KR102037405B1 - Parenteral bioactive substance delivery composition based on low molecular methylcellulose - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중량 평균 분자량 6~9.5 kDa인 저분자 메틸셀룰로오스만을 기반으로 하는 마이셀을 이용한 비경구 생리활성물질 전달용 조성물 및 생리활성물질 전달체에 관한 것이다.
본 발명에 의한 생리활성물질 전달체는 기존 중량 평균 분자량 10~20 kDa인 저분자 메틸셀룰로오스에서 해결하지 못한 체외 배출 문제를 완전히 해결할 수 있어 안전성이 향상되고, 마이셀이 형성되어 난용성 약물의 가용화가 가능함으로써 서방형 비경구 약물 전달에 매우 유용하리라 기대된다.
The present invention relates to a composition for delivery of a parenteral bioactive substance using a micelle based on only low molecular weight methyl cellulose having a weight average molecular weight of 6 to 9.5 kDa and a bioactive substance carrier.
The bioactive substance carrier according to the present invention can completely solve the extracorporeal excretion problem which is not solved in the low molecular weight methyl cellulose of the existing weight average molecular weight of 10-20 kDa, thereby improving safety, and micelles are formed so as to solubilize poorly soluble drugs. It is expected to be very useful for sustained release parenteral drug delivery.

Figure 112017026596842-pat00010
Figure 112017026596842-pat00010

Description

저분자 메틸셀룰로오스 기반의 비경구 생리활성물질 전달용 조성물{Parenteral bioactive substance delivery composition based on low molecular methylcellulose}Parenteral bioactive substance delivery composition based on low molecular methylcellulose

본 발명은 저분자 메틸셀룰로오스 기반의 마이셀 입자, 비경구 생리활성물질 전달용 조성물 및 생리활성물질 전달체에 관한 것이다. The present invention relates to a low molecular weight methyl cellulose-based micelle particles, a composition for delivery of parenteral bioactive substances and a bioactive substance carrier.

물에 잘 녹지 않는 대부분의 난용성 약물을 가용화하여 체내로 전달하는 약물 전달 시스템에 있어. 여려 종류의 계면활성제나 알콜 계열 등의 첨가물을 사용한 약물 전달 기술, 폴리머를 이용한 약물 전달 기술, PEG-PLGA 등 친수성 블록과 소수성 블록 성질을 가지는 두 가지 이상의 고분자 블록을 합친 공중합체를 이용한 약물 전달 기술 등이 대부분이다[비특허문헌 1,2].In drug delivery systems that solubilize and deliver most poorly soluble drugs that are insoluble in water. Drug delivery technology using various kinds of surfactants or alcohol-based additives, drug delivery technology using polymers, drug delivery technology using a copolymer of a hydrophilic block such as PEG-PLGA and two or more polymer blocks having hydrophobic block properties Etc. are the majority [Non-patent Documents 1,2].

이러한 난용성 약물의 가용화 방법은, 체내 혈관에 주사하기 위해서 여려 종류의 계면활성제나 알콜 계열 등의 첨가물을 넣기 때문에 신경계통과 소화계통에 부작용이 유발된다고 보고되고 있다.The solubilization method of such poorly soluble drugs is reported to cause side effects in the nervous system and digestive system because of the addition of various kinds of surfactants or alcohol-based additives for injection into the blood vessels in the body.

또한, 공중합체를 이용한 약물 전달 기술의 경우에는 공중합체 단위의 합성 고분자의 생체적합성 부족, 공정이 복잡한 문제가 제기되었다. 게다가, 높은 분자량으로 인한 생체에서 배출 효율이 감소되었다.In addition, in the case of drug delivery technology using a copolymer, problems of lack of biocompatibility of a synthetic polymer of a copolymer unit and a complicated process are raised. In addition, the emission efficiency in vivo is reduced due to the high molecular weight.

따라서, 난용성 약물을 상기와 같은 문제점 없이 생체적합성 및 생분해성을 높인 약물 전달체로 사용할 수 있는 새로운 제제 개발이 절실한 실정이다. Therefore, there is an urgent need to develop new formulations that can use poorly soluble drugs as drug carriers having high biocompatibility and biodegradability without the above problems.

Kanjiro Miyata, R. James Christie, Kazunori Kataoka, Polymeric micelles for nano-scale drug delivery, Reactive and Functional Polymers, Volume 71, Issue 3, March 2011, Pages 227-234Kanjiro Miyata, R. James Christie, Kazunori Kataoka, Polymeric micelles for nano-scale drug delivery, Reactive and Functional Polymers, Volume 71, Issue 3, March 2011, Pages 227-234 Kataoka Kazunori, Kwon Glenn S, Yokoyama Masayuki, Okano Teruo, Sakurai Yasuhisa, Block copolymer micelles as vehicles for drug delivery, Journal of Controlled Release, Volume 24, Issues 1-3, 1 May 1993, Pages 119-132Kataoka Kazunori, Kwon Glenn S, Yokoyama Masayuki, Okano Teruo, Sakurai Yasuhisa, Block copolymer micelles as vehicles for drug delivery, Journal of Controlled Release, Volume 24, Issues 1-3, 1 May 1993, Pages 119-132

이에, 본 발명자들은 기존 중량 평균 분자량 10~20 kDa인 저분자 메틸셀룰로오스에서 해결하지 못한 신장 독성 문제를 완전히 해결할 수 있어 안전성이 향상되고, 마이셀이 형성되어 가용화할 수 있는 중량 평균 분자량 6~9.5 kDa인 메틸셀룰로오스를 기반으로 비경구 생리활성물질 전달용 조성물을 개발함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors can completely solve the kidney toxicity problem that is not solved in the existing low molecular weight methyl cellulose having a weight average molecular weight of 10-20 kDa, thereby improving safety, and having a weight average molecular weight of 6-9.5 kDa that can be solubilized by forming micelles. The present invention has been completed by developing a composition for delivery of parenteral bioactive substances based on methyl cellulose.

따라서, 본 발명은 중량 평균 분자량 6~9.5 kDa인 메틸셀룰로오스를 포함하는 생리활성물질 전달용 마이셀 입자를 제공하는데 목적이 있다.Therefore, an object of the present invention is to provide a micelle particle for delivering a physiologically active substance containing methyl cellulose having a weight average molecular weight of 6 ~ 9.5 kDa.

또한, 본 발명은 신장 독성 문제를 해결한 서방형 비경구 생리활성물질 전달용 조성물을 제공하는데 다른 목적이 있다. In addition, the present invention has another object to provide a composition for delivery of sustained-release parenteral bioactive substances that solve the kidney toxicity problem.

또한, 본 발명은 중량 평균 분자량 6~9.5 kDa인 메틸셀룰로오스를 포함하는 마이셀 내에 생리활성물질이 담지된 생리활성물질 전달체를 제공하는데 또 다른 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a physiologically active substance carrier in which a physiologically active substance is supported in a micelle containing methyl cellulose having a weight average molecular weight of 6 to 9.5 kDa.

또한, 본 발명은 중량 평균 분자량 6~9.5 kDa인 메틸셀룰로오스 및 생리활성물질을 포함하는 피부 외용제를 제공하는데 또 다른 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide an external preparation for skin containing methyl cellulose having a weight average molecular weight of 6 to 9.5 kDa and a bioactive substance.

본 발명에서 사용되는 용어에 대한 정의는 다음과 같다.Definitions of terms used in the present invention are as follows.

폴리머에 의해 형성되는 “마이셀”은 일반적으로 수용액 상에서 양친성 고분자의 자기집합(self-assembly)으로 형성되며 이들의 독특한 코어-쉘(core-shell) 구조를 가지며, 상기 코어에 난용성 약물이 봉입될 수 있다. 친수성을 가지는 친수성 잔기과, 소수성을 가지는 소수성 블록으로 이루어져, 친수성과 소수성을 동시에 지니고 있는 양친성 고분자를 사용한다. 이러한 양친성 고분자가 수용액 상에 분산되면, 소수성 블록에 의한 소수성 상호 작용으로 물과의 접촉을 최소화하고 자유 에너지를 안정화하기 위해 스스로 뭉치는 경향(즉, 자기집합)을 보인다. 이렇게 뭉쳐진 소수성 블록에 의해 미세 코어를 형성하고, 상기 미세 코어 주위를 친수성 블록에 의해 쉘(shell)을 형성하여 분자간 물리적 결합을 하고 있는 고분자 마이셀을 형성한다. 상기 고분자 마이셀은 친수성 블록에 의해 수용액에 대한 용해도가 증가된다. 본 발명에서의 “마이셀”은 중량 평균 분자량이 6~9.5 kDa인 메틸셀룰로오스에 의해 자기 집합된 형태로, 첨부도면 도 9에 나타낸 바와 같이, 하이드록실 그룹(hydroxyl group)의 친수성 블록, 메톡사이드 그룹(methoxide group)의 소수성 블록이 코어-쉘 구조로 형성되며, 이의 평균 입자 크기는 50 내지 400 nm 또는 100 내지 350 nm이다. “Micelles” formed by polymers are generally formed as self-assembly of amphiphilic polymers in aqueous solution and have their unique core-shell structure, in which poorly soluble drugs are enclosed in the core. Can be. Amphiphilic polymers composed of hydrophilic residues having hydrophilicity and hydrophobic blocks having hydrophobicity and having both hydrophilicity and hydrophobicity are used. When these amphiphilic polymers are dispersed in an aqueous solution, hydrophobic interactions by hydrophobic blocks tend to aggregate themselves (ie, self-assembly) to minimize contact with water and to stabilize free energy. The microcores are formed by the aggregated hydrophobic blocks, and a shell is formed by hydrophilic blocks around the microcores to form polymer micelles having intermolecular physical bonds. The polymer micelle is increased in solubility in aqueous solution by the hydrophilic block. "Micell" in the present invention is a self-aggregated form of methyl cellulose having a weight average molecular weight of 6 ~ 9.5 kDa, as shown in Figure 9, the hydrophilic block of the hydroxyl group (hydroxyl group, methoxide group Hydrophobic blocks of the (methoxide group) are formed in a core-shell structure, the average particle size of which is 50 to 400 nm or 100 to 350 nm.

"생분해성"은 블록 공중합체가 신체 내에서 화학적으로 분해되어서 비독성 화합물을 형성할 수 있음을 의미한다. 분해속도는 생리활성물질(약물 등) 방출 속도와 동일 또는 상이하다."Biodegradable" means that the block copolymer can be chemically degraded in the body to form non-toxic compounds. The rate of degradation is equal to or different from the rate of release of the bioactive substance (drug, etc.).

"생체적합성"이란 바람직하지 않은 후속효과 없이 인체와 상호작용하는 기능을 의미한다."Biocompatibility" means the ability to interact with the body without undesirable subsequent effects.

"지속적 방출"이란 소정의 기간에 걸쳐 생리활성물질(약물 등)의 계속적인 방출을 언급한다."Sustained release" refers to the continued release of a bioactive material (drug, etc.) over a period of time.

"제어된 방출"이란 본 발명의 생리활성물질(약물 등) 전달 제형에 따라 전달되는 생리활성물질의 속도 및/또는 양의 조절을 언급한다. 제어된 방출은 연속적 또는 불연속적이고/거나 선형 또는 비선형일 수 있다. 이것은 하나 이상의 유형의 중합체 조성물, 생리활성물질(약물 등) 로딩, 부형제 또는 분해 개선제, 또는 다른 개질제의 포함, 단독으로, 조합하여 또는 연속으로 투여시켜 요망되는 효과를 제공하는 것을 이용하여 달성될 수 있다."Controlled release" refers to the control of the rate and / or amount of bioactive material delivered in accordance with the bioactive material (drug, etc.) delivery formulation of the present invention. Controlled release can be continuous or discontinuous and / or linear or nonlinear. This may be accomplished by the use of one or more types of polymer compositions, bioactive materials (drugs, etc.) loading, excipients or degradation enhancers, or the inclusion of other modifiers, alone, in combination or in series to provide the desired effect. have.

“생리활성물질”은 유기체(사람 또는 사람이 아닌 동물)에 투여될 때 국소적 및/또는 전신적 작용에 의해 요망되는 약리학적, 면역원성 및/또는 생리학적 효과를 유도하는 임의의 화합물 또는 조성물을 언급한다. 따라서 상기 용어는 전통적으로 약물, 백신, 및 단백질, 펩티드, 호르몬, 핵산, 유전자 구성물 등과 같은 분자를 포함하는 생체 약제로서 간주되는 화합물 또는 화학물질을 포함한다. 또한, 약물 외에 미백, 항산화, 보습, 자외선 차단, 컨디셔닝, 항염, 주름 개선, 탄력 증진 등 화장료의 활성성분(유효성분)으로 포함될 수 있다.A “bioactive substance” refers to any compound or composition that, when administered to an organism (human or non-human animal), induces the desired pharmacological, immunogenic and / or physiological effects by local and / or systemic action. To mention. Thus, the term includes compounds or chemicals that are conventionally considered to be biopharmaceuticals that include drugs, vaccines, and molecules such as proteins, peptides, hormones, nucleic acids, gene constructs, and the like. In addition to the drug, it may be included as an active ingredient (active ingredient) of cosmetics, such as whitening, antioxidant, moisturizing, UV protection, conditioning, anti-inflammatory, wrinkle improvement, elasticity enhancement.

"약물"은 생활성을 가지며 치료용으로 사용 또는 개조되는 유기 또는 무기 화합물이나 물질을 의미한다. 난용성 약물, 친수성 약물, 저분자 약물, 고분자 약물, 단백질, 올리고뉴클레오티드, DNA 및 유전자 치료제가 광의의 약물 정의에 포함된다."Drug" means an organic or inorganic compound or substance that is bioactive and is used or modified for therapeutic purposes. Poorly soluble drugs, hydrophilic drugs, low molecular weight drugs, polymer drugs, proteins, oligonucleotides, DNA and gene therapeutics are broadly included in the drug definition.

"펩티드" "폴리펩티드" "올리고펩티드" 및 "단백질"은 펩티드 또는 단백질 약물을 말할 때 동일하게 사용될 수 있으며 특정 분자량, 펩티드 서열 또는 길이, 생활성 또는 치료분야에 국한되지 않는다."Peptide" "polypeptide" "oligopeptide" and "protein" can be used equally when referring to peptides or protein drugs and are not limited to particular molecular weight, peptide sequence or length, bioactivity or therapeutic field.

"치료적 효과"란 당해 방법에 따라 치료된 피검체, 사람 또는 동물의 병에서의 임의의 개선을 의미하며, 예방 또는 방지 효과, 또는 물리적 조사, 실험실용 또는 기계적 방법에 의해 탐지될 수 있는 질병, 질환 또는 병의 징후 및 증상의 중증도에 있어서의 임의의 경감을 수득하는 것을 포함한다."Therapeutic effect" means any improvement in the disease of a subject, human or animal treated according to the method, and means a prophylactic or preventive effect, or a disease that can be detected by physical investigation, laboratory or mechanical methods And obtaining any alleviation in the severity of the signs and symptoms of the disease or illness.

특정 질병 또는 질환과 관련하여 달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 용어 "치료" 또는 "치료하는"이란 (i) 질병, 질환 및/또는 병에 걸리기 쉬우나 아직 병에 걸린 것으로 진단되지 않은 동물 또는 사람에서 질병, 질환 또는 병이 발생하는 것을 예방하고; (ii) 질병, 질환 또는 병을 억제하고, 즉 이의 진행을 억제하고; 및/또는 (iii) 질병, 질환 또는 병을 경감시키고, 즉 질병, 질환 및/또는 병의 퇴화를 야기하는 것을 언급한다.As used herein, unless otherwise defined with respect to a particular disease or condition, the term “treatment” or “treating” means (i) an animal that is susceptible to disease, disease and / or disease but has not yet been diagnosed with disease or To prevent the occurrence of a disease, illness or illness in a human; (ii) inhibit a disease, disorder or condition, ie inhibit its progression; And / or (iii) alleviate a disease, disorder or condition, ie cause disease, disease and / or disease regression.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.As used herein, the terms "about", "substantially", and the like, are used at, or in close proximity to, numerical values when manufacturing and material tolerances inherent in the meanings indicated are intended to aid the understanding of the invention. Accurate or absolute figures are used to assist in the prevention of unfair use by unscrupulous infringers.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 중량 평균 분자량 6~9.5 kDa인 메틸셀룰로오스를 포함하는 생리활성물질 전달용 마이셀 나노입자 및 중량 평균 분자량 6~9.5 kDa인 메틸셀룰로오스를 포함하는 서방형 비경구 생리활성물질 전달용 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a sustained-release parenteral bioactive substance delivery composition comprising a micelle nanoparticle for delivery of a physiologically active substance comprising methyl cellulose having a weight average molecular weight of 6 to 9.5 kDa and methyl cellulose having a weight average molecular weight of 6 to 9.5 kDa. will be.

메틸셀룰로오스의 경우 하기 화학식 1과 같은 단량체를 기본으로 하는 다당류이며, 메틸기의 치환 정도(DS, Degree of saturation)가 1.5-1.9이며, 80 ℃, 2% 메틸셀룰로오스 수용액에서 15 cPs의 점성을 가지며, 대략 중량 평균 분자량 14,000 Mw(60 kDa)의 특성을 가진다.In the case of methyl cellulose is a polysaccharide based on the monomer represented by the following formula (1), the degree of saturation (DS) of the methyl group is 1.5-1.9, and has a viscosity of 15 cPs in 80 ℃, 2% aqueous solution of methyl cellulose, It has a property of approximately weight average molecular weight 14,000 Mw (60 kDa).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112017026596842-pat00001
Figure 112017026596842-pat00001

상기 화학식 1에서, R은 수소 또는 메틸이다.In Formula 1, R is hydrogen or methyl.

본 발명에 따른 중량 평균 분자량 6~9.5 kDa인 메틸셀룰로오스(MC)는 치환도가 1.5~1.9이며, 낮은 온도의 수용액에서 잘 녹는 성질을 가지고 있다. 이러한 메틸셀룰로오스의 소수성 부분인 메톡사이드 그룹(methoxide group)이 난용성 물질 주변을 둘러싼 핵(코어)을 형성하고, 친수성 부분은 물과 닿는 표면을 형성하여 마이셀을 이룸으로써[도 9] 물에 녹게 되는데, 이를 가용화(solubilization)라 한다.Methyl cellulose (MC) having a weight average molecular weight of 6 to 9.5 kDa according to the present invention has a substitution degree of 1.5 to 1.9, and has a property of melting well in a low temperature aqueous solution. The hydrophobic part of the methyl cellulose (methoxide group) forms a nucleus (core) surrounding the poorly soluble material, and the hydrophilic part forms a surface in contact with water to form a micelle [Fig. 9] to be dissolved in water This is called solubilization.

본 발명자들은 효소 처리를 통해 메틸셀룰로오스 중량 평균 분자량을 6~9.5 kDa으로 현저히 감소시킴으로써, 마이셀 형성 및 체외 배출로 신장 독성 문제를 해결할 수 있었다.The inventors have significantly reduced the weight average molecular weight of methyl cellulose to 6 ~ 9.5 kDa through enzyme treatment, it was possible to solve the kidney toxicity problem by micelle formation and in vitro discharge.

본 발명의 중량 평균 분자량 6~9.5 kDa의 저분자량 메틸셀룰로오스는 예를 들어, 셀룰라아제(cellulase) 등의 효소 처리를 통해 분자량을 감소시켜 수득할 수 있다. The low molecular weight methyl cellulose having a weight average molecular weight of 6 to 9.5 kDa of the present invention can be obtained by reducing the molecular weight through, for example, an enzyme treatment such as cellulase.

본 발명의 중량 평균 분자량 6~9.5 kDa의 메틸셀룰로오스에 대하여, 본 명세서에서는 "저분자 메틸셀룰로오스" 또는 “LMwMC”로 표현하기도 한다. 또한, 본 발명의 저분자 메틸셀룰로오스는 마이셀을 형성하는 범위 내에 속하는 메틸셀룰로오스 유도체도 포함한다.The methyl cellulose having a weight average molecular weight of 6 to 9.5 kDa of the present invention may be referred to herein as "low molecular weight methyl cellulose" or "LMwMC". In addition, the low molecular weight methyl cellulose of the present invention also includes a methyl cellulose derivative that falls within the range of forming micelles.

특히, 본 발명의 중량 평균 분자량 6~9.5 kDa인 메틸셀룰로오스(LMwMC)를 포함하는 마이셀 입자는 마이셀 내에 체내로 전달하고자 하는 생리활성물질을 봉입(또는 담지)시킬 수 있다.In particular, the micelle particles comprising methyl cellulose (LMwMC) having a weight average molecular weight of 6 to 9.5 kDa of the present invention may enclose (or support) a bioactive substance to be delivered into the body in micelles.

이때, LMwMC와 생리활성물질의 혼합 비율은 10~25 : 1의 중량비가 바람직하며, 생리활성물질이 너무 적으면 생리활성물질이 담지된 마이셀 나노 입자가 충분히 형성되지 않아 가용화가 되지 않을 수 있다는 문제가 있고, 생리활성물질이 너무 많으면 생리활성물질을 포함하지 않은 불필요한 메틸셀룰로오스 마이셀 나노 입자가 증가하여 물질의 독성을 증가시키거나, 치료의 효율성을 감소시킨다는 문제가 있다.At this time, the mixing ratio of the LMwMC and the bioactive material is preferably a weight ratio of 10 ~ 25: 1, if too little bioactive material may not be solubilized because the micelle nanoparticles containing the bioactive material is not sufficiently formed. If there is too much bioactive material, there is a problem in that unnecessary methyl cellulose micelle nanoparticles containing no bioactive material increase to increase the toxicity of the material or decrease the efficiency of treatment.

본 발명의 저분자 메틸셀룰로오스를 이용하여 형성된 마이셀로부터 생리활성물질(예, 약물(항암제))가 능동 확산에 의해 방출된다. 또한, 일정시간이 지난 후 마이셀의 안정성 감소로 인한 분해로 인해 남아있는 약물이 방출되기도 한다. 체내에서 EPR effect(Enhanced permeability and retention effect)에 의해 암세포로 전달되어 세포 내로 약물을 전달하게 된다. A bioactive substance (eg, a drug (anticancer agent)) is released by active diffusion from micelles formed using the low molecular weight methylcellulose of the present invention. In addition, after a certain period of time, the remaining drug is released due to degradation due to reduced stability of micelles. It is delivered to cancer cells by the EPR effect (Enhanced permeability and retention effect) in the body to deliver drugs into the cells.

실시예 1에서 확인한 바와 같이, 저분자 메틸셀룰로오스로 이루어진 마이셀은 체내에서 서서히 분해가 일어나 인체에 무해한 저분자 물질로 변화되어 스스로 체외로 배출되기 때문에 일정기간 약물의 방출 후 별도의 외과적 제거 수술 과정 등이 필요 없다. 그리고 이러한 배출은 주로 신장을 통해 이루어진다.As confirmed in Example 1, micelles made of low molecular weight methyl cellulose are gradually decomposed in the body and are converted into low molecular weight substances which are harmless to the human body and are discharged out of the body. Not required. And this discharge is mainly through the kidneys.

본 발명에 따른 저분자 메틸셀룰로오스는 생체흡수성, 생분해성, 생체적합성으로 제형화할 수 있다. The low molecular weight methylcellulose according to the present invention can be formulated to be bioabsorbable, biodegradable, and biocompatible.

상기“생체흡수성”이라 함은 중합체가 체내에서, 분산된 중합체 분자의 분해 또는 분해 없이, 초기 적용에서 사라질 수 있음을 의미하는 것이다. 생체분해성은 가수분해 또는 효소 분해에 의해 중합체가 체내에서 파쇄 또는 분해될 수 있음을 의미한다.By "bioabsorbable" is meant that the polymer may disappear in the initial application in the body, without degradation or degradation of the dispersed polymer molecules. Biodegradability means that the polymer can be broken down or degraded in the body by hydrolysis or enzymatic degradation.

상기 “생체적합성”이라 함은 성분 모두가 체내에서 무독성임을 의미한다.The term "biocompatible" means that all components are nontoxic in the body.

본 발명의 생리활성물질 전달용 조성물은 당해 생리활성물질 전달 시스템에 포함된 생리활성물질이 치료 효과적인 질환 상태 또는 증상이 있는 사람 또는 기타 포유동물에 적합하게는 주사 또는 기타 다른 방법으로 전달(예: 이식, 체강 또는 가능한 공간에 넣는 것, 신체의 조직 표면을 코팅 또는 이식 가능한 장치의 표면을 코팅함으로써)될 수 있지만, 특히 상기 조성물은 비경구로 전달되는 것이 바람직하다. The bioactive substance delivery composition of the present invention may be delivered by injection or other method suitable for a human or other mammal having a biologically effective disease state or symptom included in the bioactive substance delivery system. Implantation, body cavity or possible space, coating the surface of a tissue of the body or coating the surface of an implantable device), but in particular the composition is preferably delivered parenterally.

상기 '비경구'란 근육내, 복막내, 복부내, 피하, 정맥 및 동맥내를 포함한다.The term 'parenteral' includes intramuscular, intraperitoneal, intraperitoneal, subcutaneous, intravenous and intraarterial.

본 발명의 조성물은 대표적으로 주사 제형으로 제제화될 수 있다.Compositions of the present invention can typically be formulated in injection formulations.

저분자 메틸셀룰로오스를 주사 제형의 생리활성물질 전달체로 응용하기 위해서는 신체 외부로 쉽게 배출되기 위한 낮은 분자량을 가지고 있어야 하는데, 본 발명에서는 저분자의 메틸셀룰로오스를 사용함으로써, 마이셀의 요건 중 하나인 낮은 분자량을 유지할 수 있게 되는 것이다.In order to apply the low molecular weight methyl cellulose to the bioactive substance carrier of the injection formulation, it has to have a low molecular weight for easy discharge to the outside of the body. In the present invention, the low molecular weight methyl cellulose is used to maintain the low molecular weight, which is one of the requirements of micelles. It will be possible.

본 발명의 주사 가능한 조성물은 임의의 적합한 방법, 바람직하게는 피하 바늘을 통한 주사에 의해 사람 또는 기타 포유 동물의 체내에 주사 또는 삽입할 수 있다.예를 들면, 주사 또는 기타 다른 방식으로 동맥내, 정맥내, 비뇨생식기, 피하, 근육내, 피하, 두개내, 심장막내, 흉막내, 또는 기타 신체강 또는 가능한 공간내로 투여할 수 있다. 또는, 카테터 또는 시린지를 통해 예를 들어 관절경 시술 동안에 관절내로, 또는 비뇨생식관내로, 맥관내로, 구개내로 또는 흉막내, 또는 신체내 임의의 체강 또는 가능한 공간 내로, 수술, 외과, 진단 또는 중재 시술 도중에 도입할 수 있다. 기타 적용에서, 개방 외과술 또는 외상 창상, 화상, 또는 피부 또는 기타 조직 표면에 국소 적용할 수 있다. Injectable compositions of the invention can be injected or inserted into the body of a human or other mammal by any suitable method, preferably by injection through a hypodermic needle. For example, by injection or in any other way, Intravenous, genitourinary, subcutaneous, intramuscular, subcutaneous, intracranial, intracardiac, pleural, or other body cavity or space available. Or, via a catheter or syringe, for example, during arthroscopy, intraarticularly, into the genitourinary tract, into the vasculature, into the palate or into the pleura, or into any body cavity or possible space in the body, surgery, surgery, diagnosis or Can be introduced during interventional procedures. In other applications, it may be applied topically to open surgery or trauma wounds, burns, or skin or other tissue surfaces.

특히, 본 발명은 체내의 특정 부위에 주입하였을 때 약물이 체내에서 서서히 방출되도록 하는 서방형 조성물인 것을 특징으로 한다.In particular, the present invention is characterized by a sustained release composition that allows the drug to be released slowly in the body when injected into a specific site in the body.

본 발명의 조성물은 생리활성물질의 지속적 및 제어된 방출 매트릭스로서 사용하기에 적합하다. 당해 매트릭스가 여기에 균질하게 함유된 하나 이상의 생리활성물질과 커플링될 경우, 생분해성 서방성 생리활성물질 전달 시스템이 제공된다.The compositions of the present invention are suitable for use as sustained and controlled release matrices of bioactives. When the matrix is coupled with one or more bioactive substances homogeneously contained therein, a biodegradable sustained release bioactive substance delivery system is provided.

본원에 사용된 용어 "서방성(sustained release)"(즉, 지속적 방출 또는 제어된 방출)은 사람 또는 기타 포유동물에 도입되거나, 또는 개방된 상처, 화상 또는 조직 표면에 또는 체강 또는 잠재성 체내 공간내 도입되어, 예정된 시간에 걸쳐 하나 이상의 생리활성물질 스트림을 예정된 시간에 걸쳐 목적하는 치료 효과를 달성하기에 충분한 치료 수준에서 지속적으로 방출하는 것을 의미한다.As used herein, the term "sustained release" (ie, sustained release or controlled release) is introduced into a human or other mammal, or on an open wound, burn, or tissue surface or in a body cavity or latent body space. By introduction, it is meant to continuously release one or more bioactive substance streams over a predetermined time at a therapeutic level sufficient to achieve the desired therapeutic effect over a predetermined time.

본 발명의 일 구체예에서는 봉입된 생리활성물질(약물)의 대부분이 initial burst 없이 약 21~25일 동안 지속적으로 약물 방출이 가능함을 확인하였다.In one embodiment of the present invention it was confirmed that the majority of the encapsulated bioactive material (drug) can be continuously released drug for about 21-25 days without initial burst.

또한, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 생리활성물질 전달용 조성물은 일정 기간이 경과하면 인체에 무해한 물질로 분해되어 신장을 통해 체외로 배출되므로, 일반적인 주사기나 카데터를 이용하여 본 발명에 따른 조성물을 체내의 특정 부위에 주입한 경우, 생리활성물질(약물)이 서서히 방출되어 순환 혈액 내에서 생리활성물질(약물)이 일정 농도로 장기간 유지되므로 생리활성물질의 효능 발현이 우수할 뿐만 아니라, 생리활성물질(약물) 전달체 제거를 위한 별도의 외과적 제거 수술 과정 등이 필요 없는 장점이 있다.In addition, as described above, the composition for delivery of the physiologically active substance of the present invention is decomposed into a substance harmless to the human body after a certain period of time and is discharged to the outside through the kidney, the composition according to the present invention using a common syringe or catheter When injected into a specific site of the body, the biologically active substance (drug) is slowly released and the biologically active substance (drug) is maintained at a constant concentration for a long time in the circulating blood, so the efficacy of the bioactive substance is not only excellent, There is an advantage that does not require a separate surgical removal surgery process for removing the active substance (drug) carrier.

따라서, 본 발명의 서방형 생리활성물질 전달체에 따라, 생리활성물질이 대상체의 표적 부위에 제어된 방식으로 방출될 수 있다.Thus, according to the sustained release bioactive substance carrier of the present invention, the bioactive substance may be released in a controlled manner to the target site of the subject.

일 구체예에서, 마이셀을 사용하여 생리활성물질의 대상체로의 부위-특이적 방출을 제공한다. 또 다른 구체예에서, 마이셀은 대상체에 투여될 수 있는 하나 이상의 생리활성물질을 포함하여, 생리활성물질이 마이셀로부터의 확산 및/또는 마이셀의 분해에 의해 방출된다.In one embodiment, micelles are used to provide site-specific release of a bioactive material to a subject. In another embodiment, the micelles comprise one or more bioactive substances that can be administered to the subject such that the bioactive substances are released by diffusion from the micelles and / or degradation of the micelles.

이때, 조성물의 투여 값은 치료되는 질병, 질환 또는 병의 유형 및 중증도에 따라 달라질 것이다. 임의의 특정 대상체에 대하여, 특정 용량 섭생이 개개인의 요구 및 조성물을 투여하거나 투여를 지시하는 사람의 전문적인 판단에 따라 경시적으로 조정되어야 함을 추가로 이해해야 한다. 생체 내 투여는 세포 배양에서의 시험관 내 방출 연구 또는 생체 내 동물 모델에 기초할 수 있다.At this time, the dosage value of the composition will vary depending on the type, severity, and condition of the disease, disorder or condition being treated. For any particular subject, it should be further understood that the specific dosage regimen should be adjusted over time in accordance with the needs of the individual and the professional judgment of the person administering or directing the composition. In vivo administration can be based on in vitro release studies in cell culture or on in vivo animal models.

이처럼, 본 발명의 조성물은 제어된 방식으로 생리활성물질을 방출시키기 때문에, 생리활성물질의 최적의 전달을 제공한다. 제어된 전달 결과, 생리활성물질이 요망되는 기간 동안 전달된다. 보다 느리고 보다 불변의 전달 속도는 바꾸어 말해 생리활성물질이 동물에게 투여되어야 하는 빈도의 감소를 초래할 수 있다.As such, the compositions of the present invention release the bioactive material in a controlled manner, thus providing optimal delivery of the bioactive material. As a result of controlled delivery, the bioactive material is delivered for the desired period of time. Slower and more constant rates of delivery may, in turn, result in a decrease in the frequency at which the bioactive material should be administered to the animal.

이와 같이, 본 발명의 저분자 메틸셀룰로오스는 높은 생체적합성 및 생분해성 특성을 가지고 있고, 장기간의 서방성 제제에 적합하며, 생리활성물질의 안정성 및 효과를 높여 생리활성물질의 전달체로서 매우 유용하다.As such, the low molecular weight methyl cellulose of the present invention has high biocompatibility and biodegradability, is suitable for long-term sustained release formulations, and is very useful as a carrier for bioactive substances by increasing the stability and effect of the bioactive substances.

본 발명에 따른 조성물은 본 발명의 저분자 메틸셀룰로오스를 전체 조성물 100중량%에 대하여 0.01 내지 90 중량%일 수 있다. 구체적으로는, 전체 조성에 대해 약 0.1 내지 80 중량%, 보다 구체적으로는 약 0.1 내지 70 중량%, 더욱 구체적으로는 약 0.1 내지 60 중량% 일 수 있다, 또한, 투여량의 경우 1일에 0.5 ~ 100 mg/kg으로, 1회 또는 수회 나누어 투여될 수 있으나, 질환 증상의 정도, 연령, 체중, 건강상태, 성별, 투여 경로 및 치료기간 등에 따라 적절히 변화될 수 있다. The composition according to the present invention may be 0.01 to 90% by weight of the low molecular weight methyl cellulose of the present invention based on 100% by weight of the total composition. Specifically, it may be about 0.1 to 80% by weight, more specifically about 0.1 to 70% by weight, and more specifically about 0.1 to 60% by weight relative to the total composition, and in the case of the dosage, 0.5 per day It may be administered once or several times to ~ 100 mg / kg, but may be appropriately changed depending on the extent of disease symptoms, age, weight, health status, sex, route of administration and duration of treatment.

또한, 본 발명에 따른 조성물은 상기 저분자 메틸셀룰로오스 외에 생리활성물질, 의약품, 화장품 또는 건강식품에 허용가능한 담체를 포함시킬 수 있다. In addition, the composition according to the present invention may include a carrier that is acceptable to a bioactive material, pharmaceuticals, cosmetics or health food in addition to the low molecular weight methyl cellulose.

한편, 본 발명의 마이셀은 서방성 생리활성물질 전달체에 효과적으로 사용될 수 있다. 특히, 난용성 약물 전달에 더욱 효과적이다.On the other hand, the micelle of the present invention can be effectively used in sustained release bioactive substance carrier. In particular, it is more effective for poorly soluble drug delivery.

상기 난용성 약물은 수용해도가 낮아 가용화하기 어려운 약물을 지칭하는 것으로, 소수성 약물을 의미하기도 하며, 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, 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. The poorly soluble drug refers to a drug that is difficult to solubilize due to low water solubility, and may also mean a hydrophobic drug, and for example, anticancer drugs or therapeutic agents for cardiovascular diseases such as arteriosclerosis and hyperlipidemia, but are not limited thereto. It can include all difficultly soluble drugs. Specifically, the poorly soluble drugs include, for example, paclitaxel, docetaxel, tamoxine, anasterazole, carboplatin, topotecan, velotecan, imatinib, irinotecan, phloxuridine, vinorelbine, gemcitabine, and rotrolide. (leuprolide), flutamide, zoleronate, methotrexate, camptothecin, cisplatin, vincristine, hydroxyurea, streptozosin, valubisin, lovastatin, simvastatin, fluvastatin, atorvastatin, pitavastatin, pravastatin, Or rosuvastatin and the like, but is not limited thereto.

난용성 약물 외에 본 발명의 마이셀에 포함될 수 있는 약물 물질로는 예를 들어, 단백질, 폴리펩티드, 탄수화물, 무기 물질, 항생제, 항신생물제, 국소 마취제, 항혈관형성제, 혈관활성제, 항응고제, 면역조절제, 세포독성제, 항바이러스제, 항체, 신경전달물질, 정신작용약, 올리고누클레오티드, 지질, 세포, 조직, 조직 또는 세포 응집물, 및 이들의 조합물이 있다. 뿐만 아니라, 암 화학요법제, 예컨대 시토킨, 케모킨, 림포킨 및 실제로 정제된 핵산, 및 백신, 예컨대 약독화된 인플루엔자 바이러스가 있다. 혼입될 수 있는 실제로 정제된 핵산은 게놈 핵산 서열, cDNA 엔코딩 단백질, 발현 벡터, 상보적인 핵산 서열과 결합하여 번역 또는 전사를 억제하는 안티센스 분자 및 리보자임을 포함한다. 이처럼, 기본적으로 사용될 수 있는 약물의 종류에는 제한이 없다.In addition to poorly soluble drugs, drug substances that may be included in the micelles of the present invention include, for example, proteins, polypeptides, carbohydrates, inorganic substances, antibiotics, antineoplastic agents, local anesthetics, antiangiogenic agents, vasoactive agents, anticoagulants, immunomodulators. , Cytotoxic agents, antiviral agents, antibodies, neurotransmitters, mental agents, oligonucleotides, lipids, cells, tissues, tissues or cell aggregates, and combinations thereof. In addition, cancer chemotherapeutic agents such as cytokines, chemokines, lymphokines and indeed purified nucleic acids, and vaccines such as attenuated influenza viruses. Actually purified nucleic acids that may be incorporated include genomic nucleic acid sequences, cDNA encoding proteins, expression vectors, antisense molecules and ribozymes that bind to complementary nucleic acid sequences to inhibit translation or transcription. As such, there is no limit to the kind of drugs that can be used basically.

또한, 생리활성물질을 마이셀에 봉입(담지)시킬 수 있는 다양한 기술이 공지되어 있다.In addition, various techniques are known that can encapsulate (support) bioactive substances in micelles.

생리활성물질은 상기 마이셀에 약 0.01 내지 약 100 중량%, 바람직하게는 약 1 내지 약 95 중량%, 및 보다 바람직하게는 약 10 내지 약 70 중량%로 포함된다. 마이셀에 포함된 생리활성물질의 양 또는 농도는 생리활성물질의 흡수·비활성화 및 배출 속도에 따라 달라질 것이다.The bioactive material is included in the micelle at about 0.01 to about 100% by weight, preferably about 1 to about 95% by weight, and more preferably about 10 to about 70% by weight. The amount or concentration of the bioactive material contained in the micelle will depend on the rate of absorption, deactivation and release of the bioactive material.

일 구현예에서, 상기와 같은 방법으로 제조된, 본 발명의 마이셀은 정맥 주사를 통해 체내로 들어가 혈류를 타고 순환하다가 EPR(Enhanced permeability and retention) effect 에 의해 암 조직을 이루는 세포가 느슨해지는 성질을 통해 종양이 있는 표적 부위에 전달되며, 시간이 지남에 따라 마이셀에 함유된 생리활성물질(약물)가 능동 확산되거나, 마이셀이 분해됨으로써 표적 부위에 제어된 수단으로 방출될 것이다.In one embodiment, the micelle of the present invention, prepared by the above method, enters the body through intravenous injection, circulates through the bloodstream, and loosens cells that form cancer tissues by an enhanced permeability and retention (EPR) effect. It is delivered to the target site where the tumor is located, and over time, the bioactive substance (drug) contained in the micelles will be actively diffused, or the micelles will be broken down and released by controlled means to the target site.

본 발명은 또한, 중량 평균 분자량 6~9.5 kDa인 메틸셀룰로오스를 포함하는 마이셀 내에 생리활성물질이 봉입(담지)된 생리활성물질 전달체를 포함한다.The present invention also includes a bioactive substance carrier in which a bioactive substance is encapsulated (supported) in a micelle containing methyl cellulose having a weight average molecular weight of 6 to 9.5 kDa.

상기에서 마이셀 입자 및 생리활성물질 전달용 조성물과 관련하여 기술한 모든 내용이 생리활성물질 전달체에 그대로 적용 또는 준용될 수 있다.All the contents described above with respect to the composition for delivering micelle particles and bioactive substances may be applied or applied mutatis mutandis to the bioactive substance carrier.

여기서 상기 생리활성물질을 필요로 하는 대상체(환자)에게 도입시키는 것을 포함하는 질병, 질환 또는 병을 치료하는 방법 및 본 발명의 전달 시스템을 제조하는 방법도 포함한다. Here also includes a method of treating a disease, disorder or condition comprising the introduction of the bioactive substance into a subject (patient) in need thereof and a method of manufacturing the delivery system of the present invention.

즉, 본 발명은 중량 평균 분자량이 6~9.5 kDa인 메틸셀룰로오스를 포함하는 마이셀 및 목적하는 생리활성물질을 포함하는 서방성 생리활성물질 방출용 약학적 조성물을 포함할 수 있다.That is, the present invention may include a pharmaceutical composition for releasing a sustained-release bioactive substance comprising a micelle and a desired bioactive substance containing methyl cellulose having a weight average molecular weight of 6 to 9.5 kDa.

또한, 본 발명은 중량 평균 분자량이 6~9.5 kDa인 메틸셀룰로오스 및 생리활성물질을 포함하는 피부외용제를 포함할 수 있다.In addition, the present invention may include an external preparation for skin containing methyl cellulose having a weight average molecular weight of 6 to 9.5 kDa and a bioactive substance.

상기에서 마이셀 입자 및 생리활성물질 전달용 조성물과 관련하여 기술한 모든 내용이 피부 외용제에 그대로 적용 또는 준용될 수 있다.All the contents described above with respect to the composition for delivering micelle particles and bioactive substances may be applied or applied mutatis mutandis to the external preparation for skin.

본 명세서에서 “피부 외용제”란 피부에 적용하는 조성물 전반을 포괄하는 개념이고, 예를 들어, 기초 화장료, 메이크업 화장료, 모발용 화장료 등 각종 화장료; 연고제, 크림제, 로션제, 젤제, 패취제 등 의약품 및 의약부외품을 포함한 피부 외용으로 적용되는 약학 조성물 등을 포함하는 개념이다.As used herein, the term “skin external preparation” is a concept encompassing the entire composition applied to the skin, and includes various cosmetics such as basic cosmetics, makeup cosmetics, and hair cosmetics; Ointments, creams, lotions, gels, patches, such as pharmaceutical and pharmaceutical composition that is applied to the external use of the skin, including quasi-drugs.

상기 외용제 중에 사용되는 본 발명의 저분자 메틸셀룰로오스의 함량은 원하는 생리활성물질 전달력을 확보할 수 있기만 하면 특별히 한정되는 것은 아니며, 원하는 정도에 따라서 당업자라면 적절히 결정할 수 있다. 예를 들어 전체 조성 100 중량%에 대해 0.01 내지 90 중량%일 수 있다. 구체적으로는, 전체 조성에 대해 약 0.1 내지 80 중량%, 보다 구체적으로는 약 0.1 내지 70 중량%, 더욱 구체적으로는 약 0.1 내지 60 중량% 일 수 있다. 상기 화장료는 화장료로서 공지된 임의의 제형일 수 있으며, 예를 들어 스킨, 에멀젼, 크림, 선크림, 파운데이션, 에센스, 젤, 팩, 마스크팩, 폼클렌저, 바디클렌저, 유연화장수, 아이라이너, 샴푸, 린스, 비누, 정발제, 양모제, 헤어크림, 헤어 스타일링 젤, 윤활제, 치약 및 물티슈로 이루어진 군에서 선택된 하나의 제형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The content of the low molecular weight methyl cellulose of the present invention used in the external preparation is not particularly limited as long as it can secure a desired physiologically active substance delivery power, and may be appropriately determined by those skilled in the art according to a desired degree. For example, it may be 0.01 to 90% by weight relative to 100% by weight of the total composition. Specifically, it may be about 0.1 to 80% by weight, more specifically about 0.1 to 70% by weight, more specifically about 0.1 to 60% by weight relative to the total composition. The cosmetic may be any formulation known as a cosmetic, for example skin, emulsion, cream, sunscreen, foundation, essence, gel, pack, mask pack, foam cleanser, body cleanser, softening lotion, eyeliner, shampoo, It may be, but is not limited to, a formulation selected from the group consisting of rinse, soap, hair dressing, wool, hair cream, hair styling gel, lubricant, toothpaste, and wet wipes.

본 발명에 따른 비경구 생리활성물질 전달 시스템은 종래 난용성 물질을 가용화하기 위해 오일류나 기타 첨가물을 넣었던 과는 달리 저분자량의 천연 고분자 메틸셀룰로오스만을 기반으로 가용화하는데 사용되었으며 독성 문제가 없어 생체적합성 및 생분해성이 우수하며 부작용 없이 생체 내에 원하는 생리활성물질을 전달할 수 있다. 따라서, 본 발명의 저분자 메틸셀룰로오스는 난용성 물질을 가용화하는 새로운 생리활성물질 전달 제재로 활용될 수 있다.The parenteral physiologically active substance delivery system according to the present invention was used to solubilize on the basis of only low molecular weight natural polymer methylcellulose, unlike oils or other additives to solubilize poorly soluble substances and has no toxicity problems. It has excellent biodegradability and can deliver desired bioactive substances in vivo without side effects. Therefore, the low molecular weight methyl cellulose of the present invention can be utilized as a new bioactive substance delivery agent solubilizing poorly soluble substances.

도 1은 셀룰라아제 효소 중에서도 엔도셀룰라아제가 다당류의 안쪽 사슬부터 자르는 원리를 나타낸 것이다.
도 2는 저분자량 다당류로 제조되는 과정 전 제조예에서 사용된 60 kDa 분자량을 가지는 메틸셀룰로오스의 GPC(Gel Permeation Chromatography)로 측정한 것이다.
도 3은 4% 메틸셀룰로오스 수용액에 셀룰라아제 효소 처리 후 3일간 반응시킨 후에 GPC(Gel Permeation Chromatography)로 측정한 결과로, 약 9,000 Mw(15 kDa) 분자량을 가짐을 보여준다.
도 4는 셀룰라아제 효소 처리 후에 투석막(Spectrum Lab. 社, 여과한계: 6~8 kDa)에 걸러진 메틸셀룰로오스 수용액을 동결건조 후 GPC(Gel Permeation Chromatography)로 측정한 결과로, 약 5,294 Mw(8.5 kDa) 분자량을 가짐을 보여준다.
도 5는 제조예에서 최종적으로 얻어지는 파우더(고체) 형태의 평균 8.5 kDa 분자량을 가지는 메틸셀룰로오스를 나타낸 것이다.
도 6은 제조예 1에 따른 저분자 메틸셀룰로오스의 제조과정을 나타낸 모식도이다.
도 7은 제조예 1의 저분자 메틸셀룰로오스의 CMC(Critical micelle concentration) 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 제조예 1의 저분자 메틸셀룰로오스 농도에 따른 세포독성을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에서 형성된 마이셀을 나타낸 것이다.
도 10a는 약물 봉입 없이 제조예 1의 저분자 메틸셀룰로오스만으로 마이셀을 형성한 경우의 투과전자현미경(TEM) 결과 및 DLS 결과를 나타낸 것이다. `
도 10b는 도세탁셀(DTX) 1 mg이 봉입된 저분자 메틸셀룰로오스 마이셀을 형성한 경우의 투과전자현미경(TEM) 결과 및 DLS 결과를 나타낸 것이다.
도 11은 DTX의 머무름 시간(retension time)을 알아보기 위한 HPLC 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 12는 3.9ug/ml ~ 500ug/ml와 같은 농도별로 DTX가 함유된 저분자 메틸셀룰로오스 마이셀을 HPLC 분석한 결과이다.
도 13은 본 발명의 저분자 메틸셀룰로오스에 도세탁셀이 봉입된 제형(실시예 1의 마이셀)의 약물 방출율을 나타낸 것이다.
도 14는 도세탁셀만 처리한 경우 및 본 발명의 저분자 메틸셀룰로오스에 도세탁셀이 봉입된 제형(실시예 1의 마이셀)을 처리한 경우의 570nm 파장대에서의 흡광도[cell viability]를 나타낸 것이다.
도 15는 B16F10 흑색종 종양 암세포를 C57BL/6 마우스의 오른쪽 대퇴부 피하에 동종이식하여 제작된 종양동물모델에 대조군과 치료군 종양 내 주사(local injection; intratumoral injection; 종양 부위에 직접 주사) 후 종양 크기를 나타낸 그래프이다.
도 16은 종양동물모델에 대조군과 치료군(실시예 1의 마이셀) 종양 내 주사(local injection; 종양 부위에 직접 주사) 후 14일째 종양 크기를 확인하기 위한 마우스 사진이다
도 17은 종양동물모델에 대조군과 치료군(실시예 1의 마이셀) 종양 내 주사(local injection; 종양 부위에 직접 주사) 후 14일 동안 체중 변화를 확인한 그래프이다
도 18은 종양동물모델에 대조군과 치료군(실시예 1의 마이셀) 종양 내 주사(local injection; 종양 부위에 직접 주사) 후 22일 동안 생존율을 나타낸 그래프이다.
도 19는 제조예 1의 저분자 메틸셀룰로오스 125 mg/kg 투여군에 대한 신장 독성 시험 결과, 독성이 없음을 보여준 표이다.
도 20은 종양동물모델에 대조군과 치료군(실시예 1의 마이셀) 정맥 주사 후 14일 동안 종양 크기를 나타낸 그래프이다.
도 21은 종양동물모델에 대조군과 치료군(실시예 1의 마이셀) 정맥 주사 후 14일 동안 체중 변화를 나타낸 그래프이다.
도 22는 종양동물모델에 대조군과 치료군(실시예 1의 마이셀) 정맥 주사 후 25일 동안 생존율을 나타낸 그래프이다.
Figure 1 shows the principle of cutting endocellulose from the inner chain of polysaccharides among the cellulase enzyme.
Figure 2 is measured by GPC (Gel Permeation Chromatography) of methyl cellulose having a molecular weight of 60 kDa used in the preparation example before the process of producing a low molecular weight polysaccharide.
FIG. 3 shows a 4% methyl cellulose aqueous solution reacted for 3 days after cellulase enzyme treatment and measured by GPC (Gel Permeation Chromatography), showing that it has a molecular weight of about 9,000 Mw (15 kDa).
4 is a result of lyophilization of an aqueous solution of methyl cellulose filtered through a dialysis membrane (Spectrum Lab., Filtration limit: 6-8 kDa) after cellulase enzyme treatment, and measured by GPC (Gel Permeation Chromatography), and about 5,294 Mw (8.5 kDa) It has a molecular weight.
Figure 5 shows the methyl cellulose having an average molecular weight of 8.5 kDa in the form of a powder (solid) finally obtained in the preparation example.
Figure 6 is a schematic diagram showing the manufacturing process of low molecular weight methyl cellulose in Preparation Example 1.
Figure 7 shows the results of the measurement of the critical micelle concentration (CMC) of the low molecular weight methyl cellulose of Preparation Example 1.
Figure 8 shows the cytotoxicity according to the low molecular weight methyl cellulose concentration of Preparation Example 1.
Figure 9 shows the micelle formed in the present invention.
Figure 10a shows the transmission electron microscope (TEM) results and DLS results when micelles were formed with only the low molecular weight methyl cellulose of Preparation Example 1 without drug encapsulation. `
FIG. 10B shows a transmission electron microscope (TEM) result and a DLS result when 1 mg of docetaxel (DTX) forms a low molecular weight methyl cellulose micelle.
11 shows the results of HPLC analysis to determine the retention time of DTX.
12 is a result of HPLC analysis of low molecular weight methyl cellulose micelles containing DTX at concentrations such as 3.9 ug / ml to 500 ug / ml.
Figure 13 shows the drug release rate of the dosage form (the micelle of Example 1) in which docetaxel is encapsulated in the low molecular weight methyl cellulose of the present invention.
FIG. 14 shows cell viability in the 570 nm wavelength band when only docetaxel was treated and when the docetaxel-encapsulated formulation (the micelle of Example 1) was treated with the low molecular weight methylcellulose of the present invention.
FIG. 15 shows tumor size after control and treatment group intra-regional injection (direct injection into the tumor site) in tumor animal models prepared by allografting B16F10 melanoma tumor cancer cells subcutaneously in the right thigh of C57BL / 6 mice. The graph shown.
FIG. 16 is a mouse photograph for confirming tumor size on day 14 after control and treatment groups (micelles of Example 1) local injection (direct injection to tumor site) in tumor animal models.
Figure 17 is a graph confirming the weight change for 14 days after the control and treatment group (micro mice of Example 1) local injection (direct injection to the tumor site) in the tumor animal model
FIG. 18 is a graph showing survival rate for 22 days after the control and treatment groups (the micelles of Example 1) local injection (direct injection to the tumor site) in the tumor animal model.
19 is a table showing no toxicity as a result of renal toxicity test for 125 mg / kg low molecular weight methyl cellulose administration group of Preparation Example 1.
20 is a graph showing the tumor size for 14 days after the intravenous injection of the control group and the treatment group (the micelle of Example 1) in the tumor animal model.
21 is a graph showing the weight change for 14 days after the intravenous injection of the control group and the treatment group (the micelle of Example 1) in the tumor animal model.
22 is a graph showing the survival rate for 25 days after the intravenous injection of the control group and the treatment group (the micelle of Example 1) in the tumor animal model.

이하, 본 발명의 실시예를 통해 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식이 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described in detail. The following examples are merely illustrative of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples. These embodiments are provided so that this disclosure will be thorough, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is defined by the scope of the claims. It is only.

[[ 실시예EXAMPLE ]]

제조예Production Example : 중량 평균 분자량 8.5 Weight average molecular weight 8.5 kDa의kDa 저분자Low molecular weight 메틸셀룰로오스의 제조 Preparation of Methyl Cellulose

200ml 3차 증류수에 8 g의 메틸셀룰로오스(분자량: 60kDa)[Sigma aldrich 社]를 넣어 총 4%의 용액으로 만들었다. 메틸셀룰로오스 수용액을 80 ℃, 210RPM, 30분간 교반하여 분산도를 높였다. 메틸셀룰로오스 수용액을 저온실(4 ℃)에서 1시간 교반함으로써. 물 속에서 메틸셀룰로오스의 용해도가 다시 높아졌다. 그런 다음, 메틸셀룰로오오스 수용액을 실온(24~25 ℃), 210RPM, 30분 교반하였다.8 g of methyl cellulose (molecular weight: 60 kDa) [Sigma aldrich, Inc.] was added to 200 ml of tertiary distilled water to make a total solution of 4%. The aqueous solution of methyl cellulose was stirred at 80 ° C. and 210 RPM for 30 minutes to increase the degree of dispersion. By stirring the aqueous methyl cellulose solution in a low temperature room (4 degreeC) for 1 hour. The solubility of methylcellulose in water again increased. Then, the aqueous methyl cellulose solution was stirred at room temperature (24-25 ° C.), 210 RPM, and 30 minutes.

목표하는 메틸셀룰로오스의 단위는 30 Units/ml이며, 효소의 효과가 105 Units/mg인 엔도셀룰라아제(Worthington 社) 51.75 mg을 상기 메틸셀룰로오스 수용액에 넣었다. 메틸셀룰로스 수용액을 실온(24~25 ℃), 210RPM의 교반기에서 3일간 보관하였다. 셀룰라아제 효소의 역할이 다당류 사슬의 안쪽부터 자르는 엔도셀룰라아제 이기 때문에 3일 이후의 셀룰라아제의 활성도는 계속 유지되지 않는다. 따라서, 3일째 메틸셀룰로오스 수용액 안에 있는 셀룰라아제를 불활성화시키기 위해서 교반기의 온도를 80 ℃로 올린 후 10~15분 교반하였다. 온도를 올리게 되면 물에서의 메틸셀룰로오스의 용해도가 낮아지므로 다시 저온실(4 ℃)에서 1시간 교반하여 메틸셀룰로오스의 용해도를 높였다. 이어서, 메틸셀룰로스 수용액을 0.22 ㎛ PVDF(Polyvinylidene fluoride) 필터로 1차적으로 큰 고분자들을 걸렸다. 필터를 거친 메틸셀룰로오스 수용액을 투석막(Spectrum Lab. 社, 여과한계: 6~9.5 kDa)에 넣고 3차 증류수에서 2일간 저온실(4 ℃)에서 투석하였다. 2일 후, 투석막은 빼고 투석막 바깥의 3차 증류수를 모아서 하루 동안 동결냉장고(-70 ℃)에 보관하였다(저분자량의 메틸셀룰로오스가 필요하므로 투석막 바깥의 용액을 수집). 얼려진 용액을 5~7일간 -76 ℃, 20~24 mTorr 동결건조기에서 수분만 기화하였다. 동결건조 후 얻어진 중량 평균 분자량 8.5 kDa의 저분자량 메틸셀룰로오스 파우더만 수집하였다.The target unit of methyl cellulose was 30 Units / ml, and 51.75 mg of endocellulase (Worthington, Inc.) having an enzyme effect of 105 Units / mg was added to the aqueous methyl cellulose solution. Methylcellulose aqueous solution was stored for 3 days in a stirrer at room temperature (24-25 ° C), 210RPM. Since the role of the cellulase enzyme is an endcellulase that cuts from the inside of the polysaccharide chain, the activity of the cellulase after 3 days is not maintained. Therefore, in order to inactivate the cellulase in the aqueous solution of methyl cellulose on the third day, the temperature of the stirrer was raised to 80 ° C. and stirred for 10 to 15 minutes. When the temperature was raised, the solubility of methyl cellulose in water was lowered, so it was stirred for 1 hour in a low temperature chamber (4 ° C.) to increase the solubility of methyl cellulose. Subsequently, the aqueous solution of methylcellulose was first subjected to large polymers with a 0.22 μm Polyvinylidene fluoride (PVDF) filter. The aqueous solution of methyl cellulose passed through the filter was put in a dialysis membrane (Spectrum Lab., Filtration limit: 6-9.5 kDa) and dialyzed in a low temperature chamber (4 ° C.) for 2 days in tertiary distilled water. After 2 days, the dialysis membrane was removed and the third distilled water outside the dialysis membrane was collected and stored in a freezer (-70 ° C.) for one day (the solution outside the dialysis membrane was collected because low molecular weight methylcellulose was required). The frozen solution was vaporized with water only at -76 ° C and 20-24 mTorr lyophilizer for 5-7 days. Weight average molecular weight of 8.5 kDa obtained after lyophilization Only low molecular weight methylcellulose powder was collected.

실시예EXAMPLE 1: 중량 평균 분자량 8.5  1: weight average molecular weight 8.5 kDa의kDa 저분자Low molecular weight 메틸셀룰로오스  Methylcellulose 마이셀Micelles 제조 및 특성 분석 Manufacturing and Characterization

상기 수득한 저분자 메틸셀룰로오스만을 사용하여 마이셀을 제조하여 그 특성을 분석하였다.The micelles were prepared using only the obtained low molecular weight methyl cellulose and analyzed for their properties.

마이셀은 얇은 막 수화법(Thin-film hydration method)을 이용하여 제조하였다. Micelles were prepared using a thin-film hydration method.

우선, 1 mg의 도세탁셀(DTX)과 20 mg의 중량 평균 분자량 8.5 kDa 저분자 메틸셀룰로오스(LMwMC)가 담긴 바이알에 각각 HFP(hexafluoro-2-propanol) 1 ml에 녹인 후, 회전증발농축기(Rotary evaporator)에 두 용액을 혼합하였다. Thin-film을 형성하기 위해 36 ℃에서 HFP가 증발될 때까지 천천히 회전시켰다. 형성된 thin-film을 수용액 상태로 만들기 위해 3차 증류수 3 ml를 첨가 후 50℃에서 10분간 천천히 회전시켜 분산도를 높였다. 마지막으로 영하 4 ℃의 조건에서 30분간 천천히 회전시켜 용해도를 높이면 항암제가 봉입된 저분자 메틸셀룰로오스 마이셀을 포함하고 있는 수용액이 완성되었다.First, dissolve in 1 ml of HFP (hexafluoro-2-propanol) in a vial containing 1 mg of docetaxel (DTX) and 20 mg of a weight average molecular weight of 8.5 kDa low molecular weight methyl cellulose (LMwMC), followed by a rotary evaporator. The two solutions were mixed. Rotate slowly at 36 ° C. until HFP evaporated to form a thin film. In order to make the formed thin-film an aqueous solution, 3 ml of tertiary distilled water was added, and then slowly rotated at 50 ° C. for 10 minutes to increase dispersion. Finally, by slowly rotating for 30 minutes under the condition of minus 4 ℃ to increase the solubility, an aqueous solution containing a low molecular weight methyl cellulose micelle enclosed with an anticancer agent was completed.

(1) CMC(Critical micelle concentration) 측정(1) CMC (critical micelle concentration) measurement

DPH(1,6-Diphenyl-1,3,5-hexatriene, Mw=232.32) 5 ug을 HFP(Hexafluoro-2-propanol)에 녹여 0.86 mM의 stock solution을 만들고, 저분자 메틸셀룰로오스 2.5 mg을 HFP 1 ml에 녹여, 2.4 ug까지 serial dilution시켜서 2.5 mg/ml~2.4 ug/ml의 샘플을 만들었다. 각각의 저분자 메틸셀룰로오스 샘플을 유리 비이커에 넣고, 거기에 5uM의 stock solution을 넣은 뒤 얇은 막 수화법으로 컨쥬게이션(conjugation)시켰다. 먼저, 섞인 두 용액을 evaprator로 증발시킨 후 3 ml의 2차 증류수를 넣고 47 ℃에서 10분간 회전시켜 분산도를 높였다. 그 후 30분간 ice에 넣고 회전시켜 용해도를 높이고, 완성된 샘플을 각각 따서 96 well DC plate에 깔고 excitation 355nm, emission 428nm에서 UV/Vis fluorescence spectrophotometer(Infinite M200Pro, TECAN, Switzerland)로 흡광도를 측정하여 마이셀이 어느 농도에서 잘 발생되는지 알아보았다.Dissolve 5 ug of DPH (1,6-Diphenyl-1,3,5-hexatriene, Mw = 232.32) in HFP (Hexafluoro-2-propanol) to make 0.86 mM stock solution, and 2.5 mg of low molecular weight methyl cellulose in 1 ml of HFP. Dissolved in, serial dilution up to 2.4 ug to make a sample of 2.5 mg / ml ~ 2.4 ug / ml. Each low molecular weight methylcellulose sample was placed in a glass beaker, 5uM of stock solution was added thereto, and then conjugated by thin film hydration. First, two mixed solutions were evaporated with an evaprator, and 3 ml of distilled water was added thereto, followed by rotating at 47 ° C. for 10 minutes to increase dispersion. After 30 minutes in ice to increase the solubility, each sample was collected and placed on a 96 well DC plate, excitation 355nm, emission 428nm at the UV / Vis fluorescence spectrophotometer (Infinite M200Pro, TECAN, Switzerland) to measure the absorbance micelles At this concentration, we found out how well it occurs.

도 7에 나타낸 바와 같이, 0.0526 mg/ml의 농도 이상부터 평균 8.5 kDa의 저분자 메틸셀룰로오스의 마이셀 형성이 확인되었다.As shown in FIG. 7, micelle formation of the low molecular weight methyl cellulose of an average of 8.5 kDa was confirmed from the concentration of 0.0526 mg / ml or more.

(2) 세포독성 분석(2) cytotoxicity assay

24-well plate의 각 well에 2 X 10⁴개 만큼의 B16F10 mouse skin melanoma cell line[Korean cell line bank에서 입수]이 함유되도록 계산하여 총 500ul의 complete media를 깔아주었다(Seeding). 5% CO2, 37 ℃의 환경에서 24시간 동안 세포를 키웠다. 통계적 유의성을 위해 각 그룹의 well 수는 4개로 하였으며, 아무 처리도 하지 않은 대조군과 저분자 메틸셀룰로오스의 농도를 달리한 처리군(62.5, 125, 250, 500, 1000 ug/PBS 1ml)들을 각 well에 50ul씩 처리한 후 다시 24시간 동안 5% CO2, 37 ℃의 환경에서 인큐베이션시켰다(Treating). 24시간이 지나면 각 well에 들어있는 용액을 모두 제거하고 MTT(3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide): Media를 1ml : 9ml 비율로 섞은 complete media를 각 well당 500 ul씩 넣어준 후 2시간 동안 5% CO2, 37 ℃의 환경에서 인큐베이션시켰다. 2시간이 지나면 각 well에 들어있는 complete media를 빼내고 DMSO(dimethyl sulfoxide)를 500 ul씩 각 well에 넣어주고, 15분간 37 ℃에 인큐베이션 후 UV spectrophotometer를 이용하여 shaking 5초 후 570 nm의 파장대에서 흡광도를 측정하였다.Each well of the 24-well plate was counted to contain as much as 2 X 1010 B16F10 mouse skin melanoma cell lines [available from the Korean cell line bank] and a total of 500 ul of complete media was laid (Seeding). Cells were grown for 24 hours in an environment of 5% CO 2 , 37 ° C. For the statistical significance, the number of wells in each group was 4, and the control group without any treatment and the treatment groups with different concentrations of low molecular weight methyl cellulose (62.5, 125, 250, 500, 1000 ug / PBS 1ml) were added to each well. After processing 50ul each and incubated for 24 hours in an environment of 5% CO 2 , 37 ℃ (Treating). After 24 hours, remove all the solution in each well and complete the complete media containing MTT (3- [4,5-dimethylthiazol-2-yl] -2,5-diphenyltetrazolium bromide): Media in 1ml: 9ml ratio. After 500 ul per well was incubated for 2 hours in an environment of 5% CO 2 , 37 ℃. After 2 hours, remove the complete media in each well, add 500 ul of DMSO (dimethyl sulfoxide) to each well, incubate at 37 ℃ for 15 minutes, and shake with a UV spectrophotometer for 5 seconds. Was measured.

세포 독성 실험 결과를 도 8에 나타내었다. 본 발명의 저분자 메틸셀룰로오스 마이셀은 세포의 생존률에 영향을 주지 않는다는 것을 확인하였다.The cytotoxicity test results are shown in FIG. 8. It was confirmed that the low molecular weight methyl cellulose micelle of the present invention does not affect the viability of the cells.

(3) 마이셀 크기 확인(3) Checking micelle size

메틸셀룰로오스 마이셀은 제조한 저분자 메틸셀룰로오스 10 mg를 증류수 1ml에 녹여서 제조하였다.Methyl cellulose micelles were prepared by dissolving 10 mg of the prepared low molecular weight methyl cellulose in 1 ml of distilled water.

1 mg 도세탁셀이 함유된 저분자 메틸셀룰로오스 마이셀은 상기에 기재된 얇은 막 수화법을 이용한 마이셀 제조과정과 같이 제조하였으며, 각각 첨가해주는 도세탁셀과 메틸셀룰로오스의 양만 다르게 하여 동일한 방법으로 제조하였다. 즉, 1 mg 함유 마이셀의 경우 1 mg의 도세탁셀과 20 mg의 저분자 메틸셀룰로오스를 사용하였다. The low molecular weight methyl cellulose micelle containing 1 mg docetaxel was prepared in the same manner as the micelle manufacturing process using the thin film hydration method described above, and was prepared in the same manner only by varying the amounts of docetaxel and methyl cellulose added. That is, 1 mg of docetaxel and 20 mg of low molecular weight methylcellulose were used for 1 mg of micelles.

이렇게 제조된 각각의 마이셀들을 투과전자현미경을 사용하여 모양을 확인하였다. The micelles thus prepared were identified using a transmission electron microscope.

DLS를 측정하기 위하여 상기 방법으로 만든 각각의 마이셀을 하루 얼려서 약 3-5일 동결건조시켜 만든 파우더에 삼차 증류수 1ml을 넣어 샘플을 만든 후 기계로 사이즈를 측정하였다. 그 결과, 도 10과 같이 도세탁셀을 함유한 마이셀의 경우가 없을 때 보다 더 컴팩트하게 마이셀이 형성된 것을 알 수 있다. 저분자 메틸셀룰로오스에 함유된 도세탁셀의 양이 다름에도 불구하고 PDI(polydispersity) 0.2 이하, 200nm 근처로 수용액 상에서 비슷한 크기의 마이셀이 형성되는 것을 관찰할 수 있다.In order to measure the DLS, each micelle made by the above method was frozen for one day, and then, 1 ml of tertiary distilled water was added to the powder prepared by freeze-drying for about 3-5 days, and the size was measured by a machine. As a result, it can be seen that micelles were formed more compactly than in the case of micelles containing docetaxel as shown in FIG. 10. Although the amount of docetaxel contained in the low molecular weight methyl cellulose is different, it can be observed that micelles having a similar size are formed in an aqueous solution at a PDI (polydispersity) of 0.2 or less and near 200 nm.

투과전자현미경(Transmission electron microscopy, TEM)을 이용하여 DTX와 저분자 메틸셀룰로오스가 구형의 마이셀을 이루어진 것으로, 도 10으로 확인하였으며, DTX를 봉입하지 않은 저분자 메틸셀룰로오스, 1mg DTX을 봉입한 마이셀의 크기는 324.9 nm, 209.98 nm였다. 또한, DLS(Dynamic Light scatter) 방식으로 측정하였을 때도 투과전자현미경 결과와 유사한 결과를 확인하였다.DTX and low molecular weight methyl cellulose were spherical micelles using a transmission electron microscopy (TEM), and as shown in FIG. 10, the size of the micelles containing low molecular weight methyl cellulose without DTX and 1 mg DTX was measured. 324.9 nm and 209.98 nm. In addition, when measured by the DLS (Dynamic Light scatter) method, the results similar to the transmission electron microscope results were confirmed.

실시예EXAMPLE 2:  2: 저분자Low molecular weight 메틸셀룰로오스  Methylcellulose 마이셀의Micelles 약물  drug 봉입율Inclusion rate 측정 Measure

HPLC로 약물 봉입율과 약물 함유율을 측정하기 위해 ACN(acetonitrile) based DTX 스탠다드 그래프를 Breeze program(Version 3.30, Waters, Milford, MA)를 이용하여 만들었다(C18 HPLC column 사용).ACN (acetonitrile) based DTX standard graphs were made using the Breeze program (Version 3.30, Waters, Milford, MA) (using C18 HPLC column) to determine drug loading and drug content by HPLC.

500 ug DTX/1ml ACN의 serial dilution을 통하여 8개의 샘플을 제조하여 1차 방정식 스탠다드 그래프를 만들었다 (스탠다드 커브의 R제곱 값이 신뢰도를 나타내며, 0.99 이상이므로 이 그래프는 신뢰할 수 있는 기준 그래프이다).Eight samples were prepared by serial dilution of 500 ug DTX / 1ml ACN to create a linear equation of the first-order equation (the R-squared value of the standard curve represents reliability and is more than 0.99; therefore, this is a reliable reference graph).

상기 마이셀 제조방법으로 제조한 1 mg 도세탁셀을 함유하고 있는 저분자 메틸셀룰로오스 마이셀 수용액을 하루 동안 얼린 다음 3-5일 정도 동결건조를 통해 파우더 형태로 만들었다. 이 파우더에 1ml ACN 첨가 후 13000 rpm, 3분 원심분리시키면 저분자 메틸셀룰로오스로부터 분리된 상층액(DTX+ACN)을 추출하여 HPLC용 컬럼에 필터링을 거쳐 넣었다. 이 샘플을 가지고 HPLC기계와 Breeze program(Version 3.30, Waters, Milford, MA)을 통해 약물의 봉입율과 함유율을 측정하였다. HPLC를 통해 측정된 가용화된 수용액 내 약물의 양을 하기 수학식 1과 2에 대입하여 약물 봉입율과 함유율을 계산하였다.The aqueous solution of low molecular weight methylcellulose micelles containing 1 mg docetaxel prepared by the method of preparing micelles was frozen for one day and then made into powder form by lyophilization for about 3-5 days. After adding 1ml ACN to the powder, centrifugation at 13000 rpm for 3 minutes, the supernatant (DTX + ACN) separated from the low molecular weight methyl cellulose was extracted and filtered through a column for HPLC. With this sample, the encapsulation rate and the content of the drug were measured by HPLC and Breeze program (Version 3.30, Waters, Milford, MA). Drug encapsulation rate and content rate were calculated by substituting the amount of drug in the solubilized aqueous solution measured by HPLC in the following equations (1) and (2).

하기 수학식 1과 2에 의해 실시예 1의 마이셀에 대한 약물 봉입율과 약물 함유율 각각 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 1과 같다.Equation 1 and 2 for the micelle of Example 1 Drug loading rates and drug content rates were measured, respectively, and the results are shown in Table 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

약물 봉입율(%)=가용화된 수용액 내 약물 총량/처음 주입한 약물의 양 × 100Drug inclusion rate (%) = total amount of drug in solubilized aqueous solution / amount of initially injected drug × 100

[수학식 2][Equation 2]

약물 함유율(%)=가용화된 수용액 내 약물 총량/가용화된 수용액 중량 × 100Drug content (%) = total amount of drug in solubilized aqueous solution / weight of solubilized aqueous solution × 100

(처음 주입한 것은 엄밀히 말하면, 도세탁셀을 함유한 저분자 메틸셀룰로오스이며, 그 안에 DTX : LMwMC가 1:20의 중량 비율로 마이셀을 형성하고 있기 때문에, HPLC로 약물 함유율을 정량한 결과, 처음 주입량의 약 4~5% 정도로 DTX가 검출되는 것은 바람직한 결과임).(The first injection was strictly the low molecular weight methyl cellulose containing docetaxel, and since DTX: LMwMC forms micelles in a weight ratio of 1:20, the drug content was quantified by HPLC. Detection of DTX by 4-5% is a desirable result).

구분
(n=3)
division
(n = 3)
처음 주입한 도세탁셀을 함유하고 있는 저분자 메틸셀룰로오스의 양(ug)Amount of Low Molecular Methyl Cellulose Containing First Injected Docetaxel (ug) 약물 봉입율
(Loading efficiency)
Drug inclusion rate
(Loading efficiency)
약물 함유율
(Loading contents)
Drug content
(Loading contents)
valuevalue 10001000 71.6±15.0%71.6 ± 15.0% 4.47±0.67%4.47 ± 0.67%

도 11은 1 mg의 DTX가 봉입된 저분자 메틸셀룰로오스 마이셀 샘플 3개를 가지고 HPLC 분석을 통해 몇 초의 피크에서 DTX가 검출되는지, 즉 DTX의 retension time을 알아보기 위해 행해진 실험으로, 실험 결과 3.73초 때 나타나는 피크가 DTX가 검출될 때의 피크라는 것을 알 수 있다. 도 11의 HPLC 분석 결과 그래프에서 3.73초일 때 나타내는 피크가 검출된 DTX의 흡광도 값이라는 것을 알 수 있다. FIG. 11 is an experiment conducted to determine how many seconds of DTX is detected by HPLC analysis, that is, the retension time of DTX with three samples of low molecular weight methylcellulose micelles containing 1 mg of DTX. It can be seen that the peak that appears is the peak when DTX is detected. In the HPLC analysis result graph of FIG. 11, it can be seen that the peak shown at 3.73 seconds is the absorbance value of the detected DTX.

도 12는 3.9ug/ml ~ 500ug/ml와 같은 농도별로 DTX가 함유된 저분자 메틸셀룰로오스 마이셀을 가지고 도 11과 같이 HPLC 기계를 사용하여 분석하였다. 이때 도 11의 그래프와 같은 형태의 결과를 얻게 되는데, 다만 농도별로 세로축(흡광도)이 차이가 날 것이다(DTX 양이 많을수록 흡광도가 높게 측정됨). 도 11을 통해 3.73초에서 검출된 피크가 DTX의 양을 나타내는 피크라는 것을 알았으므로, 3.73초에 검출된 흡광도 값을 가지고 1차 방정식 그래프로 변환하여 각 DTX 농도에서의 흡광도에 대한 기준을 잡은 것이다. 즉, 도 12는 앞으로 도 13에서 도세탁셀의 방출율을 측정할 때 DTX의 양이 어느 정도인지 알기 위한 기준 그래프로 사용된다.FIG. 12 was analyzed using an HPLC machine as shown in FIG. 11 with low molecular weight methylcellulose micelles containing DTX at concentrations of 3.9 ug / ml to 500 ug / ml. At this time, the results are obtained as shown in the graph of FIG. 11, but the vertical axis (absorbance) will vary according to the concentration (the higher the amount of DTX, the higher the absorbance is measured). 11 shows that the peak detected at 3.73 seconds is a peak indicating the amount of DTX, and thus the absorbance value detected at 3.73 seconds is converted into a first-order equation graph to set the absorbance at each DTX concentration. . That is, FIG. 12 is used as a reference graph to know how much the amount of DTX is when measuring the release rate of docetaxel in FIG. 13.

실시예EXAMPLE 3:  3: 저분자Low molecular weight 메틸셀룰로오스  Methylcellulose 마이셀의Micelles 약물 방출 효능(In vitro release test) Drug release efficacy (In vitro release test)

실시예 1의 마이셀에 대한 약물 방출 능력을 확인하기 위해 약물방출시험을 진행하였다.For micelles of Example 1 Drug release tests were conducted to confirm drug release capability.

상기에서 제조한 마이셀을 동결건조시킨, 도세탁셀이 함유된 저분자 메틸셀룰로오스 파우더를 PBS 버퍼에 녹인 용액을 투석막(MWCO: 3,500 Da) 안에 넣고 막의 위아래를 끈으로 단단히 묶어 밀봉시켰다. 이를 release media(5% ACN을 포함하고 있는 saline buffer(pH 7.4))에 넣어 100 RPM, 37도 shaking incubation시켰다. DTX는 ACN에 녹는 성질이 강하므로 투석막 밖으로 빠져 나와 release media에 녹아있을 것이다. 그러므로 설정해둔 시간 대 마다 release media를 새로 교체, 수확한 release media를 HPLC 기계로 약물이 그 안에 얼마나 함유되었는지 정량하였다. The solution obtained by dissolving the docetaxel-containing low molecular weight methyl cellulose powder, which was lyophilized in the above-mentioned micelle, was placed in a dialysis membrane (MWCO: 3,500 Da) and sealed with a string tightly tied up and down. This was put into a release media (saline buffer containing 5% ACN (pH 7.4)) and shaken at 100 RPM and 37 degrees. Since DTX is highly soluble in ACN, it will escape from the dialysis membrane and melt in the release media. Therefore, the new release media was replaced and the harvested release media were quantified by the HPLC machine.

그 결과, 도 13에 도시한 바와 같이, 25일간 약 60%의 약물이 마이셀로부터 서서히 방출됨을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 13, it was confirmed that about 60% of the drug was slowly released from the micelles for 25 days.

실시예EXAMPLE 4:  4: 저분자Low molecular weight 메틸셀룰로오스  Methylcellulose 마이셀의Micelles in vitro in vitro 약효 확인Drug Validation

2x10⁴개 만큼의 B16F10 흑색종(melanoma) 세포가 함유되도록 계산하여 총 500ul의 완전 배지(complete media)를 24 well plate에 깔아주었다(Seeding). 5% CO2, 37℃의 환경에서 24시간 동안 세포를 키웠다. 아무 처리도 하지 않은 대조군과 PBS만 처리한 그룹 외에 저분자 메틸셀룰로오스를 이용하여 만든 1mg의 항암제(DTX)를 봉입한 마이셀을 항암제 기준으로 각각 5,10,25,50,100,250ug을 PBS 50ul에 녹인 후 각 well에 50 ul씩 넣어주고 다시 5% CO2, 37℃의 환경에서 24시간 동안 인큐베이션시켰다(Treating). 통계적 유의성을 위해 각 그룹의 well수는 4개로 하였다. 24시간 후에 각 well에 담긴 약물이 포함된 배지를 제거한 후 MTT(3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide): Media를 1ml: 9ml 비율로 섞은 완전 배지를 각 well당 500ul씩 넣어준 후 5% CO2, 37℃의 환경에서 2시간 인큐베이션시켰다. 2시간 후 각 well에 들어있는 500ul의 완전배지를 제거하고 DMSO를 500ul 첨가하여, 15분간 37℃의 환경에서 인큐베이션 후, UV spectrophotometer를 이용하여 shaking 5초 후 570nm의 파장대에서 흡광도를 측정함으로써 세포의 생존율을 확인하였다.A total of 500 ul of complete media was counted on a 24 well plate by counting 2 × 10 mm B16F10 melanoma cells. Cells were grown for 24 hours in an environment of 5% CO 2 , 37 ° C. 5,10,25,50,100,250 ug of micelles containing 1 mg of anticancer drug (DTX) made of low molecular weight methyl cellulose were dissolved in 50ul of PBS, respectively. 50 ul was added to the well and incubated for 24 hours in an environment of 5% CO 2 , 37 ° C (Treating). For the statistical significance, the number of wells in each group was four. After 24 hours, the medium containing the drug contained in each well was removed, followed by MTT (3- [4,5-dimethylthiazol-2-yl] -2,5-diphenyltetrazolium bromide): Media in a 1 ml: 9 ml ratio. After 500ul of each well was incubated for 2 hours in an environment of 5% CO 2 , 37 ℃. After 2 hours, remove 500ul of complete medium in each well, add 500ul of DMSO, incubate for 15 minutes at 37 ℃, and measure absorbance at 570nm wavelength after shaking for 5 seconds using UV spectrophotometer. The survival rate was confirmed.

도 14는 MTT 어세이로 측정한 세포 생존율로서, 대조군의 살아있는 세포의 수를 100%로 기준을 잡고, 그에 상대적으로 가해준 약물의 양에 따라 B16F10 세포가 얼마나 죽었는지 나타내는 그래프이다. Free DTX에 비해 DTX-loaded LMwMC가 암세포를 더 효과적으로 죽임으로써 항암 효과가 더 좋다는 결과를 나타내었다. (특히, 5ug의 약물을 사용했을 때 차이가 큰 것으로 보아 적은 양의 약물을 주입해도 치료효과의 차이가 큼을 알 수 있다.)FIG. 14 is a graph showing cell viability measured by MTT assay, which shows how much B16F10 cells died according to the amount of drug applied based on the number of living cells in the control group at 100%. Compared to Free DTX, DTX-loaded LMwMC has a better anti-cancer effect by killing cancer cells more effectively. (In particular, 5ug of drug is used to show a big difference, so even if a small amount of drug is injected, the difference in treatment is large.)

MTT 용액은 살아있는 세포의 미토콘드리아에서만 보라색을 띄는 formazan 크리스탈을 형성하는데 이 크리스탈이 불용성이라서 DMSO로 녹여 액체로 만들고 여기에 570nm 파장의 빛을 쏘여주면 이 보라색이 강할수록(살아있는 세포가 많아서 생성된 formazan 크리스탈이 많을수록 보라색이 강함) 높은 흡광도가 측정된다.The MTT solution forms a purple formazan crystal only in the mitochondria of living cells.These crystals are insoluble, so they are dissolved in DMSO to form a liquid, and the light of 570nm wavelength is added to this purple. The more purple) the higher the absorbance is measured.

도 14에 나타낸 바와 같이, 항암제만 처리하였을 때 보다 저분자 메틸셀룰로스 마이셀에 항암제가 봉입된 제형이 비슷하거나 우수한 효과를 나타내었다.As shown in Figure 14, the anti-cancer agent encapsulated in a low molecular weight methyl cellulose micelle showed a similar or superior effect than the treatment with only the anticancer agent.

실시예EXAMPLE 5:  5: 저분자Low molecular weight 메틸셀룰로오스  Methylcellulose 마이셀의Micelles in in vivovivo 약효 확인(Drug Validation 종양내Intratumor 주사) injection)

본 실험은 정맥 주사에 앞서 예비 실험한 것으로, 실제 암 부위에 직접적으로 전달하였을 때 약물이 종양 내에서 효과를 발휘함으로써 항암 효과가 어느 정도 되는지 보기 위한 실험이다. This experiment is a preliminary experiment prior to intravenous injection, in order to see how much the anticancer effect is obtained by the drug in the tumor when delivered directly to the actual cancer site.

(1) 종양 동물모델 제작(1) Production of tumor animal model

5% CO2, 37℃의 환경에서 키운 B16F10 흑색종 세포를 6주된 수컷 C57BL/6 쥐에 주입하였다. B16F10 melanoma cells grown in an environment of 5% CO 2 , 37 ° C were injected into 6-week-old male C57BL / 6 mice.

먼저, 케타민(ketamine; 100 mg/kg)과 자일라진(xylazine; 10 mg/kg)을 혼합한 마취제 50ul로 마취시킨 후, 왼쪽 뒤 옆구리에 B16F10 흑색종 세포를 피하를 통해 주사하여 종양 동물을 제작하였다. 종양의 부피가 ~100 mm3이 되었을 때 6그룹으로 나누었다.First, anesthetized with 50ul of anesthetic mixed with ketamine (ketamine (100 mg / kg) and xylazine (10 mg / kg), and then subcutaneously injecting B16F10 melanoma cells into the left posterior flank to produce a tumor animal. It was. When the tumor volume reached ~ 100 mm 3 , it was divided into 6 groups.

(2) 종양 크기 확인(2) tumor size confirmation

종양 동물모델 제작 후 종양 부피가 ~100mm3이 되었을 때 6그룹으로 나눈 날을 day0으로 정하였다. 대조군으로 PBS 50ul를, LMwMC 그룹은 약물이 함유되지 않은 저분자 메틸셀룰로오스 2mg가 든 50ul PBS를 종양 내 주사하였으며, 나머지 약물이 처리된 그룹은 동결건조 후 얻은 1mg DTX이 봉입된 저분자 메틸셀룰로오스 파우더를 각 그룹의 농도에 맞게 PBS에 녹이고 각 쥐마다 50ul씩 day0에 종양 내 주사를 하였다.(Control 그룹은 day0에 50ul의 PBS를 주사하였다. LMwMC 그룹은 2mg의 약물이 포함되지 않은 LMwMC를 PBS 50ul에 녹여서 종양 내 주사하였다. Taxotere(5mg/kg) 그룹은 v/v/v 3.125% Tween80/3.125% ethanol/96.75% PBS 의 비율로 정맥주사 제형으로 제조하여 0.1mg의 도세탁셀이 포함된 50ul를 종양 내 주사하였다. DTX loaded LMwMC (5mg/kg) 그룹은 제조된 1mgDTX loaded LMwMC 파우더를 PBS 500ul에 녹인 후 마리당 50ul를 종양 내 주사하였다. DTX loaded LMwMC (10mg/kg) 그룹은 제조된 1mgDTX loaded LMwMC 파우더를 PBS 250ul에 녹인 후 마리당 50ul를 종양 내 주사하였다. DTX loaded LMwMC (20mg/kg) 그룹은 제조된 1mgDTX loaded LMwMC 샘플 2개를 각각 PBS 125ul에 녹여서 총 250ul의 샘플을 준비하고, 마리당 50ul를 종양 내 주사하였다.) 그 후 2일 간격으로 총 14일 동안 쥐의 꼬리를 잡아 쥐를 고정시킨 후 왼쪽 뒤 옆구리에 있는 종양의 크기를 버니어캘리퍼스를 사용하여 측정하였다. 한 눈금이 1mm 간격으로 되어있는 버니어캘리퍼스의 주축을 사용하여 쥐의 종양 크기를 측정하였다. 종양의 장축과 단축을 측정 후, 하기 수학식 3으로 종양의 부피를 측정하였다.After the tumor animal model was produced, the day divided into 6 groups was determined as day0 when the tumor volume became ~ 100mm 3 . Intratumoral injection of 50ul PBS with 50ul PBS and 2mg of low molecular weight methylcellulose without drug was injected into the control group, and the other drug treated group was treated with 1mg DTX-encapsulated low molecular weight methylcellulose powder obtained by lyophilization. Dissolved in PBS according to the concentration of the group, each tumor was injected with intratumoral injection at day 0 (50ul per day) (Control group injected 50ul of PBS on day 0. LMwMC group was dissolved in 50ul PBS LMwMC containing 2mg of drug Intratumoral injection The Taxotere (5 mg / kg) group was prepared in an intravenous formulation at a rate of v / v / v 3.125% Tween80 / 3.125% ethanol / 96.75% PBS to inject 50ul with 0.1 mg of docetaxel intratumorally. The DTX loaded LMwMC (5 mg / kg) group dissolved the prepared 1 mg DTX loaded LMwMC powder in 500 ul of PBS and injected 50 ul per tumor intratumor DTX loaded LMwMC (10 mg / kg) group used the prepared 1 mg DTX loaded LMwMC powder in PB. After dissolving in 250ul S, 50ul per head was injected intratumor DTX loaded LMwMC (20mg / kg) The group prepared 250ul of samples by dissolving two prepared 1mgDTX loaded LMwMC samples in 125ul of PBS, and 50ul per head. After that, the rats were fixed by holding the tail of the mice for a total of 14 days at intervals of 2 days, and the size of the tumor in the left posterior flank was measured using a vernier caliper. Tumor size of the rats was measured using the vernier caliper's main axis, one scale spaced 1 mm apart. After measuring the long axis and short axis of the tumor, the volume of the tumor was measured by the following equation (3).

[수학식 3][Equation 3]

종양의 부피(mm3) =

Figure 112017026596842-pat00002
(a: 장축, b: 단축) Tumor volume (mm 3 ) =
Figure 112017026596842-pat00002
(a: long axis, b: short axis)

도 15의 데이터는 각 그룹에 해당하는 5마리의 종양 크기의 평균값을 나타낸 것이다.The data in FIG. 15 shows the mean value of the five tumor sizes corresponding to each group.

그 결과, 도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 대조군과 비교하였을 때 저분자 메틸셀룰로스 마이셀에 항암제가 봉입된 제형이 우수한 항암 효과를 확인하였으며, 기존 DTX의 의약품 Taxotere와 비교하였을 때도 저분자 메틸셀룰로스 마이셀에 항암제가 봉입된 제형이 우수한 항암 효과를 확인하였다.As a result, as shown in Figure 15 and 16, compared to the control group, the anti-cancer formulation in the low-molecular weight methyl cellulose micelles confirmed the excellent anti-cancer effect, even when compared to the conventional drug taxotere of DTX to low molecular weight methyl cellulose micelles Formulations enclosed with anticancer agents confirmed excellent anticancer effects.

(3) 체중 변화 확인(3) check the weight change

day0에 종양 내 주사 후, 2일 간격으로 총 14일 동안 각 쥐를 전자저울에 올려둔 뒤 측정되는 값을 관찰하였다.After intratumoral injection on day0, the rats were placed on an electronic balance for a total of 14 days at intervals of two days, and the measured values were observed.

그 결과, 도 17에 나타낸 바와 같이, 대조군은 종양에 의한 스트레스 및 생체 내 손상으로 인해 몸무게 감소하였다. 반면에, 치료군(저분자 메틸셀룰로스 마이셀에 항암제가 봉입된 제형)의 경우에는 특별한 독성 없이 정상적인 몸무게 유지하였다.As a result, as shown in Figure 17, the control group was reduced in weight due to stress caused by tumors and in vivo damage. On the other hand, the treatment group (the formulation in which the anticancer agent was encapsulated in the low molecular weight methylcellulose micelle) was maintained at normal weight without any particular toxicity.

(4) 생존율 확인(4) Check survival rate

day0에 종양 내 주사 후, 22일 동안 생존율을 하루 간격으로 일정한 시간(오후 3시)에 관찰하였다. After intratumoral injection at day0, survival rates were observed at regular intervals (3 pm) at day intervals for 22 days.

그 결과, 도 18에 나타낸 바와 같이, 대조군과 비교하였을 때 치료군(저분자 메틸셀룰로스 마이셀에 항암제가 봉입된 제형, 5, 10, 20 mg/kg)은 농도에 따라 더 높은 생존율을 보였다.As a result, as shown in Figure 18, compared with the control group (the formulation of the anticancer drug in the low molecular weight methyl cellulose micelle, 5, 10, 20 mg / kg) showed a higher survival rate depending on the concentration.

실시예EXAMPLE 6: 신장 독성시험 6: Kidney Toxicity Test

본 연구에서는 평균분자량 8.5kDa MC의 마우스 단회 정맥투여 독성 자료를 얻기 위해, 500mg/kg, 250mg/kg 및 125mg/kg투여군을 중간 및 저용량 투여군으로 설정하여, 수컷 마우스에 단회 정맥 투여 독성 실험을 실시하였다. 관찰기간은 2주이며, 임상 증상, 체중 변화, 신장의 부검소견, 신장 중량, 신장의 조직병리학적 변화를 관찰하였다. In this study, single intravenous toxicity studies were performed on male mice with medium and low doses of 500 mg / kg, 250 mg / kg and 125 mg / kg dose groups to obtain single-dose toxicity data for mice with an average molecular weight of 8.5 kDa MC. It was. The observation period was 2 weeks, and clinical symptoms, weight change, autopsy findings, kidney weight, and histopathological changes were observed.

평균 분자량 8.5kDa MC의 수컷 마우스 단회 정맥 투여 독성을 평가한 결과, 8.5kDa MC 500mg/kg 투여군에 국한되어, 1례(1/5; 20%)의 사망례가 투여 10일 후에 나타났으며, 250mg/kg, 125mg/kg 투여군에서 사망례는 14일간의 실험기간 동안 나타나지 않았다[도 19]. Single mouse intravenous toxicity of male mice with an average molecular weight of 8.5 kDa MC was assessed and was limited to the 8.5 kDa MC 500 mg / kg group, with one (1/5; 20%) death occurring 10 days after administration and 250 mg The deaths in the / kg, 125mg / kg administration group did not appear during the 14-day experimental period [FIG. 19].

또한, 다음 표 2는 정맥주사 2주 후에 장기들을 부검한 결과를 정리한 표이며, 각각의 값들은 ‘이상이 관찰된 동물 수/그룹 내 총 동물 수‘를 의미한다(정상군의 5/5는 정상의 동물 수/그룹 내 총 동물 수를 의미한다.). 특히, 125mg/kg 투여군에서는 신장 변색 및 위축 소견 등의 부검 소견 및 세뇨관 국소 괴사 및 섬유화 소견 등의 조직 병리학적 변화 등이 확인되지 않아 신장 독성이 없는 것으로 확인되었다. In addition, Table 2 shows the results of autopsy of the organs after 2 weeks of intravenous injection, and each value means 'the number of animals in which abnormality was observed / the total number of animals in the group' (5/5 of the normal group). Is the normal number of animals / total number of animals in a group). In particular, in the 125 mg / kg administration group, necropsy findings such as renal discoloration and atrophy, and histopathological changes such as tubular local necrosis and fibrosis were not confirmed.

그룹group Vehicle controlVehicle control 8.5kDa MC 처리:
125mg/kg
8.5kDa MC Treatment:
125mg / kg
신장kidney NormalNormal 5/55/5 5/55/5 DC-AtrophyDC-Atrophy 0/50/5 0/50/5 1+  1+ 0/5 0/5 0/5 0/5 3+  3+ 0/5 0/5 0/5 0/5

*정도=1+: 약함, 2+:중간, 3+:심함* Degree = 1 +: weak, 2+: medium, 3+: severe

실시예 7: 저분자 메틸셀룰로오스 마이셀의 Example 7: of low molecular weight methylcellulose micelles in vivo in vivo 약효 확인(정맥 주사)Drug efficacy check (intravenous injection)

(1) 종양 동물모델 제작(1) Production of tumor animal model

5% CO2, 37℃의 환경에서 키운 B16F10 흑색종 세포를 6주된 수컷 C57BL/6 쥐에 주입하였다. B16F10 melanoma cells grown in an environment of 5% CO 2 , 37 ° C were injected into 6-week-old male C57BL / 6 mice.

먼저, 케타민(ketamine; 100 mg/kg)과 자일라진(xylazine; 10 mg/kg)을 혼합한 마취제 50ul로 마취시킨 후, 왼쪽 뒤 옆구리에 B16F10 흑색종 세포를 피하를 통해 주사하여 종양 동물을 제작하였다. 종양의 부피가 ~100 mm3이 되었을 때 4그룹으로 나누었다.First, anesthetized with 50ul of anesthetic mixed with ketamine (ketamine (100 mg / kg) and xylazine (10 mg / kg), and then subcutaneously injecting B16F10 melanoma cells into the left posterior flank to produce a tumor animal. It was. When the tumor volume reached ~ 100 mm 3 , it was divided into 4 groups.

(2) 정맥 주사 및 종양 크기 확인(2) intravenous injection and tumor size identification

종양 동물모델 제작 후 종양 부피가 ~100mm3이 되었을 때 4그룹으로 나눈 날을 day0으로 정하였다. 종양내 주사와 달리 정맥 주사는 한번에 100ul씩 주사하였으며, day0부터 3일 간격으로 2주동안 총 5번 일정한 시간(오후 3시)에 그룹 당 4마리를 주사하였다. control 그룹은 PBS 100ul를, LMwMC그룹은 약물이 함유되지 않은 저분자 메틸셀룰로오스 4mg가 든 100ul PBS를 3일에 한번 간격으로 2주동안 총 5번 정맥 주사하였으며, Taxotere그룹은 0.1mg의 도세탁셀이 포함된 100ul(3.125ul Tween80, 3.125ul ethanol, 93.75ul PBS) 용액을 3일 간격으로 2주동안 총 5번 정맥 주사하였다. v/v/v 3.125% Tween80/3.125% ethanol/96.75% PBS의 비율로 제조하여 0.1mg의 도세탁셀이 포함된 100ul solution을 3일 간격으로 2주 동안 총 5번 정맥 주사하였다. DTX loaded LMwMC(5mg/kg)그룹은 제조된 1mgDTX loaded LMwMC 파우더를 PBS 1000ul에 녹인 후 마리당 100ul를 3일 간격으로 2주동안 총 5번 정맥 주사하였다. 쥐의 종양 크기 확인은 정맥 주사하는 날과 동일하게 3일 간격으로 총 14일 동안 쥐의 꼬리를 잡아 쥐를 고정시킨 후 왼쪽 뒤 옆구리에 있는 종양의 크기를 버니어캘리퍼스를 사용하여 측정하였다. 한 눈금이 1mm 간격으로 되어있는 버니어캘리퍼스의 주축을 사용하여 쥐의 종양 크기를 측정하였다. 종양의 장축과 단축을 측정 후, 하기 수학식 3으로 종양의 부피를 측정하였다.After the tumor animal model was produced, the day divided into four groups was determined as day0 when the tumor volume became ~ 100mm 3 . Unlike intratumoral injections, intravenous injections were injected 100ul at a time, four mice per group at a given time (3 pm) a total of five times for two weeks at three-day intervals from day 0. The control group received 100 ul of PBS and the LMwMC group injected 100 ul PBS containing 4 mg of low molecular weight methylcellulose, intravenously 5 times, every other day for 2 weeks, and the Taxotere group contained 0.1 mg of docetaxel. 100 ul (3.125 ul Tween80, 3.125 ul ethanol, 93.75 ul PBS) solution was injected intravenously five times over two weeks at three day intervals. v / v / v 3.125% Tween80 / 3.125% ethanol / 96.75% PBS was prepared at a rate of 100 ul solution containing 0.1 mg of docetaxel and injected intravenously five times for two weeks at three-day intervals. The DTX loaded LMwMC (5 mg / kg) group dissolved the prepared 1 mg DTX loaded LMwMC powder in 1000 ul of PBS, and injected 100 ul per mouse intravenously five times for two weeks at three-day intervals. Tumor size of the rat was fixed by holding the tail of the rat for a total of 14 days at intervals of 3 days, the same as the day of intravenous injection, and then measuring the size of the tumor in the left rear flank using vernier calipers. Tumor size of the rats was measured using the vernier caliper's main axis, one scale spaced 1 mm apart. After measuring the long axis and short axis of the tumor, the volume of the tumor was measured by the following equation (3).

[수학식 3][Equation 3]

종양의 부피(mm3) =

Figure 112017026596842-pat00003
(a: 장축, b: 단축) Tumor volume (mm 3 ) =
Figure 112017026596842-pat00003
(a: long axis, b: short axis)

도 20의 데이터는 각 그룹에 해당하는 4마리의 종양 크기의 평균값을 나타낸 것이다.The data in FIG. 20 shows the mean value of four tumor sizes corresponding to each group.

그 결과, 도 20에 나타낸 바와 같이, 대조군과 비교하였을 때 저분자 메틸셀룰로스 마이셀에 항암제가 봉입된 제형이 우수한 항암 효과를 확인하였으며, 기존 DTX의 의약품 Taxotere와 비교하였을 때도 저분자 메틸셀룰로스 마이셀에 항암제가 봉입된 제형이 우수한 항암 효과를 확인하였다. 또한, 도 22에서 보이듯이 Taxotere그룹은 자체 독성이 심하여 항암 효과가 있더라도 생존율이 낮게 관찰되었다.As a result, as shown in Figure 20, compared with the control group was confirmed that the anti-cancer effect of the low-molecular weight methyl cellulose micelle-encapsulated formulation was superior, compared to the conventional drug Taxotere of DTX, the anti-cancer agent was encapsulated. Formulations confirmed good anticancer effects. In addition, as shown in Figure 22 Taxotere group was observed to have a low self-toxicity, even if the anti-cancer effect, even if the survival rate.

(3) 체중 변화 확인(3) check the weight change

쥐의 체중 변화 확인은 정맥주사하는 날과 동일하게 3일 간격으로 총 14일 동안 각 쥐를 전자저울에 올려둔 뒤 측정되는 값을 관찰하였다.As for the change in the weight of the rats, each rat was placed on the electronic balance for 14 days at 3 days intervals, and the value measured after the intravenous injection was observed.

그 결과, 도 21에 나타낸 바와 같이, Taxotere그룹은 자체의 독성으로 인해 몸무게가 약 15% 감소하였다. 반면에, 치료군(저분자 메틸셀룰로스 마이셀에 항암제가 봉입된 제형)의 경우에는 특별한 독성 없이 정상적인 몸무게를 유지하였다.As a result, as shown in FIG. 21, the Taxotere group lost about 15% in weight due to its toxicity. On the other hand, the treatment group (the formulation in which the anticancer agent was encapsulated in the low molecular weight methylcellulose micelle) maintained normal weight without particular toxicity.

(4) 생존율 확인(4) Check survival rate

day0에 정맥주사 후 생존율을 하루 간격으로 일정한 시간(오후 3시)에 관찰하였다. Survival after intravenous injection at day 0 was observed at regular intervals (3 pm) at day intervals.

그 결과, 도 22에 나타낸 바와 같이, Taxotere 그룹의 독성에 의한 높은 사망률에 비해 치료군 에서는 관찰기간 동안 모든 쥐가 생존하였다.As a result, as shown in Figure 22, compared to the high mortality caused by the toxicity of the Taxotere group, all the mice survived during the observation period in the treatment group.

따라서, Taxotere 그룹에 비해 DTX-loaded LMwMC그룹이 낮은 독성과 함께 더 높은 항암 효과를 보임을 확인하였다.Therefore, it was confirmed that the DTX-loaded LMwMC group showed higher anticancer effect with lower toxicity than the Taxotere group.

Claims (13)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 마이셀 입자 형태의 중량 평균 분자량 8.5 kDa인 메틸셀룰로오스 및 난용성 약물을 20 : 1의 중량비로 포함하는 서방형 비경구 난용성 약물 전달용 조성물.
A composition for sustained-release parenteral poorly soluble drug delivery comprising methylcellulose having a weight average molecular weight of 8.5 kDa in the form of micelles and a poorly soluble drug in a weight ratio of 20: 1.
삭제delete 제 4 항에 있어서,
상기 비경구는 근육내, 복막내, 복부내, 피하, 정맥 또는 동맥인 조성물.
The method of claim 4, wherein
Wherein said parenteral is intramuscular, intraperitoneal, intraperitoneal, subcutaneous, vein or artery.
삭제delete 중량 평균 분자량 8.5 kDa인 메틸셀룰로오스로 이루어진 마이셀 내에 난용성 약물이 담지되고, 중량 평균 분자량 8.5 kDa인 메틸셀룰로오스 및 난용성 약물을 20 : 1의 중량비로 포함하는 난용성 약물 전달체..
A poorly soluble drug carrier in which a poorly soluble drug is supported in a micelle made of methyl cellulose having a weight average molecular weight of 8.5 kDa, and containing a methyl cellulose having a weight average molecular weight of 8.5 kDa and a poorly soluble drug in a weight ratio of 20: 1.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 8 항에 있어서,
상기 약물의 봉입율(총 약물량 대비 봉입된 약물량)이 60% 내지 90%인 생리활성물질 전달체.
The method of claim 8,
A bioactive substance carrier having an encapsulation rate of the drug (encapsulated drug relative to total drug amount) of 60% to 90%.
마이셀 입자 형태의 중량 평균 분자량 8.5 kDa인 메틸셀룰로오스 및 난용성 약물을 20 : 1의 중량비로 포함하는 피부 외용제.A skin external preparation comprising methylcellulose having a weight average molecular weight of 8.5 kDa in the form of micelles and a poorly soluble drug in a weight ratio of 20: 1.
KR1020170033736A 2016-03-24 2017-03-17 Parenteral bioactive substance delivery composition based on low molecular methylcellulose KR102037405B1 (en)

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