KR101419124B1 - 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드 블록공중합체와 광감작제가 공유 결합된 광역학 치료용 복합체 - Google Patents
폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드 블록공중합체와 광감작제가 공유 결합된 광역학 치료용 복합체 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101419124B1 KR101419124B1 KR1020120102146A KR20120102146A KR101419124B1 KR 101419124 B1 KR101419124 B1 KR 101419124B1 KR 1020120102146 A KR1020120102146 A KR 1020120102146A KR 20120102146 A KR20120102146 A KR 20120102146A KR 101419124 B1 KR101419124 B1 KR 101419124B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cancer
- polymer
- photosensitizer
- complex
- present
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K41/00—Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
- A61K41/0057—Photodynamic therapy with a photosensitizer, i.e. agent able to produce reactive oxygen species upon exposure to light or radiation, e.g. UV or visible light; photocleavage of nucleic acids with an agent
- A61K41/0071—PDT with porphyrins having exactly 20 ring atoms, i.e. based on the non-expanded tetrapyrrolic ring system, e.g. bacteriochlorin, chlorin-e6, or phthalocyanines
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
- A61K47/51—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
- A61K47/56—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule
- A61K47/59—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyureas or polyurethanes
- A61K47/60—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyureas or polyurethanes the organic macromolecular compound being a polyoxyalkylene oligomer, polymer or dendrimer, e.g. PEG, PPG, PEO or polyglycerol
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/574—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Oncology (AREA)
- Hospice & Palliative Care (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
본 발명은 광역학 치료 용도를 가진 고분자-광감작제 복합체로서, 상기 고분자는 생체적합성 고분자인 PEO-PPO 양친매성 블록공중합체이고, 상기 복합체는 고분자와 광감작제가 에스테르 결합을 통해 이루어져 있고, 상기 복합체는 수계에서 나노미립구 형태인 것을 특징으로 하는 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체에 관한 것이다. 본 발명의 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체는 고분자로 PEO-PPO 양친매성 블록공중합체를 사용하여 광감작제 단독 사용보다 암 조직에 대한 선택도 및 축적률을 현저히 증대시킴으로써 광역학 치료 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 암세포 이외의 세포에 대해서는 형광간섭으로 인해 광독성이 감소되어 안정성이 우수한 효과를 가진다. 또한 본 발명의 복합체는 고분자와 광감작제가 에스테르 결합으로 되어있어 생체 내 효소에 의해 분해가 용이하기 때문에 이러한 에스테르 결합의 분해로 인해 형광간섭이 풀리는 경우 광감작제가 형광을 나타낼 수 있으므로 암을 진단할 수 있는 효과도 가진다. 따라서 본 발명에 따른 복합체는 암 치료와 진단을 위한 단일 약제로서 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 광역학 치료 용도를 가진 고분자-광감작제 복합체로서, 자세하게는 생체적합성 고분자와 광감작제가 공유결합을 통해 결합되어 있는 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체에 관한 것이다.
광역학 치료법(photodynamic therapy, PDT)이란, 각종 종양에 대해 선택성 및 광증감성이 있는 광감작제(photosensitizer)를 이용해 수술 없이 암 등의 난치병을 치료할 수 있는 기술의 하나로서, 화학요법제와 같은 부작용이 없는 일종의 근치법이다. 예컨대 광감작제를 정맥주사에 의해 대상자에 투여하고, 이에 적절한 광(light)을 조사함으로써, 여기(excite)된 광감작제가 산소분자를 활성화시켜 단일항(singlet) 상태의 산소로 변환 혹은 새로운 라디칼을 만들어 암세포나 각종 종양조직만을 선택적으로 공격, 궤멸시키는 것이다.
광역학 치료는 정상 세포를 보존하면서 병든 세포만 선택적으로 제거할 수 있어 대부분의 경우에 전신마취의 위험성을 배제할 수 있고, 간단하게 국소마취만으로도 수술할 수 있기 때문에 시술이 용이하다. 따라서 손상 장기의 적출이 필요 없고 최소 침습의 시술 후 회복이 빠르고 입원 기간을 단축시켜 환자의 복지를 증진시키는 등의 장점이 있다.
이러한 광감작제로는 포르피린(porphyrin)류의 화합물이 대표적인데, 잠분이나 뽕잎, 녹조류 등에서 추출되는 포르피린계 화합물은 광감작제로 사용하기에 적합한 분광학적 특성을 갖고 있고, 가장 중요한 성질은 비교적 세포투과력이 큰 적색광(700-900nm)에 의해 전자 전이를 일으키는 성질과 그에 따른 여기상태를 효율적으로 생성할 수 있다는 것이다.
따라서 광감작제로서의 포르피린 유도체는 암세포나 종양조직에 선택적으로 침투, 축적될 뿐만 아니라 화합물의 특징상 형광이나 인광을 나타내므로 종양의 초기 진단으로 활용되기도 한다. 포르피린의 암세포 선택성은 체내에서 포르피린의 수송을 담당하고 있는 저밀도지방단백질(low density lipoprotein : LDL)에 대한 수용체가 정상세포보다 암세포에 많이 발현되어 있다는 사실로써 설명되고 있다.
그러나 대부분의 광감작제들은 난용성이며, 인체 잔류시간이 길어 광독성이 크다. 또한 광감작제가 고가이고 인체 내에서 대사가 느려 광독성의 부작용이 발견되고 있으며, 체내 투입 시 광감작제의 뭉침에 의해 치료 효율이 저하되는 문제점이 있다.
한편, 광감작제를 이용한 현재의 광역학 치료법은 광감작제를 정맥주사에 의해 대상자에게 투여하고, 이후 적절한 빛(light)을 조사함으로써 암세포나 종양조식을 선택적으로 공격 또는 사멸을 유도하는 것이었으나, 현재의 광역학 치료법은 빛의 투과 제한으로 부피가 큰 종양에는 사용되고 있지 못하며, 종양 내의 광감작제의 농도가 낮아 효율적인 치료 효과를 보이지 못하고 있다. 따라서 종양 선택성을 높여 부작용을 줄이고 우수한 치료 효과를 얻을 수 있는 광감작제를 이용한 새로운 광역학 치료 방법의 개발이 요구되고 있다.
최근 들어, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 기존의 광감작제를 암 선택성을 갖는 고분자 유도체로 화학적으로 개질하여 암 조직에 대한 선택도 및 축적률을 더욱 증가시켜 광독성의 부작용을 줄이고자 하는 시도가 있어왔다. 그러나 광감작제를 고분자 물질에 결합시킬 경우, 대부분 아미노기와 카르복실기가 결합하여 형성되는 아마이드 본드(amide bond), 즉, -CO-NH-결합으로 연결되는데, 이러한 아마이드 결합은 생체 내에서 분해되지 않아 광역학 치료 활성이 낮으며 생체 안전성도 낮은 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 광감작제의 종양 선택성을 높이고 암 치료에 효과를 증진시킬 수 있는 물질에 대한 연구를 진행하던 중, 카르복실기(COOH)를 가지는 광감작제에 생체적합성 고분자인 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드(poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide): 이하 하기에서는 간단하게 PEO-PPO로 표기함) 양친매성 블록공중합체를 도입하여 나노미립구 형태의 복합체를 제조하였으며, 이러한 복합체가 암세포에 대한 축적률과 선택성이 월등히 높으면서 암세포 이외의 세포에 대해서는 형광간섭으로 인해 광독성이 감소되어 안정성이 우수한 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 암 조직에 대한 선택도 및 축적률이 우수하고, 생체 내 분해가 용이하여 암 치료 및 진단에 사용할 수 있는, 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 복합체를 유효성분으로 포함하는 암 치료 또는 진단용 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체 제조방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 광역학 치료 용도를 가진 고분자-광감작제 복합체로서, 자세하게는 상기 고분자는 생체적합성 고분자인 PEO-PPO 양친매성 블록공중합체이고, 상기 복합체는 고분자와 광감작제가 에스테르 결합을 통해 이루어져 있고, 상기 복합체는 수계에서 나노미립구 형태인 것을 특징으로 하는 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광감작제가 포르피린계(phorphyrins) 화합물, 클로린계(chlorins) 화합물, 박테리오클로린계(bacteriochlorins) 화합물, 프탈로시아닌계(phtalocyanine) 화합물, 나프탈로시아닌계(naphthalocyanines) 화합물 및 5-아미노레불린 에스테르계(5-aminoevuline esters) 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 클로린계(chlorins) 화합물이 카르복실기를 갖는 클로린 e6(Chlorin e6)일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 복합체는 고분자로 PEO-PPO 양친매성 블록공중합체를 사용함으로써 광감작제 단독 사용보다 암 조직에 대한 선택도 및 축적률을 현저히 증대시킴으로써 광역학 치료 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 암세포 이외의 세포에 대해서는 형광간섭으로 인해 광독성이 감소되어 안정성이 우수한 효과가 있으며, 또한 고분자와 광감작제가 에스테르 결합을 가져 생체 내 효소에 의해 분해가 용이하기 때문에 이러한 에스테르 결합의 분해로 인해 형광간섭이 풀리는 경우 광감작제가 형광을 나타낼 수 있으므로 암을 진단할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 상기 복합체를 유효성분으로 포함하는 암 치료용 또는 진단용 조성물을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 암은 뇌종양, 양성성상세포종, 악성성상세포종, 뇌하수체 선종, 뇌수막종, 뇌림프종, 핍지교종, 두개내인종, 상의세포종, 뇌간종양, 두경부 종양, 후두암, 구인두암, 비강/부비동암, 비인두암, 침샘암, 하인두암, 갑상선암, 구강암, 흉부종양, 소세포성 폐암, 비소세포성 폐암, 흉선암, 종격동 종양, 식도암, 유방암, 남성유방암, 복부종양, 위암, 간암, 담낭암, 담도암, 췌장암, 소장암, 대장암, 항문암, 방광암, 신장암, 전립선암, 자궁경부암, 자궁내막암, 난소암, 자궁육종 및 피부암으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
또한, 본 발명은 (a) PEO-PPO 양친매성 블록공중합체를 유기용매에 용해시키는 단계; (b) 광감작제와 촉매를 유기용매에 용해시키는 단계; 및 (c) 상기 (a)단계와 (b)단계에서 제조된 용액을 혼합하여 반응시키는 단계를 포함하는 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 유기용매는 디메틸설폭사이드(Dimethylsulfoxide: DMSO), 포름아마이드(Formamide) 및 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide: DMF)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광감작제는 클로린 e6(Chlorin e6), 프탈로시아닌(Zinc Phthalocyanine) 또는 피오포바이드 a(Pheophorbide a)일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 촉매는 4-디메틸아미노피리딘(4-Dimethylaminopyridine: DMAP), 1,3-디사이클로 헥실카보디미드(1,3-Dicyclohexyl carbodiimide: DCC) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체는 고분자로 PEO-PPO 양친매성 블록공중합체를 사용하여 광감작제 단독 사용보다 암 조직에 대한 선택도 및 축적률을 현저히 증대시킴으로써 광역학 치료 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 암세포 이외의 세포에 대해서는 형광간섭으로 인해 광독성이 감소되어 안정성이 우수한 효과를 가진다. 또한 본 발명의 복합체는 고분자와 광감작제가 에스테르 결합으로 되어있어 생체 내 효소에 의해 분해가 용이하기 때문에 이러한 에스테르 결합의 분해로 인해 형광간섭이 풀리는 경우 광감작제가 형광을 나타낼 수 있으므로 암을 진단할 수 있는 효과도 가진다.
따라서 본 발명에 따른 복합체는 암 치료와 진단을 위한 단일 약제로서 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 생체적합성 고분자인 PEO-PPO-PEO 양친매성 삼중블록공중합체와 광감작제인 클로린 e6가 에스테르 본드로 결합된 본 발명의 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체의 제조과정을 대략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체의 농도에 따른 나노미립구 형성여부를 형광 스펙트로포토미터(Spectrofluorephotometer)기기를 이용하여 측정한 결과이다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 복합체로 플루로닉 F 127에 1개 또는 2개가 결합한 클로릭 e6의 소수성 차이를 크로마토그래피를 이용하여 분석한 그래프이다.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 복합체를 정제 전 1H NMR로 분석한 그래프이다
도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 복합체를 정제 후 1H NMR로 분석한 그래프이다
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복합체와 소수성 광감작제인 클로린 e6의 수용액 상에서 용해도를 비교 측정한 결과이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 복합체의 유기용매와 수용액 상에서 단일항산소 생성능을 분석한 그래프이다.
도 6a은 본 발명의 일실시예에 따른 복합체의 암세포(HCT-116, HCT-8, CT-26)에 대한 세포 독성을 나타낸 그래프이다.
도 6a은 본 발명의 일실시예에 따른 복합체의 암세포(HCT-116, HCT-8, CT-26)에 대한 세포 독성을 나타낸 그래프이다.
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 복합체의 암세포에 내재화시 광감각제의 축적정도를 나타내는 형광이미지이다.
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 복합체의 암세포에 내재화시 광감각제의 축적정도를 나타내는 공초점현미경 사진이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에서 사용된 클로린 e6 이외 다른 광감작제인 프탈로시아닌(Zinc Phthalocyanine)과 피오포바이드 a(Pheophorbide a)를 이용하여 복합체를 제조하고 제조된 복합체를 1H NMR로 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체의 농도에 따른 나노미립구 형성여부를 형광 스펙트로포토미터(Spectrofluorephotometer)기기를 이용하여 측정한 결과이다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 복합체로 플루로닉 F 127에 1개 또는 2개가 결합한 클로릭 e6의 소수성 차이를 크로마토그래피를 이용하여 분석한 그래프이다.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 복합체를 정제 전 1H NMR로 분석한 그래프이다
도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 복합체를 정제 후 1H NMR로 분석한 그래프이다
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복합체와 소수성 광감작제인 클로린 e6의 수용액 상에서 용해도를 비교 측정한 결과이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 복합체의 유기용매와 수용액 상에서 단일항산소 생성능을 분석한 그래프이다.
도 6a은 본 발명의 일실시예에 따른 복합체의 암세포(HCT-116, HCT-8, CT-26)에 대한 세포 독성을 나타낸 그래프이다.
도 6a은 본 발명의 일실시예에 따른 복합체의 암세포(HCT-116, HCT-8, CT-26)에 대한 세포 독성을 나타낸 그래프이다.
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 복합체의 암세포에 내재화시 광감각제의 축적정도를 나타내는 형광이미지이다.
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 복합체의 암세포에 내재화시 광감각제의 축적정도를 나타내는 공초점현미경 사진이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에서 사용된 클로린 e6 이외 다른 광감작제인 프탈로시아닌(Zinc Phthalocyanine)과 피오포바이드 a(Pheophorbide a)를 이용하여 복합체를 제조하고 제조된 복합체를 1H NMR로 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 광역학 치료의 용도를 가진 고분자-광감작제 복합체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 본 발명에서 상기 고분자는 생체적합성 고분자로써 PEO-PPO양친매성 블록공중합체이고, 상기 복합체는 고분자와 광감작제가 에스테르 결합을 통해 이루어져 있고, 상기 복합체는 수계에서 나노미립구 형태인 것을 특징으로 하는, 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체를 제공한다.
이하 본 발명의 내용을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 광학적 치료란 광감작제, 빛 그리고 산소의 조합에 의한 치료를 말한다. 구체적으로, 먼저 광감작제를 인체에 투여하게 되면 광감작제가 병소 즉, 종양 조직에 축적되게 되고 이후 광선을 조사하게 되면 단일항산소 또는 자유라디컬의 생산을 최대화하여 종양이 선택적으로 파괴되는 것이다.
본 발명은 암 조직에 선택적으로 축적되고 특정 파장의 광원의 조사에 의해 단일항산소 또는 자유라디컬 생성이 가능한 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체를 제공한다.
상기 복합체는 광감작제에 생체적합성 고분자를 도입한 것으로, 친수성인 고분자와 소수성인 광감작제의 균형을 통해 수계에서 안정하게 나노크기의 자기조립체(self-assembly)인 나노겔 또는 나노미립구의 형태일 수 있으며, 평균 입자 크기는 10~200nm일 수 있다.
따라서 본 발명의 복합체는 광감작제를 포함하여 광역학 치료제로서의 용도와 동시에, 광감작제가 생체적합성 고분자와 결합을 통해 나노미립구 형태의 복합체를 형성하므로 약물전달체로서의 용도를 가진다.
이러한 본 발명의 복합체는 구조적으로 나노미립구 형태를 가짐으로써, 나노미립구 내부에 약물 또는 생물제제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 복합체인 나노미립구 내부에 봉입될 수 있는 약물로는 항암제가 바람직하며, 사용할 수 있는 항암제의 종류로는 독소루비신, 파클리탁셀, 빈크리스틴, 다우노루비신(daunorubicin), 빈블라스틴(vinblastine), 액티노마이신-D(actinomycin-D), 도세탁셀, 에토포사이드(etoposide), 테니포사이드(teniposide), 비산트렌 (bisantrene), 호모해링토닌(homoharringtonine), 글리벡(Gleevec; STI-571), 시스플라틴, 5-플로오로우라실, 아드리아마이신, 메토트렉세이트, 부설판(busulfan), 클로람부실(chlorambucil), 시클로포스파미드(cyclophosphamide), 멜팔란 (melphalan), 니트로겐 무스타드(nitrogen mustard) 및 니트로소우레아 (nitrosourea)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이를 특별히 제한하는 것은 아니다.
본 발명에서 사용하는 상기 생체적합성 고분자는 암 조직에 대한 선택성 및 축적률이 높은 것으로서, 암 조직 주변의 느슨한 신생혈관의 높은 투과성으로 인하여 나타나는 EPR(enhanced permeability and retention) 효과에 의해서 암 조직에 선택적으로 축적이 된다.
상기 고분자는 생체 내에서 생체적합성 및 생분해성이 우수해야 하며, 생체 내 안정성이 우수하여 혈액 내에서 생체 분포도가 높아서 암 조직에 축적되는 특성이 필요하다.
본 발명에서 사용되는 생체적합성 고분자로는, 하기 화학식 1의 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드(PEO-PPO-PEO) 양친매성 삼중블록공중합체가 바람직하다. PEO-PPO-PEO 양친매성 삼중블록공중합체는 시중에서 판매하고 있는 것을 구입하여 사용하거나, 천연으로부터 당업계에 공지된 방법으로 분리 및 정제하여 사용할 수 있고, 바람직하게는 고분자 물질에 존재하는 불순물을 제거하고 순도도 높이기 위해 깨끗이 정제하여 사용할 수 있다.
본 발명의 구체적 실시예에서는 FDA에서 승인받은 고분자로써, 생체적합성이 우수하며 수용액 내에서 마이셀을 형성할 수 있는 플루로닉(Pluronic: BASF사의 상품명, Poloxamer로도 불림)을 사용하였다.
<화학식 1>
플루로닉 F 127 (Pluronic F 127)
(x는 10 내지150, y는 20 내지 100, z는 10 내지 150)
또한 본 발명에서 사용하는 광감작제는 특정 파장의 광원의 조사에 따라 체내에서 단일항산소 또는 자유라디컬을 생성할 수 있는 것으로, 상기 생체적합성 고분자인 PEO-PPO-PEO 양친매성 삼중블록공중합체와 에스테르 결합을 형성할 수 있는 카르복실기(COOH)를 가지고 있는 화합물이면 특별히 종류를 한정하지 않는다.
예를 들어, 상기 광감작제로 포르피린계(phorphyrins) 화합물, 클로린계(chlorins) 화합물, 박테리오클로린계(bacteriochlorins) 화합물, 프탈로시아닌계(phtalocyanine) 화합물, 나프탈로시아닌계(naphthalocyanines) 화합물 및 5-아미노레불린 에스테르계(5-aminoevuline esters) 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 클로린계 화합물이 좋다.
광역학 치료에 있어 최적의 광감작제를 위한 기준으로는 삼중항 산소(triplet oxygen)에서 단일항 산소로의 높은 광반응 효율을 지닐 것, 암조직과 주변조직에 선별적으로 분포할 것, 투약 후 인체로부터의 제거 용이할 것, 최소의 부작용 및 독성을 지닐 것, 상대적으로 낮은 제조비용과 대량 생산성 및 고순도 제조가 가능할 것 등의 특성이 있다.
이에 클로린계 화합물이 종양조직에 대한 선택성을 가지며 빛이 없는 상태에서 독성이 낮고 체내에서 빠르게 배출되며 저렴한 가격의 원료 물질로부터 대량으로 제조가 가능하다는 점에서, 본 발명에서 사용할 수 있는 광감작제로 적합하다.
이러한 클로린계 화합물의 종류로는 포토디타진, 라다클로린(radachlorin), 2-(1-hexylethyl)-2-devinylpyropheophorbide-α(HPPH), 또는 클로린 e6 등이 있으며, 본 발명의 구체적 실시예에서는 하기 화학식 2의 클로린 e6를 사용하였다.
<화학식 2>
클로린 e6(Chlorin e6)
따라서 본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 고분자-광감작제 복합체는 PEO-PPO-PEO 양친매성 삼중블록공중합체와 클로린 e6의 에스테르 결합으로 연결된, 하기 화학식 3의 화합물일 수 있다.
<화학식 3>
상기와 같이 광감작제로 클로린계 화합물인 클로린 e6을 사용하는 경우, 본 발명의 고분자-광감작제 복합체는 600nm 내지 700nm 범위의 근적외선 광선에서 활성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 복합체는 생체접합성 고분자로 PEO-PPO 양친매성 블록공중합체, 특히 PEO-PPO-PEO 양친매성 삼중블록공중합체를 사용하여 광감작제 단독 사용보다 암 조직에 대한 선택도 및 축적률을 현저히 증대시킴으로써 광역학 치료 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 암세포 이외의 세포에 대해서는 형광간섭으로 인해 광독성이 감소되어 안정성이 우수한 효과를 가지며, 또한 고분자와 광감작제가 에스테르 결합으로 되어있어 생체 내 효소에 의해 분해가 용이하기 때문에 이러한 에스테르 결합의 분해로 인해 형광간섭이 풀리는 경우 광감작제가 형광을 뛸 수 있으므로 암을 진단할 수 있는 효과도 가진다.
또한, 상기 복합체의 나노미립구 내부에 약물을 봉입하는 경우 광감작제의 광역학 치료에 따른 항암효과와 약물의 항암효과의 상승 작용으로 항암 치료에 탁월한 효과를 가질 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 복합체는 암 치료와 진단을 위한 단일 약제로서 유용하게 사용될 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 복합체는 PEO-PPO 양친매성 블록공중합체를 유기용매에 용해시켜 생체적합성 고분자 용액을 제조한 후 광감작제와 촉매를 첨가하여 제조할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 PEO-PPO 양친매성 블록공중합체의 일례로는, 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드(PEO-PPO-PEO) 양친매성 삼중블록공중합체가 바람직하다.
상기 고분자를 유기용매에 용해시키는 과정은 고분자가 유기용매 하에서 충분히 용해될 수 있도록 적당량의 유기용매를 사용하는 것이 바람직하며, 이때 유기용매의 사용량이 너무 적을 경우, 고분자가 서로 엉겨 붙는 현상이 일어날 수 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 상기 유기용매로는 디메틸설폭사이드(Dimethylsulfoxide: DMSO), 포름아마이드(Formamide) 및 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide: DMF)일 수 있으며, 바람직하게는 DMSO가 좋다.
상기의 촉매는 광감작제의 카르복실기(-COOH)를 활성화시키는 작용을 하는 것으로, 본 발명에서 사용할 수 있는 촉매로는 4-디메틸아미노피리딘(4-Dimethylaminopyridine: DMAP) 또는 1,3-디사이클로 헥실카보디미드(1,3-dicyclohexyl carbodiimide: DCC)를 단독으로 사용하거나 이들의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이를 특별히 제한하는 것은 아니다.
또한, 생체적합성 고분자인 PEO-PPO-PEO 양친매성 삼중블록공중합체에 광감작제를 에스테르 본드로 결합시키는 반응은 분자량이 상대적으로 큰 고분자와 분자량이 상대적으로 작은 촉매 및 광감작제를 반응시키는 것이기 때문에, 바람직하게는 유기용매로 용해된 상기 고분자 용액에 광감작제와 촉매를 유기용매로 용해시킨 혼합용액을 한 방울씩 떨어뜨려 주면서 반응시켜 상기 고분자와 광감작제 사이의 에스테르 결합이 충분히 형성될 수 있도록 할 수 있다. 상기 반응은 합성이 잘 될 수 있도록 45~50시간 정도 수분이 없고 빛이 없는 환경에서 잘 섞어주면서 반응시킬 수 있다.
이때 사용되는 PEO-PPO-PEO 양친매성 삼중블록공중합체와 상기 광감작제의 결합비율은 몰비 기준 1:1 내지 1:2 일 수 있다. 이 범위를 벗어날 경우에는 광감작제로 인하여 구조 변화 또는 전하 변화 등의 고분자의 특성을 변화시킬 수 있는 가능성이 있어서, 광학 효과가 발휘되지 않을 수 있기 때문에 상기 범위가 바람직하다.
이렇게 제조된 본 발명의 복합체는 생체적합성 고분자인 PEO-PPO-PEO 양친매성 삼중블록공중합체와 광감작제가 에스테르 결합에 의해 형성된 복합체로서, 여과 또는 투석을 통해 유기용매를 제거하고 동결건조시킨 형태로 수득할 수 있다.
또한, 상기 기술된 방법에 의해 제조된 본 발명의 복합체는 수계에서 안정하게 나노입자, 즉, 나노겔 또는 나노미립구의 형태일 수 있으며, 평균 입자 크기는 10~200nm 일 수 있다.
본 발명은 또한 상기와 같은 특징을 가진 고분자-광감작제 복합체를 유효성분으로 포함하는 암 치료용 또는 진단용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 조성물은 약제학적 조성물로 사용될 수 있다.
본 발명의 고분자-광감작제 복합체를 유효성분으로 포함하는 약제학적 조성물은 상기 유효성분 이외에 약제학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용하여 제조될 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등을 사용할 수 있다.
상기 약제학적 조성물은 투여를 위해서 상기 기재한 유효성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용 가능한 담체를 1종 이상 포함하여 약제학적 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다.
상기 약제학적 조성물의 제제 형태는 과립제, 산제, 정제, 피복정, 캡슐제, 좌제, 액제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 점적제 또는 주사 가능한 액제 등이 될 수 있다. 예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효 성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 약제학적으로 허용 가능한 불활성 담체와 결합될 수 있다. 또한, 원하거나 필요한 경우, 적합한 결합제, 윤활제, 붕해제 및 발색제 또한 혼합물로 포함될 수 있다. 적합한 결합제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 젤라틴, 글루코스 또는 베타-락토오스와 같은 천연 당, 옥수수 감미제, 아카시아, 트래커캔스 또는 소듐올레이트와 같은 천연 및 합성 검, 소듐 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 소듐 벤조에이트, 소듐 아세테이트, 소듐 클로라이드 등을 포함한다. 붕해제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 메틸 셀룰로스, 아가, 벤토니트, 잔탄 검 등을 포함한다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. 더 나아가 해당분야의 적절한 방법으로 Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화 할 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물은 인간을 비롯한 포유동물에 어떠한 방법으로도 투여할 수 있다. 예를 들면, 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구 투여(예를 들어 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용) 할 수 있으며, 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설율 및 질환의 중증도 등에 따라 그 범위가 다양하다.
상기 약제학적 조성물의 유효성분인 고분자-광감작제 복합체의 일일 투여량은 약 5 내지 1,000㎎/㎏ 이고, 바람직하게는 10 내지 500㎎/㎏ 이며, 하루 일회 내지 수회에 나누어 투여하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 약제학적 조성물은 암 질환 치료 또는 진단에 효과적이다. 본 발명의 조성물을 사용하여 치료 또는 진단할 수 있는 암은 뇌종양, 양성성상세포종, 악성성상세포종, 뇌하수체 선종, 뇌수막종, 뇌림프종, 핍지교종, 두개내인종, 상의세포종, 뇌간종양, 두경부 종양, 후두암, 구인두암, 비강/부비동암, 비인두암, 침샘암, 하인두암, 갑상선암, 구강암, 흉부종양, 소세포성 폐암, 비소세포성 폐암, 흉선암, 종격동 종양, 식도암, 유방암, 남성유방암, 복부종양, 위암, 간암, 담낭암, 담도암, 췌장암, 소장암, 대장암, 항문암, 방광암, 신장암, 전립선암, 자궁경부암, 자궁내막암, 난소암, 자궁육종 및 피부암 등일 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물은 암의 치료를 위하여 단독으로, 또는 수술, 호르몬 치료, 약물 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명은 암 관련 치료 또는 진단용 의약의 제조를 위한 고분자-광감작제 복합체를 유효성분으로 포함하는 조성물의 용도를 제공한다. 상기한 고분자-광감작제 복합체를 유효성분으로 포함하는 본 발명의 조성물은 암 관련 질환의 치료 또는 진단용 의약의 제조를 위한 용도로 이용될 수 있다.
또한 본 발명은 포유동물에게 고분자-광감작제 복합체를 투여하는 것을 포함하는 암 관련 질환 예방 또는 치료방법을 제공한다.
여기에서 사용된 용어 "포유동물"은 치료, 관찰 또는 실험의 대상인 포유동물을 말하며, 바람직하게는 인간을 말한다.
여기에서 사용된 용어 "치료상 유효량"은 연구자, 수의사, 의사 또는 기타 임상에 의해 생각되는 조직계, 동물 또는 인간에서 생물학적 또는 의학적 반응을 유도하는 유효 성분 또는 약학적 조성물의 양을 의미하는 것으로, 이는 치료되는 질환 또는 장애의 증상의 완화를 유도하는 양을 포함한다. 본 발명의 유효 성분에 대한 치료상 유효 투여량 및 투여횟수는 원하는 효과에 따라 변화될 것임은 당업자에게 자명하다. 그러므로, 투여될 최적의 투여량은 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있으며, 질환의 종류, 질환의 중증도, 조성물에 함유된 유효성분 및 다른 성분의 함량, 제형의 종류, 및 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자에 따라 조절될 수 있다. 본 발명의 치료방법에 있어서, 성인의 경우, 본 발명의 고분자-광감작제 복합체의 바람직한 전체 용량은 1일당 환자 체중 1 ㎏ 당 약 5 내지 1,000㎎/㎏, 가장 바람직하게는 10 내지 500㎎/㎏일 수 있다.
본 발명의 치료방법에서 본 발명의 고분자-광감작제 복합체를 유효성분으로 포함하는 조성물은 경구, 직장, 정맥내, 동맥내, 복강내, 근육내, 흉골내, 경피, 국소, 안구내 또는 피내 경로를 통해 통상적인 방식으로 투여할 수 있다.
본 발명은 또한 상기와 같은 특징을 가진 고분자-광감작제 복합체의 제조방법을 제공한다.
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.
<
실시예
1>
광감작제를
생체적합성 고분자와 에스테르 결합으로 결합시킨 본 발명의 복합체 제조
0.03g의 클로린 e6(Chlorin e6)과 0.31g의 플루로닉 F 127(e.q., 1:2 mmol), 0.015g의 1,3-디사이클로 헥실카보디미드(1,3-dicyclohexyl carbodiimide: DCC,) 그리고 0.009g의 4-디메틸아미노피리딘(4-Dimethylaminopyridine: DMAP)을 각각의 몰비로 웨잉한 후 플루로닉 F 127을 DMSO(10㎖)에, Ce6를 DMSO(5㎖)에 각각 녹인 후 2시간 동안 교반하였다(플루로닉 : Ce6 = 1 : 2 몰비로 계산하였고, Ce6 : DCC & DMAP = 1 : 1.5 몰비로 계산하였음). 그 후 각각의 두 용액을 섞은 후에 상온에서 24시간 반응시켰다. 비수용성의 1,3-디사이클로헥실우레아(1,3-Dicyclohexylurea ;DCU)를 제거하기위해 필터링을 한 후 투석막 (Spectra/Por; mol. wt. cutoff size, 1,000)을 이용하여 2일 동안 1차 증류수를 이용하여 투석시킨 후 최종 반응물을 동결건조를 통해 건조하였다. 상기와 같은 과정을 통해 본 발명의 고분자-광감작제 생체적합성 고분자를 수득할 수 있다(도 1 참조).
<
실시예
2>
CMC
(
Critical
micelle
concentration
)의 측정
CMC는 본 발명에 따른 복합체가 나노미립구의 형태를 이루려면 어느 정도의 농도가 필요한지를 형광간섭의 성질을 이용하여 계산할 수 있는 실험방법이다. 일반적으로 CMC는 나노복합체 내에 파이렌(Pyrene)이라는 형광물질을 봉입하여 그 형광물질의 형광이 급격히 사라지는 점을 이용하여 농도를 확인하는데, 본 발명에서는 본 발명의 복합체가 직접 형광을 띄므로 파이렌을 사용하지는 않았다.
농도가 낮을 때에는 본 발명의 복합체가 나노미립구를 형성하지 못해 형광을 띄다가 일정량의 농도 이상에서 나노미립구가 형성되면서 광감작제 간의 형광간섭으로 인해 급격히 형광을 나타내지 못하는 성질을 이용하였다.
이를 위해 상기 실시예 1에서 제조된 본 발명의 복합체를 증류수를 이용하여 0.00025 내지 1㎎/㎖의 농도로 각각 희석하였고, 이후, 희석된 본 발명의 복합체 용액을 취해서 형광 스펙트로포토미터(Spectrofluorephotometer)기기를 이용하여 형광 정도를 측정하였다.
그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 복합체의 농도를 0.0025㎎/㎖에서 1㎎/㎖까지 달리하여 형광 정도를 측정하였는데, 복합체의 농도가 높아질수록 형광의 세기는 감소하는 것으로 나타났고, 이러한 값을 통해 본 발명의 복합체를 형성할 수 있는 최소 농도(임계 마이셀 농도)를 나타내는 그래프를 얻을 수 있었다. 상기 그래프를 통해 0.01㎎/㎖ 정도에서 나노미립구를 형성하는 것을 확인할 수 있었다.
<
실시예
3>
본 발명에 따른 복합체의 분리 및 확인
상기 실시예 1에서 제조된 본 발명의 복합체(플루로닉 F 127 : 클로린 e6 = 1:1 ~ 1:2 몰비 기준)는 세파덱스(Sephadex) LH-20 컬럼 크로마토그래피 (LH-20)를 이용하여 분리하였는데, 분리 과정은 UV 검출기로 405nm에서 모니터링 하였고 이동상으로는 메탄올을 이용하였다. 메탄올은 50-80%(v/v)의 농도구배(linear gradient) 모드로 사용하였으며 유속 속도는 0.3㎖/min 으로 하였다.
측정 결과, 본 발명의 복합체는 플루로닉 F 137에 1개 또는 2개의 클로린 e6가 화학적 결합되어 있는 것으로 나타났다(도 3a).
또한 정제 전후 복합체를 1H-NMR 분석을 통해 화학적 결합 여부를 재확인하였다.
그 결과, 플루로닉 F 127에 클로린 e6를 결합시킨 복합체에 대해, 정제 전 후의 복합체 상태를 NMR로 분석한 결과, 도 3b 및 3c에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 제조한 복합체는 플루로닉 F 127에 클로린 e6 1개 또는 2개가 모두 잘 겹합되어 목적하는 복합체가 형성되었음을 확인할 수 있었으며, 이후 진행하는 실험들에서는 클로린 e6가 1개 붙은 복합체를 사용하였다.
<
실시예
4>
본 발명에 다른 복합체의 수용액 상에서 용해도 측정
플루로닉 F 127에 1개의 클로린 e6가 결합된 복합체(P-Ce6)의 수용액 상에서 용해도를 측정하였다. 이는 대부분의 광감작제는 난용성이기 때문에 인체 잔류시간이 길어 독성을 유발할 수 있는 문제가 있는데, 이러한 문제점을 본 발명에 따른 복합체가 해결할 수 있는지 용해도 개선 정도를 다음과 같은 실험을 통해 조사하였다.
대조군으로 기존 광감작제인 클로린 e6(free Ce6)를 3㎎을 사용하였고, 본 발명에 따른 복합체는 2.5㎎, 5㎎, 10㎎을 사용하여 용매로 1㎖ 2차 증류수를 사용하였다.
그 결과, 도 4에서 나타낸 바와 같이, 소수성 광감각제인 클로린 e6는 수용액 상에서 용해도가 낮아 침전이 되는 반면에 본 발명에 따른 복합체는 10㎎/㎖의 농도에서도 침전 없이 수용성이 높음을 확인 하였다.
따라서 이러한 결과를 통해 본 발명자들은 본 발명에 따른 복합체가 종래 문제점이었던 광감작제의 난용성을 해결할 수 있으며, 수용액 상에서 높은 용해도를 갖는 복합체를 제조할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
<
실시예
5>
본 발명에 따른 복합체의
단일항산소
생성능
분석
상기 실시예에서 제조한 본 발명에 따른 복합체를 광역학 치료용 광감작제로 사용하기 위하여, 레이저 조사에 따른 복합체의 단일항 산소 생성능을 조사하였다. 이때 대조군으로는 소수성 광감작제인 클로린 e6(free Ce6) 단독 물질을 사용하여 비교 측정하였다. 먼저, 본 발명의 복합체와 대조군으로 사용한 클로린 e6를 유기용매인 DMSO 또는 수용액인 증류수에 각각 녹인 후 형광 스펙트로포토미터 기기를 이용하여 형광정도를 측정하였다. 유기용매인 경우에는 Ex 360 nm, Em 380-550, 수용액인 경우에는 Ex 504 nm, Em 525 nm에서 측정하였다.
그 결과, 도 5에서 나타내는 바와 같이, 유기용매 상에서는 나노입자가 형성되지 못해 소수성 광감작제인 클로린 e6와 본 발명의 복합체 모두 단일항산소의 생성이 발생되는 것으로 나타났고(왼쪽 도면), 반면 수용액 상에서 소수성 광감작제인 클로린 e6는 녹지 않고 뭉쳐져 있어 소광효과로 인해 단일항산소가 발생하지 않는 것으로 나타났으나, 본 발명의 복합체는 수용액 상에서도 잘 용해되기 때문에 단일항산소가 발생되는 것을 확인할 수 있었다.
<
실시예
6>
본 발명에 따른 복합체의 세포 독성 평가
상기 실시예에서 제조한 본 발명에 따른 복합체에 대해 광조사 유무에 따른 세포 독성 시험을 수행하였다. 세포 독성 시험을 위해 사용한 세포주는 대장암세포주인 HCT-116, HCT-8, CT-26를 사용하였다. 보다 구체적으로 세포 독성 실험을 위해, 먼저, 10%의 Fetal Bovine Serum와 1%의 penicillin이 포함되어 있는 RPMI1640(HCT-116&HCT-8)/DMEM(CT-26) 배양액을 이용하여 상기 암 세포주를 5% CO2 및 37℃의 온도조건에서 배양하였다. 이후 배양된 HCT-116, HCT-8, CT-26 세포를 96 well 플레이트에 5×104 세포수로 분주하여 24시간 동안 배양시킨 후, 이튿날 본 발명에 따른 복합체 또는 클로린 e6를 농도별로 각각 희석하여 100㎕씩 각 웰에 첨가하였다. 이후, 본 발명에 따른 복합체 또는 소수성 광감작제인 클로린 e6(free Ce6)가 세포에 작용할 수 있도록 12시간 더 배양기에서 배양시켜 준 다음, 근적외선 파장대의 빛(670nm)에서 2.4 J/cm2 의 양으로 조사하였다. 12시간 후에 배양액을 세척한 후, 세포에 MTT 시약을 처리하여 4시간 동안 다시 배양시켜 주었고, 이후 배양액의 광학밀도를 ELIZA 분석기를 이용하여 570nm에서 흡광도를 측정하여 세포의 생존률을 분석하였다.
그 결과, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 대장암 세포주인 HCT-116, HCT-8, CT-26를 대상으로 본 발명의 복합체와 소수성 광감작제인 클로린 e6를 처리하고 레이저 조사 유무에 따른 세포 독성여부를 관찰한 결과, 레이저를 조사하지 않았을 경우 대조군으로 사용한 소수성 광감작제인 클로린 e6와 본 발명에 따른 복합체(P-Ce6) 모두 세포에 대해 거의 독성을 나타내지 않은 반면, 레이저를 조사하였을 경우 모두 유사하게 세포 독성을 나타내는 것을 확인하였다.
따라서 이러한 결과를 통해 본 발명의 복합체는 레이저를 조사하지 않는 경우에는 세포 독성을 유발하지 않고, 레이저 조사 시에만 암 세포 내에서 일항산소를 발생시켜 항암활성을 유도할 수 있음을 알 수 있었다.
또한, 도 6b에 나타낸 바와 같이, 레이저 조사 후 세포에 독성을 나타내는 저해 농도(IC50)를 조사한 결과, 본 발명의 복합체가 소수성 광감작제인 클로린 e6에 비해 2배~10배정도 더 낮은 농도에서 세포 독성을 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이러한 결과를 통해 본 발명자들은 기존 광감작제보다 본 발명의 복합체가 저농도에서 보다 효과적으로 암세포를 사멸시켜 우수한 항암활성을 갖는다는 사실을 알 수 있었다.
<
실시예
7>
본 발명에 따른 복합체의 암세포 내 유입 및 위치 확인
상기 실시예에서 제조한 본 발명에 따른 복합체가 암세포 특이적으로 유입되고 레이져를 조사하였을 경우 암 세포에 독성을 유발하여 암을 치료할 수 있는 활성이 있는지를 조사하기 위해, 시험관내에서 배양된 암세포(상기 실시한 대장암 세포주)를 대상으로 하기 실험을 수행하였다.
즉, 인간대장암 세포(HCT-116, HCT-8)을 배양한 다음, 본 발명에 따른 복합체(P-Ce6)의 농도는 67㎍/㎖, 기존 클로린 e6(Free Ce6)는 2㎍/㎖의 농도로 세포에 처리한 후 30분과 2시간 후에 완충용액으로 세척한 후 유세포 분석기 (FACS)를 이용하여 본 발명에 따른 복합체의 시간에 따른 내포 유입 특성을 분석하였고, 공초점 레이저 주사 현미경을 이용하여 상기와 같은 조건에서 4% 파라포름알데히드로 세포를 고정 후에 세포내 나노 이온 복합체의 분포를 시각적으로 확인하였다.
세포 내 유입을 유세포 분석기를 통해 확인한 결과, 도 7a의 도면에 나타낸 바와 같이, 소수성 광감작제인 클로린 e6와 비교하였을 때 본 발명의 복합체는 기존 광감작제인 클로린 e6 보다 세포 내로 시간 의존적으로 높은 유입을 나타내었다. 따라서 본 발명의 복합체는 암세포에 기존 광감작제보다 높은 세포 내 유입율을 보이는 것을 알 수 있었다.
또한, 공초점 레이저 주사 현미경을 이용하여 복합체의 세포 내 분포 양상을 확인 한 결과, 도 7b에 나타낸 바와 같이 복합체 처리 후, 본 발명에 따른 복합체는 암세포내로 내재화가 잘 일어나 형광광도가 높게 나타난 것에 비해, 복합체를 형성하지 않은 광감작제는 세포내로 잘 들어가지 못해 시간이 지날수록 형광세기가 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명에 따른 복합체는 친수성 광감작제의 전하(고분자가 지니고 있는 전하와 상반되는 전하)와 결합시킴으로써 표면에 가지고 있는 전하로 인하여 암세포로의 내재화가 어려웠던 친수성 광감작제의 축적성을 우수하게 하여, 근적외선 조사 시 암세포를 사멸하는 효과를 더욱 증가시키므로 광역학을 이용한 질병의 치료에 유용하게 사용할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
<
실시예
8>
광감작제로서
프탈로시아닌
(
Zinc
Phthalocyanine
) 및
피오포바이드
a(Pheophorbide a)를 사용한 복합체의 제조
나아가 본 발명자들은 상기 플루로닉 F 127와 클로린 e6을 사용하여 복합체를 제조하였는데, 광감작제로서 클로린 e6 이외에 다른 광감작제인 프탈로시아닌(Zinc Phthalocyanine), 피오포바이드 a(Pheophorbide a) 및 포피린(Porphyrin)를 사용하여 복합체를 제조하였다. 이때 복합체의 제조는 상기 실시예 1에서 클로린 e6 대신 프탈로시아닌, 피오포바이드 a 및 포피린을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.
또한, 제조된 복합체에 대해 실제로 플루로닉 F 127와 프탈로시아닌, 플루로닉 F 127와 피오포바이드가 결합된 복합체가 형성되었는지 확인하기 위해 상기 실시예에서 수행한 동일한 방법으로 NMR 분석을 수행하였다.
분석 결과, 도 8에 나타낸 바와 같이, 클로린 e6 대신 프탈로시아닌(ZnPc), 피오포바이드 a(Pheo a) 및 포피린(Porphyrin)의 다른 광감작제를 사용한 경우 모두 새로운 복합체가 화학적 결합을 통해 제조되었다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이러한 결과를 통해 본 발명자들은 본 발명에 따른 복합체 제조에서 광감작제로서 클로린 e6, 프탈로시아닌, 피오포바이드 a 및 포피린(Porphyrin) 이외에도 다른 광감작제를 사용할 수 있을 것으로 예상할 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 대한 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.
Claims (12)
- 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체에 있어서,
상기 고분자는 생체적합성 고분자로써 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드(PEO-PPO) 양친매성 블록공중합체이고,
상기 광감각제는 클로린 e6(Chlorin e6), 프탈로시아닌(ZnPc, Zinc Phthalocyanine), 피오포바이드a(Pheophorbide a) 화합물 및 포르피린(phorphyrins) 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이며,
상기 복합체는 고분자와 상기 광감작제가 에스테르 결합을 통해 이루어져 있고,
상기 복합체는 수계에서 나노미립구 형태인 것을 특징으로 하는,
광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 복합체는 고분자로 PEO-PPO 양친매성 블록공중합체를 사용함으로써 광감작제 단독 사용보다 암 조직에 대한 선택도 및 축적률을 증가시켜 광역학 치료 효율을 향상시킬 수 있고, 정상세포에 대해서는 형광간섭으로 인해 광독성이 감소되어 안정성을 가지며, 고분자와 광감작제 간의 에스테르 결합으로 생체 내 효소에 의한 분해가 가능하여 형광간섭이 풀리는 경우에는 광감작제의 형광으로 암을 진단할 수 있는 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체. - 제1항 또는 제4항 중 어느 한 항에 따른 복합체를 유효성분으로 포함하는 암 치료용 조성물.
- 제5항에 있어서,
상기 암은 뇌종양, 양성성상세포종, 악성성상세포종, 뇌하수체 선종, 뇌수막종, 뇌림프종, 핍지교종, 두개내인종, 상의세포종, 뇌간종양, 두경부 종양, 후두암, 구인두암, 비강/부비동암, 비인두암, 침샘암, 하인두암, 갑상선암, 구강암, 흉부종양, 소세포성 폐암, 비소세포성 폐암, 흉선암, 종격동 종양, 식도암, 유방암, 남성유방암, 복부종양, 위암, 간암, 담낭암, 담도암, 췌장암, 소장암, 대장암, 항문암, 방광암, 신장암, 전립선암, 자궁경부암, 자궁내막암, 난소암, 자궁육종 및 피부암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 암 치료용 조성물. - (a) PEO-PPO 양친매성 블록공중합체를 유기용매에 용해시키는 단계;
(b) 광감작제와 촉매를 유기용매에 용해시키는 단계; 및
(c) 상기 (a)단계와 (b)단계에서 제조된 용액을 혼합하여 반응시키는 단계를 포함하고,
상기 유기용매는 디메틸설폭사이드(Dimethylsulfoxide: DMSO), 포름아마이드(Formamide) 및 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide: DMF)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이고,
상기 광감각제는 클로린 e6(Chlorin e6), 프탈로시아닌(ZnPc, Zinc Phthalocyanine), 피오포바이드a(Pheophorbide a) 화합물 및 포르피린(phorphyrins) 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이며,
상기 촉매는 4-디메틸아미노피리딘(4-Dimethylaminopyridine: DMAP), 1,3-디사이클로 헥실카보디미드(1,3-Dicyclohexyl carbodiimide: DCC) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 광역학 치료용 고분자-광감작제 복합체 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항 또는 제4항 중 어느 한 항에 따른 복합체를 유효성분으로 포함하는 암 진단용 조성물.
- 제11항에 있어서,
상기 암은 뇌종양, 양성성상세포종, 악성성상세포종, 뇌하수체 선종, 뇌수막종, 뇌림프종, 핍지교종, 두개내인종, 상의세포종, 뇌간종양, 두경부 종양, 후두암, 구인두암, 비강/부비동암, 비인두암, 침샘암, 하인두암, 갑상선암, 구강암, 흉부종양, 소세포성 폐암, 비소세포성 폐암, 흉선암, 종격동 종양, 식도암, 유방암, 남성유방암, 복부종양, 위암, 간암, 담낭암, 담도암, 췌장암, 소장암, 대장암, 항문암, 방광암, 신장암, 전립선암, 자궁경부암, 자궁내막암, 난소암, 자궁육종 및 피부암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 암 진단용 조성물.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20110093489 | 2011-09-16 | ||
| KR1020110093489 | 2011-09-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130030229A KR20130030229A (ko) | 2013-03-26 |
| KR101419124B1 true KR101419124B1 (ko) | 2014-07-11 |
Family
ID=48179864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120102146A KR101419124B1 (ko) | 2011-09-16 | 2012-09-14 | 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드 블록공중합체와 광감작제가 공유 결합된 광역학 치료용 복합체 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101419124B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101668561B1 (ko) | 2015-07-13 | 2016-10-21 | 원광대학교산학협력단 | 녹색형광단백질을 발현하는 유전자 및 로즈 벵갈을 이용한 암 질환의 광역학 치료용 조성물 및 이를 이용한 광역학 치료방법 |
| KR20180084335A (ko) | 2017-01-16 | 2018-07-25 | 주식회사 코어파마 | 적색형광단백질을 발현하는 유전자 및 틴 에틸 에티오푸르푸린을 이용한 광역학 치료용 조성물 및 이를 이용한 광역학 치료방법 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101537257B1 (ko) * | 2013-07-04 | 2015-07-17 | 다이아텍코리아 주식회사 | 광민감제의 주사가능한 조성물 |
| KR101871243B1 (ko) | 2015-03-31 | 2018-06-27 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 광감각제를 함유하는 세포, 이의 제조방법 및 이의 용도 |
| KR101700519B1 (ko) * | 2015-07-20 | 2017-01-31 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 카보네이트 결합을 이용한 광역학 치료용 고분자 나노접합체 및 이의 용도 |
| KR101736149B1 (ko) * | 2015-09-30 | 2017-05-17 | (주)나노팜 | 여드름 피부개선을 위한 광민감성 물질을 함유한 건식다중캡슐형 조성물 및 그의 제조방법 |
| KR101773037B1 (ko) * | 2015-10-06 | 2017-08-30 | 전남대학교산학협력단 | 멜라닌을 이용한 광열치료용 조성물과 이의 제조방법 |
| KR101725281B1 (ko) | 2015-11-11 | 2017-04-10 | 한국과학기술원 | 고분자 복합체 및 광역학적 화학요법 치료제 |
| KR102094200B1 (ko) * | 2017-02-28 | 2020-03-27 | 중앙대학교 산학협력단 | 인돌-3-아세트산을 포함하는 광역학 진단 또는 치료용 조성물 |
| KR102081666B1 (ko) * | 2017-04-07 | 2020-02-27 | 서울대학교산학협력단 | 암 치료용 약학 조성물 |
| KR102068609B1 (ko) * | 2018-04-27 | 2020-01-21 | 울산과학기술원 | 광감각제, 광감각제를 포함하는 조성물 및 광역동 치료 방법 |
| CN113648401B (zh) * | 2021-08-19 | 2023-07-04 | 沈阳药科大学 | 一种蛋白酶体抑制增敏光动力治疗的杂化纳米组装体及其制备与应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100100496A (ko) * | 2009-03-06 | 2010-09-15 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 온도 민감성 풀루란-락타이드 공중합체, 이로부터 형성된 나노입자, 및 그 제조방법 |
| KR20110101338A (ko) * | 2010-03-08 | 2011-09-16 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 광역학 진단 또는 치료를 위한 생체 적합성 고분자와 광감작제의 결합체 및 이의 제조방법 |
| KR20120007392A (ko) * | 2010-07-14 | 2012-01-20 | 한국과학기술연구원 | 수계 분산 근적외 광열 유기 나노 입자 및 이의 제조 방법과 용도 |
| KR20120135365A (ko) * | 2011-06-02 | 2012-12-13 | 한국과학기술연구원 | 중원자 분산제를 함유한 광역학 치료용 수계 분산 나노 광감작제 및 이의 제조 방법과 용도 |
-
2012
- 2012-09-14 KR KR1020120102146A patent/KR101419124B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100100496A (ko) * | 2009-03-06 | 2010-09-15 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 온도 민감성 풀루란-락타이드 공중합체, 이로부터 형성된 나노입자, 및 그 제조방법 |
| KR20110101338A (ko) * | 2010-03-08 | 2011-09-16 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 광역학 진단 또는 치료를 위한 생체 적합성 고분자와 광감작제의 결합체 및 이의 제조방법 |
| KR20120007392A (ko) * | 2010-07-14 | 2012-01-20 | 한국과학기술연구원 | 수계 분산 근적외 광열 유기 나노 입자 및 이의 제조 방법과 용도 |
| KR20120135365A (ko) * | 2011-06-02 | 2012-12-13 | 한국과학기술연구원 | 중원자 분산제를 함유한 광역학 치료용 수계 분산 나노 광감작제 및 이의 제조 방법과 용도 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101668561B1 (ko) | 2015-07-13 | 2016-10-21 | 원광대학교산학협력단 | 녹색형광단백질을 발현하는 유전자 및 로즈 벵갈을 이용한 암 질환의 광역학 치료용 조성물 및 이를 이용한 광역학 치료방법 |
| KR20180084335A (ko) | 2017-01-16 | 2018-07-25 | 주식회사 코어파마 | 적색형광단백질을 발현하는 유전자 및 틴 에틸 에티오푸르푸린을 이용한 광역학 치료용 조성물 및 이를 이용한 광역학 치료방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130030229A (ko) | 2013-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101419124B1 (ko) | 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드 블록공중합체와 광감작제가 공유 결합된 광역학 치료용 복합체 | |
| US10960078B2 (en) | Amphiphilic drug-drug conjugates for cancer therapy, compositions and methods of preparation and uses thereof | |
| CN105188717B (zh) | 卟啉修饰末端树枝状聚合物 | |
| KR102081666B1 (ko) | 암 치료용 약학 조성물 | |
| KR101847187B1 (ko) | 광역학 진단 또는 치료를 위한 결합체 및 이의 제조방법 | |
| US10646472B2 (en) | Composition comprising a photosensitive compound in a polymeric nanoparticle, and a method of using the composition | |
| Hang et al. | Controllable photodynamic performance via an acidic microenvironment based on two-dimensional metal-organic frameworks for photodynamic therapy | |
| KR101452819B1 (ko) | 환원제 반응형 이황화물 연결자 함유 고분자-광감각제 결합체 및 이를 포함하는 형광 영상 진단 및 광역학 치료용 조성물 | |
| KR102065711B1 (ko) | 종양 인식형 광감각제-약물 접합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 종양 예방 또는 치료용 약학 조성물 | |
| HUE031075T2 (en) | Cationic bacteriochlorophyll derivatives and their applications | |
| JP2019511442A (ja) | 診断分析及び薬物送達のためのカーボンドット | |
| WO2015026963A2 (en) | Phthalocy anine-dendrimer compositions and a method of using | |
| Denora et al. | TSPO-targeted NIR-fluorescent ultra-small iron oxide nanoparticles for glioblastoma imaging | |
| Lin et al. | Aggregation-induced emission (AIE)-Based nanocomposites for intracellular biological process monitoring and photodynamic therapy | |
| KR101608122B1 (ko) | 효소 민감성 폴리아미노산과 접합된 광응답제 또는 소광제 및 광역학 치료를 위한 소수성 약물 봉입 나노입자 | |
| Moukheiber et al. | Surfactant-stripped pheophytin micelles for multimodal tumor imaging and photodynamic therapy | |
| Zheng et al. | Linear and high-molecular-weight poly-porphyrins for efficient photodynamic therapy | |
| CN111195352A (zh) | 基于岩藻多糖的诊断治疗剂组合物 | |
| KR102041246B1 (ko) | 양쪽이온성 알긴산 유도체 및 이를 포함하는 조영제 조성물 | |
| CN105582541B (zh) | 聚乙二醇化的氧化石墨烯-卟啉二聚体盐复合物及其用途 | |
| KR101578267B1 (ko) | 광역학 치료를 위한 덴드리머 형태의 폴리아미노산 기반 수용성 광응답제 및 이의 제조방법 | |
| Jiang et al. | Theranostic Nanoprobes with Aggregation‐Induced NIR‐II Emission: from Molecular Design to Biomedical Application | |
| JP2011518891A (ja) | クロリンｅ６−葉酸結合化合物およびキトサンを含有する癌治療用薬学的組成物 | |
| KR101459226B1 (ko) | 광역학 치료를 위한 폴리아미노산 기반의 수용성 광응답제 및 이의 제조방법 | |
| KR102574572B1 (ko) | 알긴산-엽산 컨쥬게이트의 제조방법, 이로부터 제조된 알긴산-엽산 컨쥬게이트 및 이를 포함하는 약학 조성물 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170602 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190603 Year of fee payment: 6 |