달, 나노 반응기, 그리고 나노템플릿 등 다양한 응용으로 인해 지속적인 관심거리이다. 전통적인 계면활성제의 마이셀과 비교하면 고분자 자기조립체는 우수한 안정성, 인성, 선택적 용매에 의존한 마이셀화와 같은 장점 때문에 최근 각광을 받고 있다.
더욱이 고분자 자기조립체는 바이오 분자들과의 콘쥬게이션에 의하거나 공중합체 화학적 구조를 변경하여 물리적 화학적 그리고 생물학적 특성을 조절할 수 있어 많은 가능성이 있다. 블록공중합체로부터 조립된 구조의 모폴로지의 조절은 실제 큰 가치가 있다. 고분자 마이셀 모폴로지와 크기는 적당한 특성의 선택과 다른 블록의 길이로 설계될 수 있다.
직선형 코일-코일과 막대-코일 블록공중합체의 자기조립체에 관한 연구는 상당히 진전되고 있다. 그러나 새로운 블록공중합체의 설계에 있어 빌딩블럭으로써 덴드릭 구조의 도입은 어떤 흥미 있는 특성을 부여한다. 덴드릭 성분은 잘 정돈된 가지 구조와 잘 정돈된 내부 부분으로 구성되어 있다. 대부분의 연구는 직선형-덴드릭 블록공중합체로부터 구상 마이셀의 형성에 대해 다루고 있다. 반면 실린더 마이셀이나 폴리머좀(고분자 베시클)과 같은 모폴로지에 관한 연구는 많지 않다.
구체적으로 미국등록특허 제5955509호 "pH dependent polymer micelles"은 poly(vinyl N-heterocycle)과 poly(alkylene oxide)의 블록공중합체가 pH가 6.0이상에서 마이셀을 형성하고, pH가 2-6 사이에서는 붕괴되는 pH 민감성 고분자마이셀의 제조방법에 대하여 기술하였고, 일본공개특허 제2002-179556호 "블록 공중합체-항암제 복합체 의약 제제"는 친수성 성분인 폴리에틸렌글리콜계 화합물과 소수성 성분인 폴리아미노산계화합물의 블록 공중합체가 특정 pH에서 마이셀을 형성하는 것으로 기술되어 있다.
이처럼 마이셀과 더불어 소수성 및 친수성에 영향을 받지 않는 약물전달체로서의 고분자 물질의 개발이 요청되어 왔다.
본 발명의 목적은 소수성 및 친수성 약물을 전달함에 있어 이 모두가 수용될 수 있는 폴리머좀 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 인체 내에서 서방성을 발현할 수 있는 폴리머좀 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 상기 폴리머좀을 이용하여 진단 및 치료제 조성물을 제공함에 있다.
본 발명은 피에이치 민감성 폴리머좀에 있어서, 폴리(β-아미노 에스터)계 화합물, 폴리락틱산계 화합물 및 폴리에틸렌글리콜계 화합물을 포함하는 공중합체로 이루어진 폴리머좀을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 공중합체가 하기 화학식으로 이루어진 폴리머좀을 제공한다.
Figure 112010074131685-pat00001
상기 식에서,
R1, R2 는 탄소 원자수 1 내지 12의 알킬기이며, 이때 a, b와 n, m은 1 내지 200 범위의 자연수이다.
또한 본 발명은 상기 공중합체가 하기 화학식으로 이루어진 폴리머좀을 제공한다.
Figure 112010074131685-pat00002
상기 식에서,
R1, R2 는 탄소 원자수 1 내지 12의 알킬기이며, 이때 x, y와 n, m은 1 내지 200 범위의 자연수이다.
또한 본 발명은 상기 공중합체의 분자량이 10,000 내지 20,000인 폴리머좀을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 공중합체 중 폴리(β-아미노 에스터)계 화합물이 10 내지 69중량%, 폴리락틱산계 화합물은 30 내지 80중량%, 폴리에틸렌글리콜계 화합물은 1 내지 10중량%인 폴리머좀을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 공중합체 중 폴리락틱산계 화합물이 30 내지 70중량%인 폴리머좀을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리(β-아미노 에스터) 화합물계 화합물, 폴리락틱산 화합물계 화합물 및 폴리에틸렌글리콜계 화합물의 몰비가 10:24:1 내지 10:5:1 인 폴리머좀을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리머좀의 직경이 10 내지 100 nm 범위인 폴리머좀.
또한 본 발명은 피에이치 민감성 폴리머좀에 있어서, 생체적합성 및 pH 민감성을 갖은 화합물(A)과; 상기 화합물(A)의 측쇄에 그라프트 중합된 친수성 및 생분해성 화합물(B)과; 상기 화합물(A)의 측쇄에 그라프트 중합된 소수성 및 생분해성 화합물(C)을 포함하는 공중합체로 이루어진 폴리머좀을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리머좀이 pH가 7.0 내지 7.4(바람직하게는 7.2 내지 7.4)범위인 경우 폴리머좀을 형성하며, pH가 6.0 내지 7.0 미만 범위인 경우 폴리머좀이 붕괴되어 유니머(unimer)가 되는 폴리머좀을 제공한다.
또한 본 발명은 비스아크릴레이트 화합물과 하이드록실기를 갖는 아민 계열 화합물을 반응하여 폴리(β-아미노 에스터) 화합물을 형성하는 단계; 상기 폴리(β-아미노 에스터) 화합물의 측쇄에 폴리에틸렌글리콜계 화합물을 중합하는 단계; 상기 중합물에 락타이드를 중합하는 단계를 포함하는 피에이치 민감성 폴리머좀의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 비스아크릴레이트 화합물과 하이드록실기를 갖는 아민 계열 화합물을 반응하여 폴리(β-아미노 에스터) 화합물을 형성하는 단계; 상기 폴리(β-아미노 에스터) 화합물의 측쇄에 하이드록실기를 형성하는 단계; 상기 측쇄에 하이드록실기를 갖는 폴리(β-아미노 에스터)와 락타이드를 중합하는 단계; 및 폴리에틸렌글리콜 화합물을 상기 중합체에 공중합하는 단계를 포함하는 피에이치 민감성 폴리머좀의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리(β-아미노 에스터)가 pH 7.0 미만에서 이온화되는 3차 아민기를 포함하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 공중합체가 pH가 7.0 내지 7.4(바람직하게는 7.2 내지 7.4)범위인 경우 폴리머좀을 형성하며, pH가 6.0 내지 7.0 미만 범위인 경우 폴리머좀이 붕괴되어 유니머(unimer)가 되는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 비스아크릴레이트가 에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 1,4-부탄 다이올 다이아크릴레이트, 1,3-부탄 다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산 다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산 다이올 에톡실레이트 다이아크릴레이트, 1,6-헥산 다이올 프로폭실레이트 다이아크릴레이트, 3-하이드록시-2,2-다이메틸프로필3-하이드록시-2,2-다이메틸프로피오네이트 다이아크릴레이트, 1,7-헵탄 다이올 다이아크릴레이트, 1,8-옥탄 다이올 다이아크릴레이트, 1,9-노나 다이올 다이아크릴레이트, 1,10-테칸 다이올 다이아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 다이아크릴레이트, 펜타에리스리톨 다이아크릴레이트, 트리메티롤프로판 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 아민 계열 화합물이 에탄올 아민, 3-아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 3-아미노-1,2-프로판다이올, 2-아미노-1,3-프로판다이올, 세리놀(serinol), 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판다이올, L-트레니놀(Threninol), 2-아미노-1-부탄올, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 4-아미노-1-프로판올, 4-아미노-2-부탄올, 2-아미노-1-펜탄올, 2-아미노-3-메틸-1-부탄올, 2-아미노-1-펜탄올, 4-아미노-1-부탄올, 5-아미노-1-펜탄올, 발리놀(valinol), 6-아미노-1-헥산올, 7-아미노-1-헵탄올, 8-아미노-1-옥탄올, 10-아미노-1-데칸올, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판다이올, N,N-비스(2-히드록시에틸)에틸렌 다이아민으로 이루어진 군에서 선택된 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 폴리(β-아미노 에스터) 제조시, 상기 비스아크릴레이트 화합물과 하이드록실기를 갖는 아민 계열 화합물의 몰 비는 1: 0.5 - 1.6 인 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 측쇄에 하이드록실기를 갖는 폴리(β-아미노 에스터)와 락타이드를 개환중합법에 의해 수행하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산 공중합체의 폴리락틱산 화합물의 수평균 분자량이 150 내지 1000인 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리에틸렌글리콜 화합물의 수평균 분자량(Mn)이 500내지 5000인 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 폴리(β-아미노 에스터)-폴리에틸렌글리콜-폴리락틱산 공중합체가 하기 화학식인 방법을 제공한다.
Figure 112010074131685-pat00003
상기 식에서,
R1, R2 는 탄소 원자수 1 내지 12의 알킬기이며, 이때 x, y와 n, m은 1 내지 200 범위의 자연수이다.
또한 본 발명은 상기 공중합체의 수평균 분자량이 10,000 내지 20,000인 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 폴리(β-아미노 에스터)의 함량이 10 내지 69중량%, 폴리락틱산(B)의 함량은 30 내지 80중량%, 폴리에틸렌글리콜의 함량이 1 중량% 내지 10중량%인 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 폴리(β-아미노 에스터) 화합물, 폴리락틱산 화합물 및 폴리에틸렌글리콜 화합물의 몰비가 10:24:1 내지 10:5:1 인 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리에틸렌글리콜 화합물이 말단기가 카르복실기, 아민기 및 하이드록실기로 구성된 군으로부터 선택된 관능기로 치환된 기를 포함하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리머좀의 직경이 10 내지 100 nm 범위인 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 방법으로 제조된 폴리머좀 및 상기 폴리머좀에 화학적으로 결합될 수 있는 질환의 진단을 위한 광학영상영상 표지자 또는 분자영상 조영제 또는 질환의 치료를 위한 치료제 물질을 포함하는 폴리머좀 약물 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리머좀에 화학적으로 결합될 수 있는 질환의 진단을 위한 분자영상용 표지자로서 pyrene, RITC(rhodamine B isothiocyanate), FITC(fluorescein isothiocyanate), phycoerythrin(PE), ICG(indocyanine green), PSA(prostate-specific antibody), AFP(alpha-fetoprotein), HCG(human chorionic gonadotropin), CA 125(cancer antigen 125), CA 15-3(cancer antigen 15-3), CEA(carcinoembryonic antigen)로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리머좀에 화학적으로 결합될 수 있는 질환의 진단을 위한 분자영상 조영제로서 상자성물질인 산화철, 산화망간, 산화아연, 산화가돌리늄으로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리머좀에 화학적으로 결합될 수 있는 질환의 치료를 위한 치료제 물질로서 파클리탁셀(paclitaxel, PTX), 독소루비신(doxorubicin, DOX), 도세탁셀(docetaxel, DOCE) 등의 항암제, 항균제, 스테로이드류, 소염진통제, 성호르몬, 면역 억제제, 항바이러스제, 마취제, 항구토제, 항히스타민제와 단백질로서 보바인세럼 알부민(bovine serum albumin), 휴먼세럼 알부민(hunman serum albumin), 인간성장호르몬(human growth hormone)으로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 하기 반응식으로 표기되는 화합물인 폴리머좀의 제조방법을 제공한다.
[반응식 1]
Figure 112010074131685-pat00004
[반응식 2]
Figure 112010074131685-pat00005

상기 식에서,
R1, R2 는 탄소 원자수 1 내지 12의 알킬기이며, 이때 x, y 및 n, m은 1 내지 200 범위의 자연수이다.
본 발명에 따른 폴리머좀은 소수성 및 친수성 약물을 모두를 수용할 수 있어 약물의 성질에 제한을 받지 아니하는 장점이 있다.
또한 본 발명은 pH에 따라 물에 대한 용해도 특성을 갖지만 자기 조립 현상에 의하여 마이셀을 형성하지 못하는 공중합체를 폴리머좀으로서 형성하여 인체내의 pH 조건에 따라 서방성을 발현할 수 있는 특징이 있다.
또한 본 발명은 상기 폴리머좀의 내부에 친수성 약물을 봉입을 유도할 수 있어 이를 통해 체내 pH 변화에 표적 지향적인 약물 전달체 및 진단 용도로 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 폴리(β-아미노 에스터)[poly(β-amino-ester)(PAE)], 폴리락틱산 및 메톡시 폴리에틸렌글리콜(MPEG)로 구성된 폴리머좀의 개략도를 나타내는 그림으로 pH 변화에 의하여 소수성 또는 친수성약물을 방출하는 것을 개략적으로 보여주고 있다.
도 2는 실시예 1과 실시예 4에서 제조된 공중합체와 비교시료로서 말단이 카르복실기로 치환된 폴리에틸렌글리콜의 GPC측정에 의한 체류시간에 따른 분자량분포를 보여주는 그래프다.
도 3a 및 3b는 실시예 4 및 실시예 7에서 제조된 공중합체의 1H-NMR 그래프로, 폴리(β-아미노 에스터)의 전구체인 3-아미노 1-프로판올과 1,4-부탄다이올다이아크릴레이트의 마이클반응에 의한 폴리(β-아미노 에스터)의 합성결과를 보여주고 있다.
도 4는 실시예 4에서 제조된 pH 민감성 공중합체의 fluorescence spectrometer에 의해 측정된 임계응집농도를 보여주는 그래프이다.
도 5는 실시예 4에서 제조된 pH 민감성 공중합체의 DLS 에 의해 측정된 pH 변화에 따른 폴리머좀의 크기를 보여주는 그래프이다.
도 6는 실시예 4에서 제조된 pH 민감성 공중합체의 DLS 에 의해 측정된 pH 변화에 따른 폴리머좀의 수를 보여주는 그래프이다.
도 7은 실시예 4에서 제조된 pH 민감성 공중합체의 TEM에 의해 측정된 폴리머좀 사진으로 가운데가 중공인 도너츠 형태를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
도 8은 실시예 4에서 제조된 공중합체의 TNS 결과로 pH변화에 따른 투과성을 보여주는 그래프이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에서는 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명에 의한 폴리머좀은 (i) 폴리(β- 아미노 에스터) 화합물(A); (ii) 폴리락틱산 화합물(B); 및 (iii) 폴리에틸렌글리콜 계열 화합물(C)로 이루어진 화합물을 공중합시켜 형성된 pH 민감성 공중합체로서 형성될 수 있다.
구체적으로 본 발명은 생분해성과 pH 민감성 물질인 폴리(β-아미노 에스터) 화합물과 소수성 및 생분해성을 갖는 폴리락틱산 화합물, 친수성 및 생체적합성을 갖는 폴리에틸렌글리콜 계열 화합물을 공중합시킴으로써, 체내 pH 변화에 민감할 뿐만 아니라 특정 pH 영역에서 폴리머좀 구조를 형성하고, 폴리(β-아미노 에스터)의 측쇄에 형성된 하이드록실기를 통하여 질환의 진단용 분자영상 표지자 및 조영제 및 질환의 치료제 약물을 화학적으로 결합시킬 수 있는 공중합체를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명자들은 폴리(β-아미노 에스터)를 단독 사용하는 경우 pH 의존성은 나타내지만 자기 조립(self assembly) 현상에 의해 마이셀을 형성하지 못한다는 것을 인식하고, 상기 폴리(β-아미노 에스터)에 친수성인 폴리에틸렌글리콜 계열 화합물을 공중합시켜 특정 조건에서 친수성인 폴리에틸렌글리콜 계열 화합물의 마이셀의 외부에 존재하고, 소수성인 폴리(β-아미노 에스터)는 마이셀의 내부에 존재하여 마이셀이 형성되는 것을 확인하였다.
이에 더 나아가 치료제로서의 친수성 약물과 질환의 진단을 위한 분자영상용 표지자와 조영제 그리고 다양한 치료제들을 이 고분자에 화학적으로 결합시킬 목적으로 새로운 공중합체를 형성시켰으며, 이를 통해 제조된 공중합체가 고분자의 외부 뿐만아니라 내부에도 친수성기로 형성된 중공형의 도너츠 형태인 폴리머좀 구조를 형성하는 것을 발견하였고 특정 pH에서 표적 방출이 가능한 질환의 진단 및 치료제로서 표적지향적 약물방출용 캐리어로 응용될 수 있다는 것을 발견하였다.
본 발명의 pH 민감성 폴리머좀은 특정 pH, 예컨대 체내 정상 세포의 pH 범위인 pH 7.0 ~ 7.4, 바람직하게는 7.2 ~ 7.4에서는 안정한 폴리머좀을 형성하고, 암 세포와 같은 비정상 세포가 나타내는 pH 범위 7.0 미만인 경우 상기 폴리머좀 구조가 붕괴됨으로써, 폴리머좀에 화학적으로 결합된 진단제의 방출로 인해 암 세포를 표적적으로 진단하고 그에 따른 치료를 위한 치료제의 표적지향적인 약물 방출용 캐리어로서 사용할 수 있다. 즉, 낮은 pH(pH 7.0 미만)에서 폴리(β-아미노 에스터)에 존재하는 3차 아민의 이온화도 증가로 인해 PAE 전체가 수용성으로 변하게 되어 폴리머좀을 형성할 수 없게 되며, pH 7.0 이상에서는 PAE의 이온화도가 저하되어 소수성 특징을 나타냄으로써 자기 조립에 의한 폴리머좀을 형성하는 것이다.
또한, 상기 pH 민감성 폴리머좀을 형성할 수 있는 공중합체는 유전자 전달, 약물 전달 분야 뿐만 아니라 질환의 진단 및 치료를 위한 물질을 비정상 세포에 전달함으로써, 진단 및 치료가 동시에 이루어지는 용도에 응용될 수 있다.
추가적으로, 본 발명에서는 정상 체내 조건과 동일한 pH 7.0 ~ 7.4 범위에서는 폴리머좀을 형성하고 암 세포와 같은 비정상 조건인 pH 7.0 미만에서는 폴리머좀이 붕괴되는 암 세포 표적 지향적인 폴리머좀을 디자인하여 적용하였으나, 상기 공중합체의 구성 성분, 이들의 몰비, 분자량 및/또는 측쇄 관능기를 적절히 변경함으로써 암세포 뿐만 아니라 유전자 변이 또는 다른 응용 분야에 표적 지향적인 폴리머좀을 디자인하여 이를 적용할 수 있다.
본 발명에 따라 pH 민감성 폴리머좀을 형성하는 공중합체의 구성 성분 중 생분해성과 pH 민감성을 동시에 갖는 폴리(β-아미노 에스터) 화합물(A)이다.
폴리(β-아미노 에스터) 화합물은 자체 내 존재하는 3차 아민기로 인해 pH에 따라 물에 대한 용해도가 달라지는 이온화 특성을 가짐으로써, 전술한 바와 같이 체내 pH 변화에 따라 폴리머좀 구조를 형성 및/또는 붕괴할 수 있다. 상기 폴리(β- 아미노 에스터) 화합물은 비제한적인 예로서 비스아크릴레이트 화합물과 하이드록실기가 갖는 아민 계열 화합물을 중합시켜 합성될 수 있다.
비스아크릴레이트는 하기 [화학식 1]와 같이 표기될 수 있으며, 이의 비제한적인 예로는 에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 1,4-부탄 다이올 다이아크릴레이트, 1,3-부탄 다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산 다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산 다이올 에톡실레이트 다이아크릴레이트, 1,6-헥산 다이올 프로폭실레이트 다이아크릴레이트, 3-하이드록시-2,2-다이메틸프로필3-하이드록시-2,2-다이메틸프로피오네이트 다이아크릴레이트, 1,7-헵탄 다이올 다이아크릴레이트, 1,8-옥탄 다이올 다이아크릴레이트, 1,9-노나 다이올 다이아크릴레이트, 1,10-테칸 다이올 다이아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 다이아크릴레이트, 펜타에리스리톨 다이아크릴레이트, 트리메티롤프로판 또는 이들의 혼합물 등이 있다.
Figure 112010074131685-pat00006
상기 식에서,
R은 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬기이다.
또한, 하이드로실기가 있는 아민 계열 화합물은 하기 [화학식 2]로 표기될 수 있다.
Figure 112010074131685-pat00007
상기 식에서,
R은 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬기이다.
상기 아민 계열 화합물의 비제한적인 예로는 에탄올 아민, 3-아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 3-아미노-1,2-프로판다이올, 2-아미노-1,3-프로판다이올, 세리놀(serinol), 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판다이올, L-트레니놀(Threninol), 2-아미노-1-부탄올, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 4-아미노-1-프로판올, 4-아미노-2-부탄올, 2-아미노-1-펜탄올, 2-아미노-3-메틸-1-부탄올, 2-아미노-1-펜탄올, 4-아미노-1-부탄올, 5-아미노-1-펜탄올, 발리놀(valinol), 6-아미노-1-헥산올, 7-아미노-1-헵탄올, 8-아미노-1-옥탄올, 10-아미노-1-데칸올, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판다이올, N,N-비스(2-히드록시에틸)에틸렌 다이아민 등이 있다.
폴리(β-아미노 에스터) 제조시, 상기 비스아크릴레이트 화합물과 하이드록실기를 갖는 아민 계열 화합물의 몰 비는 1: 0.5 - 1.6 범위가 바람직하다. 상기 아민 계열 화합물의 몰비가 0.5 미만 또는 1.6을 초과하는 경우 반응이 제대로 일어나지 않거나 가지화된 중합체를 형성하게되어 본 발명에서 얻고자 하는 인체의 생물학적 조건(pH 7.4)에서의 pH 민감성을 얻기가 어렵게 된다.
전술한 비스아크릴레이트 화합물과 하이드록실기를 갖는 아민 계열 화합물과의 반응을 통해 형성되는 본 발명의 폴리(β-아미노 에스터)를 [화학식 3]]로 표기될 수 있다.
Figure 112010074131685-pat00008
상기 식에서,
R1, R2, 는 탄소 원자수 1 내지 12의 알킬기이며, 이때 x는 1 내지 200 범위의 자연수이다.
상기 폴리(β-아미노 에스터) 화합물에 원래 가지고 있는 pH 민감성기외에 측쇄로 하이드록실기를 갖도록 분자설계한 후에 락타이드를 개환중합을 통해 공중합시킬 수 있다.
측쇄에 하이드록실기를 갖는 폴리(β-아미노 에스터)와 락타이드의 개환중합으로 형성되는 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산 pH 민감성 공중합체를 [화학식 4]로 표현될 수 있다.
Figure 112010074131685-pat00009
상기 식에서,
R1, R2 는 탄소 원자수 1 내지 12의 알킬기이며, 이때 x와 m은 1 내지 200 범위의 자연수이다.
상기 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산 공중합체의 폴리락틱산 화합물의 분자량은 150 내지 1000 범위이다.
한편, 본 발명에 따라 pH 민감성 폴리머좀을 형성하는 공중합체의 구성 성분 중 하나인 친수성 블록을 갖는 생분해성 화합물로서는 예컨대 메톡시 폴리에틸렌글리콜 화합물을 사용할 수 있다. 특히, 메톡시 폴리에틸렌글리콜 화합물 말단에 pH 민감성 고분자인 폴리(β-아미노 에스터) 또는 폴리락틱산과 반응할 수 있도록 카르복실기 등의 단일 관능기(monofunctional)를 갖는 것이 바람직하며, 일례를 들면 하기 [화학식 5]와 같이 분자 말단 부분이 카르복실기로 치환된 폴리에틸렌글리콜 화합물이 있다.
Figure 112010074131685-pat00010
상기 식에서,
R은 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 내지 6의 알킬기이며, 이때 x는 1 내지
200 범위의 자연수이다.
상기 알킬기는 선형 또는 가지형 저급 포화지방족 탄화수소를 의미하는 것으로서, 예를 들면, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, s-부틸, 이소부틸, t-부틸 및 n-펜틸기 등이 있다.
상기 폴리에틸렌글리콜 화합물의 수평균 분자량(Mn)은 특별한 제한이 없으나, 500내지 5000범위가 바람직하다. 폴리에틸렌글리콜 화합물의 수평균분자량(Mn)이 500 미만인 경우와 5000을 초과하는 경우 최종 공중합체의 분자량 조절이 어려울 뿐만 아니라 상기 공중합체를 이용하여 폴리머좀을 형성하는 것이 용이하지 않다.
폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산 공중합체에서 폴리락틱산 말단에 있는 카르복실기와 폴리에틸렌글리콜의 말단에 있는 카르복실기와의 반응을 통하여 최종적으로 합성된 pH 민감성 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산-폴리에틸렌글리콜 중합체를 [화학식 6]로 나타내었다.
Figure 112010074131685-pat00011
상기 식에서,
R1, R2 는 탄소 원자수 1 내지 12의 알킬기이며, 이때 a, b와 n, m은 1 내지 200 범위의 자연수이다.
상기 [화학식 6]으로 표기되는 공중합체는 전술한 폴리에틸렌글리콜의 친수성 블록과 폴리락틱산의 소수성 블록으로 구성된 양친성적인 특성과 폴리(β-아미노 에스터)의 pH 민감성으로 인해 pH 변화에 따라 자기조립(self-assembly)에 의하여 폴리머좀을 형성하거나 붕괴할 수 있으며, 바람직하게는 pH가 7.0 내지 7.4 더욱 바람직하게는 pH가 7.2 내지 7.4 범위인 경우 폴리머좀을 형성하며, pH가 6.0 내지 7.0 미만 범위인 경우 폴리머좀이 붕괴된다. 특히, 본 발명의 공중합체는 pH 0.3 범위 이내의 우수한 민감성을 나타낼 수 있다.
상기 공중합체의 분자량 범위는 특별한 제한은 없으나, 10,000 내지 20,000 범위가 바람직하다. 분자량이 10,000 미만인 경우 특정 pH에서 공중합체 폴리머좀이 형성되기 어려울 뿐만 아니라 형성되더라도 물에 용해되어 붕괴되기 쉽다. 또한, 분자량이 20,000을 초과하는 경우 친수성/소수성의 밸런스가 깨져 특정 pH에서 폴리머좀이 형성하지 못하고 침전될 수 있다.
본 발명에 따른 pH 민감성 공중합체 중 폴리(β-아미노 에스터)의 함량은 10 내지 69중량%, 폴리락틱산(B)의 함량은 30 내지 80중량%가 적절하며, 바람직하게는 45 내지 70 중량%이다. 폴리락틱산의 함량이 30 중량% 미만이거나 80중량%를 초과하는 경우 친수성-소수성 밸런스가 깨져서 폴리머좀을 형성하지 못하고 침전이가 발생하게 된다. 또한, pH 민감성 공중합체 중 폴리에틸렌글리콜(C)의 함량은 1 내지 10중량%가 적절하며, 바람직하게는 3 내지 6 중량%이다. 폴리에틸렌글리콜의 함량이 1 중량% 미만이거나 10중량%를 초과하는 경우 친수성-소수성 밸런스가 깨져서 폴리머좀을 형성하지 못하는 경우가 발생하게 된다.
또한 상기 공중합체는 폴리(β-아미노 에스터), 폴리락틱산 및 폴리에틸렌글리콜 화합물의 반응 몰비를 조절함으로써 다양한 형태의 공중합체를 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산-폴리에텔렌글리콜 pH 민감성 공중합체의 제조방법의 일 실시예를 들면 하기 [반응식 1] 또는 [반응식 2]의 경로에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 1]
Figure 112010074131685-pat00012
상기 식에서,
x 는 1 내지 200 범위의 자연수이다.
상기 [반응식 1]로 도식되는 제조방법의 일 실시예를 들면, 아크릴레이트 말단기를 갖는 비스아크릴레이트와 3-아미노 1-프로판올을 이용하여 당업계에 통상적으로 알려진 마이클반응(Michael reaction)이라는 부가반응에 의해 폴리(β-아미노 에스터)를 형성하게 되며, 형성된 폴리(β-아미노 에스터)는 pH 민감성기인 3차 아민과 측쇄로 하이드록실기를 갖게 된다. 여기에 [반응식 2]로 도식되는 바와 같이 락타이드를 넣고 개환중합을 거쳐 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락타이드 공중합체를 제조할 수 있다.
[반응식 2]
Figure 112010074131685-pat00013
상기 식에서,
x 및 m은 1 내지 200 범위의 자연수이다.
상기 [반응식 2]로 도식되는 제조 방법의 일 실시예를 들면, 상기 [반응식 1]에서 형성된 pH 민감성기인 3차 아민과 측쇄로 하이드록실기를 갖는 폴리(β-아미노 에스터)에 락타이드를 넣고 개환중합을 거쳐 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산 공중합체가 제조되며, 이때 공중합제의 제조에 있어서 순수한 물을 포함하여 디클로로메탄, 테트라하이드로퓨란, 다이메틸 설폭사이드, 다이메틸 포름아마이드 등의 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산 공중합체의 폴리락틱산 화합물의 분자량은 150 내지 1000 범위이다.
또한 하기 [반응식 3]에 [반응식 2]에서 제조된 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산 공중합체에 친수성 블록으로 말단이 카르복실기로 치환된 폴리에틸렌글리콜을 넣고 중합을 시켜 최종적으로 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산-폴리에틸렌글리콜 공중합체를 제조할 수 있었다.
[반응식 3]
Figure 112010074131685-pat00014

상기 식에서,
R1, R2 는 탄소 원자수 1 내지 12의 알킬기이며, 이때 x, y 및 n, m은 1 내지 200 범위의 자연수이다.
상기 폴리(β-아미노 에스터) 화합물계 화합물, 폴리락틱산 화합물계 화합물 및 폴리에틸렌글리콜계 화합물의 몰비는 10:24:1 내지 10:5:1 일수 있다. 상기 범위 미만인 경우 미셀구조가 형성가능성이 크고, 상기 범위를 초과하는 경우 침전물이 형성될 가능성이 있다.
상기 식의 폴리락틱산 말단에 카르복실기로 되어 있어서 광학영상 표지자 또는 분자영상 조영제 등의 다양한 진단제를 수식할 수 있으며, 항암제나 단백질약물등의 다양한 치료제 약물을 수식할 수 있다.
본 발명에서는 상기와 같이 합성된 공중합체의 분자량 측정을 위해서 GPC(Gel permeation chromatography)를 이용하고, 그라프트된 친수성, 소수성, 암세포 표적인자의 몰비를 계산하기 위해서 1H-NMR을 이용하였다. pH 변화에 따른 마이셀의 농도 변화 및 마이셀 크기의 변화를 측정하고자 형광 분광기(Fluorescence spectrometer, FL)와 동적광산란(Dynamic Light Scattering, DLS)를 이용하였으며, 실제로 전술한 분석들을 통해 pH 민감성 폴리머좀으로서의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.
한편 본 발명의 바람직한 다른 실시예로서, 폴리머좀은 다음과 같은 과정을 통해 제조될 수 있다. 기본적으로 (i) 폴리(β- 아미노 에스터) 화합물(A); (ii) 폴리락틱산 화합물(B); 및 (iii) 폴리에틸렌글리콜 계열 화합물(C)로 이루어진 화합물을 공중합시켜 형성된 pH 민감성 공중합체로서 형성될 수 있는 점은 동일하다.
상기 폴리(β- 아미노 에스터)과 친수성 블록을 갖는 생분해성 화합물로 PEG계 화합물을 그라프트(graft) 중합시킬 수 있다. PEG계 화합물의 비제한적인 예로서 메톡시 폴리에틸렌글리콜 화합물을 을 사용할 수 있다. 이를 통해 하기 [화학식 7]과 같은 공중합물을 형성할 수 있다. 한편 상기 PEG계 화합물의 말단기에 카르복실기를 형성하여 공중합할 수 있다. 이를 위하여 메톡시 폴리에틸렌글리콜을 석신산무수물과 반응시킬 수 있다.
Figure 112010074131685-pat00015
상기 식에서,
R1, R2 는 탄소 원자수 1 내지 12의 알킬기이며, 이때 x, y와 n은 1 내지 200 범위의 자연수이다.
상기 PAE-gPEG 공중합물에 폴리(β-아미노 에스터) 화합물이 원래 가지고 있는 pH 민감성기외에 측쇄로 하이드록실기를 갖도록 분자설계한 후에 락타이드를 개환중합을 통해 공중합시킬 수 있다.
측쇄에 하이드록실기를 갖는 폴리(β-아미노 에스터)와 락타이드의 개환중합으로 형성되는 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산 pH 민감성 공중합체를 [화학식 8]로 표현될 수 있다.
Figure 112010074131685-pat00016
상기 식에서,
R1, R2 는 탄소 원자수 1 내지 12의 알킬기이며, 이때 x, y와 n, m은 1 내지 200 범위의 자연수이다.
또한 상기 공중합체는 폴리(β-아미노 에스터), 폴리에틸렌글리콜 및 폴리락틱산 화합물의 반응 몰비를 조절함으로써 다양한 형태의 공중합체를 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리(β-아미노 에스터)-폴리에텔렌글리콜-폴리락틱산 pH 민감성 공중합체의 제조방법의 일 실시예를 들면 하기 [반응식 4] 또는 [반응식 5]의 경로에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 4]
Figure 112010074131685-pat00017
[반응식 5]
Figure 112010074131685-pat00018

또한, 본 발명은 (a) pH 변화에 따라 폴리머좀을 형성하는 전술한 공중합체; 및 (b) 상기 공중합체에 화학적 결합을 유도할 수 있는 질환의 진단을 위한 분자영상 표지자 또는 조영제 또는 질환의 치료를 위한 치료제 물질을 포함하는 폴리머좀형 약물 조성물을 제조할 수 있다.
상기 폴리머좀형 약물 조성물은 체내에 주입되었을 때 폴리머좀을 형성하고 있다가 암세포와 같이 국소적으로 pH가 낮은 곳에 도달하게 되면 폴리머좀이 붕괴됨으로써, 화학적으로 결합된 질환의 진단을 위한 분자영상 표지자 및 조영제 그리고 질환의 치료를 위한 치료제약물의 방출을 통해 표적지향적 약물 전달이 이루어질 수 있다.
본 발명의 폴리머좀 형태의 공중합체에 화학적으로 결합시킬 수 있는 진단 및 치료제 물질은 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 이의 비제한적인 예로는 진단제로서 pyrene, RITC, FITC(fluorescein isothiocyanate), phycoerythrin(PE), ICG(indocyanine green), PSA(prostate-specific antibody), AFP(alpha-fetoprotein), HCG(human chorionic gonadotropin), CA 125(cancer antigen 125), CA 15-3(cancer antigen 15-3), CEA(carcinoembryonic antigen), 조영제로서 상자성물질인 산화철, 산화망간, 산화아연, 산화가돌리늄 등을 포함하며, 치료제 약물로서는 파클리탁셀(paclitaxel, PTX), 독소루비신(doxorubicin, DOX), 도세탁셀 (docetaxel, DOCE) 등의 항암제, 항균제, 스테로이드류, 소염진통제, 성호르몬, 면역 억제제, 항바이러스제, 마취제, 항구토제 또는 항히스타민제, 단백질로서는 보바인세럼 알부민(bovine serum albumin 휴먼세럼 알부민(hunman serum albumin), 인간성장호르몬(human growth hormone) 등이 있다. 또한, 전술한 성분 이외에 당업계에 알려진 통상적인 첨가제, 예컨대 부형제, 안정화제, pH 조정제, 항산화제, 보존제, 결합제 또는 붕해제 등을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 고분자 폴리머좀의 제조방법은 교반, 가열, 초음파 주사, 유화법을 이용한 용매증발법, 매트릭스 형성 또는 유기용매를 이용한 투석법 등의 방법을 단독 또는 병행하여 사용할 수 있다.
제조된 폴리머좀의 직경은 특별한 제한이 없으나, 10 내지 100nm 범위가 바람직하다. 또한, 상기 폴리머좀형 약물 조성물은 경구제 또는 비경구제의 형태로 제제화하여 사용할 수 있으며, 정맥, 근육 또는 피하 주사제로 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예 및 실험예에 의하여 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정하는 것은 아니다.
[실시예 : pH 민감성 공중합체 합성]
실시예 1. 폴리(β-아미노 에스터) 중합체 제조
3-아미노-1-프로판올 1몰과 1,4-부탄 다이올 다이아크릴레이트 1몰을 2구 둥근 플라스크에 넣고, 100℃에서 5시간 동안 반응시켜 측쇄에 하이드로실기를 가진 수평균분자량(Mn)이 7,200인 폴리(β-아미노 에스터)를 제조하였다.
실시예 2. 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산 중합체 제조
실시예 1에서 제조된 폴리(β-아미노 에스터) 1몰에 락타이드 1몰을 넣고 주석계촉매인 Sn(Oct)2를 사용하여 135℃에서 5시간동안 개환반응을 시켜 폴리(β-아미노 에스터)의 측쇄에 소수성인 폴리락틱산이 연결되고 폴리락틱산의 말단이 카르복실기로 치환된 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산 공중합체를 제조하였다(Mn=6,000)
실시예 3.
실시예 2의 락타이드 1몰대신 2몰을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일한 방법을 수행하여 수평균분자량(Mn)이 8,300인 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산 공중합체를 얻었다.
실시예 4. 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산-폴리에틸렌글리콜 공중합체 제조
실시예 2에서 제조된 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산 공중합체 1몰에 말단기가 카르복실기로 치환된 폴리에틸렌글리콜 메틸 이써(MPEG2000, Mn = 2,000) 1몰을 넣고 순수한 물을 용매로 하여 상온에서 24시간 반응을 시킨후, 부산물로 형성된 싸이클로우레아를 분리시킨 후에 에틸에테르에 침전시켜 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산-폴리에틸렌글리콜 공중합체(Mn = 10,100)를 제조하였다.
실시예 5.
실시예 4의 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산 공중합체 1몰 대신에 2몰을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 4와 동일한 방법을 수행하여 수평균분자량(Mn)이 20,000인 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산-폴리에틸렌글리콜 공중합체를 얻었다.
실시예 6.
실시예 1에서 제조된 폴리(β-아미노 에스터) 1몰에 말단기가 카르복실기로 치환된 폴리에틸렌글리콜 메틸 이써(MPEG2000, Mn = 2,000) 1몰을 넣고 순수한 물을 용매로 하여 상온에서 24시간 반응을 시킨후, 부산물로 형성된 싸이클로우레아를 분리시킨 후에 에틸에테르에 침전시켜 폴리(β-아미노 에스터)-폴리에틸렌글리콜 공중합체를 얻었다.
실시예 7.
실시예 6에서 제조된 폴리(β-아미노 에스터)-폴리에틸렌글리콜 공중합체 1몰에 락타이드 0.7몰을 넣고 개환반응을 시켜 폴리(β-아미노 에스터)의 측쇄에 소수성인 폴리락틱산이 연결되고 폴리락틱산의 말단이 카르복실기로 치환된 폴리(β-아미노 에스터)-폴리락틱산 공중합체를 제조하였다.(Mn=7,600)
실시예 8.
실시예 7과 동일하되 락타이드 1.3몰을 넣고 개환반응을 하였다.(Mn=9,000)
실험예 1. pH 민감성 공중합체의 분자량 측정
본 발명에 따라 제조된 pH 민감성 공중합체의 분자량을 측정하기 위하여, 하기와 같은 분석을 실시하였다.
실시예 1 내지 4에서 제조된 폴리(β-아미노 에스터) 단독 및 이를 이용한 공중합체를 사용하였으며, 이들의 분자량 조절 가능성을 타진하고자 Gel Permeation Chromatography(GPC, Waters사) 분석을 실시하였다. 도 2에서 보는 바와 같이 말단이 카르복실기로 치환된 폴리에틸렌글리콜, 폴리(β-아미노 에스터) 그리고 이를 이용한 공중합체(실시예 4) 순으로 GPC 다이어그램이 나왔고, 체류시간(retention time)으로부터 분자량을 계산할 수 있었다.
실험예 2. 임계응집 농도측정
본 발명에 따라 제조된 pH 민감성 공중합체 마이셀의 pH 변화에 따른 거동을 관찰하기 위하여, 하기와 같은 실험을 실시하였다.
실시예 4와 5에서 제조된 그라프트 공중합체의 임계응집 농도(Critical aggregation concentration, CGC)를 형광 분광기(Fluorescence spectrometer)를 통해 직접적으로 폴리머좀의 거동 변화를 알 수 없기 때문에 소수성 발광물질인 파이렌(pyrene)을 이용하였다.
10-6 M의 파이렌을 함유하는 pH 7.0인 버퍼용액을 만들었으며, 실시예 4 및 5에서 제조된 시료를 2㎎/㎖의 농도로 버퍼 용액에 녹인 후 1/5씩 희석하였다. 형광 분광기를 통해 폴리머좀의 농도 변화로 인해 나타나는 방출되는 에너지의 변화를 측정하였다.
실험예 3. 공중합체의 pH 민감도 측정
본 발명에 따라 제조된 pH 민감성 공중합체의 pH 민감도를 동적광산란(DLS)에 의하여 측정하였다. 도 6에서 보는 바와 같이 실시예 4와 5를 통해 제조되어진 공중합체는 pH변화에 의한 폴리머좀-유니머 전이가 소수성 블록인 폴리락틱산의 몰비가 많아질수록 낮은 pH 영역에서 나타났다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (31)

  1. 피에이치 민감성 폴리머좀에 있어서,
    폴리(β-아미노 에스터)계 화합물의 측쇄에 폴리락틱산계 화합물 및 폴리에틸렌글리콜계 화합물이 그라프트 중합된 폴리머좀.
  2. 제1항에 있어서,
    그라프트 중합체는 하기 화학식으로 이루어진 폴리머좀.
    Figure 112013103496157-pat00019

    상기 식에서,
    R1, R2 는 탄소 원자수 1 내지 12의 알킬기이며, 이때 a, b와 n, m은 1 내지 200 범위의 자연수이다.
  3. 제1항에 있어서,
    그라프트 중합체는 하기 화학식으로 이루어진 폴리머좀.
    Figure 112013103496157-pat00020

    상기 식에서,
    R1, R2 는 탄소 원자수 1 내지 12의 알킬기이며, 이때 x, y와 n, m은 1 내지 200 범위의 자연수이다.
  4. 제1항에 있어서,
    그라프트 중합체의 수평균 분자량은 10,000 내지 20,000인 폴리머좀.
  5. 제1항에 있어서,
    그라프트 중합체 중 폴리(β-아미노 에스터)계 화합물은 10 내지 69중량%, 폴리락틱산계 화합물은 30 내지 80중량%, 폴리에틸렌글리콜계 화합물은 1 내지 10중량%인 폴리머좀.
  6. 제5항에 있어서,
    그라프트 중합체 중 폴리락틱산계 화합물은 30 내지 70중량%인 폴리머좀.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 폴리(β-아미노 에스터) 화합물계 화합물, 폴리락틱산 화합물계 화합물 및 폴리에틸렌글리콜계 화합물의 몰비는 10:24:1 내지 10:5:1 인 폴리머좀.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 폴리머좀의 직경은 10 내지 100 nm 범위인 폴리머좀.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 폴리머좀은 pH가 7.0 내지 7.4 범위인 경우 폴리머좀을 형성하며, pH가 6.0 내지 7.0 미만 범위인 경우 폴리머좀이 붕괴되어 유니머(unimer)가 되는 폴리머좀.
  11. 비스아크릴레이트 화합물과 하이드록실기를 갖는 아민 계열 화합물을 반응하여 폴리(β-아미노 에스터) 화합물을 형성하는 단계;
    상기 폴리(β-아미노 에스터) 화합물의 측쇄에 폴리에틸렌글리콜계 화합물을 중합하는 단계;
    상기 중합물에 락타이드를 중합하는 단계를 포함하는 피에이치 민감성 폴리머좀의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌글리콜계 화합물의 말단기에 카르복실기를 형성하여 중합하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    폴리(β-아미노 에스터) 화합물의 측쇄에 하이드록실기를 갖도록 분자설계한 후에 락타이드와 중합하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 폴리(β-아미노 에스터)는 pH 7.0 미만에서 이온화되는 3차 아민기를 포함하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 폴리머좀은 pH가 7.0 내지 7.4 범위인 경우 폴리머좀을 형성하며, pH가 6.0 내지 7.0 미만 범위인 경우 폴리머좀이 붕괴되어 유니머(unimer)가 되는 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 비스아크릴레이트는 에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 1,4-부탄 다이올 다이아크릴레이트, 1,3-부탄 다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산 다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산 다이올 에톡실레이트 다이아크릴레이트, 1,6-헥산 다이올 프로폭실레이트 다이아크릴레이트, 3-하이드록시-2,2-다이메틸프로필3-하이드록시-2,2-다이메틸프로피오네이트 다이아크릴레이트, 1,7-헵탄 다이올 다이아크릴레이트, 1,8-옥탄 다이올 다이아크릴레이트, 1,9-노나 다이올 다이아크릴레이트, 1,10-테칸 다이올 다이아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 다이아크릴레이트, 펜타에리스리톨 다이아크릴레이트, 트리메티롤프로판 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 아민 계열 화합물은 에탄올 아민, 3-아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 3-아미노-1,2-프로판다이올, 2-아미노-1,3-프로판다이올, 세리놀(serinol), 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판다이올, L-트레니놀(Threninol), 2-아미노-1-부탄올, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 4-아미노-1-프로판올, 4-아미노-2-부탄올, 2-아미노-1-펜탄올, 2-아미노-3-메틸-1-부탄올, 2-아미노-1-펜탄올, 4-아미노-1-부탄올, 5-아미노-1-펜탄올, 발리놀(valinol), 6-아미노-1-헥산올, 7-아미노-1-헵탄올, 8-아미노-1-옥탄올, 10-아미노-1-데칸올, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판다이올, N,N-비스(2-히드록시에틸)에틸렌 다이아민으로 이루어진 군에서 선택된 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    폴리(β-아미노 에스터) 제조시, 상기 비스아크릴레이트 화합물과 하이드록실기를 갖는 아민 계열 화합물의 몰 비는 1: 0.5 - 1.6 인 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 측쇄에 하이드록실기를 갖는 폴리(β-아미노 에스터)와 락타이드를 개환중합법에 의해 수행하는 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌글리콜 화합물의 수평균 분자량(Mn)은 500내지 5000인 방법.
  21. 제11항에 있어서,
    폴리(β-아미노 에스터)-폴리에틸렌글리콜-폴리락틱산 공중합체는 하기 화학식인 방법.
    Figure 112010074131685-pat00021

    상기 식에서,
    R1, R2 는 탄소 원자수 1 내지 12의 알킬기이며, 이때 x, y와 n, m은 1 내지 200 범위의 자연수이다.
  22. 삭제
  23. 제11항에 있어서,
    폴리(β-아미노 에스터)의 함량은 10 내지 69중량%, 폴리락틱산(B)의 함량은 30 내지 80중량%, 폴리에틸렌글리콜의 함량이 1 내지 10중량%인 방법.
  24. 제11항에 있어서,
    상기 폴리(β-아미노 에스터) 화합물, 폴리락틱산 화합물 및 폴리에틸렌글리콜 화합물의 몰비는 10:24:1 내지 10:5:1 인 방법.
  25. 제11항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌글리콜 화합물은 말단기가 카르복실기, 아민기 및 하이드록실기로 구성된 군으로부터 선택된 관능기로 치환된 기를 포함하는 방법.
  26. 제11항에 있어서,
    상기 폴리머좀의 직경은 10 내지 100 nm 범위인 방법.
  27. 제1항 내지 제8항, 제10항 중 어느 한 항에 의한 폴리머좀 또는 제11항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 의한 방법으로 제조된 폴리머좀 및
    상기 폴리머좀에 화학적으로 결합될 수 있는 질환의 진단을 위한 광학영상영상 표지자 또는 분자영상 조영제 또는 질환의 치료를 위한 치료제 물질을 포함하는 폴리머좀 약물 조성물.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 폴리머좀에 화학적으로 결합될 수 있는 질환의 진단을 위한 분자영상용 표지자로서는 pyrene, RITC(rhodamine B isothiocyanate), FITC(fluorescein isothiocyanate), phycoerythrin(PE), ICG(indocyanine green), PSA(prostate-specific antibody), AFP(alpha-fetoprotein), HCG(human chorionic gonadotropin), CA 125(cancer antigen 125), CA 15-3(cancer antigen 15-3), CEA(carcinoembryonic antigen)로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 조성물.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 폴리머좀에 화학적으로 결합될 수 있는 질환의 진단을 위한 분자영상 조영제로서는 상자성물질인 산화철, 산화망간, 산화아연, 산화가돌리늄으로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 조성물.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 폴리머좀에 화학적으로 결합될 수 있는 질환의 치료를 위한 치료제 물질로서는 파클리탁셀(paclitaxel, PTX), 독소루비신(doxorubicin, DOX), 도세탁셀(docetaxel, DOCE) 등의 항암제, 항균제, 스테로이드류, 소염진통제, 성호르몬, 면역 억제제, 항바이러스제, 마취제, 항구토제, 항히스타민제와 단백질로서 보바인세럼 알부민(bovine serum albumin), 휴먼세럼 알부민(hunman serum albumin), 인간성장호르몬(human growth hormone)으로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 조성물.
  31. 하기 반응식 1 또는 2를 포함하여 제조되는 폴리머좀의 제조방법.
    [반응식 1]
    Figure 112013032703801-pat00022

    [반응식 2]
    Figure 112013032703801-pat00023


    상기 식에서,
    R1, R2 는 탄소 원자수 1 내지 12의 알킬기이며, 이때 x, y 및 n, m은 1 내지 200 범위의 자연수이다.
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