KR102036051B1 - 엑소좀 기반의 나노입자 복합체 및 이의 제조방법 - Google Patents

엑소좀 기반의 나노입자 복합체 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102036051B1
KR102036051B1 KR1020170020293A KR20170020293A KR102036051B1 KR 102036051 B1 KR102036051 B1 KR 102036051B1 KR 1020170020293 A KR1020170020293 A KR 1020170020293A KR 20170020293 A KR20170020293 A KR 20170020293A KR 102036051 B1 KR102036051 B1 KR 102036051B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
peo
poloxamer
drug
nucleus
exosome
Prior art date
Application number
KR1020170020293A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180094232A (ko
Inventor
육순홍
Original Assignee
고려대학교 세종산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 세종산학협력단 filed Critical 고려대학교 세종산학협력단
Priority to KR1020170020293A priority Critical patent/KR102036051B1/ko
Priority to EP18754947.2A priority patent/EP3583955A4/en
Priority to US16/485,493 priority patent/US20200046647A1/en
Priority to CN201880011966.1A priority patent/CN110300602A/zh
Priority to PCT/KR2018/001432 priority patent/WO2018151445A1/ko
Publication of KR20180094232A publication Critical patent/KR20180094232A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102036051B1 publication Critical patent/KR102036051B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • A61K47/69—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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6905—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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a colloid or an emulsion
    • A61K47/6911—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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a colloid or an emulsion the form being a liposome
    • A61K47/6915—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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a colloid or an emulsion the form being a liposome the form being a liposome with polymerisable or polymerized bilayer-forming substances, e.g. polymersomes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/513—Organic macromolecular compounds; Dendrimers
    • A61K9/5146—Organic macromolecular compounds; Dendrimers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, polyamines, polyanhydrides
    • 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
    • A61K47/69—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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6901—Conjugates being cells, cell fragments, viruses, ghosts, red blood cells or viral vectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/7028—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages
    • A61K31/7034—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin
    • A61K31/704—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin attached to a condensed carbocyclic ring system, e.g. sennosides, thiocolchicosides, escin, daunorubicin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12—Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/13—Tumour cells, irrespective of tissue of origin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12—Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/14—Blood; Artificial blood
    • A61K35/15—Cells of the myeloid line, e.g. granulocytes, basophils, eosinophils, neutrophils, leucocytes, monocytes, macrophages or mast cells; Myeloid precursor cells; Antigen-presenting cells, e.g. dendritic cells
    • 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
    • A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/08—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite containing oxygen, e.g. ethers, acetals, ketones, quinones, aldehydes, peroxides
    • A61K47/10—Alcohols; Phenols; Salts thereof, e.g. glycerol; Polyethylene glycols [PEG]; Poloxamers; PEG/POE alkyl ethers
    • 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
    • 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
    • A61K47/69—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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6921—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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere
    • A61K47/6927—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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores
    • A61K47/6929—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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores the form being a nanoparticle, e.g. an immuno-nanoparticle
    • 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
    • A61K47/69—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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6921—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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere
    • A61K47/6927—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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores
    • A61K47/6929—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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores the form being a nanoparticle, e.g. an immuno-nanoparticle
    • A61K47/6931—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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores the form being a nanoparticle, e.g. an immuno-nanoparticle the material constituting the nanoparticle being a polymer
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10—Dispersions; Emulsions
    • A61K9/127—Liposomes
    • A61K9/1271—Non-conventional liposomes, e.g. PEGylated liposomes, liposomes coated with polymers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/5005—Wall or coating material
    • A61K9/5021—Organic macromolecular compounds
    • A61K9/5031—Organic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, poly(lactide-co-glycolide)
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K45/00—Medicinal preparations containing active ingredients not provided for in groups A61K31/00 - A61K41/00
    • A61K45/06—Mixtures of active ingredients without chemical characterisation, e.g. antiphlogistics and cardiaca
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/19—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles lyophilised, i.e. freeze-dried, solutions or dispersions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/5005—Wall or coating material
    • A61K9/5063—Compounds of unknown constitution, e.g. material from plants or animals
    • A61K9/5068—Cell membranes or bacterial membranes enclosing drugs
    • 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)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 엑소좀 기반의 나노입자 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세포에서 분리한 엑소좀 및 생체적합성 기반의 고분자를 이용함으로써 체내 안정성 및 재분산성이 향상된 엑소좀 기반의 나노입자 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 체내 안정성 및 수용액에서의 재분산성 향상을 통해 약물이 갖는 용해도에 상관없이 안정적이고 지속적인 약물 용출 패턴을 보이며, 우수한 암세포 축적성을 구현할 수 있는 나노입자 복합체를 제공할 수 있다.

Description

엑소좀 기반의 나노입자 복합체 및 이의 제조방법{Exosome-based nanoparticle complexes and methods for preparing the same}
본 발명은 엑소좀 기반의 나노입자 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세포에서 분리한 엑소좀 및 생체적합성 기반의 고분자를 이용함으로써 체내 안정성 및 재분산성이 향상된 엑소좀 기반의 나노입자 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
대부분의 약물은 소수성 및 친수성 약물로 구분된다. 소수성 약물의 경우 수용액 상에서 제한적인 용해도를 나타내기 때문에 효과적인 체내 전달이 이루어지지 않는다. 친수성 약물의 경우 빠른 용해도로 인하여 초기 약효 발현이 우수하지만 지속적인 약효 구현에 어려움이 있어 빈번한 약물 투여가 요구된다. 이러한 어려움을 극복하기 위하여 나노 입자를 이용한 다양한 약물 전달체 개발이 이루어지고 있으며 고분자 약물 전달체, 지질 약물 전달체, 나노 튜브를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 고분자 약물 전달체로는 고분자-약물 접합체, 고분자 미셀, 덴드리머 등이 있다.
그러나 상기와 같은 약물 전달 전달체는 수용액에서의 불안정성으로 인하여 빠른 약물방출 형태를 나타내고, 특히 수용성 약물이나 단백성 약물 및 항체들이 충진되어 있는 경우 수용액에서의 우수한 용해도로 인하여 빠른 약물 방출이 야기되어 원하는 약효를 구현하기가 어렵다. 이를 극복하기 위한 방안으로, 약물의 반복투여가 요구되며, 고가의 단백성 약물이나 항체의 경우 치료비용의 상승이 예상된다.
한편, 리포좀은 여러 종류의 지질분자로 구성될 수 있으며 리포좀을 이루는 대분분의 인지질(phospolipid)들이 인체에 무독, 무해하기 때문에, 효과적인 약물 전달체로 주목받아 왔다. 그러나 리포좀을 이용한 입자는 물리적 안정성이 확보되지 않아 안정성을 확보하기 위한 다양한 연구들이 시도되어 왔다. 예를 들어, 리포좀에 특정한 계면활성제를 첨가하여 안정성의 증가를 유도하였고, 리포좀 구성요소에 정전하 지질을 첨가하거나, 스테롤, 음이온성 지질 또는 스핑고 지질을 도입하기도 하였다. 이처럼, 리포좀의 안정성 향상을 위한 연구들이 꾸준히 진행되어 왔으나 상기 기술들은 물리적 안정성이 충분하지 못하여 약학분야에서 활용하기에는 한계가 있었다.
이러한 물리적 안정성을 극복하기 위하여, 본 발명자는 대한민국 등록특허 제10-0792557호에서는 리포좀을 구성하는 레시틴 핵과, 폴락사머 쉘로 이루어진 핵/쉘 구조의 약물 전달체를 개시한바 있다. 그러나 상기 약물 전달체의 경우 인체 유래 세포로부터 기인한 것이 아닌 리포좀을 기반으로 하고 있어 생체적합성(biocompatibility) 및 생물학적 이용가능성(bioavailability)의 측면에서 필연적으로 한계를 가진다.
한편, 주사제형 항암제 전달체 개발의 경우 항암제 부작용을 최소화하기 위하여 전달체에 암세포 축적성(tumor targeting) 기능을 부여한다. 그러나 최근에는 암세포 축적성 구현의 한 축을 담당하는 수동(passive) 암세포 축적성의 주요전달 기구인 EPR(enhanced permeation and retention) 효과의 한계점들이 표면화 되고 있는 실정이다.
따라서, 생체적합성 및 생물학적 이용가능성의 한계를 극복하여 체내 안정성 및 수용액에서의 재분산성이 우수할 뿐만 아니라, 복잡한 표면 수식 없이 능동(active) 암세포 축적성을 구현할 수 있는 새로운 형태의 생체적합성 입자의 개발이 절실히 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0792557호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명에서는 체내 안정성 및 수용액에서의 재분산성 향상을 통해 안정적이고 지속적인 약물 용출 패턴을 보이며, 우수한 암세포 축적성을 구현할 수 있는 나노입자 복합체를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 나노입자 복합체의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여,
내부에 약물이 봉입된 세포주 유래 엑소좀 핵; 및
상기 세포주 유래 엑소좀 핵의 표면에 회합된 PEO-PPO-PEO 공중합체 쉘;을 포함하는 핵/쉘 나노입자 복합체를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여,
(a) 세포주를 원심분리하여 상기 세포주로부터 엑소좀을 분리하는 단계;
(b) 상기 분리된 엑소좀과 약물을 혼합하여 내부에 약물이 봉입된 엑소좀을 제조하는 단계; 및
(c) 상기 약물이 봉입된 엑소좀 및 PEO-PPO-PEO 공중합체 수용액을 혼합한 후 동결 건조시키는 단계;를 포함하는 핵/쉘 나노입자 복합체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 인체 세포 유래의 엑소좀 및 생체적합성 고분자를 이용함으로써 체내 안정성 및 수용액에서의 재분산성 향상을 통해 약물이 갖는 용해도에 상관없이 안정적이고 지속적인 약물 용출 패턴을 보이며, 우수한 암세포 축적성을 구현할 수 있는 나노입자 복합체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체의 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체의 제조 과정을 나타낸 모식도이다.
도 3은 기존의 핵/쉘 나노입자 복합체의 EPR 효과에 따른 생체 내 거동을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1-1에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체의 TEM 이미지이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1-2에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체의 TEM 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1-1에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체의 입도분포를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1-1 및 비교예 1에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체의 시간에 따른 약물 방출 형태를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2 및 비교예 2에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체의 암 조직 발생 동물모델에서의 생체분포도를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
종래 리포좀 기반의 약물 전달체는 대두 또는 난황 등에서 추출된 레시틴으로부터 형성된 리포좀을 이용하여왔다. 그러나 상기 약물 전달체의 경우 인체 유래 세포로부터 기인한 것이 아닌 리포좀을 기반으로 하고 있어 생체적합성(biocompatibility) 및 생물학적 이용가능성(bioavailability)의 측면에서 필연적으로 한계를 가진다.
따라서, 생체적합성 및 생물학적 이용가능성의 한계를 극복하여 체내 안정성 및 수용액에서의 재분산성이 우수할 뿐만 아니라, 복잡한 표면 수식 없이 EPR 효과 및 능동(active) 암세포 축적성을 구현할 수 있는 새로운 형태의 생체적합성 입자의 개발이 절실히 요구되고 있다.
이러한 기술적 배경하에서, 본 발명자들은 새로운 형태의 생체적합성 입자에 대하여 연구하던 중에, 세포주에서 유래된 엑소좀을 기반으로 할 경우 체내 안정성 및 수용액에서의 재분산성이 우수할 뿐만 아니라, 리포좀 기반의 약물 전달체에 비해 약물 용출 패턴의 지속성, 암세포 축적성이 월등히 향상됨을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 내부에 약물이 봉입된 세포주 유래 엑소좀 핵; 및 상기 세포주 유래 엑소좀 핵의 표면에 회합된 PEO-PPO-PEO 공중합체 쉘;을 포함하는 핵/쉘 나노입자 복합체를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체에서 엑소좀 핵의 표면에 PEO-PPO-PEO 공중합체가 회합된 모습을 나타낸 모식도이다.
본 발명에서 회합(association)이란, 엑소좀 핵의 표면 상에 PEO-PPO-PEO 공중합체가 정전기적 인력 등에 의해 엑소좀 핵과 결합되어 있거나, 엑소좀 핵의 인지질 이중층의 적어도 일부와 PEO-PPO-PEO 공중합체가 서로 엉켜있는 상태(entangle 혹은 intervene 상태임)를 포함한다.
도 1을 참조하면, 약물이 봉입된 엑소좀 핵의 표면 및 엑소좀의 인지질 이중층의 적어도 일부에 PEO-PPO-PEO 공중합체가 교차결합하여 엑소좀의 표면이 안정화된다. 상기 PEO-PPO-PEO 공중합체는 엑소좀의 이중층을 통과하며 엑소좀 이중층을 단단하게 교차하면서 결합시킨다. 또한, 엑소좀 외벽에 PEO-PPO-PEO 공중합체로 이루어진 표면층을 형성하여 외부에 존재하는 각종 엑소좀 구조를 불안정하게 하는 요소들로부터 안정하게 엑소좀의 구조를 유지시키는 역할을 한다.
또한, 본 발명의 핵/쉘 나노입자 복합체는 우수한 분산성을 보이며 응집 현상이 발생하지 않아 체내 투여를 위하여 수용액 등의 용액에 분산하였을 때 용해되는 과정에서 쉽게 재분산될 수 있다.
본 발명의 핵/쉘 나노입자 복합체는 약 100 내지 약 1,000nm, 바람직하게는 약 300내지 약 700nm의 입경을 갖는 미세한 분말 형태이다. 또한, 약물이 엑소좀 핵 및 PEO-PPO-PEO 공중합체 쉘에 의해 보호되어 있어 보관 안정성이 우수하다.
본 발명의 핵/쉘 나노입자 복합체는 건조 상태로 장기간 보관할 수 있으므로 보관, 이동 및 투여에 편리성을 제공할 수 있다.
상기 엑소좀 핵에 봉입되는 약물은 특별한 약물로 제한되지는 않지만, 난용성 약물, 수용성 약물, 이온성 약물, 단백질 약물, 항체 및 조영제 등을 포함한다. 상기 난용성 약물은 수용해도가 낮아 가용화하기 어려운 약물을 지칭하는 것으로 예를 들어 항암제 또는 동맥경화증, 고지혈증 등과 같은 심혈관계 질환 치료제 등이 있으나 이에 한정되지 않고, 가용화가 어려운 모든 난용성 약물을 포함할 수 있다. 구체적으로는, 상기 난용성 약물은 예를 들어 파클리탁셀, 도세탁셀, 타목신, 아나스테로졸, 카보플라틴, 토포테칸, 벨로테칸, 이마티닙, 이리노테칸, 플록수리딘, 비노렐빈, 겜시타빈, 루프롤리드(leuprolide), 플루타미드, 졸레드로네이트, 메토트렉세이트, 캄토테신, 시스플라틴, 빈크리스틴, 히드록시우레아, 스트렙토조신, 발루비신, 로바스타틴, 심바스타틴, 플루바스타틴, 아트로바스타틴, 피타바스타틴, 프라바스타틴, 또는 로수바스타틴 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 이온성 약물은 예를 들어 독소루비신-HCl(doxorubicin-HCl), 독사조신-HCl (doxazosin HCl), 메틸페니데이트(methylphenidate), 옥시부티닌(oxybutynin chloride), 수도에페드린(pseudoephedrine HCl), 알부테롤 설페이트(albuterol sulfate), 부피바케인-HCl 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 단백질과 항체는 예를 들어 인슐린 (Insulin), 엑세나타이드 (Exenatide), Hgh (Human growth hormone), VEGF (vascular endotherial growth factor), EGF (epidermal growth factor), TNF-α(Tumor Necrosis Factor-α) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 조영제는 예를 들어 망간, 가돌리늄, 에르븀, 크롬, 철, 코발트, 니켈, 란탄 계열 원소, 악티늄 계열 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 상자성 물질을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 조영제는 Gd-DOTA 복합체 ((1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid) gadolinium(III))일 수 있다. Gd-DOTA 복합체는 MRI (Magnetic Resonance Imaging)에 사용되는 조영제로서 본 발명의 핵/쉘 나노입자 복합체의 엑소좀 핵 내부에 충진시 분자영상 효과를 증진시키고 특히 암이 발생한 부분을 효과적으로 조영하는 효과가 있다.
상기 PEO-PPO-PEO 공중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 트리블록(triblock) 공중합체일 수 있다.
[화학식 1]
HO-(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)c-H
상기 화학식 1에서, b는 10 이상의 정수이고, a+c는 말단 부분((C2H4O)a 및 (C2H4O)c)이 공중합체의 5 내지 95 중량%, 바람직하게는 20 내지 90 중량%를 차지하도록 하는 수이다.
상기 PEO-PPO-PEO 공중합체의 성질은 폴리옥시프로필렌 블록 및 폴리옥시에틸렌 블록의 비율, 즉 상기 화학식 1에서 b 및 a+c의 비율에 좌우된다. 상기 PEO-PPO-PEO 공중합체는 공지된 문헌에 기재된 방법으로 제조하거나 미리 제조되어 상업적으로 시판되는 제품을 사용할 수 있다. 본 발명의 제조방법에서 사용하는 PEO-PPO-PEO 공중합체는 특별히 제한되지는 않으나 예를 들면 약 1,000 내지 약 16,000의 분자량을 가질 수 있다.
한편, 상기 PEO-PPO-PEO 공중합체는 폴록사머(poloxamer) 또는 플루로닉(pluronic)으로도 알려져 있다. 폴록사머는 실온에서 고체이고, 물과 에탄올에 용해되는 성질을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 PEO-PPO-PEO 공중합체로 폴록사머 68, 폴록사머 127, 폴록사머 188, 폴록사머 237, 폴록사머 338 또는 폴록사머 407 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 폴록사머 188이란 상기 화학식 2에서 b가 30이고 a+c가 75인 화합물로서 분자량이 약 8,350인 폴록사머를 의미한다.
본 발명의 핵/쉘 나노입자 복합체는 세포주 유래의 엑소좀을 사용하는바 생체적합성을 현저히 향상시킬 수 있다. 이때, 상기 엑소좀은 세포주로부터 유래되는 것이면 모두 가능하나, 바람직하게는 대식세포주 또는 암 세포주로부터 유래한 것일 수 있다.
이때, 상기 대식세포주는 RAW264.7 세포주일 수 있으며, 하기 실시예의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 대식세포주 RAW264.7 유래의 엑소좀을 사용할 경우 리포좀 기반의 복합체 대비 현저히 향상된 방출 거동을 나타낼 수 있다.
또한, 상기 암세포주는 모든 암세포가 해당될 수 있으나 바람직하게는 유방암 세포주 또는 편피 상피 세포암 세포주일 수 있다. 이때, 상기 유방암 세포주는 예를 들어 MDA-MB231일 수 있고, 상기 편피 상피 세포암 세포주는 SCC-7일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체가 항암 약물 전달체 또는 항암 치료용 약제학적 조성물로 이용될 경우, 월등히 향상된 암 축적성 구현을 위해서는 치료 대상이 되는 암과 동일한 종류의 암세포주로부터 분리된 엑소좀을 이용하는 것이 바람직하다. 하기 실시예에서는 유방암 세포주 MDA-MB231 유래의 엑소좀 기반의 핵/쉘 나노입자 복합체 사용시 SCC-7 세포주 유래의 엑소좀 기반의 핵/쉘 나노입자 복합체를 사용한 경우보다 유방암에 대한 암 축적성이 훨씬 뛰어남을 확인하였다.
본 발명의 핵/쉘 나노입자 복합체는 또는 기타 다른 용매에 분산시켜 체내에 투여될 수 있다. 엑소좀 핵 내에 봉입된 상기 약물은 안정화된 상태로 존재하므로 약물이 갖고 있는 고유의 용해도에 상관없이 생체 이용률이 현저하게 향상될 수 있다. 또한, 세포주 유래의 엑소좀을 기반으로 하는바 생체 적합성 또한 현저하게 향상될 수 있다. 또한, 하기 실시예의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 리포좀 기반의 약물 전달체 대비 향상된 지속 방출형의 용출 패턴을 보이므로 장기간 동안 생체 내에 지속적인 방출이 요구되는 서방성 제제에 유용하게 적용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 핵/쉘 나노입자 복합체는 생체 내에 투여된 후 수 일 내지 수 개월 동안 생체 내에서 약물을 안정적인 속도로 지속적으로 방출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체는 복잡한 표면 수식 없이 EPR 효과 및 능동(active) 암세포 축적성을 구현할 수 있으며, 이는 리포좀 기반의 약물 전달체 대비 암세포 축적성이 향상되는 하기 실시예의 결과를 통해 증명되는바, 본 발명에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체는 효과적인 약물 전달체로 이용될 수 있다.
본 발명의 핵/쉘 나노입자 복합체는 알려진 통상의 방법으로 과립제, 캅셀제, 정제와 같은 경구 투여용 제제 또는 정맥주사, 피하주사, 근육주사와 같은 비경구 투여용 제제 등으로 제조할 수 있으며, 제제학적으로 알려진 다양한 부형제 및 제형 설계를 통해 효과적인 약물 전달체로 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 핵/쉘 나노입자 복합체는 유동성이 좋은 분말 상태이기 때문에 장기 보관에 유리하다. 따라서 본 발명의 핵/쉘 나노입자 복합체를 포함하는 약제학적 제제는 향상된 보관 안정성을 가지며 장기간의 유통 및 보관 과정에서도 변질 우려가 적다.
또한, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 핵/쉘 나노입자 복합체의 제조방법을 제공한다(도 2).
(a) 세포주를 원심분리하여 상기 세포주로부터 엑소좀을 분리하는 단계;
(b) 상기 분리된 엑소좀과 약물을 혼합하여 내부에 약물이 봉입된 엑소좀을 제조하는 단계; 및
(c) 상기 약물이 봉입된 엑소좀 및 PEO-PPO-PEO 공중합체 수용액을 혼합한 후 동결 건조시키는 단계.
먼저 (a) 단계에서는 원심분리를 통해 세포주로부터 엑소좀을 분리하게 된다. 이때, 상기 원심분리는 당업계에 통상적으로 알려진 방법을 통해 수행될 수 있으며 예를 들어 분별초고속원심분리 방법을 이용할 수 있다(C. Thery, S. Amigorena, G. Raposo, A. Clayton, Isolation and characterization of exosomes from cell culture supernatants and biological fluids, Current protocols in cell biology, Chapter 3 (2006) Unit 3 22.).
다음으로, (b) 단계에서는 상기 분리된 엑소좀을 약물과 혼합하여 내부에 약물이 봉입된 엑소좀을 제조한다. 이때, 상기 봉입되는 약물은 특별한 약물로 제한되지는 않지만, 난용성 약물, 수용성 약물, 이온성 약물, 단백질 약물, 항체 및 조영제 등을 포함한다.
다음으로 상기 (c) 단계에서는 상기 약물이 봉입된 엑소좀 및 PEO-PPO-PEO 공중합체 수용액을 혼합 및 교반한 후 동결 건조시키는 단계이다. 상기 (c) 단계를 통해 약물이 봉입된 엑소좀은 핵을 형성하여 상기 엑소좀 핵 표면에는 PEO-PPO-PEO 공중합체가 회합되어 쉘을 형성하게 되며, 상기 핵/쉘 나노입자 복합체는 동결 건조 과정을 통해 분말화된다.
이때, 상기 PEO-PPO-PEO 공중합체 수용액은 PEO-PPO-PEO 공중합체를 1 내지 30중량%로 포함하는 수용액을 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 (b) 단계에서 약물이 봉입된 엑소좀 및 PEO-PPO-PEO 공중합체의 중량비가 1:0.1 내지 1:99, 바람직하게는 1: 1 내지 1: 20, 더욱 바람직하게는 1:1 내지 1:5가 되도록 혼합할 수 있다. 상기 약물이 봉입된 엑소좀에 대하여 PEO-PPO-PEO 공중합체가 너무 적게 포함되면 PEO-PPO-PEO 공중합체에 의한 엑소좀 표면의 안정화 효과가 미미할 수 있다. 반면에, 상기 약물이 봉입된 엑소좀에 대하여 PEO-PPO-PEO 공중합체가 너무 많이 포함될 경우 충진된 약물의 방출이 억제되어 바라는 치료효과를 구현할 수 없는 문제가 생길 수 있다.
PEO-PPO-PEO 공중합체는 약물이 봉입된 엑소좀 표면 및 엑소좀의 인지질 이중층의 적어도 일부에 PEO-PPO-PEO 공중합체가 회합함으로써 엑소좀의 구조를 유지시키는 역할을 한다.
상기와 같은 제조방법으로 수득된 본 발명의 핵/쉘 나노입자 복합체는 미세한 분말 형태로 우수한 분산성을 보이며 응집 현상이 발생하지 않아 체내 투여를 위하여 수용액 등의 용액에 분산하였을 때 용해되는 과정에서 쉽게 재분산될 수 있다. 또한, 인체에 유해한 영향을 줄 수 있는 유기 용매나 기타 부형제를 사용하지 않으며, 세포주 유래의 엑소좀과 생체 적합성 고분자인 PEO-PPO-PEO 공중합체를 사용하여 간단한 방법으로 제조할 수 있는바 체내 안정성 및 공정 용이성을 모두 달성할 수 있다. 더하여, 보관 안정성이 향상되어 약제학적 제제로 다양하게 이용 가능하다.
이하에서는 바람직한 실시예 등을 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예 등은 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
< 실시예 >
실시예 1. RAW264 . 7세포주로부터 유래한 엑소좀 기반의 핵/쉘 나노입자 복합체의 제조
(1) 실시예 1-1
먼저, 원심분리를 통해 RAW264.7 세포주로부터 10 mg의 엑소좀을 분리하였다. 상기 분리된 엑소좀과 10 mg의 독소루비신-HCl을 2시간 동안 혼합하여 균일한 혼합체를 제조하였다. 상기 혼합체에 10 중량%의 Pluronic F-68 수용액 50 mg을 첨가하여 교반시켰다. 상기 혼합물이 완전히 균일한 용액이 될 때까지 교반한 후 48시간 동안 동결건조하여 분말화된 핵/쉘 나노입자 복합체를 얻었다.
(2) 실시예 1-2
10 중량%의 Pluronic F-68 수용액 대신에 10 중량%의 Pluronic F-127 수용액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1-1과 동일한 방법을 통해 분말화된 핵/쉘 나노입자 복합체를 제조하였다.
실시예 2. MDA -MB231 세포주로부터 유래한 엑소좀 기반의 핵/쉘 나노입자 복합체의 제조
먼저, 원심분리를 통해 MDA-MB231 세포주로부터 10 mg의 엑소좀을 분리하였다. 상기 분리된 엑소좀과 1 mg의 Cy 5.5(생체 분포도 측정을 위한 형광물질)을 2시간 동안 혼합하여 균일한 혼합체를 제조하였다. 상기 혼합체에 10 중량%의 Pluronic F-68 수용액 50 mg을 첨가하여 교반시켰다. 상기 혼합물이 완전히 균일한 용액이 될 때까지 교반한 후 48시간 동안 동결건조하여 분말화된 핵/쉘 나노입자 복합체를 얻었다.
비교예 1. 리포좀 기반의 핵/쉘 나노입자 복합체의 제조
10mg의 독소루비신-HCl 및 난황(egg yolk)에서 추출된 phosphatidylcholine으로 이루어진 리포좀을 2시간 동안 혼합하여 균일한 혼합체를 제조하였다. 상기 혼합체에 10 중량%의 Pluronic F-68 수용액 50 mg을 첨가하여 교반시켰다. 상기 혼합물이 완전히 균일한 용액이 될 때까지 교반한 후 48시간 동안 동결건조하여 분말화된 핵/쉘 나노입자 복합체를 얻었다.
비교예 2. SCC -7 암 세포주로부터 유래한 엑소좀 기반의 핵/쉘 나노입자 복합체의 제조
먼저, 원심분리를 통해 SCC-7 암 세포주로부터 10 mg의 엑소좀을 분리하였다. 상기 분리된 엑소좀과 1 mg의 Cy 5.5(생체 분포도 측정을 위한 형광물질)을 2시간 동안 혼합하여 균일한 혼합체를 제조하였다. 상기 혼합체에 10 중량%의 Pluronic F-68 수용액 50 mg을 첨가하여 교반시켰다. 상기 혼합물이 완전히 균일한 용액이 될 때까지 교반한 후 48시간 동안 동결건조하여 분말화된 핵/쉘 나노입자 복합체를 얻었다.
< 실험예 >
실험예 1. 입도 분포 분석
실시예 1-1에 의해 수득된 본 발명에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체의 입도 분포를 도 6에 나타내었다. 또한, 본 발명의 실시예 1-1 및 1-2에 의해 수득된 핵/쉘 나노입자 복합체의 TEM 이미지를 도 4 및 도 5에 각각 나타내었다.
도 4-6을 통해 본 발명에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체는 약 500nm 정도의 입경을 나타내며 비교적 고른 입도 분포를 보임을 알 수 있다.
실험예 2. 약물 방출 패턴 분석
본 발명에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체 내에 봉입된 약물의 방출 패턴을 확인하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
실시예 1-1에 따라 제조된 핵/쉘 나노입자 복합체를 독소루비신-HCl을 10mg 함유하는 핵/쉘 나노입자 복합체에 해당하는 양을 측량하여 투석 비닐막(dialysis bag, 분자량 여과 한계 - 100,000)에 넣고, 이를 30 ml의 인산염 완충용액 (PBS, pH 7.4)에 함침시켰다. 온도는 37.5 ℃를 유지하면서 100 rpm으로 인산염 완충용액을 교반 하였다. 일정한 시간이 지나면 인산염 완충용액 5 ml를 취하여 방출된 약물 양을 HPLC로 측정하였다. 시료 채취 후에는 남은 인산염 완충용액을 모두 제거하고 신선한 인산염 완충용액으로 교체하였다. 방출된 독소루비신-HCl 양은 UV-vis spectrometer (G1103A, Agilent, USA)로 측정하였다.
비교를 위해, 10 mg의 독소루비신-HCl, 비교예 1에 따라 제조된 리포좀 기반 핵/쉘 나노입자 복합체 (10 mg의 독소루비신-HCl 함유)를 각각 증류수 10mL에 첨가하여 수용액으로 제조한 후 전술한 방법과 동일하게 약물 방출 거동을 측정하였다.
도 7은 본 발명의 실시예 1-1 및 비교예 1에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체의 시간에 따른 약물 방출 형태를 나타낸 그래프이다.
이를 통해 체온(37 ℃)에서 독소루비신-HCl은 급격히 방출되며, 24시간 이내에 95퍼센트 이상에 해당하는 약물이 방출되어 인산염 완충용액으로 방출됨을 확인하였다. 또한, 비교예 1에 따른 리포좀 기반 핵/쉘 나노입자 복합체에 봉입되어 있는 독소루비신-HCl의 경우 방출 속도가 감소되어 지속적인 용출 거동을 보이며, 방출거동 실험 실시 72시간 이후에도 용출률이 65% 이하로 서서히 방출되는 경향을 보임을 알 수 있다.
그러나 본 발명의 실시예 1에 따른 RAW264.7세포주로부터 유래한 엑소좀 기반 핵/쉘 나노입자 복합체는 방출거동 실험 실시 72시간 이후에도 용출률이 40%이하로, 비교예 1에 따른 리포좀 기반 핵/쉘 나노입자 복합체보다도 더욱 현저하게 방출이 지체되는 것을 확인하였으며, 방출거동 실험 실시 72시간 이후에도 약물이 일정한 속도로 서서히 방출되는 것을 확인하였다. 이를 통해 본 발명에 따른 엑소좀 기반의 핵/쉘 나노입자 복합체는 리포좀 기반의 핵/쉘 나노입자 복합체보다 안정적이고 지속적인 약물 방출 형태를 나타낸다는 것을 확인하였다.
실험예 3. 생체분포도( biodistribution ) 측정
본 발명에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체의 생체분포도를 통한 생체 내 거동을 확인하기 위해 하기와 같은 실험을 수행하였다.
구체적으로 5.5 주령의 C3H/HeN mice에 MDA-MB231 암 세포주를 이식하여 암 조직 크기가 250-300 mm3정도 성장하였을 때 MDA-MB231 암 세포주로부터 분리된 엑소좀 기반 핵/쉘 나노입자 복합체(실시예 2)와 SCC-7 암 세포주로부터 분리된 엑소좀 기반 핵/쉘 나노입자 복합체(비교예 2)를 각각 mice의 꼬리정맥을 통해 주입한 후 생체 거동을 확인하였다. 이때 생체거동은 IVIS SPECTRUM (Xenogen, Alameda, CA)를 이용하여 관찰하였다(Journal of Controlled Release 228 (2016) 141-149 참조).
도 8은 본 발명의 실시예 2 및 비교예 2에 따른 핵/쉘 나노입자 복합체의 암 조직 발생 동물모델에서의 생체분포도를 나타낸 도면이다.
이를 통해 같은 암세포 (MDA-MB 231, 유방암) 주에서 분리된 엑소좀 기반 핵/쉘 나노입자 전달체(실시예 2)가 다른 암세포인 SCC-7 암세포 주에서 유래한 엑소좀 기반 핵/쉘 나노입자 복합체보다(비교예 2) 높은 암 축정성을 나타냄을 확인하였다. 따라서, 이러한 특성을 이용하여 동일 암세포주로부터 유래한 엑소좀을 기반으로 제조된 복합체를 이용하면 암 축적성을 월등히 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

Claims (11)

  1. 핵의 표면을 인지질 이중층이 둘러싸는 생체나노입자인 엑소좀;
    상기 핵의 내부에 봉입된 이온성 약물; 및
    PEO-PPO-PEO 공중합체를 포함하되, 상기 공중합체의 일단이 상기 인지질 이중층을 통과하면서 상기 엑소좀의 내부에 결합되고, 상기 공중합체의 타단이 상기 엑소좀의 외면에 노출되어 형성되는 표면층;을 포함하고,
    상기 PEO-PPO-PEO 공중합체는 폴록사머 68, 폴록사머 127, 폴록사머 188, 폴록사머 237, 폴록사머 338 및 폴록사머 407로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 이온성 약물은 독소루비신-HCl(doxorubicin-HCl), 독사조신-HCl (doxazosin HCl), 메틸페니데이트(methylphenidate), 옥시부티닌(oxybutynin chloride), 수도에페드린(pseudoephedrine HCl), 알부테롤 설페이트(albuterol sulfate) 및 부피바케인-HCl로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 나노입자 복합체.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복합체는 분말 형태인 것을 특징으로 하는 나노입자 복합체.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 엑소좀은 대식세포주 또는 암 세포주로부터 유래한 것을 특징으로 하는 나노입자 복합체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 암세포주는 유방암 세포주 또는 편피 상피 세포암 세포주인 것을 특징으로 하는 나노입자 복합체.
  7. 제1항에 따른 나노입자 복합체의 제조방법으로서,
    (a) 핵의 표면을 인지질 이중층이 둘러싸는 생체나노입자인 엑소좀을 준비하는 단계;
    (b) 상기 엑소좀과 이온성 약물을 혼합하여 상기 핵의 내부에 약물을 봉입시키는 단계; 및
    (c) 상기 핵의 내부에 약물이 봉입된 엑소좀과 PEO-PPO-PEO 공중합체 수용액을 혼합한 후 동결 건조시켜, 상기 공중합체의 일단이 상기 인지질 이중충을 통과하면서 상기 엑소좀의 내부에 결합되고, 상기 공중합체의 타단이 상기 엑소좀의 외면에 노출된 표면층을 형성시키는 단계;를 포함하고,
    상기 PEO-PPO-PEO 공중합체는 폴록사머 68, 폴록사머 127, 폴록사머 188, 폴록사머 237, 폴록사머 338 및 폴록사머 407로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 이온성 약물은 독소루비신-HCl(doxorubicin-HCl), 독사조신-HCl (doxazosin HCl), 메틸페니데이트(methylphenidate), 옥시부티닌(oxybutynin chloride), 수도에페드린(pseudoephedrine HCl), 알부테롤 설페이트(albuterol sulfate) 및 부피바케인-HCl로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 나노입자 복합체의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 PEO-PPO-PEO 공중합체 수용액은 PEO-PPO-PEO 공중합체를 1 내지 30중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자 복합체의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서,
    상기 핵의 내부에 약물이 봉입된 엑소좀과 상기 PEO-PPO-PEO 공중합체의 중량비가 1:0.1 내지 1:99가 되도록 혼합하는 것을 특징으로 하는 나노입자 복합체의 제조방법.
KR1020170020293A 2017-02-15 2017-02-15 엑소좀 기반의 나노입자 복합체 및 이의 제조방법 KR102036051B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170020293A KR102036051B1 (ko) 2017-02-15 2017-02-15 엑소좀 기반의 나노입자 복합체 및 이의 제조방법
EP18754947.2A EP3583955A4 (en) 2017-02-15 2018-02-02 EXOSOME-BASED NANOPARTICLE COMPOSITE AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF
US16/485,493 US20200046647A1 (en) 2017-02-15 2018-02-02 Exosome-based nanoparticle composite and method for preparing the same
CN201880011966.1A CN110300602A (zh) 2017-02-15 2018-02-02 基于外来体的纳米颗粒复合体及其制备方法
PCT/KR2018/001432 WO2018151445A1 (ko) 2017-02-15 2018-02-02 엑소좀 기반의 나노입자 복합체 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170020293A KR102036051B1 (ko) 2017-02-15 2017-02-15 엑소좀 기반의 나노입자 복합체 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180094232A KR20180094232A (ko) 2018-08-23
KR102036051B1 true KR102036051B1 (ko) 2019-10-24

Family

ID=63170015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170020293A KR102036051B1 (ko) 2017-02-15 2017-02-15 엑소좀 기반의 나노입자 복합체 및 이의 제조방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200046647A1 (ko)
EP (1) EP3583955A4 (ko)
KR (1) KR102036051B1 (ko)
CN (1) CN110300602A (ko)
WO (1) WO2018151445A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240032637A (ko) 2022-08-30 2024-03-12 한양대학교 산학협력단 세포막 유래 핵산 전달용 나노소낭 및 이의 제조 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021062057A1 (en) * 2019-09-25 2021-04-01 Codiak Biosciences, Inc. Exogenous loading of exosomes via lyophilization
CN111494413A (zh) * 2020-05-06 2020-08-07 南方医科大学深圳医院 一种含未成熟树突状细胞外泌体的缓释微球及其制备方法
CN111588911B (zh) * 2020-05-26 2022-05-27 南开大学 一种缓释外泌体的复合材料及其制备方法与应用
CN114306316B (zh) * 2021-12-29 2023-08-18 中国医学科学院输血研究所 一种肿瘤靶向性的复合纳米药物及其制备方法和用途

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100703254B1 (ko) * 2005-07-01 2007-04-03 한남대학교 산학협력단 나노 캡슐화를 이용한 핵 및 쉘 구조를 갖는 나노 미립구제조방법
KR100792557B1 (ko) 2006-04-05 2008-01-09 한남대학교 산학협력단 나노 캡슐화를 이용하여 제조된 지질 핵 및 고분자 쉘구조를 갖는 단백질 약물 전달용 나노 미립구
KR101367365B1 (ko) * 2012-01-18 2014-02-27 고려대학교 산학협력단 생체적합성 입자 및 이의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240032637A (ko) 2022-08-30 2024-03-12 한양대학교 산학협력단 세포막 유래 핵산 전달용 나노소낭 및 이의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP3583955A4 (en) 2020-11-25
US20200046647A1 (en) 2020-02-13
CN110300602A (zh) 2019-10-01
WO2018151445A1 (ko) 2018-08-23
KR20180094232A (ko) 2018-08-23
EP3583955A1 (en) 2019-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102036051B1 (ko) 엑소좀 기반의 나노입자 복합체 및 이의 제조방법
Torchilin Targeted polymeric micelles for delivery of poorly soluble drugs
Bisso et al. Nanopharmaceuticals: A focus on their clinical translatability
Zhang et al. Doxorubicin-loaded glycyrrhetinic acid-modified alginate nanoparticles for liver tumor chemotherapy
Zhang et al. Vitamin E TPGS as a molecular biomaterial for drug delivery
Lukyanov et al. Micelles from lipid derivatives of water-soluble polymers as delivery systems for poorly soluble drugs
Jadon et al. Docetaxel-loaded lipid-polymer hybrid nanoparticles for breast cancer therapeutics
Liao et al. Recent advances in formation, properties, and applications of polymersomes
Wang et al. Magnetically and pH dual responsive dendrosomes for tumor accumulation enhanced folate-targeted hybrid drug delivery
Kushwaha et al. Novel drug delivery system for anticancer drug: a review
Saw et al. Hyper-cell-permeable micelles as a drug delivery carrier for effective cancer therapy
KR101367365B1 (ko) 생체적합성 입자 및 이의 제조방법
Cavalcante et al. Doxorubicin-loaded pH-sensitive micelles: A promising alternative to enhance antitumor activity and reduce toxicity
US10744092B2 (en) Temperature-sensitive composite and method for preparing same
KR100837860B1 (ko) 친수성 고분자 나노캡슐 및 그의 제조 방법
Araste et al. Na+/K+ ATPase-targeted delivery to metastatic breast cancer models
Moammeri et al. Current advances in niosomes applications for drug delivery and cancer treatment
Wang et al. Drug-induced self-assembled nanovesicles for doxorubicin resistance reversal via autophagy inhibition and delivery synchronism
Perrie Pharmaceutical nanotechnology and nanomedicines
Liu et al. Hierarchical theranostic nanomedicine: MRI contrast agents as a physical vehicle anchor for high drug loading and triggered on-demand delivery
Goracinova et al. Multifunctional core–shell polymeric and hybrid nanoparticles as anticancer nanomedicines
KR101304597B1 (ko) 멀티-코어 구조를 갖는 생체적합성 입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 멀티-코어 구조를 갖는 생체적합성 입자
Gao et al. A rod bacterium-like magnetic polymer micelle for strongly enhancing selective accumulation and internalization of nanocarriers
Fathi-karkan et al. NPs loaded with zoledronic acid as an advanced tool for cancer therapy
US11077057B2 (en) Polymer-grafted nanobins

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