KR102195611B1 - A scaffold for bone regeneration coatd glucosylceramide synthase inhibitor and method for preparing thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 글루코실세라마이드 합성효소 억제제(glucosylceramide synthase inhibitor)를 유효성분으로 포함하는 골 재생용 약학적 조성물 및 이를 이용한 골 재생용 지지체에 관한 것으로, 보다 구체적으로 섬유아세포의 지방세포 분화는 억제하면서, 동시에 뼈의 강도를 향상시킬 수 있는 조골세포 분화를 촉진하여 골 재생에 도움을 줄 수 있는 글루코실세라마이드 합성효소 억제제를 유효성분으로 포함하는 골 재생용 약학적 조성물 및 이를 이용한 골 재생용 지지체에 관한 것이다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for bone regeneration comprising a glucosylceramide synthase inhibitor as an active ingredient and a support for bone regeneration using the same, and more specifically, to a support for bone regeneration using the same, more specifically, while inhibiting the differentiation of adipocytes of fibroblasts, A pharmaceutical composition for bone regeneration comprising a glucosylceramide synthase inhibitor that can help bone regeneration by promoting osteoblast differentiation that can improve bone strength at the same time, and a bone regeneration scaffold using the same will be.

Description

글루코실세라마이드 합성효소 억제제를 유효성분으로 포함하는 골 재생용 약학적 조성물 및 이를 이용한 골 재생용 지지체 {A scaffold for bone regeneration coatd glucosylceramide synthase inhibitor and method for preparing thereof}A pharmaceutical composition for bone regeneration comprising a glucosylceramide synthase inhibitor as an active ingredient, and a support for bone regeneration using the same {A scaffold for bone regeneration coated glucosylceramide synthase inhibitor and method for preparing thereof}

본 발명은 글루코실세라마이드 합성효소 억제제(glucosylceramide synthase inhibitor)를 유효성분으로 포함하는 골 재생용 약학적 조성물 및 이를 이용한 골 재생용 지지체에 관한 것으로, 보다 구체적으로 섬유아세포의 지방세포 분화는 억제하면서, 동시에 뼈의 강도를 향상시킬 수 있는 조골세포 분화를 촉진하여 골 재생에 도움을 줄 수 있는 글루코실세라마이드 합성효소 억제제를 유효성분으로 포함하는 골 재생용 약학적 조성물 및 이를 이용한 골 재생용 지지체에 관한 것이다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for bone regeneration comprising a glucosylceramide synthase inhibitor as an active ingredient and a support for bone regeneration using the same, and more specifically, to a support for bone regeneration using the same, more specifically, while inhibiting the differentiation of adipocytes of fibroblasts, A pharmaceutical composition for bone regeneration comprising a glucosylceramide synthase inhibitor that can help bone regeneration by promoting osteoblast differentiation that can improve bone strength at the same time, and a bone regeneration scaffold using the same will be.

급속한 경제성장과 의료기술의 발전으로 평균 기대수명은 예전에 비해 현저히 증가하였으며, 그 결과 노령인구의 급격한 증가로 골다공증을 비롯한 여러 퇴행성 골질환의 유병율도 함께 늘어나고 있다. 골다공증은 골절 등 다양한 골결손을 유발하는 원인이며 치료를 위해 골충진재, 골접합재, 임플란트 및 골지지체 등의 골이식재를 필요로 한다. 하지만 골다공증 환자는 정상인에 비해 골밀도, 골량 및 골질이 매우 떨어지며 이로 인해 일반적인 골지지체를 포함한 골이식재를 삽입할 경우 이식재와의 물성차이에 의한 2차적인 골손상을 유발할 수 있어 골다공증 환자 맞춤형의 소재개발을 필요로 한다. 특히, 신체의 자가복구기능을 통해 손실된 조직을 재생시키기 위하여 지지체를 사용할 수 있으며, 조직과 조직을 이어주는 다리와 같은 역할을 하는 지지체의 경우, 뼈의 재생속도에 맞추어 분해되도록 설계되어야한다. 즉, 뼈의 재생속도가 지지체의 분해속도보다 빠른 경우 지지체가 뼈의 재생을 방해하는 요소가 되며, 뼈의 재생속도가 지지체의 분해속도보다 늦은 경우 뼈가 재생되기 전에 지지체가 분해되므로 충분한 지지체 사용 효과를 기대할 수 없다.With the rapid economic growth and the development of medical technology, the average life expectancy has increased significantly compared to the past. As a result, the prevalence of osteoporosis and other degenerative bone diseases is also increasing due to the rapid increase in the elderly population. Osteoporosis is the cause of various bone defects such as fractures, and bone graft materials such as bone fillers, bone bonding materials, implants and bone supports are required for treatment. However, osteoporosis patients have very poor bone density, bone mass, and bone quality compared to normal people. Therefore, if a bone graft material including a general bone scaffold is inserted, it may cause secondary bone damage due to the difference in physical properties from the graft material. in need. In particular, the support can be used to regenerate the lost tissue through the body's self-healing function, and in the case of a support that acts like a leg connecting the tissue and the tissue, it must be designed to be decomposed according to the regeneration speed of the bone. In other words, if the bone regeneration speed is faster than the decomposition speed of the support, the support becomes a factor that interferes with the regeneration of the bone, and if the regeneration speed of the bone is slower than the decomposition speed of the support, the support is decomposed before the bone regenerates, so use sufficient support. Can't expect effect.

골 조직은 인체의 골격을 유지시키는 중요 조직으로 골 조직 재생을 위해서 다양한 재료와 형태의 골 조직 대체용, 재생용 골 이식재가 연구 개발되고 있다. 골 이식재의 경우 골 치유기전에 따라 골 형성 재료, 골 전도성재료, 골 유도성 재로로 분류할 수 있으며, 골 이식(transplataion)이나 매식(implantation)에 사용되는 이식재에 따라 자가이식, 동종이식, 타종이식 등의 방법을 주로 사용하고 있다.Bone tissue is an important tissue that maintains the skeleton of the human body, and various materials and types of bone tissue replacement and regeneration bone graft materials are being researched and developed for bone tissue regeneration. Bone graft materials can be classified into bone-forming materials, bone conductive materials, and bone-inducing materials according to the bone healing mechanism, and autograft, allograft, or other species depending on the graft material used for transplataion or implantation. It mainly uses methods such as transplantation.

다만, 현재까지 알려진 골 재생용 약학적 조성물 및 이를 이용한 골 재생용 지지체 제작에 사용되는 조성물은 주변 골 조직 유래 세포와의 융합이 잘 이루어지지 않고, 세포 부착성이 낮으며 줄기세포의 골 분화를 잘 유도하지 못하는 단점이 있다.However, until now known pharmaceutical compositions for bone regeneration and compositions used to produce bone regeneration scaffolds using the same are not well fused with cells derived from surrounding bone tissue, have low cell adhesion, and prevent stem cell bone differentiation. There is a drawback of not being able to induce well.

따라서, 전술한 문제점을 보완하기 위해 본 발명가들은 재생용 약학적 조성물 및 이를 이용한 골 재생용 지지체의 개발이 시급하다 인식하여, 본 발명을 완성하였다.Therefore, in order to compensate for the above-described problems, the present inventors recognized that the development of a regeneration pharmaceutical composition and a bone regeneration support using the same is urgent, and thus completed the present invention.

대한민국 등록특허공보 제10-1243956호Korean Patent Publication No. 10-1243956 대한민국 등록특허공보 제10-1486314호Korean Patent Publication No. 10-1486314 대한민국 등록특허공보 제10-1824521호Korean Patent Publication No. 10-1824521

본 발명의 목적은 섬유아세포의 지방세포 분화는 억제하면서, 동시에 뼈의 강도를 향상시킬 수 있는 조골세포 분화를 촉진하여 골 재생에 도움을 줄 수 있는 글루코실세라마이드 합성효소 억제제를 유효성분으로 포함하는 골 재생용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to contain as an active ingredient a glucosylceramide synthase inhibitor that can help bone regeneration by promoting osteoblast differentiation that can improve bone strength while inhibiting adipocyte differentiation of fibroblasts. It is to provide a pharmaceutical composition for bone regeneration.

본 발명의 다른 목적은 상기 골 재생용 약학적 조성물을 이용하여 골아세포와 함께 이식하지 않아도 골 재생 효과를 가지는 바, 이식 시 면역반응과 같은 부작용의 우려가 없고, 골 세포 부착이 향상되고 골 분화를 촉진시킬 수 있는 골 재생용 지지체를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is that the bone regeneration pharmaceutical composition has a bone regeneration effect even without transplantation with osteoblasts, and there is no fear of side effects such as an immune response during transplantation, and bone cell adhesion is improved and bone differentiation It is to provide a support for bone regeneration that can promote.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 글루코실세라마이드 합성효소 억제제를 유효성분으로 포함하는 골 재생용 약학적 조성물 및 이를 이용한 골 재생용 지지체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a pharmaceutical composition for bone regeneration comprising a glucosyl ceramide synthase inhibitor as an active ingredient and a support for bone regeneration using the same.

이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present specification will be described in more detail.

본 발명은 글루코실세라마이드 합성효소 억제제(glucosylceramide synthase inhibitor)를 유효성분으로 포함하는 골 재생용 약학적 조성물을 제공한다.The present invention provides a pharmaceutical composition for bone regeneration comprising a glucosylceramide synthase inhibitor as an active ingredient.

본 발명에 있어서, 상기 글루코실세라마이드 합성효소 억제제는 하기 [화학식 1]의 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the glucosyl ceramide synthase inhibitor is characterized in that it has the structure of the following [Formula 1].

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112019038813467-pat00001
Figure 112019038813467-pat00001

본 발명에 있어서, 상기 골 재생용 약학적 조성물은 골 질환 예방 또는 치료용으로 사용되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the pharmaceutical composition for bone regeneration is characterized in that it is used for preventing or treating bone diseases.

본 발명에 있어서, 상기 골 질환은 골결손, 골다공증, 골다공증성 골절, 당뇨병성 골절, 불유합골절, 골형성 부전증, 골연화증 및 이로 인한 골절, 골형성 장애, 퇴행성 골질환 또는 부정교합 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the bone disease is any one selected from bone defects, osteoporosis, osteoporotic fractures, diabetic fractures, nonunion fractures, bone insufficiency, osteomalacia and fractures resulting therefrom, osteogenesis disorders, degenerative bone disease or malocclusion It is characterized by being.

본 발명에 있어서, 상기 골 재생용 약학적 조성물을 렛트에게 투여하고 X-선 기반의 마이크로 CT(X-ray microcomputed tomography, Micro-CT)으로 5주 후 측정하였을 때, 55 내지 60%의 골 재생이 촉진된 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the pharmaceutical composition for bone regeneration is administered to the rat and measured after 5 weeks by X-ray microcomputed tomography (Micro-CT), 55 to 60% of bone regeneration It is characterized by being promoted.

또한, 본 발명은 생분해성 콜라겐을 포함하는 제1 지지층; 및 글루코실세라마이드 합성효소 억제제를 유효성분으로 포함하는 제2 지지층;으로 구성되며, 상기 제2 지지층이 상기 제1 지지층을 둘러싸는 형태인 것을 특징으로 하는 골 재생용 지지체를 제공한다.In addition, the present invention is a first support layer comprising biodegradable collagen; And a second supporting layer comprising a glucosyl ceramide synthase inhibitor as an active ingredient, wherein the second supporting layer surrounds the first supporting layer.

본 발명에 있어서, 상기 글루코실세라마이드 합성효소 억제제는 하기 [화학식 1]의 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the glucosyl ceramide synthase inhibitor is characterized in that it has the structure of the following [Formula 1].

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112019038813467-pat00002
Figure 112019038813467-pat00002

본 발명의 약학적 조성물 및 이를 이용한 지지체에서 언급된 모든 사항을 서로 모순되지 않는 한 동일하게 적용된다.All matters mentioned in the pharmaceutical composition of the present invention and the support using the same are applied equally unless contradictory to each other.

본 발명의 골 재생용 약학적 조성물은 섬유아세포의 지방세포 분화는 억제하면서, 동시에 뼈의 강도를 향상시킬 수 있는 조골세포 분화를 촉진하여 골 재생에 도움을 줄 수 있으며, 골결손, 골다공증, 골다공증성 골절, 당뇨병성 골절, 불유합골절, 골형성 부전증, 골연화증 및 이로 인한 골절, 골형성 장애, 퇴행성 골질환 또는 부정교합 중에서 선택되는 어느 하나인 골 질환을 예방 또는 치료 가능한 효과를 나타낸다.The pharmaceutical composition for bone regeneration of the present invention can help in bone regeneration by promoting osteoblast differentiation that can improve bone strength while inhibiting the differentiation of adipocytes of fibroblasts, and bone defects, osteoporosis, osteoporosis Sex fracture, diabetic fracture, nonunion fracture, bone insufficiency, osteomalacia and fractures resulting therefrom, bone formation disorder, degenerative bone disease, or any one selected from malocclusion, which can prevent or treat bone disease.

또한, 본 발명의 골 재생용 지지체는 골아세포와 함께 이식하지 않아도 골 재생 효과를 가지는 바, 이식 시 면역반응과 같은 부작용의 우려가 없고, 골 세포 부착이 향상되고 골 분화를 촉진시킬 수 있어, 골 재생용 지지체로 우수한 효과가 있다.In addition, the scaffold for bone regeneration of the present invention has a bone regeneration effect even if it is not transplanted together with osteoblasts, and there is no fear of side effects such as an immune response during transplantation, and bone cell adhesion is improved and bone differentiation can be promoted, It has an excellent effect as a support for bone regeneration.

도 1은 본 발명 약학적 조성물의 골 재생 촉진 효과를 확인한 (a) X-선 마이크로 전산화 단층 촬영(X-ray microcomputed tomography, Micro-CT) 이미지 및 (b) 그래프이다.
도 2는 본 발명 약학적 조성물의 골아세포 분화 촉진 효과를 확인한 (a) 이미지 및 (b) 그래프이다.
도 3은 본 발명 약학적 조성물의 지방세포 분화 억제 효과를 확인한 (a) 이미지 및 (b) 그래프이다.
1 is a (a) X-ray microcomputed tomography (Micro-CT) image and (b) a graph confirming the effect of promoting bone regeneration of the pharmaceutical composition of the present invention.
Figure 2 is a (a) image and (b) graphs confirming the osteoblast differentiation promoting effect of the pharmaceutical composition of the present invention.
3 is a (a) image and (b) a graph confirming the effect of inhibiting adipocyte differentiation of the pharmaceutical composition of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.Terms used in the present specification have selected general terms that are currently widely used as possible while considering functions in the present invention, but this may vary depending on the intention or precedent of a technician working in the field, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the terms will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall contents of the present invention, not a simple name of the term.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

수치 범위는 상기 범위에 정의된 수치를 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최대의 수치 제한은 낮은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 낮은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최소의 수치 제한은 더 높은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 높은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 수치 제한은 더 좁은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼, 더 넓은 수치 범위 내의 더 좋은 모든 수치 범위를 포함할 것이다.The numerical range includes the numerical values defined in the above range. All maximum numerical limits given throughout this specification include all lower numerical limits as if the lower numerical limits were expressly written. All minimum numerical limits given throughout this specification are inclusive of all higher numerical limits as if the higher numerical limits were expressly written. All numerical limits given throughout this specification will include all better numerical ranges within the wider numerical range, as if the narrower numerical limits were expressly written.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 기술하나, 하기 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 아니함은 자명하다.Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail, but it is obvious that the present invention is not limited by the following examples.

골 재생용 약학적 조성물Pharmaceutical composition for bone regeneration

본 발명은 글루코실세라마이드 합성효소 억제제(glucosylceramide synthase inhibitor)를 유효성분으로 포함하는 골 재생용 약학적 조성물을 제공한다.The present invention provides a pharmaceutical composition for bone regeneration comprising a glucosylceramide synthase inhibitor as an active ingredient.

본 발명에 사용된 용어 "골 재생"이란, 손상된 골 조직을 골 세포가 증식하거나 또는 골아세포가 골 세포로 분화하는 등의 과정을 거쳐 골 손상을 치료, 완화, 개선시키는 모든 현상을 의미할 수 있으며, 이에 제한되지는 않으나, 특히 상기 골 재생은 골 분화를 촉진하는 것에 의한 것일 수 있다.The term "bone regeneration" as used in the present invention may mean any phenomenon in which bone damage is treated, alleviated, or improved through processes such as proliferation of damaged bone tissue into bone cells or differentiation of osteoblasts into bone cells. And, but not limited thereto, in particular, the bone regeneration may be by promoting bone differentiation.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. In the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

본 발명의 상기 글루코실세라마이드 합성효소 억제제는 하기 [화학식 1]의 구조를 갖는다.The glucosyl ceramide synthase inhibitor of the present invention has the structure of the following [Formula 1].

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112019038813467-pat00003
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본 발명의 상기 글루코실세라마이드 합성효소 억제제는 골아세포의 분화를 촉진시켜 골 재생 촉진 효과를 나타낼 수 있으며, 상기 골 재생용 약학적 조성물은 골 질환 예방 또는 치료용으로 사용될 수 있다. The glucosyl ceramide synthase inhibitor of the present invention may promote the differentiation of osteoblasts to exhibit an effect of promoting bone regeneration, and the pharmaceutical composition for bone regeneration may be used for preventing or treating bone diseases.

상기 골 질환은 골결손, 골다공증, 골다공증성 골절, 당뇨병성 골절, 불유합골절, 골형성 부전증, 골연화증 및 이로 인한 골절, 골형성 장애, 퇴행성 골질환 또는 부정교합 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있으며, 바람직하게는 골다공증, 골형성 부전증 및 골형성 장애 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 보다 바람직하게는 골다공증일 수 있다.The bone disease may be any one selected from bone defects, osteoporosis, osteoporotic fractures, diabetic fractures, nonunion fractures, bone insufficiency, osteomalacia and resulting fractures, osteogenesis disorders, degenerative bone disease, or malocclusion, preferably For example, it may be any one selected from osteoporosis, osteogenesis insufficiency, and osteogenic disorders, and more preferably, osteoporosis.

본 명세서에서 상기 "예방"이란, 상기 약학적 조성물의 투여로 골 질환을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미한다. 또한, 상기 "치료"란, 상기 약학적 조성물의 투여로 골 질환의 증세를 호전시키거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 의미한다.In the present specification, the "prevention" refers to any action that suppresses or delays bone disease by administration of the pharmaceutical composition. In addition, the "treatment" refers to any act of improving or beneficially altering the symptoms of bone disease by administration of the pharmaceutical composition.

본 발명의 약학적 조성물은 약효를 증가시키지는 않으나 약학적 조성물에 통상 사용되어 냄새, 맛, 시각 등을 향상시킬 수 있는 성분을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 허용 가능한 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있다. 약학적으로 허용 가능한 첨가제는 예컨대, 전분, 젤라틴화 전분, 미결정셀룰로오스, 유당, 포비돈, 콜로이달실리콘디옥사이드, 인산수소칼슘, 락토스, 만니톨, 엿, 아라비아고무, 전호화전분, 옥수수전분, 분말셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 오파드라이, 전분글리콜산나트륨, 카르나우바 납, 합성규산알루미늄, 스테아린산, 스테아린산마그네슘, 스테아린산알루미늄, 스테아린산칼슘, 백당, 덱스트로스, 소르비톨 및 탈크 등이 있으나, 이를 한정하지 않는다. 추가로, 상기 약학적 조성물은 단독 사용하거나 기존에 사용된 골 질환에 대한 예방 또는 치료 활성을 가지는 물질을 포함할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention does not increase the medicinal efficacy, but may further include an ingredient that is commonly used in pharmaceutical compositions to improve odor, taste, vision, and the like. In addition, the pharmaceutical composition of the present invention may additionally contain a pharmaceutically acceptable additive. Pharmaceutically acceptable additives include, for example, starch, gelatinized starch, microcrystalline cellulose, lactose, povidone, colloidal silicon dioxide, calcium hydrogen phosphate, lactose, mannitol, syrup, gum arabic, pregelatinized starch, corn starch, powdered cellulose, Hydroxypropyl cellulose, Opadry, sodium starch glycolate, lead carnauba, synthetic aluminum silicate, stearic acid, magnesium stearate, aluminum stearate, calcium stearate, sucrose, dextrose, sorbitol and talc, and the like, but are not limited thereto. In addition, the pharmaceutical composition may be used alone or may contain a substance having a prophylactic or therapeutic activity for bone disease.

본 발명의 상기 약학적 조성물은 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함하고 경구 또는 비경구용의 인체 또는 수의용으로 제형화될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물을 제제화하는 경우 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제 및 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용할 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention may contain a pharmaceutically acceptable carrier and may be formulated for oral or parenteral human or veterinary use. When formulating the pharmaceutical composition of the present invention, diluents or excipients such as fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants and surfactants may be used.

경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제 및 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 본 발명의 화합물을 포함하는 약학적 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘 카보네이트(Calcium carbonate), 수크로스(Sucrose) 또는 락토오스(Lactose) 및 젤라틴 등을 섞어 조제할 수 있다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘, 스티레이트, 탈크 같은 윤활제를 사용할 수 있다.Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, and capsules, and these solid preparations include at least one excipient, such as starch, calcium carbonate, in the pharmaceutical composition containing the compound of the present invention ( Calcium carbonate), sucrose or lactose, and gelatin can be mixed to prepare. Also, in addition to simple excipients, lubricants such as magnesium, sterate, and talc may be used.

경구투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 및 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물 및 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제 및 보존제 등이 포함될 수 있다. Liquid preparations for oral administration include suspensions, liquid solutions, emulsions, and syrups.In addition to water and liquid paraffin, which are commonly used simple diluents, various excipients such as wetting agents, sweetening agents, fragrances and preservatives may be included. have.

비경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제 및 좌제가 포함된다. 비수성용제 및 현탁용제로는 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜 및 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다. Formulations for parenteral administration include sterilized aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, lyophilized formulations, and suppositories. As the non-aqueous solvent and suspension solvent, vegetable oils such as propylene glycol, polyethylene glycol and olive oil, and injectable esters such as ethyl oleate may be used. As a base for suppositories, witepsol, macrogol, tween 61, cacao butter, laurin, glycerogelatin, and the like may be used.

본 발명의 약학적 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구 투여할 수 있으며, 비경구 투여시 피부 외용 또는 복강내주사, 직장내주사, 피하주사, 정맥주사, 근육 내 주사 또는 흉부 내 주사 주입방식을 선택하는 것이 바람직하다.The pharmaceutical composition of the present invention may be administered orally or parenterally according to a desired method, and when administered parenterally, skin external or intraperitoneal injection, rectal injection, subcutaneous injection, intravenous injection, intramuscular injection or intrathoracic injection It is desirable to select the injection method.

본 발명의 상기 약학적 조성물은 개체에 투여하여 골 질환을 예방 또는 치료할 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention can be administered to an individual to prevent or treat bone disease.

본 발명에서 사용된 용어 "개체"란, 골 질환을 가지고 있으며, 본 발명의 상기 약학적 조성물을 투여하여 증상이 호전될 수 있는 질환을 가진 인간을 포함한 말, 양, 돼지, 염소, 개 등의 포유동물을 의미하나, 바람직하게는 인간을 의미한다. The term "individual" as used in the present invention refers to horses, sheep, pigs, goats, dogs, etc., including humans who have bone diseases and who have diseases that can improve symptoms by administering the pharmaceutical composition of the present invention. It means a mammal, but preferably a human.

본 발명에서 사용된 용어 "투여"란, 어떠한 적절한 방법으로 개체에 본 발명의 약학적 조성물을 도입하는 것을 의미한다. 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여 경구 또는 비경구 투여될 수 있다. 또한, 본 발명의 약학적 조성물이 표적 세포로 이동할 수 있도록 하는 임의의 장치에 의해 투여될 수 있다.The term "administration" as used in the present invention means introducing the pharmaceutical composition of the present invention to a subject by any suitable method. The route of administration can be administered orally or parenterally through any general route as long as it can reach the target tissue. In addition, the pharmaceutical composition of the present invention can be administered by any device that allows it to move to target cells.

본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에서 사용된 용어, 약학적으로 유효한 양은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 환자의 체중, 성별, 연령, 건강상태, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있다. 단일 또는 다중 투여될 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention is administered in a pharmaceutically effective amount. The term used in the present invention, a pharmaceutically effective amount means an amount sufficient to treat a disease at a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment, and the effective dose level is the patient's weight, sex, age, health status, and severity. , Drug activity, sensitivity to the drug, time of administration, route of administration and rate of excretion, duration of treatment, factors including drugs used concurrently, and other factors well known in the medical field. The pharmaceutical composition of the present invention may be administered as an individual therapeutic agent or administered in combination with other therapeutic agents, and may be administered sequentially or simultaneously with a conventional therapeutic agent. It can be administered single or multiple.

본 발명에 따른 약제학적 조성물의 투여량은 약제학적으로 유효한 양이어야 한다. 약학적으로 유효한 양은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 예방 또는 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 제제화 방법, 환자의 상태 및 체중, 환자의 성별, 연령, 질환의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간, 배설 속도, 반응 감응성 등과 같은 요인들에 따라 당업자에 의해 다양하게 선택될 수 있다. 유효량은 당업자에게 인식되어 있듯이 처리의 경로, 부형제의 사용 및 다른 약제와 함께 사용할 수 있는 가능성에 따라 변할 수 있다.The dosage of the pharmaceutical composition according to the present invention should be a pharmaceutically effective amount. A pharmaceutically effective amount means an amount sufficient to prevent or treat a disease with a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment, and the effective dose level is the formulation method, the patient's condition and weight, the patient's sex, age, and disease. It can be variously selected by those skilled in the art according to factors such as degree, drug type, route and duration of administration, excretion rate, and response sensitivity. Effective amounts may vary depending on the route of treatment, the use of excipients, and the possibility of use with other agents, as will be appreciated by those of skill in the art.

본 발명에 따른 글루코실세라마이드 합성효소 억제제(glucosylceramide synthase inhibitor)룰 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물의 투여량 또는 복용량은 환자의 나이, 신체적 조건, 몸무게 등에 의해 다양화될 수 있지만, 일반적으로 0.01 내지 500 mg/kg (몸무게)/1일 범위 내에서 투여하는 것이 바람직하다. 그리고, 1일 유효투입량 범위 내에서 하루에 한번 또는 하루에 여러 번 나누어 투입할 수 있다.The dosage or dosage of the pharmaceutical composition containing the glucosylceramide synthase inhibitor according to the present invention as an active ingredient may be varied depending on the patient's age, physical condition, weight, etc., but generally 0.01 to It is preferable to administer within the range of 500 mg/kg (body weight)/day. And, within the range of the effective daily dosage, it can be divided into once a day or several times a day.

본 발명의 약학적 조성물은 렛트에 투여되고 X-선 마이크로 전산화 단층 촬영(X-ray microcomputed tomography, Micro-CT)으로 5주 후 측정하였을 때, 55 내지 60%의 골 재생이 촉진될 수 있다.When the pharmaceutical composition of the present invention is administered to a rat and measured after 5 weeks by X-ray microcomputed tomography (Micro-CT), 55 to 60% of bone regeneration can be promoted.

또한, 본 발명의 약학적 조성물은 섬유아세포의 지방세포 분화는 억제하면서, 동시에 뼈의 강도를 향상시킬 수 있는 조골세포 분화를 촉진하여 골 재생에 도움을 줄 수 있다.In addition, the pharmaceutical composition of the present invention can help in bone regeneration by promoting osteoblast differentiation that can improve bone strength while inhibiting the differentiation of adipocytes of fibroblasts.

골 재생용 약학적 조성물을 포함하는 골 재생용 지지체Bone regeneration scaffold comprising a pharmaceutical composition for bone regeneration

본 발명은 생분해성 콜라겐을 포함하는 제1 지지층; 및 글루코실세라마이드 합성효소 억제제(glucosylceramide synthase inhibitor)를 유효성분으로 포함하는 제2 지지층;으로 구성되는 골 재생용 지지체를 제공한다.The present invention includes a first support layer comprising biodegradable collagen; And a second support layer comprising a glucosylceramide synthase inhibitor as an active ingredient; and provides a support for bone regeneration.

본 발명에 사용된 용어 "골 재생용 지지체"란, 그 형태와 상관없이 이식의 대상이 되는 골 손상 부위의 형태와 반드시 일치할 필요는 없고, 유사한 형태로 성형이 가공한 정도의 상태이면 족하다. 그러나, 필요에 따라서는 이식대상의 골 손상 부위의 형태를 미리 파악하여 이에 맞는 모양을 제조할 수도 있으며, 다양한 상황에 일반적으로 적용될 수 있도록 막의 구조 또는 띠의 구조 등으로 미리 형상화시킨 것일 수도 있다.The term "bone regeneration support" used in the present invention does not necessarily have to match the shape of the bone damage site to be transplanted, regardless of its shape, and it is sufficient as long as it has been processed into a similar shape. However, if necessary, the shape of the bone damage site of the transplant target may be identified in advance and a suitable shape may be prepared, and may be formed in advance with a structure of a membrane or a structure of a band so as to be generally applied to various situations.

상기 글루코실세라마이드 합성효소 억제제는 앞서 골 재생용 약학적 조성물에서 정의한 바와 같다.The glucosyl ceramide synthase inhibitor is as defined above in the pharmaceutical composition for bone regeneration.

본 발명의 상기 골 재생용 지지체는 상기 제2 지지층이 상기 제1 지지층을 둘러싸는 형태일 수 있으며, 상기 글루코실세라마이드 합성효소 억제제는 하기 [화학식 1]의 구조를 갖는다.The bone regeneration support of the present invention may be in a form in which the second support layer surrounds the first support layer, and the glucosylceramide synthase inhibitor has a structure of the following [Formula 1].

[화학식 1][Formula 1]

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상기 골 재생용 지지체는 성형성을 증가시키기 위한 다양한 재료가 더 첨가될 수 있다. 즉, 생체적합성이 뛰어난 선형의 소재, 튜브형의 소재, 입자형의 소재 및 부정형의 소재 등이 더 첨가되어 상기 골 재생용 지지체의 물리적 특성을 향상시킬 수 있다. The bone regeneration support may further include various materials for increasing moldability. That is, the physical properties of the bone regeneration scaffold can be improved by further adding a linear material, a tube material, a particulate material, and an irregular material with excellent biocompatibility.

본 발명의 상기 골 재생용 지지체는 골아세포와 함께 이식하지 않아도 골 재생 효과를 가지는 바, 이식 시 면역반응과 같은 부작용의 우려가 없고, 골 세포 부착이 향상되고 골 분화를 촉진시킬 수 있어, 골 재생용 지지체로 우수한 효과가 있다.The bone regeneration scaffold of the present invention has a bone regeneration effect even without transplantation with osteoblasts, and there is no fear of side effects such as an immune response during transplantation, and bone cell adhesion is improved and bone differentiation can be promoted. It has an excellent effect as a regeneration support.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하세 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to embodiments described below in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to inform a person having a complete scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims.

이하에서 언급된 시약 및 용매는 특별한 언급이 없는 한 Sigma-Aldrich Korea로부터 구입한 것이다.The reagents and solvents mentioned below were purchased from Sigma-Aldrich Korea unless otherwise specified.

실험예 1. 골 재생 촉진 효과 확인Experimental Example 1. Confirmation of bone regeneration promoting effect

본 발명의 글루코실세라마이드 합성효소 억제제를 유효성분으로 포함하는 골 재생용 약학적 조성물 및 이를 이용하여 제조된 지지체의 골 재생 촉진 효과를 확인하기 위해 하기의 실험을 수행하였다.In order to confirm the bone regeneration promoting effect of the bone regeneration pharmaceutical composition comprising the glucosyl ceramide synthase inhibitor of the present invention as an active ingredient and the scaffold prepared using the same, the following experiment was performed.

렛트의 두개관(calvarias)에 직경 4mm의 천두술(trepanation)을 수행하여 손상 부위를 형성하고, 상기 손상 부위에 본 발명의 약학적 조성물 100μg을 처리(실험군)하였으며, 상기 약학적 조성물의 효과를 확인하기 위해 대조군은 아무런 처리를 수행하지 않았다. 그리고 5주 후, 실험군과 대조군의 상기 손상 부위를 X-선 기반의 마이크로 CT(X-ray microcomputed tomography, Micro-CT)를 통해 확인하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.A 4 mm diameter trepanation was performed on the calvarias of the rat to form a damaged site, and 100 μg of the pharmaceutical composition of the present invention was treated on the damaged site (experimental group), and the effect of the pharmaceutical composition To confirm, the control group did not perform any treatment. And 5 weeks later, the damaged areas of the experimental group and the control group were confirmed through X-ray-based micro-CT (X-ray microcomputed tomography, Micro-CT), and the results are shown in FIG. 1.

도 1(a)를 참조하면, 본 발명의 약학적 조성물이 투여된 실험군은 골 재생이 촉진된 효과를 시각적으로 확인할 수 있는 반면, 대조군의 경우 골 재생이 거의 발생하지 않음을 확인할 수 있다. 또한, 도 1(b)를 참조하면, 본 발명의 약학적 조성물이 투여된 실험군은 총 결손 부피(total defected volume)의 58.5%에 해당하는 부위에 골 생성이 확인된 반면, 대조군의 경우 총 결손 부피(total defected volume)의 38.5%에 해당하는 부위에만 골 생성이 확인되었다. 상기 결과로부터 본 발명의 약학적 조성물이 현저히 우수한 골 재생 촉진 효과가 있음을 확인할 수 있다.Referring to Figure 1 (a), while the experimental group to which the pharmaceutical composition of the present invention was administered can visually confirm the effect of promoting bone regeneration, it can be seen that bone regeneration hardly occurs in the control group. In addition, referring to Figure 1 (b), the experimental group to which the pharmaceutical composition of the present invention was administered was found to have bone formation in a region corresponding to 58.5% of the total defected volume, whereas the control group had total defects. Bone formation was observed only in the area corresponding to 38.5% of the total defected volume. From the above results, it can be confirmed that the pharmaceutical composition of the present invention has a remarkably excellent effect of promoting bone regeneration.

실험예 2. 골아세포 분화 촉진 효과 확인Experimental Example 2. Confirmation of osteoblast differentiation promoting effect

본 발명의 글루코실세라마이드 합성효소 억제제를 유효성분으로 포함하는 골 재생용 약학적 조성물의 조골세포 분환 촉진 효과를 확인하기 위해 알리자린 레드 에스(Alizarin red S) 염색 및 PCR 분석을 수행하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.Alizarin red S staining and PCR analysis were performed to confirm the effect of promoting osteoblast division of the pharmaceutical composition for bone regeneration comprising the glucosylceramide synthase inhibitor of the present invention as an active ingredient. It is shown in Figure 2.

도 2(a)를 참조하면, 본 발명의 약학적 조성물이 투여된 실험군은 인간 중간엽줄기세포(human Mesenchymal Stem Cells, hMSCs)가 골아세포로 분화된 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 2(b)를 참조하면, 본 발명의 약학적 조성물이 투여된 실험군은 대조군과 비교하여 알칼리성 인산가수 분해효소(Alkaline phosphatase, ALP) 및 골 형성 단백질 2(Bone morphogenetic protein 2, BMP2)와 같은 골 형성 유전자/단백질의 발현이 현저히 촉진되는 것을 확인할 수 있다. 상기 결과로부터, 본 발명의 약학적 조성물이 골아세포의 분화를 촉진하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2(a), it can be seen that the experimental group to which the pharmaceutical composition of the present invention was administered has differentiated human mesenchymal stem cells (hMSCs) into osteoblasts. In addition, referring to FIG. 2(b), the experimental group to which the pharmaceutical composition of the present invention was administered is alkaline phosphatase (ALP) and bone morphogenetic protein 2 (BMP2) compared to the control group. It can be seen that expression of such bone formation genes/proteins is significantly promoted. From the above results, it can be confirmed that the pharmaceutical composition of the present invention promotes the differentiation of osteoblasts.

실험예 3. 지방세포 분화 억제 효과 확인Experimental Example 3. Adipocyte differentiation inhibition effect confirmation

본 발명의 글루코실세라마이드 합성효소 억제제를 유효성분으로 포함하는 골 재생용 약학적 조성물의 지방세포 분환 억제 효과를 확인하기 위해 알리자린 레드 에스(Alizarin red S) 염색 및 PCR 분석을 수행하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.Alizarin red S staining and PCR analysis were performed to confirm the effect of inhibiting adipocyte distribution of the pharmaceutical composition for bone regeneration containing the glucosylceramide synthase inhibitor of the present invention as an active ingredient. It is shown in Figure 3.

도 3(a)를 참조하면, 본 발명의 약학적 조성물이 투여된 실험군은 지방세포의 분화가 억제된 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 3(b)를 참조하면, 본 발명의 약학적 조성물이 투여된 실험군은 대조군과 비교하여 PPARγ 및 C/ EBPα와 같은 지방 생성 주요 조절 전사 인자의 발현을 감소시키고 aP2 및 LPL과 같은 표적 유전자 또한 감소시키는 것을 확인할 수 있다. 상기 결과로부터, 본 발명의 약학적 조성물이 골아세포의 분화를 촉진시킴과 동시에 지방세포의 분화를 억제시키는 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 3 (a), it can be seen that the differentiation of adipocytes was inhibited in the experimental group to which the pharmaceutical composition of the present invention was administered. In addition, referring to FIG. 3(b), the experimental group to which the pharmaceutical composition of the present invention was administered reduces the expression of major regulating transcription factors such as PPARγ and C/EBPα and targets such as aP2 and LPL compared to the control group. It can be seen that the gene also decreases. From the above results, it can be confirmed that the pharmaceutical composition of the present invention promotes the differentiation of osteoblasts and inhibits the differentiation of adipocytes.

이상 설명으로부터, 본 발명에 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.From the above description, it will be understood that those skilled in the art belonging to the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. In this regard, the embodiments described above are illustrative in all respects, and should be understood as non-limiting.

Claims (7)

글루코실세라마이드 합성효소 억제제(glucosylceramide synthase inhibitor)를 유효성분으로 포함하고,
X-선 기반의 마이크로 CT(X-ray microcomputed tomography, Micro-CT)로 5주 후 측정하였을 때, 총 결손 부피(total defected volume)에 대한 55 내지 60% 골 재생이 촉진되며,
상기 글루코실세라마이드 합성효소 억제제는 하기 [화학식 1]의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 골 재생용 약학적 조성물.
[화학식 1]
Figure 112020077013341-pat00010
Containing glucosylceramide synthase inhibitor as an active ingredient,
When measured after 5 weeks by X-ray microcomputed tomography (Micro-CT), 55 to 60% bone regeneration is promoted for the total defected volume,
The glucosyl ceramide synthase inhibitor is a pharmaceutical composition for bone regeneration, characterized in that it has the structure of the following [Chemical Formula 1].
[Formula 1]
Figure 112020077013341-pat00010
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 골 재생용 약학적 조성물은 골 질환 예방 또는 치료용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
The method of claim 1,
The pharmaceutical composition for bone regeneration is a pharmaceutical composition, characterized in that used for preventing or treating bone diseases.
제1항에 있어서,
상기 골 질환은 골결손, 골다공증, 골다공증성 골절, 당뇨병성 골절, 불유합골절, 골형성 부전증, 골연화증 및 이로 인한 골절, 골형성 장애, 퇴행성 골질환 또는 부정교합 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
The method of claim 1,
The bone disease is any one selected from bone defects, osteoporosis, osteoporotic fractures, diabetic fractures, nonunion fractures, bone insufficiency, osteomalacia and resulting fractures, osteogenesis disorders, degenerative bone disease, or malocclusion. Pharmaceutical composition.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
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