KR101919650B1 - A method of preparing partially uncapped liposome - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부분 개방 리포좀의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고밀도 초상자성 Fe3O4 나노입자, 맞춤형 자석 및 자성 임펠러를 사용하여 지질 이중층이 부분 개방된 리포좀을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 부분 개방 리포좀은 초상자성 Fe3O4 나노입자, 자석 및 자성 임펠러를 이용하여 간단한 방법을 통하여 제조할 수 있으며, 일정 시간 후에 개방된 부분이 자연적으로 닫히기 때문에 고분자인 단백질을 변형 없이 안전하고 용이하게 봉입할 수 있으며, 기존의 리포좀보다 향상된 약물 봉입 효율을 나타내고, 막투과성을 증진시키는 물질을 함께 봉입하여 약물 방출 속도를 조절할 수 있으므로, 약물 전달체로서 유용하게 사용될 수 있다.The present invention relates to a method for producing a partially opened liposome, and more particularly, to a method for producing a liposome in which a lipid bilayer is partially opened using high density, superparamagnetic Fe 3 O 4 nanoparticles, a custom magnet and a magnetic impeller. The partially opened liposome according to the present invention can be produced by a simple method using superparamagnetic Fe 3 O 4 nanoparticles, a magnet and a magnetic impeller. Since the open part naturally closes after a certain period of time, It can be safely and easily sealed, exhibits improved drug encapsulation efficiency than conventional liposomes, and can be used as a drug delivery system since a drug release rate can be controlled by enclosing a substance for improving membrane permeability.

Description

부분 개방 리포좀의 제조 방법{A method of preparing partially uncapped liposome}[0001] The present invention relates to a partially opened liposome,

본 발명은 부분 개방 리포좀의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고밀도 초상자성 Fe3O4 나노입자, 맞춤형 자석 및 자성 임펠러를 사용하여 지질 이중층이 부분 개방된 리포좀을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a partially opened liposome, and more particularly, to a method for producing a liposome in which a lipid bilayer is partially opened using high density, superparamagnetic Fe 3 O 4 nanoparticles, a custom magnet and a magnetic impeller.

약물은 화학물질 상대 그대로 인체에 투여하는 것이 아니라 환자가 복용 또는 사용하기 편리한 제형으로 또는 약리 효과를 효율적/효과적으로 발현할 수 있는 제형으로 가동하여 여러 가지 경로를 거쳐 투여된다. 투여된 약물은 투여된 위치에서 또는 적당한 곳으로 이동하여 흡수되어 혈류를 타고 각 장기로 분포되고 대사과정을 거쳐 오줌을 통하여, 때로는 호기를 토하여 배설됨으로써 인체로부터 소실이 된다. 약효는 생체내의 작용 부위에 도달한 약물의 분자에 의하여 발현되고 다른 부위에 도달한 약물은 대개 부작용을 나타내는 수가 많다. 따라서 약물의 치료를 효과적으로 하기 위하여 목적하는 신체 부위에 약물을 집중적으로 정확히 전달할 필요가 있다.The drug is not administered to the human body as it is relative to the chemical substance but is administered through various routes by operating as a formulation that is convenient for the patient to take or use, or in a form capable of expressing the pharmacological effect efficiently / effectively. The administered drug moves to the appropriate place or is absorbed, and is distributed to each organ in the bloodstream and is discharged from the human body through urination, excretion, and excretion through metabolic processes. The drug efficacy is expressed by the molecules of the drug reaching the action site in the living body, and the drugs reaching the other site usually show many side effects. Thus, in order to effectively treat the drug, it is necessary to concentrate and accurately deliver the drug to the target body part.

이러한 약물 전달체 중 하나로서 리포좀에 대한 관심이 증가하고 있다.Interest in liposomes is increasing as one of these drug delivery vehicles.

리포좀은 한 분자내에 친수성기와 소수성기를 동시에 가지는 인지질(phospholipid)과 같은 분자가 수용액 또는 유기용매에서 용매분자와 인지질 분자 사이의 상호작용에 따라 응집하여 형성하는 구형의 입자로서, 세포의 이중막과 같은 유동성이 있는 인공적 구조체로, 내부에 친수성 공간이 존재하고 이러한 친수성 공간은 수용성 물질을 내포시킬 수 있으며, 외부에는 리포좀의 양전하 및 음전하 그리고 기능기를 활용하여 생체물질의 고정화가 가능한 구조를 가진다.Liposomes are spherical particles formed by aggregation of molecules such as phospholipids, which have both hydrophilic and hydrophobic groups in one molecule, according to the interaction between solvent molecules and phospholipid molecules in an aqueous solution or an organic solvent. An artificial structure having fluidity, a hydrophilic space exists inside, and such a hydrophilic space can contain a water-soluble substance, and a structure capable of immobilizing a biomaterial using external positive and negative charges and functional groups of the liposome.

이러한 구조의 리포좀은 그 자체가 신축성이 있어 구조 변경이 용이하며, 구조와 성분을 달리함으로써 전혀 새로운 물성과 기능을 부여할 수 있다는 점과 생체적합성과 분해성 및 안정성이 뛰어나다는 장점이 있다. 또한 내부에 유전자나 효소 또는 단백질 같은 생물학적인 물질을 담지할 수 있으며 담지한 물질을 외부환경에 대해 보호할 수 있는 특성이 있다.The liposome having such a structure is advantageous in that it is easy to change its structure due to its elasticity, can impart completely novel properties and functions by different structure and components, and is excellent in biocompatibility, degradability and stability. In addition, it can carry biologic substances such as genes, enzymes or proteins in the inside, and has a property to protect the loaded substances against the external environment.

이와 같은 특성으로 약물 전달 시스템, 표적 약물, 효소의 고정화, 유전자 전이, 촉매, 단백질 분리 등 제약 및 의료 산업을 비롯하여 화장품, 식품 첨가제 분야에 널리 활용되고 있다.These properties are widely used in pharmaceutical and medical industries such as drug delivery systems, target drugs, immobilization of enzymes, gene transfer, catalyst and protein separation, and cosmetics and food additives.

지난 몇 년 동안, 리포좀을 기반으로 하는 생물학적/화학적 수송체 시스템은 많은 관심을 받아왔으며, 생의학 및 화장품 분야에서도 다양한 가능성을 제공하였다. 특히 많은 연구가 대상 질병 치료 및 약물전달 제어를 위해, 물리화학적 개질화 과정을 거친 지질 또는 항체/리간드 결합 지질을 사용하여 기능성 리포좀의 개발에 집중해왔다. 이러한 연구들로 인해 기능성 양친매 고분자를 이용한 인공 소포체를 기존 리포좀의 형태와 유사하게 제조하는 것 또한 가능해졌다. 결과적으로 리포좀 기반 의약기술의 개발에 상당한 진전이 이뤄졌다. 특히 리포좀 지질 이중층막의 유동성과 관련된 연구는 생체재료 분야의 새로운 영역으로 확장되고 있다. Over the past few years, liposome-based biological / chemical transporter systems have received much attention and have provided a variety of possibilities in the biomedical and cosmetic fields. In particular, many studies have focused on the development of functional liposomes using lipid or antibody / ligand binding lipids that have undergone a physicochemical modification process for targeted disease treatment and drug delivery control. These studies have also made it possible to produce artificial endoplasmicoids using functional amphipathic polymers similar to those of conventional liposomes. As a result, considerable progress has been made in the development of liposome-based medicinal technology. Particularly, studies on the fluidity of liposome lipid bilayer membranes are expanding to new fields in biomaterials field.

기존의 리포좀 제조방법으로는 양친매성 분자인 포스파티딜콜린을 이용한 얇은 막 수화방법(thin film hydration method)이 널리 사용되고 있다. 그러나 상기 방법에 의해 제조된 리포좀은 단백질, 핵산 등의 고분자 약물의 봉입 효율이 낮으며, 봉입되더라도 단백질 변형이 일어나는 문제가 있었다.As a conventional method for producing liposomes, a thin film hydration method using phosphatidylcholine, which is an amphipathic molecule, has been widely used. However, the liposome produced by the above method has a low efficiency of encapsulating a polymer drug such as protein, nucleic acid, and the like, and protein deformation occurs even when encapsulated.

리포좀의 융합, 분열 및 형태변형 등 지질 이중층의 동적인 특성은 일반적으로 다양한 실험조건에 의해 영향을 받는다. 예를 들어 수용성 세포골격 서브 멤브레인(cytoskeletal sub-membranous) 단백질[예: 탈린(talin)]은 지질 이중층의 가장자리에서 소수성 부분을 보호하며 지질의 증가를 억제하므로 리포좀에 일시적인 개방이 가능하다. 탈린 단백질과 같이 지질 이중층 막을 붕괴하는 기능은 살아있는 세포에 상당한 위험으로 작용하지만, 리포좀 소포체에 일시적으로 개방된 구멍은 크고 작은 분자(단백질 및 핵산)를 리포좀 내부로 봉입하는 경로로 사용된다. 종래의 지질 이중층 구조로부터 전개된 형태변형 리포좀의 제조는 고효율 약물전달 소포체를 설계하는 수단이 될 수 있다.The dynamic properties of lipid bilayers such as fusion, cleavage and morphological modification of liposomes are generally influenced by various experimental conditions. For example, the cytoskeletal sub-membranous protein [eg, talin] protects the hydrophobic part at the lipid bilayer edge and inhibits the lipid increase, thus allowing temporary opening of the liposome. The function of collapsing lipid bilayer membranes, such as talline proteins, is a significant hazard to living cells, but the temporarily open pores in the liposome endoplasmic reticulum are used as a pathway to encapsulate large and small molecules (proteins and nucleic acids) into liposomes. The production of morphologically modified liposomes developed from conventional lipid bilayer structures can be a means for designing high efficiency drug delivery endoplasmic reticulum.

이에 본 발명자들은 저분자 약물 뿐만 아니라 고분자 약물을 변형 없이 우수한 봉입 효율로 담지하는 리포좀을 제조하기 위해 연구하던 중, 고밀도 초상자성 Fe3O4 나노입자를 봉입한 리포좀이 함유된 용액을 맞춤형 자석 및 자성 임펠러를 사용하여 교반하여 리포좀의 이중층을 부분적으로 개방시키고 일정 시간 후에는 자연적으로 리포좀의 부분 개방된 부분이 닫힘으로써 분자량이 큰 고분자 약물도 변형 없이 용이하게 봉입할 수 있어, 약물 전달체로서 유용하게 사용될 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Therefore, the inventors of the present invention have been studying to produce a liposome carrying not only a low-molecular drug but also a polymer drug in a high packing efficiency without deformation, a solution containing a liposome encapsulating high-density superparamagnetic Fe 3 O 4 nanoparticles, The liposome layer is partially opened by stirring using an impeller, and after a certain period of time, the partially opened portion of the liposome is naturally closed, so that the polymer drug having a large molecular weight can be easily sealed without being deformed. The present invention has been completed.

1. 일본등록특허 제3,902,794호1. Japanese Patent No. 3,902,794

따라서 본 발명의 목적은 리포좀의 이중층을 물리적으로 부분 개방시켜 고분자 약물을 담지할 수 있는 리포좀의 제조 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a liposome capable of supporting a polymer drug by physically partially opening a bilayer of liposome.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 부분 개방 리포좀을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a partially opened liposome produced by the above method.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은,In order to achieve the above-described object of the present invention,

(a) 초상자성 Fe3O4 나노입자를 봉입한 리포좀 용액을 제조하는 단계;(a) preparing a liposome solution in which superparamagnetic Fe 3 O 4 nanoparticles are encapsulated;

(b) 자성 임펠러에 자석을 부착시킨 후, 격렬하게 교반시켜 초상자성 Fe3O4 나노입자의 이동에 의해 지질 이중층이 부분 개방된 리포좀을 제조하는 단계; 및(b) attaching a magnet to the magnetic impeller and vigorously stirring to produce a liposome in which the lipid bilayer is partially opened by movement of the super-magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles; And

(c) 누출된 Fe3O4를 리포좀에서 분리시켜 침전시키는 단계를 포함하는, 부분 개방 리포좀의 제조 방법을 제공한다.(c) separating the leached Fe 3 O 4 from the liposome to precipitate.

또한, 바람직하게는 상기 (b) 단계의 자석은 반경 25-35 mm, 두께 2-5 mm의 회전 날개형일 수 있다.Also, preferably, the magnet of step (b) may be a rotor having a radius of 25-35 mm and a thickness of 2-5 mm.

또한, 바람직하게는 상기 (b) 단계의 교반은 500~1,500 rpm의 속도로 1~2분 동안 수행될 수 있다.Also, preferably, the stirring in the step (b) may be performed at a speed of 500 to 1,500 rpm for 1 to 2 minutes.

또한, 바람직하게는 상기 (c) 단계는 누출된 Fe3O4를 플라스크 외부의 다른 자석을 통해 리포좀에서 분리함으로써 수행될 수 있다. Also, preferably, step (c) can be performed by separating the leached Fe 3 O 4 from the liposome through another magnet outside the flask.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 부분 개방 리포좀을 제공한다.The present invention also provides a partially opened liposome produced by the above method.

또한, 바람직하게는 상기 부분 개방 리포좀은 고분자의 단백질 약물을 변형 없이 용이하게 봉입할 수 있다.In addition, preferably, the partially-opened liposome can easily encapsulate the protein drug of the polymer without modification.

또한, 바람직하게는 상기 부분 개방 리포좀은 고분자 약물 봉입시 막투과성을 증진시키는 물질을 함께 봉입하여 약물 방출 속도를 조절할 수 있다.In addition, the partially opened liposome may be filled with a substance that enhances the permeability of the polymer when the drug is encapsulated, thereby controlling the drug release rate.

또한, 바람직하게는 상기 막투과성을 증진시키는 물질은 폴록사머 계열의 계면활성제 중 플록사머 188로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.Preferably, the membrane permeability enhancing substance may be selected from the group consisting of flockamer 188 among the surfactants of the poloxamer series.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 부분 개방 리포좀은 초상자성 Fe3O4 나노입자, 자석 및 자성 임펠러를 이용하여 간단한 방법을 통하여 제조할 수 있으며, 일정 시간 후에 개방된 부분이 자연적으로 닫히기 때문에 고분자인 단백질을 변형 없이 안전하고 용이하게 봉입할 수 있으며, 기존의 리포좀보다 향상된 약물 봉입 효율을 나타내고, 막투과성을 증진시키는 물질을 함께 봉입하여 약물 방출 속도를 조절할 수 있으므로, 약물 전달체로서 유용하게 사용될 수 있다.As described above, the partially-opened liposome according to the present invention can be produced by a simple method using the super-magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles, the magnet and the magnetic impeller, and since the open part naturally closes after a certain period of time, Can be safely and easily encapsulated without modification, exhibits improved drug encapsulation efficiency over existing liposomes, and can seal drug permeation enhancing substances together to control the rate of drug release, which is useful as a drug delivery system have.

도 1은 본 발명에 따른 부분 개방 리포좀의 제조 과정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 부분 개방 리포좀의 크기 분포를 나타낸 그래프이다((a) 실시예 1, (b) 실시예 2, 및 (c) 비교예 1).
도 3은 자성 전단 응력 하에서 제조된 Fe3O4 봉입 리포좀의 형태변형에 따른 구조모델 및 리포좀 확대 투과전자현미경 이미지를 나타낸다((I) 본래 리포좀(IL); (Ⅱ) Fe3O4 나노입자가 한쪽 방향으로 편향된 리포좀(OSL); (Ⅱ') Fe3O4 나노입자가 양쪽 방향으로 편향된 리포좀(TSL); (Ⅲ) 지질 이중층이 부분적으로 개방된 리포좀(UCL); (Ⅳ) 완전개방 리포좀(FUL)).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 개방 리포좀의 제조에 있어서, 500rpm의 자성 교반 이후 자기 전단 응력 하에서 리포좀의 형태 변화를 나타낸 투과전자현미경(Transmission electron microscopy: TEM) 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 개방 리포좀의 제조에 있어서, 1500rpm의 자성 교반 이후 자기 전단 응력 하에서 리포좀의 형태 변화를 나타낸 투과전자현미경 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 개방 리포좀의 제조에 있어서, 2500rpm의 자성 교반 이후 자기 전단 응력 하에서 리포좀의 형태 변화를 나타낸 투과전자현미경 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 개방 리포좀의 제조에 있어서, 수용액 온도의 변화에 따른 리포좀 형태 변화를 나타낸 투과전자현미경 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 개방 리포좀의 개방 이후 교반 시간에 따라 부분 개방 부위가 닫히는 리포좀 형태 변화를 나타낸 투과전자현미경 사진이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 개방 리포좀의 약물 봉입 과정에 대한 모식도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 개방 리포좀의 단백질(약물) 봉입 효율을 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 개방 리포좀의 단백질(약물) 방출 거동을 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 개방 리포좀에서 방출된 약물(인슐린)의 변성 여부를 나타내는 그래프이다.
1 is a schematic view showing a process for producing a partially-opened liposome according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the size distribution of the partially opened liposome prepared according to the present invention ((a) Example 1, (b) Example 2, and (c) Comparative Example 1).
FIG. 3 shows a structural model and a liposome-enlarged transmission electron microscope image of the Fe 3 O 4 -encapsulated liposome prepared under magnetic shear stress ((I) original liposome (IL); (II) Fe 3 O 4 nanoparticle (II) a liposome (TSL) in which Fe 3 O 4 nanoparticles are biased in both directions, (III) a liposome (UCL) in which a lipid bilayer is partially opened, (IV) a liposome Liposomes (FUL)).
FIG. 4 is a transmission electron microscopy (TEM) photograph showing the morphological change of the liposome under magnetic shear stress after magnetic stirring at 500 rpm in the preparation of the partially opened liposome according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a transmission electron micrograph showing the morphological change of liposome under magnetic shear stress after magnetic stirring at 1500 rpm in the preparation of the partially opened liposome according to an embodiment of the present invention.
6 is a transmission electron micrograph showing the morphological change of the liposome under magnetic shear stress after magnetic stirring at 2500 rpm in the preparation of the partially opened liposome according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a transmission electron micrograph showing changes in the liposome shape according to the change of the aqueous solution temperature in the preparation of the partially opened liposome according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a transmission electron micrograph showing a change in liposome morphology in which a partial opening portion is closed according to agitation time after opening of a partially opened liposome according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic view of a drug encapsulation process of a partially opened liposome according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing the protein (drug) filling efficiency of the partially opened liposome according to an embodiment of the present invention.
11 is a graph showing protein (drug) release behavior of a partially opened liposome according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a graph showing the denaturation of a drug (insulin) released from a partially-opened liposome according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 (a) 초상자성 Fe3O4 나노입자를 봉입한 리포좀 용액을 제조하는 단계;(A) preparing a liposome solution encapsulating superparamagnetic Fe 3 O 4 nanoparticles;

(b) 자성 임펠러에 자석을 부착시킨 후, 격렬하게 교반시켜 초상자성 Fe3O4 나노입자의 이동에 의해 지질 이중층이 부분 개방된 리포좀을 제조하는 단계; 및(b) attaching a magnet to the magnetic impeller and vigorously stirring to produce a liposome in which the lipid bilayer is partially opened by movement of the super-magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles; And

(c) 누출된 Fe3O4를 리포좀에서 분리시켜 침전시키는 단계를 포함하는, 부분 개방 리포좀의 제조 방법을 제공한다.
(c) separating the leached Fe 3 O 4 from the liposome to precipitate.

본 발명에 따른 부분 개방 리포좀의 제조 방법을 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
The method for producing the partially opened liposome according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG.

1. One. 초상자성Super magnetic FeFe 33 OO 44 나노입자를 봉입한  Encapsulated nanoparticles 리포좀Liposome 분산액 제조 Dispersion manufacturing

본 발명에 따른 부분 개방 리포좀의 제조 방법에 있어서, 초상자성 Fe3O4 나노입자를 봉입한 리포좀 분산액을 제조하는 방법은 당업계에서 통상적으로 사용하는 방법을 사용할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 막-재수화 방법을 사용하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the method for producing a partially opened liposome according to the present invention, a method commonly used in the art may be used for producing the liposome dispersion liquid containing the super-magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles enclosed therein, Membrane rehydration methods have been used but are not limited thereto.

구체적으로는 인지질과 초상자성 Fe3O4 나노입자를 유기용매에 용해시킨 뒤, 용매를 증발시켜 막을 형성시킨 후, PBS 등의 완충액을 첨가한 다음 초음파처리 하여 재수화시킴으로써 초상자성 Fe3O4 나노입자를 봉입한 리포좀 분산액을 제조할 수 있다.Specifically, after the phospholipid and the superparamagnetic Fe 3 O 4 nanoparticles are dissolved in an organic solvent, the solvent is evaporated to form a membrane, and then a buffer solution such as PBS is added, followed by ultrasonication to rehydrate the supernatant Fe 3 O 4 A liposome dispersion in which nanoparticles are encapsulated can be prepared.

이때, 인지질로는 포스파티딜콜린(레시틴), 대두 레시틴, 리조레시틴 (lysolecithin), 스핑고마이엘린(sphingomyelin), 포스파티딘산, 포스파티딜세린, 포스파티딜글리세롤, 포스파티딜이노시톨, 포스파티딜에탄올아민, 디포스파티딜글리세롤, 카르디오리핀 (cardiolipin), 플라즈마로겐로부터 선택되는 천연 인지질; 천연인지질의 수소첨가 생성물; 디세틸포스페이트, 디스테아로일포스파티딜콜린, 디올레오일포스파티딜에탄올아민, 디팔미토일포스파티딜콜린, 디팔미토일포스파티딜에탄올아민, 디팔미토일포스파티딜세린, 엘레오스테아로일포스파티딜콜린, 엘레오스테아로일포스파티딜에탄올아민 및 엘레오스테아로 일포스파티딜세린의 합성 지질; 합성 지질의 유도체; 및 합성 지질의 가수분해에 의해 수득되는 지방산 혼합물로부터 선택되는 1종 이상의 지질이 사용될 수 있다. 바람직하게는 포스파티딜콜린(PC)을 사용할 수 있다.Examples of the phospholipid include phosphatidylcholine (lecithin), soybean lecithin, lysolecithin, sphingomyelin, phosphatidic acid, phosphatidylserine, phosphatidylglycerol, phosphatidylinositol, phosphatidylethanolamine, diphosphatidylglycerol, Cardiolipin, natural phospholipids selected from plasmarogens; Hydrogenation products of natural phospholipids; Dipalmitoylphosphatidylethanolamine, dipalmitoylphosphatidylethanolamine, dipalmitoylphosphatidylserine, eleostearoylphosphatidylcholine, eleostearoylphosphatidylethanolamine, and Eelestearoylphosphatidylethanolamine and diesterylphosphatidylethanolamine, dipalmitoylphosphatidylethanolamine, dipalmitoylphosphatidylethanolamine, dipalmitoylphosphatidylserine, Synthesis of osteoyl phosphatidylserine Lipids; Derivatives of synthetic lipids; And a mixture of fatty acids obtained by hydrolysis of synthetic lipids can be used. Preferably, phosphatidylcholine (PC) can be used.

Fe3O4 나노입자는 시판되거나 당 업계에서 통상적으로 사용하는 유기 화학 반응을 이용하여 제조할 수 있다. 일례로 철(III) 아세틸아세토네이트, 1,2-헥사데칸디올, 올레산 및 올레일아민을 200 ℃의 벤질 에테르에서 2시간 동안 반응시킨 뒤, 온도를 300 ℃로 상승시켜 1시간 동안 추가 반응시킴으로써 Fe3O4 나노입자를 제조할 수 있다.The Fe 3 O 4 nanoparticles can be prepared by using an organic chemical reaction which is commercially available or commonly used in the art. For example, after reacting iron (III) acetylacetonate, 1,2-hexadecanediol, oleic acid and oleylamine in benzyl ether at 200 ° C. for 2 hours, the temperature is raised to 300 ° C. and further reaction is carried out for 1 hour Fe 3 O 4 nanoparticles can be produced.

이때, 인지질과 Fe3O4 나노입자의 혼합 비율은 인지질 100 중량부에 대하여 Fe3O4 나노입자 2~40 중량부인 것이 바람직한데, 만일 Fe3O4 나노입자 첨가량이 2 중량부 미만이면 그 양이 미미하여, 이후 자석 교반에 의한 리포좀의 부분 개방이 발생하는 것이 어려우며, 40 중량부를 초과하는 경우에는 리포좀 입자의 제조가 용이하지 않을 수 있다.
At this time, together phospholipids and Fe 3 O mixing ratio of the 4 nano-particles is preferably Fe 3 O 4 nanoparticles 2 to 40 parts by weight based on the phospholipid 100 parts by weight, if Fe 3 O 4 nano-back particles added amount is less than 2 parts by weight of the It is difficult for the liposome to partially open due to the magnetic stirring, and if it exceeds 40 parts by weight, the preparation of the liposome particles may not be easy.

2. 부분 개방 2. Partial opening 리포좀의Liposomal 제조 Produce

본 발명에 따른 부분 개방 리포좀의 제조 방법에 있어서, 상기 단계는 자성 임펠러에 자석을 부착시킨 후, 격렬하게 교반시켜 초상자성 Fe3O4 나노입자의 이동에 의해 인지질의 일부가 부분 개방되는 단계이다.In the method of manufacturing a partially-opened liposome according to the present invention, the magnet is attached to the magnetic impeller and then vigorously stirred to partially open the phospholipid by the migration of the super-magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles .

구체적으로, 리포좀 내부에 봉입된 Fe3O4는 강한 자기장 및 자기 전단 응력 하에서 특정 위치로 이동할 것이며, 결과적으로 지질 이중층에 구멍을 형성한다.Specifically, Fe 3 O 4 encapsulated within the liposome will migrate to a specific location under strong magnetic and magnetic shear stresses, resulting in pores in the lipid bilayer.

이때, 사용되는 자석의 모양 및 크기는 특별히 제한되지 않으나, 교반이 잘 이루어질 수 있도록 반경 25-35 mm, 두께 2-5 mm의 회전 날개형인 것이 바람직하다.At this time, the shape and size of the magnet to be used are not particularly limited, but it is preferable that the magnet has a radius of 25-35 mm and a thickness of 2-5 mm so that stirring can be performed well.

그러나, 개방된 이후에도 상대적으로 더 강한 자기 전단 응력이 지속되면 리포좀의 지질 이중층은 형태의 붕괴가 일어날 수도 있다. 따라서 자성 임펠러의 최적의 교반 속도를 결정하기 위해 실험을 수행한 결과, 교반은 500~1,500 rpm의 속도로 1~2분 동안 수행되는 것이 바람직함을 알 수 있었으며(도 4-6 참조), 특히 자성 교반의 세기를 1,500 rpm으로 상승시켰을 때 부분 개방 리포좀의 수득분율은 61%로 증가함으로써(도 5 참조), 약 25 nm의 구멍을 형성하고 있는 부분 개방 리포좀을 제조하기 위한 최적 조건으로 확인되었다.However, if the relatively stronger magnetic shear stress persists after opening, the lipid bilayers of the liposomes may undergo morphological collapse. As a result, it was found that the stirring was preferably carried out at a speed of 500 to 1,500 rpm for 1 to 2 minutes (see FIGS. 4-6), and in particular, When the intensity of the magnetic stirring was increased to 1,500 rpm, the fraction of the partially opened liposome was increased to 61% (see FIG. 5), confirming that it was the optimum condition for preparing a partially opened liposome having a hole of about 25 nm .

이렇게 형성된 부분 개방 영역은 일정 시간 후에 자연적으로 닫히기 때문에(도 8 참조), 고분자인 단백질을 변형 없이 안전하고 용이하게 봉입할 수 있다.
The partially opened region thus formed is closed naturally after a certain period of time (see FIG. 8), so that the polymer protein can be safely and easily sealed without being deformed.

3. 누출된 3. Leaked FeFe 33 OO 44 To 리포좀에서In liposomes 분리시켜 침전시키는 단계 Separation and precipitation step

본 발명에 따른 부분 개방 리포좀의 제조 방법에 있어서, 앞에서 제조된 부분 개방 리포좀은 리포좀 분산액의 상층에 위치하며, 리포좀의 부분 개방에 의해 누출된 Fe3O4 나노입자는 플라스크 외부의 다른 자석을 통해 리포좀에서 분리할 수 있는데, 일례로 네오디뮴 희토류 자석(Neodymium rare-earth magnets, 반경 10mm, 두께 10mm)을 플라스크 외부 바닥에 부착함으로써 부분 개방 리포좀과 누출된 Fe3O4를 쉽게 분리 및 침전시킬 수 있다.In the method for preparing a partially-opened liposome according to the present invention, the partially-opened liposome prepared above is placed on the upper layer of the liposome dispersion, and the amount of Fe 3 O 4 Nanoparticles can be separated from the liposomes through other magnets outside the flask. For example, neodymium rare-earth magnets (10 mm in radius, 10 mm in thickness) are attached to the bottom of the flask to form partially open liposomes and leaked Fe 3 O 4 can be easily separated and precipitated.

이와 같은 부분 개방 리포좀의 제조 방법은 단순하여 대량 생산에 적용될 수 있다.
Such a partially-opened liposome manufacturing method is simple and can be applied to mass production.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 부분 개방 리포좀을 제공한다.The present invention also provides a partially opened liposome produced by the above method.

본 발명의 부분 개방 리포좀은 상술한 제조 방법을 이용하여 제조된 것으로서, 양 발명의 공통된 내용은 반복 기재에 따른 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.The partially opened liposomes of the present invention are produced using the above-described production method, and the common description of the two inventions is omitted in order to avoid the excessive complexity of the specification according to the repetitive description.

본 발명에 따른 부분 개방 리포좀은 초상자성 철 나노입자, 자석 및 자성 임펠러를 이용하여 간단한 방법을 통하여 제조할 수 있으며, 일정 시간 후에 개방된 부분이 자연적으로 닫히기 때문에(도 8 참조) 고분자인 단백질을 변형 없이 안전하고 용이하게 봉입할 수 있으며(도 12 참조), 기존의 리포좀보다 향상된 약물 봉입 효율을 나타내고(도 10 참조), 막투과성을 증진시키는 물질을 함께 봉입하여 약물 방출 속도를 조절할 수 있으므로(도 11 참조), 약물 전달체로서 유용하게 사용될 수 있다.The partially opened liposome according to the present invention can be prepared by a simple method using superparamagnetic iron nanoparticles, a magnet and a magnetic impeller, and since a portion that is opened after a certain period of time is naturally closed (see FIG. 8) (See FIG. 12), exhibits improved drug encapsulation efficiency (see FIG. 10), and encapsulates materials for enhancing membrane permeability to control the rate of drug release (see FIG. See FIG. 11), and can be usefully used as a drug delivery vehicle.

이때, 상기 막투과성을 증진시키는 물질은 폴록사머 188, 407 및 127로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
At this time, the membrane permeability enhancing substance may be selected from the group consisting of poloxamers 188, 407, and 127.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, these examples are intended to further illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

<실시예 1> 부분 개방된 리포좀의 제조Example 1 Preparation of partially opened liposomes

<1-1> 물질<1-1> Substance

포스파티딜콜린(Phosphatidylcholine; PC), 클로로포름(chloroform), 소 혈청 알부민(bovine serum albumin; BSA), 인간 재조합 인슐린, 폴록사머(Poloxamer) 188, 철(III) 아세틸아세토네이트(acetylacetonate), 1,2-헥사데칸디올, 올레산(oleic acid), 올레일아민(oleylamine), 아지드화 나트륨(sodium azide), 및 벤질 에테르(benzyl ether)는 Sigma-aldrich사(미국)에서 구매하였고, BCA 단백질 분석 키트는 Pierce사(미국)에서 구매하였다.
(BSA), human recombinant insulin, Poloxamer 188, iron (III) acetylacetonate, 1,2-hexa-biphenylylcarboxylate, Decane diol, oleic acid, oleylamine, sodium azide, and benzyl ether were purchased from Sigma-aldrich (USA), and the BCA protein assay kit was Pierce (USA).

<1-2> <1-2> FeFe 33 OO 44 나노입자의 제조Manufacture of nanoparticles

철(III) 아세틸아세토네이트, 1,2-헥사데칸디올, 올레산 및 올레일아민을 200 ℃의 벤질 에테르에서 2시간 동안 반응시킨 뒤, 온도를 300 ℃로 상승시키고 1시간 동안 반응시켜 평균 지금 7 nm의 Fe3O4 나노입자를 제조하였다.
After reacting iron (III) acetylacetonate, 1,2-hexadecanediol, oleic acid and oleylamine in benzyl ether at 200 ° C. for 2 hours, the temperature was raised to 300 ° C. and reacted for 1 hour, nm Fe 3 O 4 nanoparticles were prepared.

<1-3> 부분 개방 <1-3> Partial opening 리포좀의Liposomal 제조 Produce

포스파티딜콜린(20mg)과 앞에서 제조된 Fe3O4 나노입자(0.5mg)를 둥근바닥 플라스크 안에서 클로로포름(5ml)에 용해시켰다. 이후, 둥근바닥 플라스크 안의 용매를 회전증발기(EYELA, N-1000, Fisher Scientific Inc., 미국)를 사용하여 증발시켜, 포스파티딜콜린과 Fe3O4 나노입자를 플라스크의 내부표면에 막 형태로 코팅되도록 하였다. 다음으로, 플라스크에 코팅된 상기 포스파티딜콜린 및 Fe3O4 나노입자에 상온(25 ℃)에서 PBS(pH 7.4, 20ml)를 넣고 초음파 처리(60Hz, 5분)하여 재수화시켜 Fe3O4 나노입자가 봉입된 포스파티딜콜린 리포좀을 형성시켰다. Fe3O4의 봉입 효율을 Jobin-Yvon Ultima-C inductively-플라스마 결합-원자 방출 분광기(JY-Ultima-2, 프랑스)를 사용하여 측정한 결과, 95~98%의 봉입 효율을 나타냄으로써 봉입이 효율적으로 잘 이루어짐을 알 수 있었다.Phosphatidylcholine (20 mg) and the previously prepared Fe 3 O 4 nanoparticles (0.5 mg) were dissolved in chloroform (5 ml) in a round bottom flask. The solvent in the round bottom flask was then evaporated using a rotary evaporator (EYELA, N-1000, Fisher Scientific Inc., USA) to allow the phosphatidylcholine and Fe 3 O 4 nanoparticles to be coated in film form on the inner surface of the flask . Next, PBS (pH 7.4, 20 ml) was added to the phosphatidylcholine and Fe 3 O 4 nanoparticles coated on the flask at room temperature (25 ° C) and rehydrated by ultrasonic treatment (60 Hz, 5 minutes) to obtain Fe 3 O 4 nanoparticles To form a phosphatidylcholine liposome encapsulated therein. The Fe 3 O 4 inclusion efficiency was measured using a Jobin-Yvon Ultima-C inductively-coupled plasma-atomic emission spectrometer (JY-Ultima-2, France) It was found that it was efficient and well done.

다음으로, 수득한 리포좀을 반경 30mm, 두께 2mm의 자석과 자성 임펠러를 사용하여 저속으로 교반하여 자석에 부착시킨 후, 25 ℃에서 자성 임펠러를 500 rpm으로 1분 동안 격렬하게 교반시켜, 리포좀 내부에 봉입된 Fe3O4가 강한 자기장 및 자기 전단 응력 하에서 특정 위치로 이동하여 지질 이중층에 구멍을 형성시킴으로써 부분 개방 리포좀을 제조하였다.Next, the obtained liposome was agitated at a low speed using a magnet having a radius of 30 mm and a thickness of 2 mm and a magnetic impeller and attached to the magnet, and then the magnetic impeller was vigorously agitated at 25 rpm at 500 rpm for 1 minute, Partially opened liposomes were prepared by entrapping Fe 3 O 4 to a specific position under strong magnetic and magnetic shear stress to form holes in the lipid bilayer.

리포좀 수용액의 자성 교반 직후, 플라스크의 외부 표면 바닥에 네오디뮴 희토류 자석(Neodymium rare-earth magnets, 반경 10mm, 두께 10mm)을 부착함으로써 누출된 Fe3O4를 리포좀에서 분리시켜 침전시켰다.
Immediately after magnetic stirring of the liposome aqueous solution, leaking Fe 3 O 4 was separated from the liposome by depositing neodymium rare-earth magnets (10 mm in radius, 10 mm in thickness) on the bottom surface of the outer surface of the flask.

<실시예 2> &Lt; Example 2 >

자성 임펠러를 1500 rpm으로 하여 1분 동안 격렬하게 교반시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 부분 개방된 리포좀을 제조하였다.
The partially opened liposomes were prepared in the same manner as in Example 1, except that the magnetic impeller was agitated vigorously for 1 minute at 1500 rpm.

<비교예 1> &Lt; Comparative Example 1 &

자성 임펠러를 2500 rpm으로 하여 1분 동안 격렬하게 교반시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 부분 개방된 리포좀을 제조하였다.
The partially opened liposomes were prepared in the same manner as in Example 1, except that the magnetic impeller was stirred vigorously at 2500 rpm for 1 minute.

<비교예 2> Fe3O4나노입자를 함유하지 않은 리포좀의 제조&Lt; Comparative Example 2 > Preparation of liposome not containing Fe 3 O 4 nanoparticles

Fe3O4 나노입자를 함유하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 리포좀을 제조하였다.
The liposomes were prepared in the same manner as in Example 1 except that Fe3O4 nanoparticles were not contained.

<분석><Analysis>

1. 입자 크기1. Particle size

실시예 1-2 및 비교예 1에서 제조된 부분 개방 리포좀(1mg/ml, PBS)의 크기 분포를 633nm 파장 헬륨-네온 레이저 장착, 고정 분산각 90° Zetasizer 3000(Malvern Instruments, 미국)을 통하여 측정하여, 그 결과를 도 2에 나타내었다.The size distribution of the partially opened liposomes (1 mg / ml, PBS) prepared in Example 1-2 and Comparative Example 1 was measured using a 633 nm wavelength helium-neon laser, a fixed dispersion angle 90 ° Zetasizer 3000 (Malvern Instruments, USA) The results are shown in Fig.

도 2에 나타낸 바와 같이, 각 리포좀의 지름은 60nm 이하인 것으로 확인되었다.
As shown in Fig. 2, it was confirmed that the diameter of each liposome was 60 nm or less.

2. 2. 리포좀의Liposomal 형태 변화 Morphological change

자기 전단 응력 하에서 리포좀의 형태 변화를 투과전자현미경(Transmission electron microscopy: TEM)으로 관찰하여 도 3 내지 도 6에 나타내었다.The morphological change of the liposome under magnetic shear stress was observed by transmission electron microscopy (TEM) and is shown in FIG. 3 to FIG.

도 3은 리포좀의 형태 변형을 도식화하여 나타낸 것이다. 자기 전단 응력 및 자성 교반 하에서, (Ⅰ) 리포좀(IL) 내부의 Fe3O4 나노입자는 (Ⅱ) 특정 부위로 편향된 방향(One-sided liposome: OSL)이나 (Ⅱ') 양방향(Two-sided liposome: TSL)으로 위치할 수 있다. 또한 특정 부분으로 전단응력이 지속되면 Fe3O4 나노입자는 본 리포좀에서 누출되어 지질 이중층이 (Ⅲ) 부분적으로 개방된 형태(Partially uncapped liposome: UCL)를 나타낼 수 있다. 반면, 리포좀에 여러 개의 개방부위가 형성되면 리포좀의 기본형태가 붕괴하여 (Ⅳ) 완전개방 리포좀(Full uncapped liposome: FUL)의 형태를 나타낼 수 있다.Figure 3 is a schematic representation of liposome morphology. Under the magnetic shear stress and magnetic stirring, (I) the Fe 3 O 4 nanoparticles in the liposomes (IL) are oriented in the direction of one-sided liposome (OSL) or (II ') two-sided liposome: TSL). In addition, if the shear stress is continued to a specific part, the Fe 3 O 4 nanoparticles may leak from the liposome and exhibit a partially unclipped liposome (UCL) in the lipid bilayer (III). On the other hand, when several open sites are formed in the liposome, the basic form of the liposome is collapsed (Ⅳ) to form a full uncapped liposome (FUL).

도 4 내지 6은 자성 교반 세기에 따른 자기 전단 응력 하에서의 리포좀의 형태 변화를 나타낸 도면이다.4 to 6 are diagrams showing the morphological change of the liposome under magnetic shear stress according to magnetic stirring intensity.

도 4에 나타낸 바와 같이, 실시예 1에서 500rpm의 자성 교반 이후 결과물은 (Ⅰ) IL, (Ⅱ) OSL 또는 TSL, (Ⅲ) UCL 및 (Ⅳ) FUL이 각각 9, 13, 42, 36%의 비율로 수득되었으며, UCL의 부분개방된 구멍의 크기는 약 22nm로 확인되었다.As shown in FIG. 4, the result after magnetic stirring at 500 rpm in Example 1 was (IL), (II) OSL or TSL, (III) UCL and (IV) FUL were 9, 13, 42 and 36% , And the size of the partially opened hole of the UCL was confirmed to be about 22 nm.

도 5에 나타낸 바와 같이, 실시예 2에서 자성 교반의 세기를 1,500rpm으로 상승시켰을 때 UCL의 수득분율은 61%로 증가하였고, 구멍의 크기는 약 25nm로 형성되었다.As shown in FIG. 5, when the magnetic stirring intensity was increased to 1,500 rpm in Example 2, the yield fraction of UCL was increased to 61%, and the pore size was formed to be about 25 nm.

도 6에 나타낸 바와 같이, 비교예 1에서 자성 교반의 세기를 2,500rpm까지 상승시키면 UCL의 수득분율은 12%로 감소하고 IL과 FUL의 수득분율이 증가하는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과가 나타난 이유는 FUL이 본래의 리포좀 형태로 빠르게 회복되려는 지질의 성질 때문으로 추정된다.As shown in FIG. 6, in Comparative Example 1, when the magnetic stirring intensity was increased to 2,500 rpm, the fraction of the UCL obtained decreased to 12% and the fraction of IL and FUL was increased. This result is presumed to be due to the nature of the lipid which is supposed to be rapidly restored to the original liposome form.

따라서, 본 발명에 따른 부분 개방된 리포좀의 제조에 있어서, 자성 교반 세기는 2,500 rpm 미만으로 설정하는 것이 바람직하다.Therefore, in the production of the partially opened liposome according to the present invention, the magnetic stirring intensity is preferably set to less than 2,500 rpm.

반면, 비교예 2에서 Fe3O4을 봉입하지 않은 리포좀은 자기 전단 응력 하에서도 개방 부위가 관찰되지 않았다.On the other hand, in Comparative Example 2, the liposome not containing Fe 3 O 4 did not have an open site even under magnetic shear stress.

따라서, 본 발명에 따른 부분 개방된 리포좀의 제조에 있어서, Fe3O4 나노입자의 봉입이 매우 중요함을 알 수 있다.
Therefore, it can be seen that the incorporation of Fe 3 O 4 nanoparticles is very important in the production of the partially opened liposome according to the present invention.

<실험예 1> 온도에 따른 리포좀의 형태 변화<Experimental Example 1> Morphological change of liposome according to temperature

리포좀을 맞춤형 자성 임펠러를 사용하여 격렬히 교반할 때(1,500rpm, 1분), 수용액 온도를 2 ℃와 40 ℃로 변화시켜 리포좀 형태변화를 관찰하고, 그 결과를 도 7에 나타내었다.The liposome morphology was observed when the liposome was vigorously agitated using a custom magnetic impeller (1,500 rpm, 1 minute) and the aqueous solution temperature was changed from 2 占 폚 to 40 占 폚. The results are shown in Fig.

도 7에 나타낸 바와 같이, 40 ℃ 조건에서 수득한 리포좀의 형태는 개방되지 않은 본 리포좀의 형태(IL)가 많이 남아있었다. 이는 40 ℃ 환경에서 리포좀은 부분적으로 개방되지만 개방된 리포좀의 구조가 빠르게 회복한 것으로 추정된다.As shown in Fig. 7, the shape of the liposome obtained at 40 DEG C remained largely unformed (IL). It is presumed that the liposome is partially opened at 40 캜 but the structure of the opened liposome is restored quickly.

그러나, 2℃ 환경과 같은 저온에서는 지질의 경직도가 상승하여 리포좀의 개방된 구조가 회복되는데 제한이 있고, 따라서 리포좀의 구조붕괴가 가속화되는 것으로 예상된다.However, at low temperatures, such as in a 2 &lt; 0 &gt; C environment, the rigidity of lipids increases and there is a limit to the recovery of the open structure of the liposomes and thus the structural collapse of the liposomes is expected to accelerate.

위 결과들로 보아, 본 발명에 따른 부분 개방된 리포좀(UCL)은 구조적으로 손상된 부분개방 리포좀(un-recovered liposome)과 손상된 구조가 회복된 리포좀(recovered liposome) 사이에 존재하는 것을 예상할 수 있다.
From the above results it can be expected that the partially opened liposomes (UCL) according to the present invention exist between structurally damaged un-recovered liposomes and damaged liposomes (recovered liposomes) .

<실험예 2> 부분 개방 리포좀의 개방된 부분 회복 여부 관찰EXPERIMENTAL EXAMPLE 2 Observation of open partial recovery of partially opened liposome

본 발명의 부분 개방 리포좀(UCL)의 개방된 부분이 회복되는지 여부를 확인하기 위해 다음과 같은 실험을 수행하였다.The following experiment was conducted to confirm whether the open portion of the partially opened liposome (UCL) of the present invention was restored.

구체적으로 실시예 1에서 제조된 부분 개방 리포좀(UCL)을 수용액 상 37℃에서 저속(30rpm)으로 1~2시간 동안 교반시킨 후 리포좀의 구조 변화를 TEM으로 관찰하여 도 8에 나타내었다.Specifically, the partial-opened liposome (UCL) prepared in Example 1 was stirred at a low speed (30 rpm) for 1 to 2 hours at 37 ° C in an aqueous solution, and the structural change of the liposome was observed by TEM.

도 8에 나타낸 바와 같이, 교반 1시간 이후에는 UCL의 부분개방 구멍이 회복되어 본 리포좀 형태(IL)로 되돌아가는 현상이 나타났으며, 교반 2시간 이후에는 리포좀 간의 응집현상이 나타났다.As shown in FIG. 8, after one hour of agitation, the partial opening of the UCL recovered to return to the present liposome form (IL). After 2 hours of agitation, the liposomes coagulated.

또한 25 ℃에서도 UCL의 부분개방 구조는 2시간 이내로 완벽하게 회복되었다.Also at 25 ℃, the partial opening structure of UCL was completely restored within 2 hours.

따라서, 본 발명에 따른 부분 개방 리포좀은 개방된 지질 이중층 부분이 자연적으로 회복되기 때문에 단백질, 핵산과 같은 고분자량의 물질의 간편한 봉입이 가능하므로, 약물전달체로서 유용하게 사용될 수 있다.
Therefore, the partially opened liposome according to the present invention can be conveniently used as a drug delivery vehicle because it can easily enclose a high molecular weight substance such as proteins and nucleic acids because the open lipid bilayer part is restored naturally.

<실시예 3> 막 투과율을 증가시킨 리포좀의 제조&Lt; Example 3 > Preparation of liposome with increased membrane permeability

실시예 1에서 제조된 부분 개방 리포좀(UCL)을 수용액 상 37℃에서 저속(30rpm)으로 1~2시간 동안 교반시키면서 UCL의 개방된 부분이 회복될 때 친수성 계면 활성제인 폴록사머 188을 첨가하여 막 투과율을 증가시킨 리포좀을 제조하였다. 이러한 리포좀을 poloxamer-capped 리포좀(PCL)으로 명명하였다.
Poloxamer 188, a hydrophilic surfactant, was added when the open portion of the UCL was recovered while stirring the partially opened liposome (UCL) prepared in Example 1 at 37 ° C in an aqueous solution at a low speed (30 rpm) for 1 to 2 hours, Liposomes with increased permeability were prepared. These liposomes were named poloxamer-capped liposomes (PCL).

<실험예 3> 약물 봉입 효율 측정Experimental Example 3 Measurement of Drug Loading Efficiency

도 9의 모식도에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 및 3에서 각각 제조된 UCL 및 PCL 리포좀 50mg을 단백질(약물)로서 소 혈청 알부민 또는 인슐린 10mg과 함께 PBS(pH 7.4, 20ml)에 분산시키고 37℃에서 2시간 동안 저속(30rpm)으로 교반시킴으로써 단백질을 리포좀 내에 봉입시켰다. 단백질 봉입률을 측정하기 위해 먼저 제조된 각 리포좀 수용액의 상층액에 남아있는 소 혈청 알부민(및 인슐린)의 농도를 BSA 단백질 분석 키트를 사용하여 측정하였다. 구체적으로, 상기 상층액을 20,000rpm으로 10분 동안 원심분리한 후, 각 단백질의 농도를 측정하였다. As shown in the schematic diagram of FIG. 9, 50 mg of UCL and PCL liposomes prepared in Examples 1 and 3, respectively, were dispersed in PBS (pH 7.4, 20 ml) together with bovine serum albumin or 10 mg of insulin as a protein (drug) The protein was sealed in the liposome by stirring at low speed (30 rpm) for 2 hours. The concentration of bovine serum albumin (and insulin) remaining in the supernatant of each liposome aqueous solution prepared beforehand was measured using a BSA protein assay kit to measure the protein inclusion rate. Specifically, the supernatant was centrifuged at 20,000 rpm for 10 minutes, and the concentration of each protein was measured.

단백질 봉입 효율은 최초 봉입을 위해 투여한 단백질의 질량대비 리포좀 내부에 봉입한 단백질의 질량 %로 정의하였다. The protein encapsulation efficiency was defined as the mass% of the protein encapsulated inside the liposome versus the mass of the protein administered for the initial encapsulation.

대조군으로서 기존의 막 재수화 방법으로 제조한 인슐린 봉입 리포좀을 제조하여 단백질의 봉입 효율을 측정하였다. 구체적으로 내부 표면이 지질로 코팅된 플라스크에 인슐린(10mg)이 용해된 PBS를 투여하고 60Hz로 5분 동안 처리함으로써 인슐린 봉입 리포좀을 제조하였다.As a control group, insulin-encapsulated liposomes prepared by the conventional membrane rehydration method were prepared and the protein encapsulation efficiency was measured. Specifically, an insulin-sealed liposome was prepared by administering PBS dissolved in insulin (10 mg) to a flask whose inner surface was coated with lipid and treating the liposome at 60 Hz for 5 minutes.

각각의 리포좀의 단백질 봉입 효율 결과를 도 10에 나타내었다.The protein inclusion efficiency of each liposome is shown in Fig.

도 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 UCL과 PCL은 단백질(소 혈청 알부민: BSA)과 함께 2시간 동안 교반한 결과 봉입 효율이 30% 이상으로 나타나는 반면, 내부에 봉입한 물질이 없는 일반적인 리포좀에 BSA와 같은 고분자량의 물질을 같은 방법으로 봉입할 경우, 4시간 동안 함께 교반을 하더라도 5% 미만의 좋지 않은 봉입 효율을 나타내었다.As shown in FIG. 10, when the UCL and PCL prepared according to the present invention were stirred with the protein (bovine serum albumin: BSA) for 2 hours, the encapsulation efficiency was found to be 30% or more, When a high molecular weight substance such as BSA was encapsulated in a common liposome by the same method, even when stirring was carried out for 4 hours, a poor sealing efficiency of less than 5% was exhibited.

인간 재조합 인슐린을 봉입시킨 결과, 본 발명에 따라 제조된 UCL과 PCL은 교반 2시간 동안 인슐린의 봉입 효율은 약 40~50%의 인슐린 봉입 효율을 나타내었다.As a result of inserting the human recombinant insulin, the UCL and PCL prepared according to the present invention showed an insulin sealing efficiency of about 40-50% for 2 hours of stirring.

따라서, 본 발명에 따른 부분 개방된 리포좀은 저분자 뿐만 아니라 고분자량의 약물 또한 우수한 봉입 효율로 봉입할 수 있음을 알 수 있다.
Therefore, it can be understood that the partially opened liposome according to the present invention can seal not only low molecular weight but also high molecular weight drug with excellent sealing efficiency.

<실험예 4> 약물 방출 거동 측정<Experimental Example 4> Measurement of drug release behavior

본 발명에 따른 부분 개방 리포좀이 약물 방출에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 실험예 3에서 BSA 및 인슐린이 봉입된 리포좀 제조용액(1mg/ml, pH 7.4, 0.01% 아지드화 나트륨)을 투석막(Spectra/por  MWCO 100K)으로 이동시켰다. 투석막을 밀봉한 뒤, 고순도 PBS(10ml, 150mM)가 담긴 바이알 내부로 위치시키고, 37 ℃ 워터배스(100rev./min)에서 시간별로 방출경향을 확인하였다. 계획된 시간(0~24시간)에 투석막의 외부용액을 추출하여 방출된 단백질의 농도를 BSA 단백질 분석 키트를 통하여 분석하고, 추출된 외부용액은 새로운 용액으로 교체하였다.In order to investigate the effect of the partially opened liposome according to the present invention on the drug release, the liposome preparation solution (1 mg / ml, pH 7.4, 0.01% sodium azide) containing BSA and insulin in Experimental Example 3 was applied to the dialysis membrane / por MWCO 100K). After the dialysis membrane was sealed, it was placed inside a vial containing high purity PBS (10 ml, 150 mM), and the release tendency was confirmed over time at 37 ° C water bath (100 rev./min). The external solution of the dialysis membrane was extracted at the planned time (0 to 24 hours), and the concentration of the released protein was analyzed using a BSA protein analysis kit, and the extracted external solution was replaced with a fresh solution.

결과를 도 11에 나타내었다.The results are shown in Fig.

도 11에 나타낸 바와 같이, 단백질 방출에 있어서 소 혈청 알부민, 인슐린 두 경우 모두 PCL에서 단백질 방출이 가속화되는 것으로 확인되었다. 이는 친수성 폴록사머 188이 UCL의 개방된 구멍에 침투하여 리포좀 막 투과성의 상태변화를 유도했기 때문인 것으로 예상된다.
As shown in Fig. 11, protein release was found to accelerate protein release in both PCL and bovine serum albumin. It is expected that hydrophilic poloxamer 188 penetrates into the open pores of the UCL and induces a change in the state of liposome membrane permeability.

<실험예 5> 방출된 인슐린의 안정성 평가Experimental Example 5 Evaluation of stability of released insulin

본 발명에 따른 부분 개방 리포좀에 있어서, 단백질 약물은 봉입시 구조 변형이 일어날 수 있으므로, 약물 봉입시 변형 여부를 알아보기 위해 다음과 같은 실험을 수행하였다.In the partially opened liposome according to the present invention, the protein drug may undergo structural modification at the time of encapsulation.

구체적으로, 실시예 및 비교예에서 제조된 각 리포좀에서 4시간 동안 방출된 인슐린의 변성 여부를 원편광 이색성 측정장치(J-815 CD spectrometer, Jasco International, 영국)를 이용하여 측정하여 도 12에 나타내었다.Specifically, the denaturation of insulin released for 4 hours in each of the liposomes prepared in Examples and Comparative Examples was measured using a circular polarization dichromatism measuring device (J-815 CD spectrometer, Jasco International, UK) Respectively.

도 12에 나타낸 바와 같이, 기존의 방법(film rehydration method: 인슐린이 용해된 PBS를 사용해 초음파 처리)으로 제조된 리포좀 내부의 인슐린은 강한 초음파 처리로 인해 α-헬릭스 구조가 현저히 감소하였으나, 본 발명에 따른 부분 개방 리포좀은 약물의 변형 없이 방출된 것으로 나타났다.As shown in FIG. 12, the α-helical structure of the insulin in liposomes prepared by the conventional method (ultrasonication using a membrane rehydration method (PBS dissolved with insulin) was significantly reduced due to strong ultrasonic treatment, The partially opened liposome was found to be released without deformation of the drug.

따라서, 본 발명에 따른 부분 개방 리포좀은 단백질 약물을 UCL 내부로 안전하게 봉입할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the partially opened liposome according to the present invention can safely seal the protein drug into the UCL.

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.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. 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 (8)

(a) 초상자성 Fe3O4 나노입자를 봉입한 리포좀 용액을 제조하는 단계;
(b) 자성 임펠러에 자석을 부착시킨 후, 격렬하게 교반시켜 초상자성 Fe3O4 나노입자의 이동에 의해 지질 이중층이 부분 개방된 리포좀을 제조하는 단계; 및
(c) 누출된 Fe3O4를 리포좀에서 분리시켜 침전시키는 단계;를 포함하고,
상기 리포좀은 포스파티딜콜린으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
부분 개방 리포좀의 제조 방법.
(a) preparing a liposome solution in which superparamagnetic Fe 3 O 4 nanoparticles are encapsulated;
(b) attaching a magnet to the magnetic impeller and vigorously stirring to produce a liposome in which the lipid bilayer is partially opened by movement of the super-magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles; And
(c) separating the leached Fe 3 O 4 from the liposome to precipitate,
Characterized in that the liposome is formed of phosphatidylcholine.
A method for producing a partially opened liposome.
제1항에 있어서,
상기 (b) 단계의 자석은 반경 25-35 mm, 두께 2-5 mm의 회전 날개형인 것을 특징으로 하는 부분 개방 리포좀의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the magnet of step (b) is a rotary blade having a radius of 25-35 mm and a thickness of 2-5 mm.
제1항에 있어서,
상기 (b) 단계의 교반은 500~1,500 rpm의 속도로 1~2분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 부분 개방 리포좀의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the stirring of step (b) is performed at a speed of 500 to 1,500 rpm for 1 to 2 minutes.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계는 누출된 Fe3O4를 플라스크 외부의 다른 자석을 통해 리포좀에서 분리함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 부분 개방 리포좀의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (c) is performed by separating the leaking Fe 3 O 4 from the liposome through another magnet outside the flask.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 부분 개방 리포좀.A partially opened liposome prepared by the method of any one of claims 1 to 4. 제5항에 있어서,
상기 부분 개방 리포좀은 고분자의 단백질 약물을 변형 없이 용이하게 봉입하는 것을 특징으로 하는 부분 개방 리포좀.
6. The method of claim 5,
Wherein the partially opened liposome easily encapsulates the protein drug of the polymer without any modification.
제5항에 있어서,
상기 부분 개방 리포좀은 고분자 약물 봉입시 막투과성을 증진시키는 물질로서 폴록사머 계열의 계면활성제를 함께 봉입하여 약물 방출 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 부분 개방 리포좀.
6. The method of claim 5,
Wherein the partially opened liposome is a substance that enhances membrane permeability upon encapsulation of a polymer drug, and a surfactant of a poloxamer series is enclosed together to adjust a drug release rate.
제7항에 있어서,
상기 폴록사머 계열의 계면활성제는 폴록사머 188인 것을 특징으로 하는 부분 개방 리포좀.
8. The method of claim 7,
Wherein the surfactant of the poloxamer series is Poloxamer 188.
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