KR101597333B1

KR101597333B1 - 생분해성 단일-상 점착성 히드로겔

Info

Publication number: KR101597333B1
Application number: KR1020107014771A
Authority: KR
Inventors: 에스텔 마리 피롱; 기 비탈리
Original assignee: 라보라뚜와 비바시
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2008-12-08
Publication date: 2016-02-24
Also published as: BRPI0821046B1; JP2014184331A; KR20100118102A; MX2010006248A; JP5571562B2; CN101925348B; US20140142190A1; PT2572702E; JP2011505883A; PL2231108T3; CA2708023C; US9919076B2; US20210322636A1; PL2572702T3; EA201070696A1; JP5883076B2; IL206166A; AU2008333132B2; UA99161C2; WO2009071697A1

Abstract

본 발명은 단일-상 히드로겔 형태로 혼합에 의해 상호침투되기 전에 가교되는, 동일하거나 서로 다른 x 폴리머의 균일 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기에서 가교된 폴리머는 수불용성이며 상호 간에 혼화가능하고, x는 2 내지 5인 것인, 생분해성 단일-상 점착성 히드로겔에 관한 것이다. 일 구체예에서, 본 발명에 따른 히드로겔은 x 폴리머가 동일하거나 서로 다른 가교도를 갖는 것을 특징으로 하며, 하나 이상의 x 폴리머는 y1의 가교도를 갖고, 하나 이상의 x 폴리머는 y2의 가교도를 가지며, y1은 y2보다 크거나 동일한 값을 갖는다. 또한 본 발명은 본 발명에 따른 히드로겔을 수득하는 방법 및 그의 용도, 예를 들면 점성보충(viscosupplementation) 조성물 또는 주름 필링(filling)용 조성물의 제제화를 위한 용도에 관한 것이다.

Description

생분해성 단일-상 점착성 히드로겔{Biodegradable single-phase cohesive hydrogel}

본 발명은 예를 들면, 미용 용도(esthetic application) 또는 의약적 용도를 갖는, 가교된 생분해성 히드로겔 분야에 관한 것이다.

미용 용도 중에서, 예를 들면 잔주름, 주름 및 피부 결손(skin defect)의 필링(filling in) 및 볼륨(volume)의 증대가 언급될 것이다.

의약적 용도 중에서, 예를 들면 괄약근 부전에 의한 요실금의 치료를 위한 요도주위(periurethral) 주사, 특히 복막 유착을 예방하기 위한 수술후 주사, 체액 부족을 대체하기 위한 주사 (특히 윤활액 부족을 대체하기 위한 관절내 주사) 및 레이저를 이용한 공막 절개(scleral incision)에 의한 원시 수술에 수반되는 주사가 언급될 것이다.

상기 모든 용도에 있어서, 사용되는 히드로겔은, 우수한 "주사성(injectability)"을 보장하기 위해 인 비보(in vivo) 지속성(persistence), 유동(rheology) 및 점성의 측면에서 최적화된 성질을 나타내야 하며, 상기 히드로겔은 용도에 따라 다양한 크기의 바늘을 사용한 주사에 의해 적용되나, 주사후 반응(postinjection reaction)을 최소화하기 위해 가능한 한 얇은 것이어야 한다.

상기 성질들은 때때로 공존할 수 없기 때문에(incompatible), 다양한 성질들의 최적화는 종종 만족스럽지 않은 타협을 초래한다. 구체적으로, 인 비보 지속성을 향상시키기 위해서는 가교도를 증가시키는 것이 바람직하나, 가교도를 증가시킴과 동시에 필연적으로 "주사성"은 감소한다.

많은 해결책들이 제안된 바 있으며, 이들 중 주사용 매질(injection vector) 중에 분산된, 영구성 입자 또는 매우 느리게 생분해되는 입자, 예를 들면 콜라겐 겔 중 PMMA(폴리메틸 메타크릴레이트) 입자 (Artecoll), 가교된 소듐 히알루로네이트 겔 중 아크릴 히드로겔 입자 (Dermalive, Dermadeep) 또는 수성 매질 중 폴리락트산 또는 폴리락티트 (PLA) 입자 (New Fill, Sculptra, PLA는 입자 크기에 따라 1 내지 4년 내에 재흡수됨)에 기초한 조성물을 언급할 것이다.

이 보형물들은 고체 입자들, 특히 이들이 원형이 아니며 영구성(permanent nature)을 갖는 경우, 그에 기인한 강력한 부작용의 결과로 논쟁의 대상이 되고 있다. 보고된 합병증 중에서, 염증, 부종 및 육아종이 언급될 수 있다.

또한 가교된 다당류 또는 비가교된 다당류, 필수적으로 소듐 히알루로네이트에 기초한 생분해성 보형물이 언급될 수 있다.

이러한 단점들을 해결하기 위해, 대다수의 종래 기술 문헌들, 예를 들어 Anteis S.A.에 의한 출원 FR　2865737, 또는 Corneal Industrie S.A.에 의한 출원 FR　2861734에서 개시된 생성물들은 바람직한 인 비보 지속성, 유동 및 점성을 나타내는 혼합물을 얻기 위해, 폴리머 혼합물에 대해 수행되는 가교화에 의해 수득된다.

또다른 해결책은 상호침투 폴리머 네트워크 IPN (interpenetrating polymer networks) 또는 세미(semi)-상호침투 폴리머 네트워크 (세미-IPN)를 사용하는 것으로, 이는 예를 들어 하나 이상의 다당류를 가교되지 않은 하나 이상의 다른 다당류의 존재 하에서 가교시킴으로써 수득되는 다당류의 세미(semi)-상호침투 폴리머 네트워크로 이루어진 조성물을 개시하는, Innomed에 의한 출원 WO　2005/061611 또는, 예로 방사선에 의해 순차적으로 가교되는 둘 이상의 다당류로 이루어지며, 폴리머들은 상호 독립적으로 가교되나 상호침투하여 IPNs를 형성하는 것인 조성물을 개시하는, MIT (Massachusetts Institute of Technology)에 의한 출원 US　6224893에서와 같이, 상기 성질들을 최적화하고 목적하는 성질을 나타내는 조성물을 얻을 수 있게 한다.

주사용 2상 조성물 또한 제안된 바 있다. 특허출원 FR　2733427은 연속상 및 히드로겔의 불용성 절편(fragment)들로 이루어진 분산상을 포함하는 조성물을 개시한다. 수성 연속상은 분산상 절편의 주사를 위한 비히클(vehicle)로서 작용한다.

그러나, 상기 다양한 해결책들이 완전히 만족스러운 것은 아니다.

2상 겔에 관하여, 부반응(side reaction) 측면에서의 단점이 문헌에 개시된 바 있으며, 이들의 주사성 수준은 제어가 어려울 수 있는 입자 크기로 인해, 일정하지 않다.

또한, 가교된 다당체 겔의 분해에 관여하는 주된 메커니즘은 근본적으로 표면 무작위 메커니즘(surface and random mechanism)으로, 이는 보다 넓은 분해 표면적을 갖는 2상 생성물에 대해 더욱 확연하다.

출원 FR　2865737 또는 FR　2861734에 개시된 것과 같은, 혼합물에 가교화를 수행하여 수득되는 생성물 또는 IPNs 또는 세미-IPNs에 있어서, 이들의 완전한 단일상 또는 네트워크의 상호침투는, 인 비보에서의 우수한 지속성 및 거의 또는 완전한 부반응의 제거를 보증함에도 불구하고, 특히 천연 폴리머의 혼합물에 때때로 선택적 가교화를 행함에 있어, 예를 들면, 분자량에 있어서의 가변성으로 인한 기술적 어려움이 존재하여 만족스러운 해결책을 제공하지 못하였다. 이러한 생성물들은 뱃치(batch) 간에 물리적 성질의 완전한 재현성을 보장할 수 없어, 산업적 운용에 어려움을 야기한다.

본 발명은 상기의 다양한 단점들을 해결할 수 있게 한다.

본 발명은 단일상 히드로겔 형태로, 혼합에 의한 상호침투 전에 가교되는 동일하거나 서로 다른 x 폴리머의 균일 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는, 생분해성 단일상 점착성(cohesive) 히드로겔로 구성되며, 상기 가교된 폴리머는 수불용성이며 상호간 혼화가능하고(miscible), x는 2 내지 5이다.

본 발명에 따른 겔의 점착성 및 단일상 성질은, 구성성분 겔들의 분리 가능성 없이 그의 안정성 및 통합성(unity)을 유지하는 상기 겔의 성질을 의미하는 것으로 이해된다,

용어 "혼합(mixing)"은 상호간 공유 결합의 생성이 없는 x 폴리머의 병치(juxtaposition)를 의미하는 것으로 이해된다. 극성 작용기 및 수성 매질의 존재로 인해 다양한 폴리머 간 상호작용이 발생한다: 이러한 상호작용은 저에너지의 약한 결합으로, 예를 들면 분자간 수소 결합(hydrogen bridge), 또한 이온 결합과 같은 힘들을 포함한다.

그와 같이 얻어진 혼합물은 IUPAC 정의에 따른 의미 내의 IPN은 아니지만, IPNs의 혼합물과 견줄 만한 성질들을 나타낸다; 이는 상기 정의가 미리 가교화된 네트워크의 혼합물을 배제하기 때문이다. 그러나 본 경우에서는, 미리 가교화된 점착성 겔들은 긴밀하게(intimately) 혼합되어, 그들 사이에 약한 사슬간 결합을 생성한다.

이들은 상호 간에 분리될 수 없게 되어, 서로 얽힌(interwind) 가교화 겔의 네트워크를 생성하며, 그 응집성(cohesiveness)은 IPNs의 그것과 비슷하다.

그와 같은 생성물은 후자의 사용에 있어서의 단점 없이도 IPN 네트워크의 장점을 나타내며, 각각의 구성성분 겔에 있어서 상이한 가교도를 이용하여 (또는 겔들이 매우 상이한 분자량을 갖는 경우, 동일한 가교도를 이용하여), 최종 수화 전에는 밀도가 보다 높거나 낮은 네트워크를 형성할 수 있게 하고, 혼합 후에는, 혼합 전 상기 다양한 구성성분 겔들의 성질을 측정함으로써 "조정될(adjusted)" 수 있는 유동학적 성질을 갖는 생성물을 수득할 수 있게 한다.

따라서 가교 반응은 분리된 폴리머에 대해 수행될 수 있으며, 그에 의해 선택성의 문제를 피할 수 있다.

따라서 구현(implementation)이 용이하며, 뱃치(batch)마다 그 성질 (특히 분자량)이 다양할 수 있는, 천연 생성물을 사용하는 동안의 최종적인 필요조건들을 충족시킬 수 있도록 한다.

또한, 각각의 겔들은 상호 독립적으로 가교되므로, 가교 조건의 구현이 간단하다.

그와 같이 수득된 혼합물은, 입자를 바탕으로 한 조성물의 사용에서 관찰되는 부작용을 초래하지 않고도, 각각의 다양한 구성성분 겔들의 장점을 결합시키는 것과 동시에 그 단점을 최소화할 것이다.

주사성 및 지속성에 있어서 얻어진 성질들의 최적화 및 상승 효과(synergy)가 관찰될 것이다.

서로에 대해 상호적으로 영향을 미치는 두 파라미터의 최적화의 결과로서 상승효과가 얻어지며, 낮은 가교화(crosslinking)는 주사성에 유리하고 지속성에 불리하며, 고도의 가교화는 지속성에 유리한 반면 주사성에 불리하다.

네트워크의 각각의 성질들은 상호 보완적이다; 따라서 가장 높은 탄성 파라미터를 갖는 겔은, 최소로 가교화된 겔과 비교하여 조합물의 탄성 파라미터의 상승을 야기한다. 한편, 주사성에 있어서 (생성물의 점성과 관련됨), 가장 낮은 수준의 주사성을 갖는 겔은 조합물의 주사성 수준을 감소시킬 수 있다. 따라서 수득된 혼합물의 탄성 및 점성 파라미터의 상승효과와 함께 최종 혼합물의 특성들이 최적화되며, 상기 특성들은 각 구성성분 겔들의 각각의 비율 및 표적으로 하는 병리에 따라 변형될 수 있다.

따라서 각각의 x 폴리머들의 비율을 조정함으로써 혼합물의 점성을 변화시킬 수 있다. 과도하게 유동적인 최종 혼합물의 경우, 고도로 가교화된 폴리머의 첨가는 적당한 수준의 주사성을 얻도록 해줄 수 있다. 역으로, 과도하게 점성이 높은 최종 혼합물의 경우, 약하게 가교화된 폴리머의 첨가가 조합물의 주사성 정도를 감소시킬 수 있을 것이다.

따라서, 어떤 용도를 목적으로 하든지 간에, 일반적으로 사용되는 것보다 더욱 얇은 바늘의 사용은 염증 반응 및 주사후 외상(postinjection trauma)을 감소시킬 수 있을 것이다.

상기 특성들은 재현가능하므로(reproducible), 겔의 지속성은 개체-간 차이를 나타내는 요인들과 별개로, 알려지고 예측가능할 것이며, 주사성의 재현성은 많은 부작용의 작용 및 제거의 우수한 제어를 가능하게 할 것이다.

히드로겔은, 그 조성으로 인해, 혼합된 겔의 수 및 가교도에 의존적인 분해 속도론(decomposition kinetics)을 나타낼 것이다. 이는 분해 속도론이 몇 가지 파라미터에 의존하기 때문이다: 가교도, 폴리머의 농도 및 가교 시점에 사용되는 폴리머의 분자량.

분해 속도는 느려질 것이다: 이는 다양한 지속도(degree of persistence)를 갖는 겔들을 균일 혼합하는 것이, 피부 또는 대체된 체액 중에 존재하는 자유 라디칼 또는 효소 (히알루로니다아제 등)를 통한 겔의 무작위적 분해(random cleavage)를 "희석시키는(diluting)" 효과에 의해 전체 지속성을 강화시킬 수 있을 것이기 때문이다. 따라서 그와 같이 제조된 완성 생성물은, 여전히 완전한 생분해성을 가지면서도, 동등한 주사성 수준에 대해 지속성이 보다 우수할 것이다.

지속성은 2 내지 x 가교된 겔에 가교 또는 화학 결합의 밀도를 상승시키면서 상기 둘의 기계적 및 화학적 독립성을 유지함으로써, 네트워크의 상호침투의 결과로서 최적화될 것이다. 따라서, 자유 라디칼의 무작위적 공격은 단순한 단일-상 겔 (1 네트워크로, 표면에서 결합의 약화가 더 빠르며, 화학 결합의 밀도가 더 낮음)과 비교했을때 통계적으로 더 낮다. 효소 또는 CD44 항원에 의한 분해에 있어 겔의 핵으로의 접근성 또한 훨씬 더 어려워질 것이다. 또한, 미리 가교된 각각의 단일상 겔에서 서로 다른 분자량의 사용은, 보다 밀도가 높거다 낮은 구조, 또는 그물 세공(meshwork)을 갖는 네트워크를 형성할 수 있게 하고, 그에 따라 인 비보 지속성을 더 강화시킬 수 있을 것이다.

일 구체예에서, 본 발명에 따른 히드로겔은 폴리머들이 다당류로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.

일 구체예에서, 본 발명에 따른 히드로겔은 폴리머들이 폴리락트산 및 그 유도체, N-비닐피롤리돈, 폴리비닐산, 폴리아크릴아미드 및 아크릴산 폴리머 및 생물학적으로 허용가능한 유도체들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.

다당류들은 히알루론산, 케라탄, 헤파린, 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체, 알긴산, 잔탄, 카라기난(carrageenan), 키토산, 콘드로이틴 및 그의 생물학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

알 구체예에서, x 다당류 중 하나 이상은 히알루론산 및 그의 생물학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

또다른 구체예에서, 본 발명에 따른 히드로겔은 x 다당류 중 하나 이상이 셀룰로오스 유도체 및 그의 생물학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.

또다른 구체예에서, 본 발명에 따른 히드로겔은 x 다당류 중 하나 이상은 콘드로이틴 및 그의 생물학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.

또다른 구체예에서, 본 발명에 따른 히드로겔은 x 다당류 중 하나 이상은 키토산 및 그의 생물학적으로 허용가능한 염과 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 히드로겔에서 사용될 수 있는 다당류는 당해 기술분야에 공지된 모든 종류의 것일 수 있고, 바람직하게는 박테리아 발효에 의해 생산되는 다당류들로부터 선택된다. 일반적으로, 본 발명과 관련하여 사용될 수 있는 다당류는 약 0.02 내지 약 6 MDa, 바람직하게 약 0.04 내지 약 4 MDa, 및 더욱 바람직하게는 약 0.05 내지 약 3 MDa의 분자량 MW을 나타낸다.

히알루론산 및 그의 염, 특히 나트륨염, 칼륨염 또는 칼슘염과 같은 생리학적 관점에서 허용가능한 염들이 특히 바람직하며, 나트륨염이 유용하다.

유용하게는 콘드로이틴 술페이트 및 그의 염, 및 히드록시프로필메틸셀룰로오스 또는 카르복시메틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 유도체, 및 상기 중 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

소듐 히알루로네이트는, 피내 주사, 관절내 주사, 복막내 주사 및 다른 주사에서 중요한 그의 반동성(recoil)으로 인해 특히 유용한 성질을 나타내며, 또한 우수한 유동학적 성질을 가지므로, 본 발명에 따른 히드로겔의 구성성분 겔은 바람직하게는 소듐 히알루론산을 바탕으로 한다.

일 구체예에서, x 폴리머들은 동일한 것이다.

일 구체예에서, x 폴리머들은 서로 다른 것이다.

일 구체예에서, 본 발명에 따른 히드로겔은 x가 2인 것을 특징으로 한다.

특정한 구체예에 따르면, x 다당류 중 제1 다당류는 히알루론산 및 그의 염, 셀룰로오스 유도체 및 그의 염 및 잔탄으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 제2 다당류는 콘드로이틴 술페이트 및 그의 염, 키토산 및 그의 염과 유도체, 셀룰로오스 유도체 및 그의 염, 및 알긴산으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또다른 특정한 구체예에서, x 폴리머 중 제1 폴리머는 히알루론산 및 그의 염, 셀룰로오스 유도체 및 그의 염 및 잔탄으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 제2 폴리머는 폴리락트산 및 그의 유도체 및 아크릴산 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된다.

일 구체예에 따르면, x 폴리머 중 제1 폴리머는 소듐 히알루론산의 군으로부터 선택되고 제2 폴리머는 콘드로이틴 술페이트 및 그의 염, 키토산 및 그의 염과 유도체, 셀룰로오스 유도체 및 그의 염 및 알긴산으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

본 발명에 따른 히드로겔에서, 약하게 가교된 다당류에 대한 고도로 가교된 다당류의 중량비는, 사용된 다당류의 성질(nature), 그들 각각의 가교도 및 목적으로 하는 최종 성질에 따라 매우 광범위한 비율 내에서 달라질 수 있다.

일반적으로, 완성된 생성물에서 고도로 가교된 다당류의 중량비는, y1의 가교도를 나타내는 겔 1 중 약 0.1 내지 99.9%, 바람직하게 5 내지 50%이고, y2의 가교도를 나타내는 겔 2 중 50 내지 95%이며, 또는 훨씬 더 바람직하게는 y1의 가교도를 나타내는 겔 1 중 10 내지 40%이고 y2의 가교도를 나타내는 겔 2 중 60 내지 90%이다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 생분해성 히드로겔의 제조 방법에 관한 것이다: 이 방법은 용도에 따라 목적하는 유동학적 성질을 정하는 명세기준(specifications)을 개발하는 단계를 포함한다.

지속도의 결정을 위해서는 탄성을 표적으로 하며, 상기 탄성은 가교도에 기인하고, 주사성의 결정을 위해서는 가교도와도 관련된, 높은 전단율(shear rate)에서의 점도를 설정한다: 이 파라미터들은 출발 물질, 특히 그의 분자량에 의존한다.

구성성분 겔의 가교도 및 각각의 비율을 설정함으로써, 본 발명에 따른 생분해성 단일상 점착성 히드로겔의 제조 방법은 최소한 하기 단계들을 포함하는 것을 특징으로 한다:

- 제1 폴리머를 y1의 가교도로 가교시키는 단계

- 제2 폴리머를 y2의 가교도로 가교시키는 단계

- 상기 두 폴리머의 긴밀한(intimate) 혼합에 의한 상호침투 단계

- 수화시키는 단계

- 수화 후 최종 혼합에 의한 최종 상호침투 단계.

수화는 예를 들면, 등장의 완충용액 중에 침지시키거나, 등장의 완충용액을 첨가함으로써 수행된다.

일 구체예에 따라, 상기 방법은 가교된 x 폴리머들을 혼합하기 전에 x 폴리머들을 가교시키는 x 단계들을 추가적으로 포함한다.

수화는, 사용된 다당류의 성질, 그들 각각의 가교도 및 예상되는 용도에 따라 광범위하게 달라질 수 있는, 최종 농도를 얻기 위해, 일반적으로 수성 매질 중에서 가교된 겔의 혼합물과 수성 용액, 유용하게는 완충 생리 수용액의 단순한 혼합에 의해 수행된다. 사용될 수 있는 완충 용액은, 예를 들면, 약 6.8 내지 약 7.5의 pH를 나타내는 생리적 등장 용액(osmolar physiological solution)일 수 있다.

히드로겔 중 총 다당류의 최종 농도는 일반적으로 약 5 내지 약 100 mg/g, 바람직하게는 약 5 내지 약 50 mg/g이며, 예를 들면 약 20 mg/g이다.

따라서 본 발명의 방법은, 주사될 수 있고 장시간의 지속성을 갖는 생분해성 단일상 점착성 히드로겔을 수득할 수 있게 한다.

전술된 제조 방법에서, 상기 두 가교 단계는 동일하거나 상이한 pH 값을 갖는 매질 중에서 수행된다. 각각의 단계는 산성 또는 염기성 매질, 바람직하게는 염기성 매질에서, 예를 들면 8 내지 14, 바람직하게는 8 내지 13의 pH에서 수행될 수 있다.

본 발명의 방법에서 사용되는 가교 단계는 당업자에게 잘 알려진 반응이다. 각각의 다당류 및/또는 가교제에 있어서, 당업자는 상기 다당류 및 상기 가교제에 따른 가교 조건을 개발 및 최적화할 수 있다: 가교도, 온도, pH. 그러나, 상기 가교 단계는 앞에서 지적된 바와 같이, 산성 pH 또는 염기성 pH이든지 간에, 일정한 pH에서 수행된다는 것이 명시된다.

가교 단계에 포함된 가교제들은 일반적으로 다양한 종류의 이기능성 또는 다기능성 가교제이며, 예를 들면, 알칼리성 매질 중 DVS (디비닐 술폰) (US 4582865 참조), 이기능성 또는 다기능성 에폭시 화합물 (US 4716154 참조), 카르보디이미드, 또는 포름알데히드 (GB 2151244 참조)로부터 선택될 수 있다.

이중에폭시드 또는 다중에폭시드(bi- or polyepoxide) 형의 작용제가 특히 바람직하며, 반응은 염기성 매질 중에서 일어나 다당류의 -OH 작용기에서 에테르 결합을 생성시키거나, 또는 산성 매질 중에서, 에스테르형 결합을 생성시킨다. 특허 출원 WO2000/46253은 다당류의 가교를 최적화하기 위해, 이들 두 pH 조건을 성공적으로 이용하였다. 그러나, 가교 반응을 염기성 pH 조건하에서 수행하는 것이 바람직하며, 이는 수성 매질 중에서 산성 매질에서 생성되는 에스테르 결합이 염기성 매질에서 생성되는 에테르 결합에 비해 일반적으로 더욱 불안정하기 때문이다.

가교제로, 에폭시드 또는 그 유도체, 및 특히 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르 (BDDE), 디에폭시옥탄 또는 1,2-비스(2,3-에폭시프로필)-2,3-에틸렌을 사용할 수 있다. 매우 특별하게는, 각각의 가교 단계에 있어서 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르 (BDDE)의 사용이 바람직하다.

각각의 가교 단계들은 하나 이상의 가교제를 사용하여 수행될 수 있으며, 둘 이상의 가교제를 사용하는 경우, 앞에서 명시된 pH 조건에서, 이들은 상기 단계들 중 어느 하나에서 서로 동일하거나 상이한 것일 수 있다.

각각의 가교 단계 후, 반응하지 않은 잔류 가교제를 제거하기 위해, 상기 다당류는 유용하게는 통상적인 정제 기술(예를 들면 연속적 물줄기를 이용한 세척, 투석조(dialysis bath) 등)에 따라 정제될 수 있다

또한 가교 단계에 이어, 유용하게는, 예를 들어 적당량의 1 N 염산의 첨가에 의한 중화 단계 (즉, 약 pH 7까지 중화시킴)가 수반될 수 있다.

본 발명에 따른 히드로겔에서, x 폴리머들은 서로 다른 가교도를 나타내며, 상기 x 폴리머 중 하나 이상은 y1의 가교도를 나타내고, 상기 x 폴리머 중 하나 이상은 y2의 가교도를 나타내며, y1은 y2보다 크다.

일 구체예에서, 본 발명에 따른 히드로겔에서, x 폴리머들은 동일한 값의 가교도를 나타내며, 상기 폴리머들은 서로 다른 분자량을 가질 수 있는 것으로 이해된다,

일 구체예에서, y1 및 y2는 0.02 내지 0.4이고 바람직하게 0.08 내지 0.2이다.

가교의 종결에 있어서, 수득된 겔을 당해 기술분야에서 공지된 표준 방법에 따라, 예를 들면 가교가 염기성 매질에서 수행된 경우 산의 첨가, 및 가교가 산성 매질에서 수행된 경우 염기의 첨가에 의해, 중화시키는 것이 유용할 수 있다.

상기 과정의 종결로 수득된 혼합물은 예상되는 용도에 적합한 주사용 히드로겔의 형태로 겔을 수득하기 위해, 선택적으로 추가적인 수화 단계를 거칠 수 있다.

본 발명은 점성보충(viscosupplementation) 조성물의 제제화(formulation)에서 본 발명에 따른 히드로겔의 용도에 관한 것이다.

본 발명은 주름 내 필링(filling in wrinkle)용 조성물의 제제화에서 본 발명에 따른 히드로겔의 용도에 관한 것이다.

표적으로 하는 용도는 더욱 특별하게는, 다음의 질병 또는 시술(treatment)에서 사용되거나 또는 잠재적으로 사용될 수 있는, 주사용 다당류 점탄성(viscoelastic) 생성물과 관련하여 흔히 관찰되는 용도이다:

- 성형용(cosmetic) 주사: 주름, 피부 결손 또는 볼륨의 결손 (광대뼈, 턱, 입술)의 필링(filling) 목적;

- 골관절염의 치료, 윤활액 부족을 대체 또는 보충하기 위한 관절 내 주사;

- 괄약근 부전(sphincter insufficiency)으로 인한 요실금의 치료에서 요도주위(periurethral) 주사;

- 특히 복막 유착 예방 목적의 수술후 주사;

- 레이저를 이용하는 공막 절개에 의한 원시교정용 수술에 수반되는 주사;

- 유리 체강(vitreous cavity)내 주사.

더욱 특별하게는, 성형 수술에서, 그 점탄성 및 지속성에 따라, 본 발명에 따른 히드로겔은 하기에 사용될 수 있다:

- 잔주름, 중간 정도의 주름 또는 깊은 주름 내 필링용으로서, 가는 바늘 (예를 들면, 27-게이지)을 사용하여 주사될 수 있음.

- 보다 넓은 직경, 예를 들면 22 내지 26 게이지, 및 보다 긴 길이 (예를 들면, 30 내지 40 mm)를 갖는 바늘을 통한 주사용 볼륨부여(volumizing) 제품; 이 경우, 그의 점착 성질은 상기 히드로겔이 주사 부위에서 머물도록 보장할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 히드로겔은 또한 관절 수술, 및 예를 들면 치주낭(peridontal pocket) 내 필링을 위한, 치과 수술에서 중요한 용도를 갖는다.

이러한 구현예들은 결코 제한적인 것이 아니며, 본 발명에 따른 히드로겔은 보다 광범위하게, 하기의 목적으로 제공된다:

- 볼륨의 필링;

- 특정한 조직 내에 공간을 생성함으로써, 그들의 최적의 기능수행을 촉진;

- 부족한 체액의 보충.

또한 본 발명에 따른 히드로겔은, 미리 내부에 분산시킨 하나 (또는 그 이상)의 활성 성분(들)을 방출하기 위한 매트릭스(matrix)로서 전적으로 유용한 용도를 가질 수 있다. 용어 "활성 성분(active principle)"은 약리적으로 활성인 모든 산물을 의미하는 것으로 이해된다: 의약학적 활성 성분, 항산화 활성 성분 (소르비톨, 만니톨 등), 소독(antiseptic) 활성 성분, 항염증 활성 성분, 국소 마취 활성 성분 (리도카인 등) 등.

실제에서는, 본 발명에 따른 히드로겔은, 바람직하게 정제 및 수화로 히드로겔을 얻은 후에, 예를 들면 주사기에 포장되며, 직접 판매 및/또는 사용될 수 있도록 하기 위해, 자체로서 공지된 모든 수단에 따라 (예를 들면, 고압증기살균(autoclaving)에 의해) 멸균될 수 있다.

또다른 양태에 따라, 본 발명은 멸균된 주사기에 포장된, 본 발명에 따른 히드로겔을 포함하는 키트에 관한 것이다.

본 발명에 따른 겔의 특성을 하기 실시예에서 보여줄 것이다.

실시예

가교도:

후술되는 실시예에서 가교도 x는 하기와 같이 정의된다:

x = 반응 매질 내로 도입된 가교제의 몰 수 / 반응 매질 내로 도입된 총 이당류 단위(unit)의 수.

실시예 1:

겔 1의 가교화

단계 a): 비가교화 ( noncrosslinked ) 겔 형태로의 소듐 히알루로네이트 섬유의 수화

주사용 등급(injectable grade)의 소듐 히알루로네이트 섬유 (1 g: 분자량: 약 2.7 MDa)를, 용기 내에서 무게를 측정한다. 물 중 1% 소듐 히알루로네이트 수용액 (7.4 g)을 첨가하고, 그 합쳐진 혼합물을 약 1시간 동안, 외기와 동일한(ambient) 온도 및 900 mmHg에서, 스패튤라(spatula)를 사용하여 균질화한다(homogenize).

단계 b): 가교화

BDDE (65 mg)을 전 단계에서 수득된 비가교화 소듐 히알루로네이트 (NaHA) 겔에 첨가하고, 그 합쳐진 혼합물을 약 30 분 동안 외기와 동일한 온도에서 스패튤라를 사용하여 균질화한다. 뒤이어 상기 혼합물을 50 ℃에서 2시간 20분 동안 수조에 두어 약 0.14의 가교도 y1을 얻는다.

단계 c): 중화, 정제

뒤이어, 가교화된 최종 겔을 1N HCl의 첨가에 의해 중화시킨 후, pH를 안정화하고 30 mg/g의 HA가 될 때까지 수화 또는 팽윤(swelling)될 수 있도록, 인산 완충액 수조 내에 둔다. 통상적으로 사용되는 방법으로 가교화된 NaHa 히드로겔이 수득된다: 약 30 mg/g의 HA 농도를 갖는 G1.

겔의 일부분을 상기 농도에서 저장시키고, 다른 부분은 최종적으로 20 mg/g의 HA가 얻어지도록 인산 완충액을 첨가하여 희석시킨다. 뒤이어 이 겔을 균질화하고, 그 후 고압증기멸균(autoclaving)에 의해 멸균된 주사기 내에 충전시킨다: 멸균 주사기는 20 mg/g의 겔 G1을 포함한다.

겔 2의 가교화

단계 a): 비가교화 겔 형태로의 소듐 히알루로네이트 섬유의 수화

주사용 등급의 소듐 히알루로네이트 섬유 (1 g: 분자량: 약 1.5 MDa)를, 용기 내에서 무게를 측정하고 미리 건조시킨다. 물 중 1% 소듐 히알루로네이트 수용액 (6.3 g)을 첨가하고, 그 합쳐진 혼합물을 약 1시간 동안, 외기와 동일한 온도 및 900 mmHg에서, 스패튤라를 사용하여 균질화한다.

단계 b): 가교화

BDDE (43 mg)을 전 단계에서 수득된 비가교화 소듐 히알루로네이트 (NaHA) 겔에 첨가하고, 그 합쳐진 혼합물을 약 30 분 동안 외기와 동일한 온도에서 스패튤라를 사용하여 균질화한다. 뒤이어 상기 혼합물을 50 ℃에서 2시간 20분 동안 수조에 두어 약 0.09의 가교도 y2을 얻는다.

단계 c): 중화, 정제

뒤이어 가교화된 최종 겔을 1N HCl의 첨가에 의해 중화시킨 후, pH를 안정화하고 30 mg/g의 HA가 될 때까지 수화 또는 팽윤(swelling)될 수 있도록, 인산 완충액 수조 내에 둔다. 그에 따라 통상적으로 사용되는 경로에 의해 가교화된 NaHa 히드로겔이 수득된다: 약 30 mg/g의 HA 농도를 갖는 G2.

실시예 2:

10% G1 - 90% G2 비율로의 겔 1 및 겔 2의 혼합/상호침투

10%/90%에서의 겔 G1 및 G2 의 혼합/상호침투

30 mg/g의 겔 G2 18 g의 무게를 달고, 전단계 c)의 마지막에 얻어진 겔 G1 (30 mg/g의 G1) 2 g을 상기에 첨가한다. 인산 완충액 10 g을 첨가하고, 상기 두 종류의 겔을 1시간 동안 고압(hyperbaric pressure)에서 느린 기계적 교반 하에 둔다.

그렇게 얻어진 혼합물은 20　mg/g의 HA를 포함하고, 2가지의 상호-침투 네트워크로 구성되는 균질한 겔이다: 그 다음, 상기 겔을 주사기에 포장하고 고압증기멸균한다.

실시예 3:

50% - 50%의 비율로의 겔 1 및 겔 2의 혼합/상호침투

상기 각 실시예의 단계 c)의 마지막에 얻어진 겔: 모두 약 30 mg/g의 HA 농도를 갖는, 약 0.14의 y1으로 가교화된 겔 1 및 약 0.09의 y2로 가교화된 겔 2의 중량을 측정한다: G1 10 g + G2 10 g.

또한 인산 완충액 10 g을 첨가하고, 상기 두 겔들을 1시간 동안 고압 하에서, 느린 기계적 교반 하에 둔다.

그와 같이 얻어진 혼합물은 20 mg/g의 HA를 포함하며, 2가지 상호-침투 네트워크로 구성된 균질한 겔이다; 그 다음, 상기 겔을 주사기 내에 포장하고 고압증기멸균한다.

실시예 4:

실시예 1 및 2의 겔의 특성 평가( characterizing ):

· y1으로 가교화된 겔 G1

· G1 10% 및 y2로 가교화된 G2 90%의 혼합물

· G1 50% 및 G2 50%의 혼합물

상기 3가지 최종 생성물들 모두 20 mg/g의 최종 농도를 가짐.

압출력 ( extrusion force ) 또는 " 주사성 ( injectability )"의 평가:

본 실험은 주사기 내에 포장되어 멸균된 겔에 대해, 27G1/2 바늘을 사용하여, 13 mm/분의 압축률을 갖는 인장 압축 시험기(tensile compression testing machine)에서 수행된다. 실시예 1, 2 및 3 각각의 압출력에 대한 결과가 이하 표에 서 제시된다:

시험 겔	주사성 (N)
겔 1	37
10% 겔 1 + 90% 겔 2	21
50% 겔 1 + 50% 겔 2	31

겔 G1 단독인 경우와 비교하여, 가교화된 겔의 상호침투 네트워크의 보다 낮은 주사성이 분명하게 관찰된다.

분해( decomposition ) 시험

인 비트로 온도 분해 시험에 의해 상기 다양한 겔들의 특성을 평가하였다. 본 시험은 피내 투여된 겔의 이후의 인 비보 지속성을 시뮬레이션(simulation)할 수 있게 한다. 본 시험은 특허 FR 2861734에 개시된 지속성 시험의 명세기준(specifications)을 바탕으로 설계되었다. 겔들을 모두 93 ℃에서, 14시간, 24시간 및 48시간 동안 오븐 내에 두고, 각각의 시간 경과 후에 탄성 특성을 평가하였다. 상기 다양한 겔들의 분해 결과에서 추이 곡선(the curve of the trend)은, 뒤이어 이 겔들의 반감기 (시간 단위로, G' = G'₀ / 2를 갖는 데에 필요한 시간, 상기에서 G'₀ = 평가 대상 겔의 t₀에서의 탄성임) 평가를 가능하게 한다. 얻어진 반감기가 이하 표에서 제시된다.

시험 겔	반감기 (시간)
겔 1	19
10% 겔 1 + 90% 겔 2	22.5
50% 겔 1 + 50% 겔 2	20.5

미리 가교화된 겔의 두 상호침투 네트워크와 비교하여, 겔 1 단독인 경우에 서 더욱 활발한 분해가 관찰된다.

따라서, 낮은 주사성 및 그에 따른 외과적 작용(surgical action)의 보다 나은 조절에 대해, 본 발명에 따라 수득되는 겔의 상호침투 네트워크 반감기는 더 길고, 이는 보다 우수한 인 비보 지속 시간을 보장한다.

실시예 5:

본 발명에 따른 히드로겔의 점착성 및 단일상 성질을 확인하기 위해, 전 실시예에서 수득된 20 mg/g의 NaHA를 포함하는 10/90 및 50/50 혼합물에 대해 5분간의 수동 원심분리 시험을 3회 수행하였다.

비교대상으로, 종래기술에서 개시된 바와 같은 "2상(two-phase)"형(type) 생성물을, 50%의 비가교화 NaHA 점성 화합물 중에 분산된 50%의 가교된 NaHA 입자를 사용하여 특허 EP 0466300의 방법에 따라 제조하였으며, 상기 두 상은 미리 인산 완충액 중에서 수화시켰고, 20 mg/g의 NaHA를 포함하였다.

전술된 실시예에서 수득된 본 발명에 따른 생성물들은 침강(settling)시 아무런 분리를 보이지 않았다; 생성물은, 원심분리 작업 후 꺼낸 경우, 여전히 균질한 외관을 가진다.

한편 "2상" 형 생성물은 원심분리 후, 주사기의 밑면에서 분리된 입자들을 나타낸다. 생성물을 주사기로부터 꺼낸 경우, 점성의 생성물이 처음에 배출되고, 뒤이어 입자들이 배출되며, 이들은 상호 간에 응집성(cohesiveness)을 갖지 않고, 주사기의 밑면에 뭉쳐진(agglomerated) 상태로 존재하며, 주사성을 특히 어렵게 만든다.

실시예 6

실시예 2에 기술된 방법에 따라, 인산 완충액의 첨가에 의한 NaHA 농도 조정으로 최종적으로 25.5 mg /g의 농도를 갖는 겔 및 겔의 혼합물을 얻기 위한, 하기 비율로의 실시예 1의 겔 G1 및 G2 의 혼합/상호침투:

IPN-유사 겔 1:70% 겔 1 가교도y1+30%겔　2가교도y2

IPN-유사 겔 2:50%겔 1 가료도y1+50% 겔　2가교도y2

IPN-유사 겔 3:30%겔 1 가교도y1+70% 겔　2가교도y2

다음, 상기 겔들을 주사기 내에 포장하고 고압증기멸균에 의해 멸균한다.

상기 IPN-유사 겔들, 및 y1로 가교화되고 25.5 mg/g의 NaHA 농도를 갖는 겔 1의 압출력 및 탄성의 특성 평가:

압출력은 Mecmesin 인장/압축 시험기에서, 50 mm/분의 압축율 하에서 23 G1 ¼ 바늘을 사용하여 평가한다: 그 결과가 하기 표에 제시된다.

탄성은 TA 기기 AR2000 Ex 유량계(TA Instruments AR2000 Ex rheometer)에서 25 ℃에서의 진동(oscillation) 중에 평가되며, 탄성값은 1 Hz의 진동수에서 기록된다; 그 결과가 하기 표에 제시된다.

	25.5 mg / g 의 겔 1	25.5 mg /g의 상호-침투 겔 1	25.5 mg /g의 상호-침투 겔 2	25.5 mg/g의 상호-침투 겔 3
압출력 (N) 23 G1 ¼ 바늘 사용 압축율 50 mm / min	63	61	61	57
탄성: 1 Hz 에서의 G'(Pa)	200	225	244	265

3가지 상호침투 겔에 있어서, 압출력은 겔 1의 압출력에 상당히 근접하나 모두 그보다 작은 것으로 관찰되며, 탄성은 증가한다. 따라서, 가교화된 겔을 상호침투시키는 본 기술의 이용은 다양한 유동을 갖는 완성 제품을 수득할 수 있게 한다: 탄성은 증가하며 (이로써 향상된 볼륨부여 효과 및 더욱 우수한 기대(expected) 지속성이 얻어짐) 주사성 수준은 저하된다.

실시예 7:

겔 3의 합성:

실시예 1, 겔 1의 프로토콜/작업 조건에 따라 겔을 합성한다:

단계 a): 비가교화 겔의 형태로서 소듐 히알루로네이트 섬유의 수화

본 단계는 실시예 1의 겔 1의 합성 중 단계 a)와 동일하다.

단계 b): 겔의 가교화

본 단계는 81 mg의 BDDE를 사용하며, 실시예 1의 겔 1의 합성 중 단계 b)와 동일하다. 약 0.17의 가교도 y3을 갖는 겔 3이 수득된다.

단계 c): 중화, 정제

본 단계는 실시예 1의 겔 1의 합성 중 단계 c)와 동일하며, 이로써 약 30 mg/g의 HA 농도를 갖는 겔 G3이 수득된다.

상기 농도의 겔 일부분을 저장하고, 다른 부분을 인산 완충액을 첨가하여 희석시켜, 최종적으로 24 mg/g의 HA를 수득한다; 그 다음, 이 겔을 균질화한 후, 주사기에 충진시켜 고압증기멸균에 의해 멸균한다: 멸균 주사기는 24 mg/g 농도의 겔 G3을 포함한다.

80/20 비율의 겔 1/겔 3의 상호침투:

30 mg/g의 겔 G1 16 g의 무게를 달고, 전 단계 c)의 마지막에 수득된 30 mg/g의 겔 G3 4 g을 첨가한다. 인산 완충액 5 g을 첨가하고, 상기 두 겔을 1시간 동안 느린 기계적 교반 하에 둔다.

그와 같이 얻어진 혼합물은 24 mg/g의 HA를 포함하는 균질한 겔이며, 2 가지의 상호-침투 네트워크로 이루어진다; 그 다음, 겔을 주사기 내에 포장하고 고압증기멸균한다.

전술된 겔 및 상호침투 겔의 특성평가:

· 24 mg/g의 농도를 갖는, 가교도 y3의 겔 3,

· 미리 24 mg/g로 제조되어, 주사기에 포장되고 고압증기멸균된 가교도 y1의 겔 1,

· 및 24 mg/g의 농도를 갖는, 상호침투 겔의 혼합물 80% 겔 1 + 20 % 겔 3.

상기 겔들을 압출력에 의해 평가한다. 시험은 27G1/2 바늘을 사용하여 Mecmesim 인장/압축 시험기에서 13 mm/분의 압축율로 수행된다. 각각의 상기 겔들의 압출력에 대한 결과가 하기 표에 제시된다.

상기 겔들은 또한 실시예 4에서 기술된 인 비트로 온도 분해 시험에 의해 평가한다. 얻어진 반감기가 역시 하기 표에 제시된다.

	압출력 (N) 27G1/2 바늘 - 　13　mm/분	반감기 (시간)
겔 1 - y1 - 24 mg/g	27	17
겔 3 - y3 - 24 mg/g	30	21
80% 겔 1/20% 겔 3 - 24 mg/g	23	20.5

따라서, 상호침투 겔 및 최고 가교도 y3으로 가교화된 겔 3에 있어서 동등한 정도의 지속성이 관찰되며, 상호침투 겔의 주사성 수준이 보다 낮았다.

실시예 8:

실시예 1 및 2에 따른 3가지 단일상 가교화된 겔의 합성:

겔 4:

단계 a): 약 2.7 MDa의 분자량을 갖는 HA 1 g 및 물 중 1% 수산화나트륨 수용액 6.8 g을 사용하며, 실시예 1의 겔 1의 합성에 있어서 단계 a)과 동일하다. 균질화 조건은 실시예 1에서와 같다.

단계 b): 가교화 :

62 mg의 BDDE를 사용하며, 실시예 1의 겔 1의 합성 중 단계 b)와 동일하다. 수집된 화합물을 3시간 동안 수조에서 50 ℃로 가온시켜, 약 0.13의 가교도 y4를 얻는다.

단계 c): 중화, 정제:

실시예 1의 겔 1의 합성 중 단계 c)와 동일한 방법으로 30 mg/g의 겔 4를 얻었다. 겔의 일부분은 상기 농도로 저장하고, 다른 부분은 인산 완충액의 첨가에 의해 희석하여 최종적으로 24 mg/g의 HA 농도를 얻는다: 그 다음, 겔을 균질화한 후, 주사기에 충진시켜 고압증기멸균에 의해 멸균한다: 멸균 주사기는 24 mg/g의 겔 G4를 포함한다.

겔 5:

단계 a): 겔 4 합성 중 단계 a)와 동일하다.

단계 b): 가교화 :

80 mg의 BDDE를 사용하며, 겔 4 합성 중 단계 b)와 동일하다. 수집된 생성물을 3시간 동안 수조에서 50 ℃로 가온시켜, 약 0.17의 가교도 y5를 얻는다.

단계 c): 중화, 정제:

겔 4 합성 중 단계 c)와 동일한 방법으로, 30 mg/g의 겔 5를 수득한다. 겔의 일부분을 상기 농도로 저장하고, 다른 부분을 인산 완충액 첨가에 의해 희석하여 최종적으로 24 mg/g의 HA 농도를 얻는다; 그 다음, 상기 겔을 균질화한 후, 주사기에 충진하여 고압증기멸균에 의해 멸균한다; 멸균 주사기는 24 mg/g의 겔 5를 포함한다.

겔 6:

단계 a): 약 1.3 MDa의 분자량을 갖는 소듐 히알루로네이트 1 g 및 물 중 1% 수산화나트륨 수용액 5.7 g을 사용하며, 실시예 1의 겔 2 합성 중 단계 a)와 동일하다.

단계 b): 가교화

41 mg의 BDDE를 사용하며, 실시예 1의 단계 c)와 동일하다. 수집된 생성물을 3시간 동안 수조에서 50 ℃로 가온시켜, 약 0.09의 가교도 y6를 얻는다.

단계 c): 중화, 정제

전술된 겔 5 합성 중 단계 c)와 동일한 방법으로, 30 mg/g의 겔 6를 수득한다. 겔의 일부분을 상기 농도로 저장하고, 다른 부분을 인산 완충액을 첨가하여 희석시켜 최종적으로 24 mg/g의 HA 농도를 얻는다; 그 다음, 상기 겔을 균질화한 후, 주사기에 충진하고 고압증기멸균에 의해 멸균한다: 멸균 주사기는 24 mg/g의 겔 G6를 포함한다.

겔 4, 5 및 6의 상호침투 (각각의 비율: 25%, 5% 및 70%)

30 mg/g의 겔 G4 5 g의 무게를 측정하고, 30 mg/g의 겔 G5 1 g의 무게를 측정하고, 다음 30 mg/g의 겔 G6 14 g의 무게를 측정한다. 인산 완충액 5 g을 첨가하고, 상기 3개의 겔을 느린 기계적 교반 하에 1시간 동안 둔다. 24 mg/g의 소듐 히알루로네이트를 포함하고, 3 가지 상호침투 단일상 가교화 겔로 이루어진, 최종 단일상 겔 G7이 수득된다.

상기 3종류의 일반 겔 및 상호침투 혼합물의 탄성 및 압출력 특성평가:

전술된 실시예에 기술된 방법에 따름.

	겔 4 24 mg /g	겔 5 24/ mg	겔 6 24 mg /g	겔 G7 (4, 5 및 6의 상호침투) 24 mg /g
압출력 (N) 23 G1 /2 바늘 사용 압축율 13 mm /분	31	38	18	16
탄성: 1 Hz 에서의 G'(Pa)	245	415	186	224

3가지 가교화 겔 (G4, G5 및 G6)의 상호침투로 구성된 겔 G7가 가장 낮은 압출력을 가지며, 탄성에 있어서는 겔 G6 보다 약 20% 만큼 뛰어난 탄성값을 나타내며, 비슷하나 약간 더 높은 수준의 주사성을 갖는다.

상기 G7의 탄성은 겔 4의 그것과 비교하여 단지 10% 더 낮으며, 그 주사성 수준은 40% 이상 더 우수하다.

상기 상호침투 겔의 이점이 분명히 인식된다.

실시예 9:

가교화된 HA 및 가교화된 CMC ( 카르복시메틸 셀룰로오스) 겔의 상호침투

가교화된 CMC 겔: 겔 G8

단계 a): 비- 가교화된 겔의 형태로서 NaCMC 의 수화

내재적 점성을 갖는 소듐 카르복시메틸 셀룰로오스 (Sigma에 의해 공급받음) 1 g을 용기 중에서 중량을 측정한다. 물 중 1% 수산화나트륨 수용액 (7.3 g)을 첨가하고, 그 합쳐진 혼합물을 스패튤라를 사용하여 외기와 동일한 온도 및 900 mmHg에서 약 90분 동안 균질화한다.

단계 b): 가교화

전 단계에서 수득된 비가교화 CMC 겔에 BDDE (37 mg)을 첨가하고, 그 합쳐진 혼합물을 스패튤라를 사용하여 약 30분 동안 외기와 동일힌 온도에서 균질화하였다. 그 다음 상기 합쳐진 혼합물을 50 ℃에서 3시간 동안 수조에 두어, 약 0.19의 가교도 x8을 얻었다.

단계 c): 중화, 정제

가교화된 최종 겔을 1N HCl의 첨가에 의해 중화시키고, 인산 완충조 중에 두어 pH를 안정화하고 45 mg/g의 CMC 농도에 이를 때까지 수화 또는 팽윤되도록 한다. 통상적으로 사용되는 방법에 따라 가교화된 NaCMC 히드로겔을 수득한다: 약 45 mg/g의 CMC 농도를 갖는 G8.

HA 겔 G1 및 CMC 겔 G8 의 상호침투

30 mg/g의 농도를 가지며, 0.14의 수준으로 가교화된 HA 겔 G1을 다양한 비율로 상기 가교화된 NaCMC 겔 G8에 첨가하고, 인산 완충액을 첨가하여 26 mg/g의 HA 및 37 mg/g의 CMC의 최종 농도로 맞추고, 상기 두 겔을 인산 완충액과 함께, 감압 하에서 1시간 동안 느린 기계적 교반 하에 둔다. 하기와 같은 3가지의 상호침투 겔이 수득된다:

겔 9: 30% G1 + 70% G8

겔 10: 50% G1 + 50% G8

겔 11: 70% G1 + 30% G8

그 다음, 상기 3가지 상호침투 겔을 주사기 내에 포장하고, 유동 (탄성률 G') 및 13 mm/분의 압축율(rate)에서 27 G1/2 바늘을 사용했을 때의 주사성을 평가하였다. 겔 G1 및 G8을 상기 3가지 상호침투 겔과 비교하기 위해, G1의 경우 26 mg/g, 및 G8의 경우 37 mg/g의 농도로 조정하였다.

상기 특성평가 결과를 하기 표에 함께 표시한다.

	G1 ( 가교화된 HA, 26 mg /g)	G8 ( 가교화된 CMC, 37 mg /g)	G9 상호침투 겔 30% G1 + 70% G8	G10 상호침투 겔 50% G1 + 50% G8	G11 상호침투 겔 70% G1 + 30% G8
1　 Hz 에서의 탄성율 G' ( Pa )	235	265	240	243	264
주사성 (N) 27 G1 /2 바늘 사용	33	18	18	12	16

상기 5개의 상호침투 또는 비-상호침투 겔에 대해 실질적으로 일정한 값의 탄성율이 관찰되나, 독립적으로 가교된 각각의 겔에 비해 상호침투 겔이 더 낮은 수준의 주사성을 가지며, 50/50 혼합물(겔 10)에 있어서는 높은 상승 효과가 관찰된다.

Claims

하기를 특징으로 하는 생분해성 단일-상 점착성(cohesive) 히드로겔:
-단일-상 히드로겔 형태로, 다당류로부터 선택된 형(type), 분자량 및 가교도(degree of crosslinking)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 동일하거나 서로 다른 x개의 폴리머의 균일한 혼합물로 이루어지며, 상기 다당류는 오직 혼합에 의한 상호침투(interpenetration) 전에만 가교(crosslink)되고, 상기 가교된 폴리머는 수불용성(insoluble in water)이며 상호 간에 혼화가능하고(miscible), 및
상기 x는 2 내지 5이다.
제1항에 있어서, 상기 x개의 폴리머는 서로 다른 가교도(degree of crosslinking)를 나타내며, 상기 x개의 폴리머 중 하나 이상은 y1의 가교도를 나타내고, 상기 x 폴리머 중 하나 이상은 y2의 가교도를 나타내며, y1은 y2와 동일하거나 그보다 큰 것을 특징으로 하는 히드로겔.
제1항에 있어서, 상기 x개의 폴리머는 동일한 가교도를 나타내는 것을 특징으로 하는 히드로겔.
제1항에 있어서, 다당류는 히알루론산, 케라탄, 헤파린, 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체, 알긴산, 잔탄, 카라기난(carrageenan), 키토산 및 콘드로이틴, 및 그의 생물학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 히드로겔.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다당류는 x개의 다당류로서, 히알루론산 및 그의 생물학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 히드로겔.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다당류는 x개의 다당류로서, x개의 다당류 중 하나 이상은 셀룰로오스 유도체 및 그의 생물학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 히드로겔.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다당류는 x개의 다당류로서, x개의 다당류 중 하나 이상은 콘드로이틴 및 그의 생물학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 히드로겔.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다당류는 x개의 다당류로서, x개의 다당류 중 하나 이상은 키토산 및 그의 생물학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 히드로겔.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, x는 2인 것을 특징으로 하는 히드로겔.
제9항에 있어서, 상기 x개의 폴리머 중 제1 폴리머는 히알루론산이고, 제2 폴리머는 콘드로이틴 술페이트 및 그의 염, 키토산 및 그의 염과 유도체, 셀룰로오스 유도체 및 그의 염 및 알긴산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 히드로겔.
제9항에 있어서, 상기 x개의 폴리머 중 제1 폴리머는 히알루론산 및 그의 염, 셀룰로오스 유도체 및 그의 염, 및 잔탄으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 제2 폴리머는 콘드로이틴 술페이트 및 그의 염, 키토산 및 그의 염과 유도체, 셀룰로오스 유도체 및 그의 염 및 알긴산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 히드로겔.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 항산화제, 방부제(antiseptics), 항염증제 및 국소 마취제로부터 선택되는 하나 이상의 활성 성분(active principle)(들)을, 단독으로 또는 조합으로 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 히드로겔.
제12항에 있어서, 상기 항산화제는 만니톨 및 소르비톨로부터, 단독으로 또는 조합으로 선택되는 것을 특징으로 하는 히드로겔.
제12항에 있어서, 상기 국소 마취제는 리도카인인 것을 특징으로 하는 히드로겔.
최소한 하기 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제4항 중 한 항에 따른 생분해성 단일-상 점착성 히드로겔의 제조 방법:
- 제1 폴리머를 y1의 가교도로 가교시키는 단계
- 제2 폴리머를 y2의 가교도로 가교시키는 단계
- 상기 두 폴리머를 긴밀한(intimate) 혼합에 의해 상호침투시키는 단계
- 수화시키는 단계
- 수화 후 최종 혼합에 의해 최종적으로 상호침투시키는 단계.
제15항에 있어서, 가교된 x개의 폴리머들을 혼합하기 전에, x개의 폴리머들을 가교시키는 x개의 단계들을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 가교는 디비닐 술폰, 카르보디이미드, 포름알데히드 및 양기능성 또는 다기능성(bi- or polyfunctional) 에폭시 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 가교제의 작용에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서, 가교 단계에서 사용되는 가교제들은 동일하거나 서로 다른 것들인 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 가교도 y1은 상기 가교도 y2보다 크거나 그와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 가교도는 0.02 내지 0.4인 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 가교도는 0.08 내지 0.2인 것을 특징으로 하는 방법.
점성보충(viscosupplementation) 조성물의 제제화(formulation)에 사용하기 위한, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 히드로겔.
주름 내 필링(filling)을 위한 조성물의 제제화에 사용하기 위한, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 히드로겔.
멸균 주사기(sterile syringe) 내에 포장된, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 히드로겔을 포함하는 키트(kit).