KR101388785B1 - Drug Complex Consisting of Protein or Peptide Drug and Sulfate Groups-Containing Polysaccharides for Stable and Continuous drug delivery - Google Patents

Drug Complex Consisting of Protein or Peptide Drug and Sulfate Groups-Containing Polysaccharides for Stable and Continuous drug delivery Download PDF

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Abstract

단백질 또는 펩티드 약물과 황산기 함유 다당류로 이루어진 안정적이고 지속적인 약물전달을 위한 약물복합체에 관한 것이다. 본 발명의 약물복합체는 단백질 또는 펩티드 약물이 황산기 함유 다당류와 복합체 형태로 이루어져있기 때문에, 펩티드 또는 단백질 약물의 응집 또는 변성을 방지하여 장기간 더욱 안정적으로 약물의 활성을 유지할 수 있다. 즉 약물에 황산기 함유 다당류를 도입함으로써 약물이 구조적으로 안정화되며 반감기가 증진되는 효과를 갖는다. 특히 상기 약물복합체가 트레일-콘드로이친황산 복합체일 경우 기존의 약물 자체(트레일)와 비교하여 3배 이상의 약물 반감기를 가질 수 있다.The present invention relates to a drug complex for stable and continuous drug delivery consisting of a protein or peptide drug and a sulfate-containing polysaccharide. Since the drug complex of the present invention is composed of a protein or peptide drug complexed with a sulfate group-containing polysaccharide, it is possible to prevent the aggregation or denaturation of the peptide or protein drug to maintain the drug activity more stably for a long time. In other words, the introduction of sulfate-containing polysaccharides in the drug has the effect that the drug is structurally stabilized and the half-life is enhanced. In particular, when the drug complex is a trail-chondroitin sulfate complex may have a drug half-life more than three times compared to the conventional drug itself (trail).

Description

단백질 또는 펩티드 약물과 황산기 함유 다당류로 이루어진 안정적이고 지속적인 약물전달을 위한 약물복합체{Drug Complex Consisting of Protein or Peptide Drug and Sulfate Groups-Containing Polysaccharides for Stable and Continuous drug delivery}Drug Complex Consisting of Protein or Peptide Drug and Sulfate Groups-Containing Polysaccharides for Stable and Continuous Drug Delivery}

본 발명은 약물복합체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 단백질 또는 펩티드 약물과 황산기 함유 다당류로 이루어진 안정적이고 지속적인 약물전달을 위한 약물복합체에 관한 것이다.The present invention relates to a drug complex, and more particularly to a drug complex for stable and continuous drug delivery consisting of a protein or peptide drug and a sulfate-containing polysaccharide.

단백질은 생명체의 기능 및 구조에 있어 기본물질이며, 인체를 구성하는 단백질은 약 100만종이 넘을 것으로 추정된다. 이는 질병과도 직접적인 관련성이 있어, 치료제 개발에 중요한 연구대상이 되고 있으며, 이들을 이용한 단백질 또는 펩티드 의약품은 합성 의약품에 비해 부작용이 적고 약효가 빨라 의약품의 혁신분야로 평가되고 있다. Protein is a basic substance in the function and structure of life, and it is estimated that there are about one million kinds of proteins constituting the human body. It is directly related to diseases, and has become an important research subject in the development of therapeutics, and protein or peptide medicines using these drugs have less side effects and faster efficacy than synthetic medicines, and thus are evaluated as an innovative field of medicines.

과거 단백질 또는 펩티드 의약품 생산에는 단순하게 추출하는 방법이 있지만, 이는 시간이 많이 걸리고 경비가 많이 들기 때문에 의약품으로 개발하기에 어려움이 있었다. 그러나 최근에는 산업적으로 이용하기 위하여 유전자 재조합 기술과 항체생산기술을 활용하여 생리활성 단백질의 대량생산이 가능 하게 되었다. In the past, protein or peptide drug production had a simple extraction method, but it was difficult to develop into a drug because it was time-consuming and expensive. Recently, however, mass production of physiologically active proteins has been made possible by utilizing genetic recombination technology and antibody production technology for industrial use.

이렇게 대량생산이 가능해지면서 제약 산업이 과거의 천연물 의약품이나 화학적 합성 의약품에서 단백질 또는 펩티드 의약품의 개발로 바뀌어가고 있는 추세이며, 세계 의약품 시장 중 단백질 또는 펩티드 약물의 시장은 2006년 437억 달러에서 2011년 885억으로 확대되었으며, 국내 단백질 의약품 시장이 세계 시장에서 차지하는 비율은 2006년 3%에서 2021년 7%로 확대될 전망이다.With this mass production enabled, the pharmaceutical industry is shifting from the development of natural or chemical synthetic drugs to the development of protein or peptide drugs, and the market for protein or peptide drugs in the global pharmaceutical market was $ 43.7 billion in 2006 to 2011. It has expanded to 88.5 billion won, and the share of the domestic protein drug market in the global market is expected to increase from 3% in 2006 to 7% in 2021.

따라서 낮은 부작용과 빠른 약효 등의 장점을 갖는 단백질 또는 펩티드 의약품이 세계 뿐 아니라 국내에서도 많이 연구 되고 있지만, 면역원성이 높고, 비경구 투여에 한정되어 있으며, 체내 환경에서 안정성이 낮아 짧은 반감기를 가지고 있기 때문에 투여횟수가 많아지는 단점을 가지고 있다. 뿐만 아니라, 대부분의 단백질/펩티드 의약품이 생산비용이 높아 고가이기 때문에 환자가 투여 받기에 부담이 될 수 있다. 실예로 가장 많이 알려져 있는 단백질 의약품 중 빈혈 치료제로 쓰이고 있는 에리스로포이에틴(Erythropoietin, EPO)의 경우 제품의 품질에 따라 1그람 당 6천만원에서 8천만원을 호가하고 있는 것으로 알려져 있다.Therefore, although protein or peptide drugs with advantages such as low side effects and fast drug efficacy have been studied in the world as well as in the world, they have high immunogenicity, are limited to parenteral administration, and have a short half-life due to low stability in the body environment. This has the disadvantage that the frequency of administration increases. In addition, most protein / peptide medicines are expensive to produce and can be burdensome for patients to receive. For example, erythropoietin (EPO), which is used for the treatment of anemia among the most widely known protein medicines, is priced from 60 million won to 80 million won per gram depending on the quality of the product.

위와 같은 단백질 또는 펩티드 의약품의 단점들을 보완하기 위한 방법에는 가장 일반적으로 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol, PEG)을 공유 결합적으로 접합하는 방법이 이용되고 있다. 폴리에틸렌글리콜을 이용한 제품으로는 Roche社에서 C형 간염 치료제로 개발한 Pegasys, Amgen의 백혈구 감소증 치료제 Neulasta,Pfizer 및 Eyeteches社의 Macugen 등이 있이 있다. 폴리에틸렌글리콜을 이용한 단백질 또는 펩티드 의약품은, 단백질의 면역원성을 줄이고, 장기간 체내에 잔류할 수 있도록 하는 장점을 부여한다. 그러나 폴리에틸렌글리콜을 단백질에 공유 결합적 접합(conjugation) 방법은, 폴리에틸렌글리콜을 단백질의 특정 부위에 결합하는데 어려움이 있어 단백질의 활성을 떨어뜨릴 수 있으며, 실제 인터페론에 PEGylation을 도입하였을 때 단백질의 활성이 10% 이하로 떨어진다는 보고가 있었다.(Samuel Zalipsky, Chemistry of polyethylene glycol conjugates with biologically active molecules, Advanced Drug Delivery Reviews ,Vol 16, Issues 2-3, 157-182, 1995 ; Means G. E. and Feeney R. E., Reductive Alkylation of Proteins , Analytical Biochemistry Vol 224, Issue 1, 1-16, 1995)As a method for compensating the disadvantages of the protein or peptide drug as described above, most commonly, a method of covalently conjugating polyethylene glycol (PEG) is used. Products using polyethylene glycols include Pegasys, Roche's treatment for hepatitis C, Neulasta, Amgen's treatment for leukopenia, and Macugen's Eyeteches. Protein or peptide pharmaceuticals using polyethylene glycol offer the advantage of reducing the immunogenicity of proteins and allowing them to remain in the body for a long time. However, the covalent conjugation method of polyethylene glycol to a protein is difficult to bind the polyethylene glycol to a specific site of the protein, thereby degrading the activity of the protein. When PEGylation is introduced into the interferon, It has been reported to drop below 10% (Samuel Zalipsky, Chemistry of polyethylene glycol conjugates with biologically active molecules, Advanced Drug Delivery Reviews, Vol 16, Issues 2-3, 157-182, 1995; Means GE and Feeney RE, Reductive Alkylation of Proteins, Analytical Biochemistry Vol 224, Issue 1, 1-16, 1995)

또 다른 방법으로는 생분해성 고분자를 약물 전달체로 이용하는 것으로, 단백질의 서방성 방출을 유도하여 짧은 반감기를 극복하는 방법이다. 가장 많이 알려져 있는 생분해성 고분자는 FDA의 허가를 받은 품목으로 폴리락틱산(polylactic acid, PLA)와 폴리글리콜산(polyglycolic acid), 폴리카프로락톤(poly(ε-caprolactone))이거나 혹은 이들의 공중합체이다. 이 고분자들은 생체 내에서 효소에 의한 분해 혹은 가수분해 되면서 그 안에 봉입되어있는 단백질을 서방적으로 방출한다.Another method is to use biodegradable polymers as drug carriers, inducing sustained release of proteins and overcoming short half-lives. The most well known biodegradable polymers are those approved by the FDA and are polylactic acid (PLA), polyglycolic acid, polycaprolactone (poly (ε-caprolactone)), or copolymers thereof. to be. These polymers release or break down proteins encapsulated in the enzyme as they are degraded or hydrolyzed in vivo.

상기 경우의 실예로, 현재 폴리락틱산과 폴리글리콜산의 공중합체인 PLGA를 이용하여 단백질을 전달하고자 하는 시도가 많이 연구되어있으며, 일부 단백질을 방출하는 데에 있어 효과를 보았다.(James M. Anderson and Matthew S. Shive, Biodegradation and biocompatibility of PLA and PLGA microspheres, Advanced Drug Delivery Reviews, Vol 28, Issue 1, 5-24, 1997 )As an example of this case, many attempts have been made to deliver proteins using PLGA, a copolymer of polylactic acid and polyglycolic acid, and have been effective in releasing some proteins (James M. Anderson and Matthew S. Shive, Biodegradation and biocompatibility of PLA and PLGA microspheres, Advanced Drug Delivery Reviews, Vol 28, Issue 1, 5-24, 1997)

그러나 상기의 생분해성 고분자와 이들의 공중합체는 모두 에스터 결합으로 이루어져 있어서 가수분해 시 많은 수소이온을 배출하기 때문에 미립구 안의 환경을 산성으로 만들고, 단백질 또는 펩티드 약물의 변성(denaturation), 응집(aggregation), 탈아미드화(deamidation)을 유도하여 약물의 안정성을 크게 손상시킬 수 있다.However, all of the biodegradable polymers and their copolymers are composed of ester bonds, which release a lot of hydrogen ions during hydrolysis, thereby making the microspheres acidic and denaturing and aggregation of protein or peptide drugs. Deamidation can be induced to significantly impair drug stability.

이 밖에 단백질 또는 펩티드 의약품의 단점을 보완하기 위한 방법으로는 리포좀 제형이 있으나 이는 생체 내 환경에서 불안정하여 제형으로부터 약물이 빨리 방출되는 단점을 갖기 때문에 제형으로써의 사용이 제한되고 있는 실정이다. In addition, there are liposome formulations to compensate for the shortcomings of protein or peptide medicines. However, since liposome formulations are unstable in an in vivo environment, the drug is rapidly released from the formulations.

대한민국 등록특허 10-0810736Republic of Korea Patent Registration 10-0810736

이에 본 발명자는 생체 내에서 단백질의 안정성을 높여주고, 이전에 개발 되었던 단백질 안정화 기술의 단점을 보완하고자 단백질의 표면에 강한 친수성을 부여할 수 있는 다당류의 도입과 다당류 내의 황산기를 이용하여 단백질과의 이온결합을 통한 복합체를 제조하였으며, 이러한 복합체 내의 약물이 구조적으로 안정화되고 반감기가 증진되는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다. Therefore, the present inventors have introduced polysaccharides that can impart strong hydrophilicity to the surface of proteins to enhance the stability of proteins in vivo, and complement the disadvantages of previously developed protein stabilization techniques, and use them with proteins using sulfate groups in polysaccharides. A complex was prepared through ionic bonding, and the present invention was completed by confirming that the drug in the complex is structurally stabilized and the half-life is enhanced.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 단백질 또는 펩티드 약물과 황산기 함유 다당류로 이루어진 안정적이고 지속적인 약물전달을 위한 약물복합체를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention provides a drug complex for stable and continuous drug delivery consisting of a protein or peptide drug and a sulfate-containing polysaccharide.

본 발명의 일실시예에 있어서, pH 2 이상에서 상기 황산기 함유 다당류가 음전하를 가지면서 상기 단백질 또는 펩티드 약물이 양전하를 가지는 pH 조건에서 상기 두 물질간의 이온결합을 통해 복합체를 형성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, at pH 2 or higher, the sulfate-containing polysaccharide may have a negative charge, and the protein or peptide drug may form a complex through ionic bonds between the two substances at pH conditions having a positive charge.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 황산기 함유 다당류는 푸코이단, 콘드로이친황산, 펙틴(갈락투론산), 카로닌황산(셀룰로오스에 황산기가 결합한 것), 황산데르마탄, 헤파린 황산, 케라틴 황산, 황산 덱스트란, 덱스트란황산셀룰로오스 및 카라기난으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the sulfuric acid group-containing polysaccharides are fucoidan, chondroitin sulfate, pectin (galacturonic acid), caronin sulfate (with a sulfate group bonded to cellulose), dermatane sulfate, heparin sulfate, keratin sulfate, dex sulfate It may be one or more selected from the group consisting of tran, dextran sulfate cellulose and carrageenan.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 황산기 함유 다당류는 중량 평균 분자량이 1000 내지 5,000,000이며, 약물과 다당류가 복합체를 형성하는 비율은 1:0.01 내지 1:100의 중량비일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the sulfate-containing polysaccharide has a weight average molecular weight of 1000 to 5,000,000, the ratio of the drug and the polysaccharide to form a complex may be a weight ratio of 1: 0.01 to 1: 100.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 단백질 또는 펩티드 약물은 항암단백질인 트레일(TNF-related apoptosis-inducing ligand,TRAIL)이고, 황산기 함유 다당류는 콘드로이친황산일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the protein or peptide drug is a TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL), the sulfate-containing polysaccharide may be chondroitin sulfate.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 약물복합체는 트레일과 콘드로이친황산의 중량비가 1:1 내지 1:2일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the drug complex may be a weight ratio of the trail and chondroitin sulfate from 1: 1 to 1: 2.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 약물복합체는 단백질 또는 펩티드 약물에 황산기 함유 다당류를 도입함으로써 약물이 구조적으로 안정화되며 반감기가 증진되는 효과를 갖는다.In one embodiment of the present invention, the drug complex has the effect that the drug is structurally stabilized and half-life is enhanced by introducing a sulfate-containing polysaccharide to the protein or peptide drug.

또한, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 약물복합체를 포함하는 약물전달체를 제공한다.In addition, the present invention provides a drug carrier comprising the drug complex according to the present invention.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 약물전달체는 단백질 또는 펩티드 약물의 구조적 안정화와 반감기 증진효과를 가질 수 있다. In one embodiment of the invention, the drug carrier may have a structural stabilization and half-life enhancing effect of the protein or peptide drug.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 약물전달체는 서방형이며 생체적합성 및 생분해성을 가질 수 있다. In one embodiment of the present invention, the drug carrier may be sustained release and have biocompatibility and biodegradability.

본 발명의 약물복합체는 단백질 또는 펩티드 약물이 황산기 함유 다당류와 복합체 형태로 이루어져있기 때문에, 펩티드 또는 단백질 약물의 응집 또는 변성을 방지하여 장기간 더욱 안정적으로 약물의 활성을 유지할 수 있다. 즉 약물에 황산기 함유 다당류를 도입함으로써 약물이 구조적으로 안정화되며 반감기가 증진되는 효과를 갖는다. 특히 상기 약물복합체가 트레일-콘드로이친황산 복합체일 경우 기존의 약물 자체(트레일)와 비교하여 3배 이상의 약물 반감기를 가질 수 있다.Since the drug complex of the present invention is composed of a protein or peptide drug complexed with a sulfate group-containing polysaccharide, it is possible to prevent the aggregation or denaturation of the peptide or protein drug to maintain the drug activity more stably for a long time. In other words, the introduction of sulfate-containing polysaccharides in the drug has the effect that the drug is structurally stabilized and the half-life is enhanced. In particular, when the drug complex is a trail-chondroitin sulfate complex may have a drug half-life more than three times compared to the conventional drug itself (trail).

도 1은 본 발명의 약물복합체를 간단하게 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 약물복합체(트레일-콘드로이친황산)의 이온결합 형성에 따른 투과도를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 3A는 본 발명의 약물복합체(트레일-콘드로이친황산 복합체)에 있어, 트레일과 콘드로이친황산의 중량비에 따른 제타전위를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 3B는 본 발명의 약물복합체(트레일-황산 데르마탄 복합체)에 있어, 트레일과 황산 데르마탄의 중량비에 따른 제타전위를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 약물복합체에 있어, 약물과 다당류의 중량비에 따른 복합체의 평균지름을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 5는 4℃의 온도조건에서 24시간 보관한 본 발명의 약물복합체(트레일-콘드로이친황산 복합체)를 자궁경부암 세포에 적용한 후 시간 경과에 따른 약물(트레일)의 활성능력을 세포독성 평가를 통해 나타낸 그래프이다.
도 6은 37℃의 온도 조건에서 24시간 보관한 본 발명의 약물복합체(트레일-콘드로이친황산 복합체)를 자궁경부암 세포에 적용한 후 시간 경과에 따른 약물(트레일)의 활성능력을 세포독성 평가를 통해 나타낸 그래프이다.
도 7은 트레일(단백질 약물)의 반감기를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 약물복합체(트레일-콘드로이친황산 복합체)를 생체 내에 적용 후 기간 경과에 따른 약물의 활성능력을 암 크기의 측정을 통해 평가한 그래프이다.
도 9는 트레일-콘드로이친황산 이온 복합체를 포함하는 PLGA 마이크로입자 내부의 약물 봉입율 및 약물 중량비를 나타낸 것이다.
도 10은 PLGA 마이크로입자 내부 트레일-콘드로이친황산 이온복합체의 분포를 공초점 전자현미경을 이용하여 확인한 사진으로써 각각 빨간색은 트레일을, 초록색은 콘드로이친황산을, 주황색은 트레일과 콘드로이친황산을 겹쳐서 나타낸 것이다.
도 11은 PLGA 마이크로입자로부터의 트레일 방출곡선 그래프를 나타낸 것이다. 1 is a schematic diagram showing a simple drug complex of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the measurement of the permeability according to the ion bond formation of the drug complex (trail-chondroitin sulfate) of the present invention.
Figure 3A is a graph showing the measured zeta potential according to the weight ratio of the trail and chondroitin sulfate in the drug complex of the present invention (trail-chondroitin sulfate complex).
Figure 3B is a graph showing the measured zeta potential according to the weight ratio of the trail and the dermatane sulfate in the drug complex (trail-dermatane sulfate complex) of the present invention.
Figure 4 is a graph showing the average diameter of the complex according to the weight ratio of drug and polysaccharide in the drug complex of the present invention.
Figure 5 shows the activity ability of the drug (trail) over time after applying the drug complex (trail-chondroitin sulfate complex) of the present invention stored on cervical cancer cells for 24 hours at 4 ℃ temperature through cytotoxicity evaluation It is a graph.
Figure 6 shows the activity ability of the drug (trail) over time after applying the drug complex (trail-chondroitin sulfate complex) of the present invention stored on cervical cancer cells for 24 hours at 37 ℃ temperature through cytotoxicity evaluation It is a graph.
7 is a graph showing the half-life of the trail (protein drug).
Figure 8 is a graph evaluating the activity of the drug over a period of time after applying the drug complex of the present invention (trail-chondroitin sulfate complex) in vivo through the measurement of cancer size.
Figure 9 shows the drug loading rate and drug weight ratio inside the PLGA microparticles comprising the trail-chondroitin sulfate ion complex.
10 is a photograph showing the distribution of the trail-chondroitin sulfate ion complex inside the PLGA microparticles using a confocal electron microscope, in which red is shown as a trail, green as a chondroitin sulfate, and orange as a trail and chondroitin sulfate.
11 shows a graph of trail emission curves from PLGA microparticles.

본 발명은 단백질 또는 펩티드 약물과 황산기 함유 다당류로 이루어진 안정적이고 지속적인 약물전달을 위한 약물복합체를 제공함을 그 특징으로 한다. The present invention is characterized by providing a drug complex for stable and continuous drug delivery consisting of a protein or peptide drug and a sulfate-containing polysaccharide.

본 발명에서 사용된 용어 '단백질' 또는 '펩티드'는 L-아미노산 또는 그의 유도체 또는 유사체, 또는 D-아미노산 또는 그의 유도체 또는 유사체들이 서로 간에 펩티드 결합을 통해 연결되어 있는 형태의 화합물 또는 고분자를 의미한다. As used herein, the term 'protein' or 'peptide' refers to a compound or polymer in a form in which L-amino acids or derivatives or analogs thereof, or D-amino acids or derivatives or analogs thereof are linked to each other via peptide bonds. .

또한, 본 발명에서 사용된 용어 '단백질 약물' 또는 '펩티드 약물'은 생체 내에 투여 시 화학적 또는 생화학적 반응을 통하여 생체 질환의 일부 또는 전부를 경감 또는 치유할 수 있거나, 질병의 악화를 방지할 수 있는 단백질 또는 펩티드를 의미한다.In addition, the term 'protein drug' or 'peptide drug' used in the present invention may alleviate or cure some or all of the biological diseases through chemical or biochemical reactions when administered in vivo, or may prevent the exacerbation of the disease. Refers to a protein or peptide.

이러한 단백질 또는 펩티드 약물은 특별히 그 종류를 제한하는 것은 아니며, 현재 약효가 있는 것으로 공지되어 있는 단백질 또는 펩티드 약물뿐만 아니라, 앞으로 개발되는 임의의 펩티드 또는 단백질 약물이 이용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. Such a protein or peptide drug is not particularly limited in kind, and it should be understood that any peptide or protein drug that is developed in the future may be used, as well as a protein or peptide drug that is currently known to be effective.

본 발명의 황산기 함유 다당류는 상기 단백질 또는 펩티드 약물과 이온결합성 복합체를 형성하는 황산기를 갖는 다당류의 일종으로, 황산기를 갖는 다당류이면 특별히 그 종류를 제한하는 것은 아니며, 황산기를 포함하지 않은 일반 다당류에 화학적 수식을 도입하여 황산기를 부여한 다당류도 포함될 수 있다. Sulfuric acid group-containing polysaccharide of the present invention is a kind of polysaccharide having a sulfate group forming an ionic complex with the protein or peptide drug, if the polysaccharide having a sulfate group is not particularly limited to the type of polysaccharide, and the general polysaccharide containing no sulfate group Polysaccharides imparted with sulfuric acid groups by introducing chemical formulas may also be included.

구체적인 예로는 푸코이단, 콘드로이친황산, 펙틴(갈락투론산), 카로닌황산(셀룰로오스에 황산기가 결합한 것), 황산데르마탄, 헤파린 황산, 케라틴 황산, 황산 덱스트란, 덱스트란황산셀룰로오스 및 카라기는으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. Specific examples include fucoidan, chondroitin sulfuric acid, pectin (galacturonic acid), caroninic acid (which contains a sulfate group in cellulose), dermatane sulfate, heparin sulfate, keratin sulfate, dextran sulfate, cellulose dextran sulfate, and carrageenan. It may be at least one selected from the group.

본 발명의 황산기 함유 다당류는 분자량을 특별히 제한하지는 않으나, 바람직하게는 중량 평균 분자량이 1000 내지 5,000,000일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 10,000 내지 300,000인 것이 좋다.The sulfuric acid group-containing polysaccharide of the present invention is not particularly limited in molecular weight, but preferably has a weight average molecular weight of 1000 to 5,000,000, more preferably 10,000 to 300,000.

본 발명의 약물복합체는 단백질 또는 펩티드 약물 및 상기와 같은 황산기 함유 다당류로 이루어지며, 이러한 약물-황산기 함유 다당류가 이온결합을 통해 복합체를 형성하는 것을 특징으로 한다. 자세하게는 pH2 이상에서 상기 황산기 함유 다당류가 음전하를 가지면서 상기 단백질 또는 펩티드 약물이 양전하를 가지는 pH 조건에서 상기 두 물질간의 이온결합을 통해 복합체를 형성할 수 있다. 하기 도 1에서는 본 발명의 약물복합체를 간단하게 모식화하여 나타내었다.The drug complex of the present invention is composed of a protein or peptide drug and the sulfate-containing polysaccharide as described above, characterized in that the drug-sulfuric acid group-containing polysaccharide forms a complex through ionic bonding. In detail, the sulfate-containing polysaccharide may have a negative charge at a pH of 2 or higher, and a complex may be formed through ionic bonds between the two substances at a pH condition in which the protein or peptide drug has a positive charge. In FIG. 1, the drug complex of the present invention is schematically illustrated.

본 발명의 약물복합체는 단백질 또는 펩티드 약물과 황산기 함유 다당류의 농도 혹은 중량비율을 조절함으로써 복합체 내의 약물 비율을 조절할 수 있다. 예를 들어, 약물 대 다당류의 중량비는 1 : 0.001 내지 1 : 1000일 수 있다. 상기 범위 내에서 본 발명의 약물복합체는 단백질 또는 펩티드 약물의 안정성을 높여준다.The drug complex of the present invention can control the drug ratio in the complex by adjusting the concentration or weight ratio of the protein or peptide drug and the sulfate-containing polysaccharide. For example, the weight ratio of drug to polysaccharide may be from 1: 0.001 to 1: 1000. Within this range the drug complex of the present invention enhances the stability of the protein or peptide drug.

또한 본 발명의 약물복합체는 5nm 내지 1000μm 범위의 크기를 가질 수 있으나, 일반적으로 사용되는 단백질 또는 펩티드 약물의 투여경로가 주사제임을 고려할 때 50nm 내지 300nm가 바람직하다.In addition, the drug complex of the present invention may have a size in the range of 5nm to 1000μm, 50nm to 300nm is preferred considering that the administration route of a protein or peptide drug is generally used.

본 발명의 하기 실시예에서는 단백질 또는 펩타이드 약물은 항암단백질인 트레일(TNF-related apoptosis-inducing ligand,TRAIL)을 사용하고 황산기 함유 다당류는 콘드로이친황산을 사용하였는데, 이때 트레일과 콘드로이친황산의 중량비가 각각 1:1 및 1:2가 되도록 제조하였으며, 이러한 경우 약물 반감기가 약물 자체만을 사용한 대조군과 비교하여 각각 3배 및 4.5배 증가하는 것으로 나타났다.In the following examples of the present invention, the protein or peptide drug used as an anticancer protein trail (TNF-related apoptosis-inducing ligand, TRAIL) and the sulfate-containing polysaccharide used chondroitin sulfate, wherein the weight ratio of the trail and chondroitin sulfate is 1 It was prepared to be 1: 1 and 1: 2, in which case the drug half-life was found to increase 3 and 4.5 times, respectively, compared to the control using the drug itself.

따라서 본 발명의 약물복합체는 단백질 또는 펩티드 약물이 황산기 함유 다당류와 복합체 형태로 이루어져 있기 때문에, 펩티드 또는 단백질 약물의 응집 또는 변성을 방지하여 장기간 더욱 안정적으로 약물의 활성을 유지할 수 있다. 즉 약물에 황산기 함유 다당류를 도입함으로써 약물이 구조적으로 안정화되며 반감기가 증진되는 효과를 갖는다. Therefore, since the drug complex of the present invention is composed of a protein or peptide drug complex with a sulfate group-containing polysaccharide, it is possible to prevent the aggregation or denaturation of the peptide or protein drug to maintain the drug activity more stably for a long time. In other words, the introduction of sulfate-containing polysaccharides in the drug has the effect that the drug is structurally stabilized and the half-life is enhanced.

본 발명의 약물복합체는 a) 단백질 또는 펩티드 약물 수용액을 단백질 또는 펩티드 약물의 등전점 이하의 pH를 갖도록 제조하는 단계; b) 황산기를 갖는 다당류를 포함하는 수용액을 상기 등전점 이하의 pH를 갖도록 제조하는 단계; c) 상기 단계 a)에서 제조된 수용액과 상기 단계 b)에서 제조된 수용액을 혼합하여 단백질-다당류 또는 펩티드-다당류 복합체를 형성시키는 단계를 통하여 제조될 수 있다.The drug complex of the present invention comprises the steps of: a) preparing a protein or peptide drug aqueous solution to have a pH below the isoelectric point of the protein or peptide drug; b) preparing an aqueous solution containing a polysaccharide having a sulfate group to have a pH below the isoelectric point; c) mixing the aqueous solution prepared in step a) with the aqueous solution prepared in step b) to form a protein-polysaccharide or peptide-polysaccharide complex.

이하, 상기 제조방법을 단계별로 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method will be described step by step.

본 발명의 약물복합체 제조를 위한 a) 단계는 단백질 또는 펩티드 약물 수용액을 단백질 또는 펩티드 약물의 등전점 이하의 pH를 갖도록 제조하는 단계이다.Step a) for the preparation of the drug complex of the present invention is a step of preparing a protein or peptide drug aqueous solution to have a pH below the isoelectric point of the protein or peptide drug.

상기 단백질 또는 펩티드 약물의 수용액은 이후에 황산기를 갖는 다당류와 이온결합성 복합체를 형성하기 위해, 단백질 또는 펩티드 약물이 양이온성을 갖도록 하여야 한다. 따라서 단백질 또는 펩티드 약물의 수용액은 그 단백질 또는 펩티드 약물의 등전점 이하의 값을 갖도록 제조한다. 또한, 단백질 또는 펩티드 약물의 수용액의 pH를 너무 낮추게 되면 단백질 또는 펩티드가 변성될 수 있으므로 변성되지 않는 범위에서 적절히 선택하여야 한다. 본 기술 분야의 보편적인 지식을 가진 자는 단백질 또는 펩티드 약물의 등전점 이하로 하면서 변성되지 않는 범위로 pH 조정하는 것을 적절히 선택할 수 있다.The aqueous solution of the protein or peptide drug must then be made cationic to the protein or peptide drug in order to form an ionic complex with the polysaccharide having the sulfate group. Thus, aqueous solutions of protein or peptide drugs are prepared to have values below the isoelectric point of the protein or peptide drug. In addition, if the pH of the aqueous solution of the protein or peptide drug is too low, the protein or peptide may be denatured. One of ordinary skill in the art can appropriately choose to adjust the pH to an undenatured range while below the isoelectric point of the protein or peptide drug.

또한, 단백질 또는 펩티드 약물의 수용액을 제조 시 선택한 pH를 유지하기 위해 완충제를 이용할 수 있으며, 이러한 완충제는 선택한 pH 값에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들면, 말레인산염(pKa=2.0), 인산염(pKa=2.15), 클로로아세트산염(pKa=2.88), 시트르산염(pKa=3.14), 포름산염(pKa=3.75), 숙신산염(pKa=4.19), 벤조산염(pKa=4.2), 아세트산염(pKa=4.76), 시트르산염(pKa=4.76), 프로피오네이트(pKa=4.86), 피리딘(pKa=5.23), 숙신산염(pKa2=5.57), 피페라진(pKa2= 5.55), MES(pKa=6.21), 탄산염(pKa=6.37), 시트르산염(pKa3=6.39), Bis-tris (pKa=6.46), ADA(pKa=6.62), PIPES(pKa=7.1), ACES(pKa=6.91), BES(pKa=7.26), MOPS(pKa=7.31), 인산염(pKa2=7.2), TES(pKa=7.61), HEPES(pKa=7.66), Tris (pKa=8.06), 트리신(pKa=8.26), bicine(pKa= 8.46), TAPS(pKa=8.51), Ethanolamine (pKa=9.5), CHES(pKa=9.41), 탄삼염(pKa2=10.25), CAPS(pKa=10.51), 메틸아민(pKa=10.62), 피페리딘(pKa=11.12) 또는 인삼염(pKa=12.33)일 수 있다. In addition, buffers may be used to maintain the selected pH when preparing aqueous solutions of protein or peptide drugs, and such buffers may be appropriately selected depending on the pH value selected. For example, maleate (pKa = 2.0), phosphate (pKa = 2.15), chloroacetate (pKa = 2.88), citrate (pKa = 3.14), formate (pKa = 3.75), succinate (pKa = 4.19 ), Benzoate (pKa = 4.2), acetate (pKa = 4.76), citrate (pKa = 4.76), propionate (pKa = 4.86), pyridine (pKa = 5.23), succinate (pKa2 = 5.57), Piperazine (pKa2 = 5.55), MES (pKa = 6.21), carbonate (pKa = 6.37), citrate (pKa3 = 6.39), Bis-tris (pKa = 6.46), ADA (pKa = 6.62), PIPES (pKa = 7.1), ACES (pKa = 6.91), BES (pKa = 7.26), MOPS (pKa = 7.31), Phosphate (pKa2 = 7.2), TES (pKa = 7.61), HEPES (pKa = 7.66), Tris (pKa = 8.06) ), Tricine (pKa = 8.26), bicine (pKa = 8.46), TAPS (pKa = 8.51), Ethanolamine (pKa = 9.5), CHES (pKa = 9.41), tansalt (pKa2 = 10.25), CAPS (pKa = 10.51), methylamine (pKa = 10.62), piperidine (pKa = 11.12) or ginseng salt (pKa = 12.33).

단백질 또는 펩티드 약물의 수용액 중 약물의 농도는 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 약물복합체로부터 방출되었을 때 생체 내에서 효과를 발휘할 수 있는 농도 이상인 것이 바람직하고, 수용액 제조 시 또는 약물복합체의 제조 동안 약물간의 과도한 응집 혹은 불활성화가 발생하는 농도 이하인 것이 바람직하다. 이러한 약물의 농도는 그 구체적인 종류에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 0.01mg/ml 내지 1000mg/ml일 수 있다. 특히 단백질 또는 펩티드 약물 수용액 제조 시 약물 간 응집체를 형성할 가능성이 있기 때문에 교반 없이 서서히 용해시키는 것이 바람직하다.The concentration of the drug in the aqueous solution of the protein or peptide drug is not particularly limited, and is preferably at least a concentration that can exert an effect in vivo when released from the drug complex of the present invention, and during the preparation of the aqueous solution or during the preparation of the drug complex. It is preferable that it is below the concentration at which excessive aggregation or inactivation of the liver occurs. The concentration of such drugs may vary depending on the specific type thereof, and may be, for example, 0.01 mg / ml to 1000 mg / ml. In particular, it is preferable to dissolve slowly without stirring because there is the possibility of forming aggregates between drugs in the preparation of aqueous protein or peptide drug solution.

본 발명의 약물복합체 제조를 위한 b) 단계는 황산기를 갖는 다당류를 포함하는 수용액을 상기 등전점 이하의 pH를 갖도록 제조하는 단계이다.Step b) for preparing the drug complex of the present invention is a step of preparing an aqueous solution containing a polysaccharide having a sulfate group to have a pH below the isoelectric point.

본 단계에서는 상기 단백질 또는 펩티드 약물 수용액과는 별도로 황산기를 갖는 다당류를 포함하는 수용액을 상기 등전점 이하의 pH를 갖도록 제조한다. 또한, 황산기를 갖는 다당류의 수용액을 제조 시 선택한 pH를 유지하기 위하여 완충제를 이용할 수 있으며, 이러한 완충제는 선택한 pH 값에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들면, 말레인산염(pKa=2.0), 인산염(pKa=2.15), 클로로아세트산염(pKa=2.88), 시트르산염(pKa=3.14), 포름산염(pKa=3.75), 숙신산염(pKa=4.19), 벤조산염(pKa=4.2), 아세트산염(pKa=4.76), 시트르산염(pKa=4.76), 프로피오네이트(pKa=4.86), 피리딘(pKa=5.23), 숙신산염(pKa2=5.57), 피페라진(pKa2= 5.55), MES(pKa=6.21), 탄산염(pKa=6.37), 시트르산염(pKa3=6.39), Bis-tris (pKa=6.46), ADA(pKa=6.62), PIPES(pKa=7.1), ACES(pKa=6.91), BES(pKa=7.26), MOPS(pKa=7.31), 인산염(pKa2=7.2), TES(pKa=7.61), HEPES(pKa=7.66), Tris (pKa=8.06), 트리신(pKa=8.26), bicine(pKa= 8.46), TAPS(pKa=8.51), Ethanolamine (pKa=9.5), CHES(pKa=9.41), 탄삼염(pKa2=10.25), CAPS(pKa=10.51), 메틸아민(pKa=10.62), 피페리딘(pKa=11.12) 또는 인삼염(pKa=12.33)일 수 있다. In this step, an aqueous solution containing a polysaccharide having a sulfate group, separately from the aqueous protein or peptide drug solution, is prepared to have a pH below the isoelectric point. In addition, a buffer may be used to maintain a selected pH when preparing an aqueous solution of a polysaccharide having a sulfate group, and such a buffer may be appropriately selected according to the selected pH value. For example, maleate (pKa = 2.0), phosphate (pKa = 2.15), chloroacetate (pKa = 2.88), citrate (pKa = 3.14), formate (pKa = 3.75), succinate (pKa = 4.19 ), Benzoate (pKa = 4.2), acetate (pKa = 4.76), citrate (pKa = 4.76), propionate (pKa = 4.86), pyridine (pKa = 5.23), succinate (pKa2 = 5.57), Piperazine (pKa2 = 5.55), MES (pKa = 6.21), carbonate (pKa = 6.37), citrate (pKa3 = 6.39), Bis-tris (pKa = 6.46), ADA (pKa = 6.62), PIPES (pKa = 7.1), ACES (pKa = 6.91), BES (pKa = 7.26), MOPS (pKa = 7.31), Phosphate (pKa2 = 7.2), TES (pKa = 7.61), HEPES (pKa = 7.66), Tris (pKa = 8.06) ), Tricine (pKa = 8.26), bicine (pKa = 8.46), TAPS (pKa = 8.51), Ethanolamine (pKa = 9.5), CHES (pKa = 9.41), tansalt (pKa2 = 10.25), CAPS (pKa = 10.51), methylamine (pKa = 10.62), piperidine (pKa = 11.12) or ginseng salt (pKa = 12.33).

상기 수용액 중 황산기를 갖는 다당류의 농도는 특별히 한정되는 것은 아니나, 단백질 또는 펩티드 약물에 안정화를 제공할 수 있는 농도로 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 0.01mg/ml 내지 1000mg/ml일 수 있다. 황산기를 갖는 다당류의 농도가 높을수록, 본 발명의 약물복합체에서 단백질 또는 펩티드 약물의 응집 형성을 제거하면서도 약물의 안정성 효과를 높일 수 있다.The concentration of the polysaccharide having a sulfate group in the aqueous solution is not particularly limited, but may be appropriately selected to a concentration capable of providing stabilization to the protein or peptide drug. For example, it may be 0.01 mg / ml to 1000 mg / ml. The higher the concentration of the polysaccharide having a sulfate group, the higher the stability effect of the drug while eliminating the aggregate formation of protein or peptide drug in the drug complex of the present invention.

본 발명의 약물복합체 제조를 위한 c) 단계는 상기 단계 a) 및 b) 각각에서 제조된 수용액을 혼합하여 다당류-펩티드 또는 다당류-단백질 복합체를 형성시키는 단계이다. Step c) for preparing the drug complex of the present invention is a step of mixing the aqueous solution prepared in each of the steps a) and b) to form a polysaccharide-peptide or a polysaccharide-protein complex.

이때 단백질 또는 펩티드 약물 및 황산기를 갖는 다당류의 혼합 과정에서 응집체(inclusion body)를 형성할 가능성이 있기 때문에 교반하지 않고 방치하거나 서서히 용해시키는 것이 바람직하다. 예를 들면 약 10~20분, 바람직하게는 15분가량 방치해 두는 것이 바람직하다.At this time, since there is a possibility of forming an inclusion body in the process of mixing the protein or peptide drug and a polysaccharide having a sulfate group, it is preferable to leave it without stirring or to dissolve it slowly. For example, it is preferable to leave it for about 10-20 minutes, Preferably it is about 15 minutes.

한편, 상기 단계 a)에서 얻은 수용액 중 약물의 농도와 상기 단계 b)에서 얻은 수용액 중 다당류의 농도의 비는 특별히 한정되지는 않지만, 최종적으로 생성되는 본 발명의 약물복합체에서 약물의 불용성 응집체가 최소한으로 형성되도록 하기 위해서 상기 단계 b)에서 얻어진 수용액 중 황산기를 가진 다당류의 농도가 높은 것이 좋다.Meanwhile, the ratio of the concentration of the drug in the aqueous solution obtained in step a) and the concentration of the polysaccharide in the aqueous solution obtained in step b) is not particularly limited, but the insoluble aggregate of the drug in the finally produced drug complex of the present invention is at least In order to be formed into a high concentration of the polysaccharide having a sulfate group in the aqueous solution obtained in step b) is preferred.

본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 또한 상기 본 발명에 따른 약물복합체를 포함하는 펩티드 또는 단백질 약물의 제제를 제공한다. 이러한 제제는 바람직하게는 주사제, 특히 피하주사제일 수 있다. 이러한 주사제는 당해 기순 분야에 공지되어 있는 통상의 주사제 제조방법에 따라 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 주사제는 환자에게 투여 시 그대로 이용될 수 있도록 멸균 매질에 분산된 형태일 수 있으며, 투여 시 주사용 증류수를 가해 적절한 농도로 분산시킨 다음 투여하는 형태일 수도 있다.In another aspect of the invention, the invention also provides a preparation of a peptide or protein drug comprising the drug complex according to the invention. Such formulations may preferably be injections, in particular subcutaneous injections. Such injections may be prepared according to conventional methods for preparing injections known in the art. Injectables according to the present invention may be in a form dispersed in a sterile medium so that it can be used as it is when administered to a patient, and may be administered in a form in which distilled water for injection is added and dispersed in an appropriate concentration.

이러한 본 발명의 약물복합체는 약물 전달체(캐리어) 내부에 봉입되어 사용될 수 있는데, 상기 약물 전달체의 종류로는 본 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 생분해성 고분자 또는 리포좀 등일 수 있으며, 바람직하게는 PLGA가 좋다.Such a drug complex of the present invention may be encapsulated inside a drug carrier (carrier), and the type of the drug carrier may be a biodegradable polymer or liposome generally used in the art, preferably PLGA. .

상기 PLGA는 폴리(락티드-코-글리콜라이드)로서 락트산과 글리콜산이 80:20 내지 20:80의 몰 비율, 바람직하게는 50:50의 몰 비율로 공중합되어 있는 생분해성 공중합체이다. 현재 산업적으로 이용되고 있는 PLGA는 8,000 내지 75,000의 분자량을 가지며, 산성 환경 하에서 산-촉매 가수분해가 일어나는 성질을 갖는다. 본 발명에서 사용될 수 있는 PLGA는 상기 특성을 갖는 것이라면 임의의 PLGA가 이용될 수 있다. 예를 들면, Boehringer社(Germany)에서 제공되는 상품명 Resomer RG 계열의 PLGA, 더욱 바람직하게는 Resomer RG 504를 사용할 수 있다.The PLGA is a poly (lactide-co-glycolide) which is a biodegradable copolymer in which lactic acid and glycolic acid are copolymerized in a molar ratio of 80:20 to 20:80, preferably 50:50. PLGA, which is currently used industrially, has a molecular weight of 8,000 to 75,000 and has the property of acid-catalyzed hydrolysis under acidic environments. Any PLGA that can be used in the present invention can be used as long as it has the above characteristics. For example, PLGA of the Resomer RG family, more preferably Resomer RG 504, available from Boehringer, Germany, can be used.

본 발명에 따른 약물복합체를 PLGA 입자 담체 내에 봉입시킴으로써, 단백질 또는 펩티드 약물의 순간적인 방출을 막을 수 있으면서, 약물 자체만을 PLGA에 봉입시킨 것과 비교하여 오랫동안 서서히 단백질 또는 펩티드 약물을 방출시킬 수 있다. 이와 더불어, 본 발명의 약물복합체는 PLGA 내부의 단백질 또는 펩티드 약물의 변성을 황산기를 갖는 다당류에 의해 효과적으로 차단할 수 있어 약물의 장기간 방출 시 단백질 약물을 더욱 오래 안정화시킬 수 있다.By enclosing the drug complex according to the present invention in a PLGA particle carrier, it is possible to prevent the instant release of protein or peptide drug, while releasing the protein or peptide drug slowly for a long time as compared with only the drug itself in PLGA. In addition, the drug complex of the present invention can effectively block the denaturation of the protein or peptide drug in the PLGA by the polysaccharide having a sulfate group to stabilize the protein drug for a long time release of the drug.

따라서 본 발명은 상기 본 발명에 따른 약물복합체를 제공함과 동시에 상기 본 발명의 약물복합체를 포함하는 약물전달체를 제공할 수 있다.Accordingly, the present invention may provide a drug delivery system including the drug complex of the present invention while providing the drug complex according to the present invention.

본 발명에 따른 상기 약물전달체는 단백질 또는 펩티드 약물의 구조적 안정화와 반감기 증진효과를 가지며, 약물을 서서히 방출하는 서방형이고 생체적합성 및 생분해성 특성을 갖는다.The drug carrier according to the present invention has a structural stabilization and a half-life enhancing effect of a protein or peptide drug, and is a sustained-release form that slowly releases a drug and has biocompatibility and biodegradability properties.

본 발명의 일실시예에서는 상기 약물복합체를 포함하는 약물전달체를 PLGA를 이용하여 마이크로 크기의 water-in oil-in-water (w/o/w) 이중 에멀전 방법을 이용하여 제조하였고, 본 발명에 따른 약물전달체가 약물은 안정하게 봉입하여 전달할 수 있는지 확인하기 위해 약물전달체 내부에 약물이 차지하는 중량비를 약물 중량비와 봉입율을 계산하여 분석하였다.In one embodiment of the present invention was prepared using a micro-sized water-in oil-in-water (w / o / w) double emulsion method using a PLGA drug delivery system comprising the drug complex, in the present invention To determine if the drug delivery system according to the drug can be delivered in a stable and stable delivery, the weight ratio of the drug in the drug carrier was calculated by calculating the drug weight ratio and the inclusion rate.

그 결과, 본 발명의 약물복합체 형성 없이 PLGA 마이크로입자에 약물을 봉입한 경우에 비해, 본 발명의 약물복합체를 이용하여 약물전달체를 제조한 경우, 더 우수한 약물 중량비와 약물 봉입율을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이러한 결과를 통해 본 발명자들은 황산기 함유 다당류로 구성된 이온복합체가 내부의 약물을 보호함에 따라, PLGA 마이크로입자를 이용하는 봉입과정에서 발생하는 약물의 소실을 최소화할 수 있다는 것을 알 수 있었다. As a result, compared to the case where the drug was encapsulated in the PLGA microparticles without the drug complex of the present invention, when the drug carrier was prepared using the drug complex of the present invention, it can be seen that the drug weight ratio and the drug encapsulation rate is excellent. there was. Therefore, the present inventors have found that the ion complex composed of sulfate group-containing polysaccharides protects the drug in the interior, thereby minimizing drug loss in the encapsulation process using PLGA microparticles.

뿐만 아니라, 약물전달체 내부에서도 황산기 함유 다당류가 약물과 이온복합체의 형태를 그대로 안정하게 유지하고 있는 것으로 나타났다.In addition, sulfuric acid group-containing polysaccharides in the drug carrier were found to maintain the stable form of the drug and the ion complex as it is.

나아가, 본 발명에 따른 약물전달체는 약물을 서서히 방출시키는 서방형이라는 특징이 있는데, 본 발명의 일실시예에 따르면, 콘드로이친황산과 이온복합체를 형성하지 않고 PLGA 마이크로입자에 봉입된 트레일의 경우, 2일 동안 50% 이상 활성이 소실되는 것으로 나타난 반면, 콘드로이친황산과 복합체를 형성하고 PLGA에 봉입한 트레일의 경우에는 활성의 소실이 없이 약물이 100% 방출되며, 또한 10일까지 약물이 서서히 지속적으로 방출되는 것을 확인할 수 있었다. Furthermore, the drug carrier according to the present invention is characterized by a sustained release to slowly release the drug. According to one embodiment of the present invention, in the case of a trail enclosed in PLGA microparticles without forming an ion complex with chondroitin sulfate, 2 Trails complexed with chondroitin sulfate and encapsulated in PLGA were released 100% of the drug without loss of activity, while the drug continued to release slowly until 10 days. It could be confirmed.

이는 트레일-콘드로이친황산 이온복합체가 PLGA 입자 내부에서도 트레일의 안정성 향상에 기여하다는 사실을 나타낸 것이며, PLGA 내부에서 트레일과 콘드로이친 황산 간의 이온결합으로 약물인 트레일이 서방적으로 방출 유도된다는 것을 나타낸다.This indicates that the trail-chondroitin sulfate ion complex contributes to the improvement of the stability of the trail even inside the PLGA particles, and indicates that the drug-bound trail is induced in the sustained release by the ionic bond between the trail and chondroitin sulfate in the PLGA.

그러므로 본 발명에 따른 약물전달체는 약물의 구조적 안정화를 지속적으로 유지할 수 있으며, 반감기를 증진시키고 약물의 서방형 방출을 지속적으로 유지시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다. Therefore, it can be seen that the drug delivery system according to the present invention can continuously maintain the structural stabilization of the drug, enhance half-life and sustain the sustained release of the drug.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예들은 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, these examples are for illustrating the present invention specifically, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

<< 실시예Example 1> 1>

단백질 또는 펩티드 약물 종류에 따른 본 발명의 약물복합체의 제조Preparation of Drug Complexes of the Present Invention According to Protein or Peptide Drug Type

각각의 종류별 약물에 따른 등전점 차이를 가지며, 이로 인해 사용되는 황산기 함유 다당류의 종류가 달라질 수 있다. 하기에서는 등전점 pH7 내지 10 범위의 약물, 등전점 pH4 내지 7 범위의 약물 및 등전점 pH2 내지 4 범위를 가지는 각각의 약물별 약물복합체를 제조하였다.
Each type of drug has an isoelectric point difference, and thus, the type of sulfate-containing polysaccharide used may vary. In the following, drugs of an isoelectric point pH 7 to 10 range, drugs of isoelectric point pH 4 to 7 range, and drug-specific drug complexes having isoelectric point pH 2 to 4 range were prepared.

<1-1> <1-1> 등전점Isoelectric point pH7pH7 내지 10 범위의 단백질 약물을 이용 본 발명의 약물복합체 제조 Preparation of the drug complex of the present invention using a protein drug in the range of 10 to 10

단백질 약물로는 항암효과를 나타내는 단백질인 트레일(TNF-related apoptosis-inducing ligand,TRAIL)을 사용하고, 황산기 함유 다당류로는 콘드로이친황산을 사용하여 약물복합체를 제조하였다.TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) was used as a protein drug, and chondroitin sulfate was used as a sulfate-containing polysaccharide to prepare a drug complex.

0.5mL의 pH 7 인산완충액에 단백질 약물로서 5mg의 트레일을 서서히 녹여 제1용액을 준비하였다. 0.5mL의 pH 7 인산완충액에 5mg의 콘드로이친황산을 녹여 제2용액을 준비하였다. 이렇게 제조된 두 용액을 서서히 용해시켜 4℃ 및 37℃의 각각의 온도조건에서 24시간 동안 보관하여 본 발명의 약물복합체를 제조하였다.
A first solution was prepared by slowly dissolving 5 mg of the trail as a protein drug in 0.5 mL of pH 7 phosphate buffer. A second solution was prepared by dissolving 5 mg of chondroitin sulfate in 0.5 mL of pH 7 phosphate buffer. The two solutions thus prepared were slowly dissolved and stored at 4 ° C. and 37 ° C. for 24 hours to prepare the drug complex of the present invention.

<1-2> <1-2> 등전점Isoelectric point pH4pH4 내지 7 범위의 단백질 약물을 이용 본 발명의 약물복합체 제조 Preparation of Drug Complexes of the Present Invention Using Protein Drugs in the Range of 7 to 7

단백질 약물로는 콜라겐을 사용하고, 황산기 함유 다당류로는 푸코이단을 사용하여 약물복합체를 제조하였다.The drug complex was prepared using collagen as the protein drug and fucoidan as the sulfate-containing polysaccharide.

0.5mL의 초산완충액(pKa=4.76, pH=5)에 단백질 약물로서 5mg의 콜라겐을 서서히 녹여 제1용액을 준비하였다. 0.5mL의 초산완충액(pKa=4.76, pH=5)에 5mg의 푸코이단을 녹여 제2용액을 준비하였다. 이렇게 제조된 두 용액을 서서히 용해시켜 4℃ 및 37℃의 각각의 온도조건에서 24시간 동안 보관하여 본 발명의 약물복합체를 제조하였다.A first solution was prepared by slowly dissolving 5 mg of collagen as a protein drug in 0.5 mL of acetic acid buffer solution (pKa = 4.76, pH = 5). A second solution was prepared by dissolving 5 mg of fucoidan in 0.5 mL of acetic acid buffer solution (pKa = 4.76, pH = 5). The two solutions thus prepared were slowly dissolved and stored at 4 ° C. and 37 ° C. for 24 hours to prepare the drug complex of the present invention.

<1-3> <1-3> 등전점Isoelectric point pH2pH2 내지 4 범위의 단백질 약물을 이용 본 발명의 약물복합체 제조 Preparation of Drug Complexes of the Present Invention Using Protein Drugs in the Range of 4 to 4

단백질 약물로는 펩신을 사용하고, 황산기 함유 다당류로는 카라기난(carrageenan)을 사용하여 약물복합체를 제조하였다.The drug complex was prepared using pepsin as a protein drug and carrageenan as a sulfate-containing polysaccharide.

0.5mL의 인산완충액(pKa=2.15, pH=3)에 단백질 약물로서 5mg의 펩신을 서서히 녹여 제1용액을 준비하였다. 0.5mL의 인산완충액(pKa=2.15, pH=3)에 5mg의 키라기난을 녹여 제2용액을 준비하였다. 이렇게 제조된 두 용액을 서서히 용해시켜 4℃ 및 37℃의 각각의 온도조건에서 24시간 동안 보관하여 본 발명의 약물복합체를 제조하였다.
A first solution was prepared by slowly dissolving 5 mg of pepsin as a protein drug in 0.5 mL of phosphate buffer (pKa = 2.15, pH = 3). A second solution was prepared by dissolving 5 mg of chirageenan in 0.5 mL of phosphate buffer (pKa = 2.15, pH = 3). The two solutions thus prepared were slowly dissolved and stored at 4 ° C. and 37 ° C. for 24 hours to prepare the drug complex of the present invention.

<< 실시예Example 2> 2>

약물복합체를 포함하는 약물전달체의 제조Preparation of Drug Carrier Including Drug Complex

약물복합체로는 실시예<1-1>에서 제조된 트레일-콘드로이틴황산 약물복합체를 사용하고, 상기 약물복합체를 포함하는 약물전달체를 PLGA를 이용하여 마이크로 크기의 water-in oil-in-water (w/o/w) 이중 에멀전 방법을 이용하여 제조하였다.As the drug complex, the trail-chondroitin sulfate drug complex prepared in Example <1-1> is used, and the drug carrier including the drug complex is micro-sized water-in oil-in-water (w) using PLGA. / o / w) prepared using a double emulsion method.

구체적으로, 100mg의 PLGA를 디클로로메탄(dichloromethane)에 녹인 후 트레일-콘드로이틴황산 약물복합체와 혼합하고 균질기(homogenizer)를 이용하여 1000rpm의 속도로 교반하여 일차 에멀전을 형성하였다. 그 후에 상기 1차 에멀전을 0.9%의 NaCl이 포함된 1%의 폴리비닐알콜(poly(vinyl alchol) 용액에 4000rpm의 속도로 교반하면서 서서히 떨어뜨려 2차 에멀전을 형성하였고 이후 300rpm의 속도로 상온에서 4시간 동안 교반하여 고형화시켰다. Specifically, 100 mg of PLGA was dissolved in dichloromethane, mixed with a trail-chondroitin sulfate drug complex, and stirred at a speed of 1000 rpm using a homogenizer to form a primary emulsion. Thereafter, the primary emulsion was slowly dropped into a 1% poly (vinyl alchol) solution containing 0.9% NaCl at a rate of 4000 rpm while stirring to form a secondary emulsion, and then at room temperature at a speed of 300 rpm. It solidified by stirring for 4 hours.

형성된 약물복합체가 포함된 PLGA 마이크로입자는 600rpm의 속도로 5분간 원심 분리하여 회수하였고 이를 100ml의 물을 이용하여 세 번에 걸쳐 불순물 제거한 다음, -80℃의 조건에서 24시간동안 동결건조 하였다. The PLGA microparticles containing the formed drug complex were recovered by centrifugation for 5 minutes at a speed of 600 rpm, and the impurities were removed three times using 100 ml of water, and then lyophilized for 24 hours at -80 ° C.

<< 실험예Experimental Example 1> 1>

본 발명의 약물복합체의 형성 확인Confirmation of Formation of Drug Complex of the Present Invention

본 발명의 약물복합체가 실제로 형성되는지를 확인하기 위하여, 본 발명의 약물복합체의 투과도를 측정하였다.In order to confirm that the drug complex of the present invention is actually formed, the permeability of the drug complex of the present invention was measured.

이를 위해 실시예<1-1>과 동일하게 단백질 약물로 트레일을 사용하고, 황산기 함유 다당류로 콘드로이친황산을 사용하였으며, 약물과 다당류가 혼합되는 중량비를 달리하여 약물복합체 형성정도를 투과도를 통해 측정하였다. 즉 단백질 약물인 트레일을 기준으로 하여, 콘드로이친황산을 0.25, 0.5, 1, 2, 5, 10의 중량비로 혼합될 수 있도록 약물복합체를 제조하였으며, 이렇게 형성된 약물복합체에 대한 투과도를 측정하였다.To this end, a trail was used as a protein drug and chondroitin sulfate was used as a sulfate-containing polysaccharide in the same manner as in Example <1-1>, and the degree of drug complex formation was measured through permeability by varying the weight ratio of the drug and the polysaccharide. . That is, the drug complex was prepared to mix chondroitin sulfate at a weight ratio of 0.25, 0.5, 1, 2, 5, and 10 based on the trail, which is a protein drug, and the permeability of the drug complex thus formed was measured.

그 결과 도 2에서 나타낸 바와 같이, 약물(트레일) 또는 다당류(콘드로이친황산)자체와 비교하여 본 발명의 약물복합체(트레일-콘드로이친황산)가 이온결합을 통해 형성됨에 따라 용액 내에서 투과도가 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
As a result, as shown in Figure 2, compared with the drug (trail) or polysaccharide (chondroitin sulfate) itself, the permeability decreases in solution as the drug complex of the present invention (trail- chondroitin sulfate) is formed through ionic bonds. I could confirm it.

<< 실험예Experimental Example 2> 2>

본 발명의 약물복합체의 특성 확인Characterization of the drug complex of the present invention

본 발명의 약물복합체 제조에 있어서, 약물과 다당류가 혼합되는 중량비를 달리하여 약물복합체를 제조하는 경우 약물복합체의 특성 변화를 살펴보기 위하여, 동적 광산란 장비(Zetasizer nano series instrument, Malvern Instrument Ltd,.)를 이용한 제타전위를 측정 및 크기 측정을 통해 확인하였다. In the manufacture of the drug complex of the present invention, when manufacturing the drug complex by varying the weight ratio of the drug and polysaccharide mixed, in order to see the change in the properties of the drug complex, dynamic light scattering equipment (Zetasizer nano series instrument, Malvern Instrument Ltd ,.) Zeta potential using was confirmed through the measurement and size measurement.

본 실험에서는 단백질 약물로 트레일을 사용하였으며, 황산기 함유 다당류로는 콘드로이친황산 및 황산 데마르탄 각각을 사용하여 상기 실시예<1-1>과 동일한 방법으로 본 발명의 약물복합체를 제조하였다. 이때 약물과 다당류가 혼합되는 중량비를 달리하여 약물복합체를 제조하였는데, 자세하게는 단백질 약물인 트레일 1을 기준으로 하여, 콘드로이친황산 또는 황산 데마르탄을 0.25, 0.5, 1, 2, 5, 10의 중량비로 혼합될 수 있도록 약물복합체를 제조하였으며, 이렇게 형성된 약물복합체에 대한 제타전위 및 크기를 측정하였다.In this experiment, a trail was used as a protein drug, and the drug complex of the present invention was prepared in the same manner as in Example <1-1> using chondroitin sulfate and demartan sulfate as polysaccharide-containing polysaccharides. In this case, the drug complex was prepared by varying the weight ratio of the drug and the polysaccharide, and in detail, the weight ratio of chondroitin sulfate or demartan sulfate of 0.25, 0.5, 1, 2, 5, and 10 was based on trail 1, which is a protein drug. The drug complex was prepared to be mixed with, and the zeta potential and the size of the drug complex thus formed were measured.

그 결과 도 3에서 나타난 바와 같이, 황산기 함유 다당류(콘드로이친황산 또는 황산 데마르탄)는 pH 2 이상에서 음전하를 가지며, 단백질 약물(트레일)은 등전점 이하의 pH에서 양전하를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 특히 비율별로 본 발명의 약물복합체를 형성하였을 때, 황산기 함유 다당류의 비율이 높아짐에 따라 약물복합체가 음전하를 갖는 것을 알 수 있었다. 또한 황산기 함유 다당류의 종류에 관계없이 황산기를 포함하는 다당류이면 복합체가 형성됨을 알 수 있었다.As a result, as shown in Figure 3, it was confirmed that the sulfate group-containing polysaccharides (chondroitin sulfate or demartan sulfate) has a negative charge at pH 2 or more, the protein drug (trail) has a positive charge at a pH below the isoelectric point. Particularly, when the drug complex of the present invention was formed by ratio, it was found that the drug complex has a negative charge as the ratio of the sulfate group-containing polysaccharide is increased. In addition, regardless of the type of sulfate-containing polysaccharides, it can be seen that the complex is formed if the polysaccharide containing a sulfate group.

또한, 도 4에서 나타낸 바와 같이, 비율별로 본 발명의 약물복합체 형성 시 복합체의 크기는 200 내지 3,000 나노미터 입자로 형성되는 것을 확인할 수 있었다.
In addition, as shown in Figure 4, the size of the complex when forming the drug complex of the present invention for each ratio was confirmed that it is formed of 200 to 3,000 nanometer particles.

<< 실험예Experimental Example 3> 3>

본 발명의 약물복합체의 시간 경과에 따른 안정성 평가Evaluation of stability over time of the drug complex of the present invention

본 발명에 따른 약물복합체가 기존의 약물 자체와 비교하여 안정성이 장기간 지속되는지를 확인하였다. 본 실험에서는 상기 실시예<1-1>과 동일하게 단백질 약물로 트레일을 사용하고, 황산기 함유 다당류로 콘드로이친황산을 사용하였으며, 다만 단백질 약물인 트레일을 기준으로 하여, 콘드로이친황산을 각각 1 및 2의 중량비로 혼합될 수 있도록 약물복합체를 제조하였으며, 이렇게 형성된 약물복합체의 암세포에 대한 세포독성을 평가하였다. It was confirmed that the drug complex according to the present invention is stable for a long time compared with the existing drug itself. In the present experiment, a trail was used as a protein drug and chondroitin sulfate was used as a sulfate-containing polysaccharide in the same manner as in Example <1-1>, except that chondroitin sulfate was defined as 1 and 2, respectively. Drug complexes were prepared to be mixed in a weight ratio, and the cytotoxicity against cancer cells of the thus formed drug complexes was evaluated.

자세하게는 0.5mL의 pH 7 인산완충액에 단백질 약물로서 5mg의 트레일을 서서히 녹여 제1용액을 준비하였다. 0.5mL의 pH 7 인산완충액에 콘드로이친황산 5mg 및 10mg 각각을 녹여 제2용액을 준비하였다. 이렇게 제조된 제1용액과 제2용액을 혼합하고 온도조건을 달리하여(4℃ 및 37℃) 24시간 동안 보관하여 본 발명의 약물복합체를 제조하였으며, 본 약물복합체를 자궁경부암 세포(Hela cells/한국세포주은행)에 처리한 뒤 MTT assay 방법으로 세포생존율을 측정하였다. 이때 대조군으로는 약물(트레일) 자체를 사용하였다.In detail, 5 mg of the trail was slowly dissolved as a protein drug in a pH 7 phosphate buffer solution of 0.5 mL to prepare a first solution. A second solution was prepared by dissolving 5 mg and 10 mg of chondroitin sulfate in 0.5 mL pH 7 phosphate buffer. The first solution and the second solution thus prepared were mixed and stored for 24 hours under different temperature conditions (4 ° C. and 37 ° C.) to prepare a drug complex of the present invention, and the drug complex was prepared by cervical cancer cells (Hela cells / The cell survival rate was measured by MTT assay method. At this time, the drug (trail) itself was used as a control.

그 결과 도 5(4℃의 온도조건에서 24시간 보관한 본 발명의 약물복합체)에서 나타낸 바와 같이, 대조군이 시간이 지날수록 활성을 잃어 세포 독성을 보이지 않는 것과 비교하여, 본 발명의 약물복합체는 4일 이상 활성이 지속되는 것을 확인할 수 있었다. 특히 트레일과 콘드로이친황산이 1:2의 중량비로 혼합된 실험군의 경우 10일이 지나도 활성이 지속되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 도 6(37℃의 온도조건에서 24시간 보관한 본 발명의 약물복합체)에서도 유사하게 나타났는데, 즉 대조군과 비교하여 본 발명의 약물복합체는 1일이 지나도 활성이 유지되는 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in Figure 5 (drug complex of the present invention stored for 24 hours at a temperature of 4 ℃), as compared to the control group loses activity over time and does not show cytotoxicity, the drug complex of the present invention It was confirmed that the activity persists for more than 4 days. In particular, the experimental group in which the trail and chondroitin sulfate were mixed at a weight ratio of 1: 2 was found to be active even after 10 days. These results were similarly shown in Figure 6 (drug complex of the present invention stored for 24 hours at 37 ℃ temperature conditions), that is, the drug complex of the present invention compared to the control can be confirmed that the activity is maintained even after one day there was.

또한, 본 발명의 약물복합체가 기존의 약물 자체와 비교하여 안정성이 장기간 지속되는지를 확인하기 위한 다른 방법으로, 약물(트레일)의 반감기를 측정하였다.In addition, the half-life of the drug (trail) was measured as another method for confirming whether the drug complex of the present invention has a long-term stability compared to the existing drug itself.

그 결과 도 7에서 나타난 바와 같이, 약물(트레일) 자체의 반감기가 2일인데 반해, 본 발명의 약물복합체는 반감기가 6일 이상인 것을 알 수 있었다. 자세하게는 트레일과 콘드로이친황산이 1:1의 중량비로 혼합된 경우 반감기가 6일이었으며, 트레일과 콘드로이친황산이 1:2의 중량비로 혼합된 경우 반감기가 9인 것으로 나타났다.As a result, as shown in FIG. 7, the half-life of the drug (trail) itself was 2 days, whereas the drug complex of the present invention was found to have a half-life of 6 days or more. Specifically, the half life was 6 days when the trail and chondroitin sulfate were mixed in a weight ratio of 1: 1, and the half life was 9 when the trail and chondroitin sulfate were mixed in a weight ratio of 1: 2.

이를 통해, 본 발명의 약물복합체의 구조가 약물의 안정성을 높여주는 것을 확인할 수 있었다.
Through this, it was confirmed that the structure of the drug complex of the present invention increases the stability of the drug.

<< 실험예Experimental Example 4> 4>

본 발명의 약물복합체의 시간 경과에 따른 안정성 평가(Evaluation of stability over time of the drug complex of the present invention ( inin vivovivo ))

본 발명에 따른 약물복합체가 기존의 약물 자체와 비교하여 안정성이 생체 내에서 장기간 지속되는지를 확인하기 위하여, 암이 자라고 있는 동물모델에 본 발명의 약물복합체를 주입한 후 시간 경과에 따른 암 증식 정도를 측정하였다.In order to confirm whether the drug complex according to the present invention has a long-term stability in vivo compared to the existing drug itself, the cancer proliferation degree after injecting the drug complex of the present invention into an animal model in which the cancer is growing Was measured.

본 실험에서는 상기 실시예<1-1>과 동일하게 단백질 약물로 트레일을 사용하고, 황산기 함유 다당류로 콘드로이친황산을 사용하였으며, 다만 단백질 약물인 트레일을 기준으로 하여, 콘드로이친황산을 2배의 중량비로 혼합될 수 있도록 약물복합체를 제조하였으며, 이렇게 형성된 약물복합체를 암이 자라고 있는 동물 모델(ICR mouse)에 100μg씩 3번에 걸쳐 주입한 후 시간 경과에 따른 암의 크기를 측정하였다. 이때 인산완충용액 투여군 및 약물(트레일) 자체 투여군을 대조군으로 하여 비교 실험하였다.In this experiment, a trail was used as a protein drug and chondroitin sulfate was used as a sulfate-containing polysaccharide in the same manner as in Example <1-1>, except that chondroitin sulfate was twice as large as a weight ratio based on the trail as a protein drug. Drug complexes were prepared to be mixed, and the drug complexes thus formed were injected three times at 100 μg into the animal model (ICR mouse) in which the cancer was growing, and then the size of the cancer was measured over time. At this time, the phosphate buffer solution administration group and the drug (trail) self administration group were compared as a control group.

그 결과 도 8에서 나타난 바와 같이, 대조군인 약물(트레일) 자체 투여군의 경우, 투여 후 2일이 경과함에 따라 점진적으로 암이 증식되는 것을 확인할 수 있는 반면, 본 발명의 약물복합체(트레일-콘드로이친황산 1:2[wt%]) 투여군의 경우, 투여 후 16일이 경과할 때까지도 계속해서 암 크기가 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 이는 트레일 자체는 짧은 반감기를 갖기 때문에 단시간에 활성을 잃는 반면, 본 발명의 약물복합체는 안정성이 높아 생체 내에 오래 머물면서 지속적으로 약물(트레일)을 방출할 수 있기 때문인 것으로 판단된다.
As a result, as shown in Figure 8, in the case of the drug (trail) self-administered group as a control, it can be seen that the cancer gradually proliferates 2 days after administration, while the drug complex of the present invention (trail-chondroitin sulfate 1: 2 [wt%]) administration group, it was confirmed that the cancer size continues to decrease until 16 days after administration. This is because the trail itself has a short half-life and thus loses activity in a short time, whereas the drug complex of the present invention is highly stable and thus can be continuously released in a long time in the living body (trail).

<< 실험예Experimental Example 5> 5>

본 발명의 약물복합체를 포함하는 약물전달체의 조성 분석Compositional Analysis of Drug Carriers Containing Drug Complexes of the Present Invention

본 발명에 따른 약물복합체를 포함하는 약물전달체 내부에 약물이 차지하는 중량비를 확인하기 위하여 약물 중량비와 봉입율을 분석하였다. To determine the weight ratio of the drug in the drug delivery system including the drug complex according to the present invention, the drug weight ratio and the encapsulation rate were analyzed.

이를 위해 상기 실시예 2와 동일하게 트레일-콘드로이친 황산 이온복합체를 포함하는 PLGA 마이크로 입자를 이용하여 내부 포함된 트레일을 정량분석 하였고 각각의 트레일과 콘드로이친 황산을 대상으로 형광분석을 수행하였다.To this end, in the same manner as in Example 2, the trail included in the PLGA microparticles containing a trail-chondroitin sulfate ion complex was quantitatively analyzed and fluorescence analysis was performed on each trail and chondroitin sulfate.

약물 전달체 내부에 포함된 단백질 약물(트레일)의 양을 분석하기 위하여 일반적으로 잘 알려진 bicinchoninic acid (BCA) 분석을 이용하여 정량 분석하였다. 구체적으로 이온복합체가 봉입된 PLGA 마이크로 입자 100mg을 아세토니트릴 (acetonitrile)에 2시간 동안 녹인 후 13,000rpm에서 원심 분리하여 PLGA를 포함하는 상등액을 제거하였다. 가라앉은 트레일은 0.1N NaOH 용액에 37℃의 조건에서 24시간 동안 녹였다. 상기 준비된 트레일 용액은 BCA 용액을 이용하여 562nm에서 흡광도를 측정하여 정량 분석하였다. 입자내부의 약물 중량비와 약물 봉입률은 아래와 같은 식에 의거하여 산출하였다.In order to analyze the amount of protein drug (trail) contained in the drug carrier, it was generally quantitatively analyzed using the well-known bicinchoninic acid (BCA) assay. Specifically, 100 mg of PLGA microparticles encapsulated with an ion complex were dissolved in acetonitrile for 2 hours, and then centrifuged at 13,000 rpm to remove the supernatant containing PLGA. The sunken trail was dissolved in 0.1N NaOH solution for 24 hours at 37 ° C. The prepared trail solution was quantitatively analyzed by measuring absorbance at 562 nm using a BCA solution. The drug weight ratio and drug loading rate in the particles were calculated based on the following equation.

약물 중량비(%) = 봉입된 약물 양(mg) / 마이크로 입자(mg) × 100Drug weight ratio (%) = amount of drug enclosed (mg) / microparticles (mg) × 100

약물 봉입률 (%) = 봉입된 약물 양(mg) / 처음 넣어준 약물 양 (mg) × 100Drug inclusion rate (%) = amount of drug enclosed (mg) / amount of drug initially given (mg) × 100

그 결과, 도 9와 같이 약물 중량비와 약물 봉입률은 각각 0.48%와 97.72%로써 복합체를 형성하지 않고 PLGA 마이크로입자에 약물을 봉입하였을 경우와 비교하여 복합체를 형성하였을 때 보다 더 우수한 약물 중량비와 약물 봉입율을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 이는, 황산기 함유 다당류로 구성된 이온복합체가 내부 약물을 보호함에 따라, PLGA 마이크로입자에 봉입과정에서 발생하는 약물의 소실을 최소화하는 것으로 분석할 수 있다. As a result, the drug weight ratio and the drug encapsulation rate were 0.48% and 97.72%, respectively, as compared to the case where the complex was formed in the PLGA microparticles without forming a complex, as compared to the case where the complex was formed. It was confirmed that the filling ratio was shown. This can be analyzed to minimize the loss of drug generated during the encapsulation process in PLGA microparticles, as the ion complex composed of sulfate group-containing polysaccharides to protect the internal drug.

또한, 약물이 약물전달체 내부에서 황산기 함유 다당류와 이온복합체의 형태를 유지하고 있는지 관찰하기 위하여 콘드로이친황산과 트레일을 각각 rodamine-B-isothiocyanate (RITC)와 fluoresceinn isocyaate (FITC)로 표지하고 이를 실시예 <1-1>과 같은 방법으로 이온복합체 형성한 후 실시예 2 와 같은 방법으로 PLGA 마이크로 입자에 봉입하고 이를 공초점 전자현미경으로 형광분석 하였다.In addition, chondroitin sulfate and trail were labeled with rodamine-B-isothiocyanate (RITC) and fluoresceinn isocyaate (FITC), respectively. After forming the ion complexes in the same manner as in 1-1>, and encapsulated in PLGA microparticles in the same manner as in Example 2, the fluorescence was analyzed by confocal electron microscopy.

그 결과, 도 10과 같이 콘드로이친 황산과 트레일이 PLGA 입자 내 동일한 위치에 포함되어 있는 것으로 보아, 약물전달체 내부에서도 이온복합체 형태를 그대로 유지하고 있는 것으로 확인되었다.
As a result, as shown in Fig. 10, chondroitin sulfate and trail were included in the same position in the PLGA particles, it was confirmed that the form of the ion complex in the drug carrier as it is.

<< 실험예Experimental Example 6> 6>

본 발명의 약물복합체를 포함하는 약물전달체로부터의 약물방출 확인Confirmation of drug release from drug delivery system comprising drug complex of the present invention

본 발명에 따른 약물복합체를 포함하는 약물전달체로부터 약물 방출 속도를 분석하였다. Drug release rates were analyzed from drug delivery systems comprising drug complexes according to the present invention.

본 실험에서는 상기 실시예 2와 동일하게 트레일-콘드로이친 황산 이온복합체를 포함하는 PLGA 마이크로 입자를 약물전달체로서 이용하였다. In this experiment, PLGA microparticles containing a trail-chondroitin sulfate ion complex were used as drug carriers in the same manner as in Example 2.

구체적으로는, 3mg의 건조된 PLGA 마이크로입자를 pH7.4 PBS 버퍼에 첨가한 후, 37℃, 50rpm의 조건에서 일정 시간 간격으로 상등액을 추출하여 실험예 5와 같은 방법으로 BCA 정량하였다.
Specifically, 3 mg of dried PLGA microparticles were added to pH7.4 PBS buffer, and then supernatant was extracted at predetermined time intervals at 37 ° C. and 50 rpm to quantify BCA in the same manner as in Experimental Example 5.

그 결과, 도 11과 같이 콘드로이친황산과 이온복합체를 형성하지 않고 PLGA 마이크로입자에 봉입된 트레일의 경우, 2일 동안 50% 이상 활성을 잃어 소실된 것과 비교하여 콘드로이친황산과 복합체를 형성하고 PLGA에 봉입한 트레일의 경우에는 활성의 소실이 없이 100% 방출되며, 또한 10일까지 약물이 서서히 방출되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 트레일-콘드로이친황산 이온복합체가 PLGA 입자 내부에서도 트레일의 안정성 향상에 기여하다는 것과 PLGA 내부에서 트레일과 콘드로이친 황산 간의 이온결합으로 트레일의 서방적 방출을 유도할 수 있다는 것을 나타낸다.
As a result, in the case of the trail encapsulated in PLGA microparticles without forming an ion complex with chondroitin sulfate as shown in FIG. 11, more than 50% of activity was lost for 2 days, forming a complex with chondroitin sulfate and encapsulating in PLGA. One trail was released 100% without loss of activity, and the drug was released slowly until 10 days. This suggests that the trail-chondroitin sulfate ion complex contributes to improved stability of the trail even inside the PLGA particles and that the ionic bond between the trail and chondroitin sulfate inside the PLGA can induce sustained release of the trail.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

Claims (10)

pH 7.63 이하에서 양이온을 형성하는 트레일(TNF-related apoptosis-inducing ligand,TRAIL) 및 pH 2 이상에서 음이온을 형성하는 콘드로이친황산을 포함하고, 상기 트레일 및 콘드로이친 황산은 pH 2 ~ 7.63의 버퍼에서 이온 결합시켜 형성되는 것을 특징으로 하는, 안정적이고 지속적인 약물전달을 위한 약물복합체.TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) at pH 7.63 and below, and chondroitin sulfate forming anions at pH 2 and above, wherein the trail and chondroitin sulfate are ion-bonded in a buffer of pH 2-7.63 A drug complex for stable and continuous drug delivery, characterized in that formed by. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 약물복합체는 트레일과 콘드로이친황산의 중량비가 1:1 내지 1:2인 것을 특징으로 하는 약물복합체.The method of claim 1,
The drug complex is a drug complex, characterized in that the weight ratio of the trail and chondroitin sulfate is 1: 1 to 1: 2. 제1항에 있어서,
상기 약물복합체는 트레일과 콘드로이친황산이 이온결합함으로써 트레일이 구조적으로 안정화되며 반감기가 증진되는 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 약물복합체.The method of claim 1,
The drug complex is a drug complex, characterized in that the trail is structurally stabilized and the half-life is enhanced by ion-bonding the trail and chondroitin sulfate. (A) pH 2 ~ 7.63의 버퍼에 트레일을 용해시켜 제1용액을 준비하는 단계;
(B) pH 2 ~ 7.63의 버퍼에 콘드로이친 황산을 용해시켜 제2용액을 준비하는 단계; 및
(C) 상기 제1용액과 상기 제2용액을 상기 트레일과 상기 콘드로이친 황산의 중량비가 1:1 내지 1:2가 되도록 혼합하여 200 내지 3000 nm 크기의 트레일과 콘드로이친 황산의 이온 결합물을 형성하는 단계;를 포함하는 안정적이고 지속적인 약물전달을 위한 약물복합체의 제조방법.(A) dissolving the trail in a buffer of pH 2 ~ 7.63 to prepare a first solution;
(B) dissolving chondroitin sulfate in a buffer at pH 2 to 7.63 to prepare a second solution; And
(C) mixing the first solution and the second solution so that the weight ratio of the trail and the chondroitin sulfate is 1: 1 to 1: 2 to form an ionic combination of a trail and chondroitin sulfate of 200 to 3000 nm in size; Method for producing a drug complex for stable and continuous drug delivery comprising a. 삭제delete 삭제delete
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