KR102244717B1 - 자가나노유화 약물전달시스템을 이용한 타다라필의 경구용 고형제 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자가나노유화 약물전달시스템을 이용한 타다라필의 경구용 고형제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타다라필, 약물전달용 기제 조성물, 및 고형화제를 포함하는 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은, 낮은 생체이용률을 나타내는 기존 제제의 단점을 극복하고자 신속한 약물 용출속도를 나타낼 수 있으면서, 제조가 용이하고 복용과 보관에 불편함이 없는 타다라필의 약물전달용 고형제 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.

Description

자가나노유화 약물전달시스템을 이용한 타다라필의 경구용 고형제 조성물 및 이의 제조방법 {Composition for oral solid preparation of tadalafil using self-nanoemulsifying drug delivery system and methods for their preparation}

본 발명은 자가나노유화 약물전달시스템을 이용한 타다라필의 경구용 고형제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 활성성분으로 타다라필을 포함하고, 오일, 계면활성제, 보조계면활성제로 각각 페세올(Glyceryl monooleate (Type 40)), 트윈 80(Tween 80), d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트(TPGS)를 포함하며, 고형화제로 규산 칼슘 또는 이산화규소를 포함하는 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

타다라필(Tadalafil, TDF)은 2003년 미국 FDA에 의해 발기부전 (erectile dysfunction, ED) 및 전립선 비대증 (benign prostatic hyperplasia, BPH)의 치료제로 승인된 약물이다. 그 IUPAC 명칭은 (6R,12aR)-6-(1,3- 벤조디옥솔-5-일)2-메틸-2,3,6,7,12,12a-헥사히드로피라지노[1',2':1,6]피리도[3,4-b]인돌-1,4-디온((6R,12aR) -6-(1,3-benzodioxol-5-yl)-2-methyl-2,3,6,7,12,12a-exahydropyrazino[1',2':1,6]pyrido[3,4-b]indole-1,4- dione)이며, 다음 화학식 1의 화학 구조를 갖는다.

화학식 1

타다라필은 생물약제학적분류체계(biopharmaceutics classification systems; BCS)에 의거 class II에 해당하는 약물로서, 막투과성은 높으나 물에 대한 용해도는 낮은 특성이 있다(Wlodarski et al., 2014). 이러한 소수성 특성으로 인해, 타다라필은 위장액에서 매우 불규칙적이고 낮은 용출 프로파일을 나타내며, 이로 인하여 생체이용률을 예측하기가 어렵다. 따라서, 현재 시판되고 있는 타다라필 고체 제형보다 약물의 용해 속도 및 용출 프로파일을 개선한 새로운 제형이 요구된다.

타다라필의 용해도 및 생체이용률을 개선시키기 위해, 고체분산체, 나노 서스펜션(nano-suspension), 자가나노유화 약물전달시스템(self-nanoemulsifying drug delivery system, SNEDDS) 및 나노구조 지질전달체(nanostructured lipid carrier)를 포함하여 여러 기술들이 개발되어 왔다.

이들 방법 중에서 고체분산체 기술이 현재까지 산업적 제약에 있어서 가장 쉬운 접근법이다. 종래 관련 기술로서 타다라필 고체분산체 제형이 가용화제(HPMC, MC, PVP, PVP-VA, Kollicoat IR 및 Soluplus)와 함께 증류수에서 동결건조하는 방법으로 제조되었다(Wlodarski et al., 2015a). 타다라필/PVP-VA 고체 분산체의 용해도가 순수한 타다라필 분말에 비해 10분 동안 16배 증가하였다. 그러나, 용해도가 24시간에 걸쳐 50ug/mL에서 10ug/mL으로 감소하였다. 한편, 타다라필/PVP-VA 고체분산체의 용출률은 2.4ug/mL인 것으로 확인되었다. 또한, 타다라필/PVP 고체분산체가 초임계 항용매 공정에 의해 제조되었고(Park et al., 2014), 타다라필/PVP 고체분산체의 용출률이 증류수에서 1시간 동안 약 80%(4.4ug/mL)로 증가하였다. 아울러, 볼 밀링 및 초임계 이산화탄소 함침(ScCO 2)을 이용하여 타다라필/soluplus 고체분산체 제형(Krupa et al., 2016)이 제조되었고, 이 제형의 용출률은 소듐라우릴설페이트(SLS) 0.1%(w/v)를 함유한 인공위액에서 순수한 타다라필보다 90%(9ug/mL)까지 증가하였다. 이러한 기술들은 동결건조기, 초임계 이산화탄소 함침, 볼 밀링 등 고가 기기를 필요로 하며, 소듐라우릴설페이트(SLS)와 같은 계면활성제 존재 하에서 용출률이 증가하는 단점이 있다.

또한, 종래 선행특허로서 한국공개특허 제2016-0017798호에는 타다라필의 수용해도 및 용출 프로파일을 개선시키기 위해 카페인, 요소, 사카린, 또는 말론산을 코포머로 선택하여 타다라필과의 공결정을 제조한 기술이 개시되어 있다. 그러나, 타다라필의 최종 농도를 100ug/ml(50mg/500mL)로 해서 수행한 비교 용출 실험에서 가장 높은 용해도를 보인 타다라필-카페인의 경우 60분 용해도가 3.5ug/mL로서 원료 타다라필의 용해도 0.6ug/mL에 비해 5.8배가량 증가하였으나 이는 초기에 넣은 타다라필 양 대비 3.5%로 낮은 용해도여서 제형으로 하기엔 문제점이 있다. 또한, 종래 기술들은 여전히 타다라필의 용해도 및 용출률이 만족스럽지 못한 문제가 있어, 타다라필의 용해도 및 용출률을 보다 개선시키는 것이 요구된다.

한편, 최근 사용되는 자가나노유화 약물전달시스템(self nano-emulsifying drug delivery system)은 나노크기의 에멀젼의 구성 성분 중에 수상이 제거된 액체 상태의 균일한 혼합물로서 복용 후, 위· 장관의 운동 하에 체액 등 수상과 만나면 기존의 시판되는 제형보다 빠르게 자가 에멀젼화되어 분산이 되므로 신속한 약물 용출을 기대할 수 있다. 또한 나노크기의 에멀젼의 단점인 분산된 후 위장내의 점막과 약의 접촉으로 인해 생기는 자극을 줄여줄 뿐만 아니라 구성물 중에 수상이 제거된 상태로 투여되므로 제제의 부피를 줄일 수 있는 이점도 있다. 자가나노유화 약물전달시스템으로 형성된 마이크로미터 혹은 나노미터 수준의 개개 초미립자(microparticulate)들은 위· 장관내의 점막을 쉽게 통과할 수 있으며, 이후 소화된 초미립자들은 혈액 속으로 유입되어 이전의 기술들, 시판중인 제품에 비해 상당히 증가된 생리, 화학적 활성을 나타낼 수 있다. 하지만 이러한 자가나노유화 약물전달시스템은 액상이므로 주로 연질캡슐에 충진되어 사용되게 되는데, 이는 제조시의 단가가 상승되고 복용과 보관에 불편함을 야기하는 단점이 있다.

이러한 한계를 극복하기 위해 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 분무 건조를 통해 분말형태로 전환시킨 고체 자가나노유화 약물전달시스템이 개발되었다. 이러한 고체 투여 형태는 높은 안정성, 취급 용이성, 향상된 수용해도 및 경구 생체이용률과 같은 이점을 제공할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 종래의 고체 자가나노유화 약물전달시스템은 수성 매질과의 접촉 시 비교적 크고 불균일한 에멀젼을 생성하여 수용해도가 개선되지 않는 문제점을 갖고 있어, 본 발명에서는 SPG 막유화법 및 고압유화법의 유화방법을 사용하여 수성 매질에 재분산 시 더 작고 균일한 에멀젼을 형성하게 하는 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용한 고형제 조성물을 제공하고자 하였다.

한국공개특허 제 2016-0058152호 한국공개특허 제 2017-0022565 호

Wlodarski, K., Sawicki, W., Paluch, K., Tajber, L., Grembecka, M., Hawelek, L., Wojnarowska, Z., Grzybowska, K., Talik, E., Paluch, M., 2014. The influence of amorphization methods on the apparent solubility and dissolution rate of tadalafil. European Journal of Pharmaceutical Sciences 62, 132-140. Wlodarski, K., Sawicki, W., Haber, K., Knapik, J., Wojnarowska, Z., Paluch, M., Lepek, P., Hawelek, L., Tajber, L., 2015a. Physicochemical properties of tadalafil solid dispersions - Impact of polymer on the apparent solubility and dissolution rate of tadalafil. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 94, 106-115.

본 발명의 목적은, 타다라필; 오일, 계면활성제, 및 보조 계면활성제를 포함하는 약물전달용 기제 조성물과; 고형화제를 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물로서, 상기 기제 조성물은, 상기 오일 10 ~ 40 중량%, 상기 계면활성제 10 ~ 70 중량%, 및 상기 보조계면활성제 10 ~ 50 중량%를 포함하고, 상기 기제 조성물 100 중량부에 대하여 상기 타다라필 0.1 ~ 5 중량부; 및 상기 기제 조성물 100 중량부에 대하여 상기 고형화제 25 ~ 50 중량부를 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법으로, 페세올 10 ~ 40 중량%, 트윈 80 10 ~ 70 중량%, d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트 10 ~ 50 중량%를 혼합하여, 약물전달용 기제 조성물을 제조하는 단계; 상기 기제 조성물에 타다라필을 첨가하여 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하는 단계; 상기 약물전달시스템을 유기용매로 유화하는 단계; 상기 유화 단계 이후, 고형화제로 규산칼슘 또는 이산화규소를 첨가한 후, 건조 및 분쇄하여 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하는 단계; 를 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 타다라필; 오일, 계면활성제, 및 보조 계면활성제를 포함하는 약물전달용 기제 조성물과; 고형화제를 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물로서, 상기 기제 조성물은, 상기 오일 10 ~ 40 중량%, 상기 계면활성제 10 ~ 70 중량%, 및 상기 보조계면활성제 10 ~ 50 중량%를 포함하고, 상기 기제 조성물 100 중량부에 대하여 상기 타다라필 0.1 ~ 5 중량부; 및 상기 기제 조성물 100 중량부에 대하여 상기 고형화제 25 ~ 50 중량부를 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물이 제공된다.

일 측에 따르면, 상기 고형제 조성물은 경구 투여되는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물일 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 오일은 목화씨유, 옥수수유, 땅콩유, 참깨유, 콩유, 코코넛유, 올리브유, 아마인유, 미네랄유, 페세올, 캡택스 300, 크로다몰 PC로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물일 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 계면활성제는 트윈 20, 트윈 80, 스판 20, 스판 80, 라브라솔, 크레모포어류, 트랜스큐톨 P, 트랜스큐톨 HP, 라브라필, 솔루톨 에이치에스 15, 플루롤 다이아이소스테아릭, 카프리올 90, 카프리올 PGMC, 라우로글리콜 90, 라우로글리콜 FCC, 폴록사머 188, 폴록사머 407, 아코논 엠씨 8-2, 폴리에틸렌글리콜 4000, 폴리에틸렌글리콜 6000으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물일 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 보조 계면활성제는 d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트인, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물일 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 고형화제는 규산칼슘 및 이산화규소 중 선택되는 1종 이상을 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물일 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 기제 조성물의 입자크기는 166.4 ~ 310.9nm인, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물일 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 고형제 조성물은 부형제, 희석제, 붕해제, 착색제, 활택제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물일 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법으로, 페세올 10 ~ 40 중량%, 트윈 80 10 ~ 70 중량%, d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트 10 ~ 50 중량%를 혼합하여, 약물전달용 기제 조성물을 제조하는 단계; 상기 기제 조성물에 타다라필을 첨가하여 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하는 단계; 상기 약물전달시스템을 유기용매로 유화하는 단계; 상기 유화 단계 이후, 고형화제로 규산칼슘 또는 이산화규소를 첨가한 후, 건조 및 분쇄하여 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하는 단계;를 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법이 제공된다.

일 측에 따르면, 상기 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 유화하는 방법은, SPG 막유화 또는 고압유화 방법에 의한 것인, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법일 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 약물전달시스템을 유기용매로 유화하는 단계에서 유기용매는 아세토나이트릴, 에탄올, 및 디클로로메탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법일 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 고형화제를 첨가한 후 건조하는 단계에서, 건조 방법은 분무 건조, 감압 건조, 및 열풍 건조 방법 중 어느 하나에 의한 것인, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법일 수 있다.

본 발명에 따른 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물은 위 내에서 물과 접촉하면 자발적으로 나노 크기의 에멀젼 입자를 형성하고, 이는 타다라필 약물의 용해도 및 용출률을 증가시켜 생체이용률을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 제조방법으로 만든 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물은 장기간 보관하더라도 고형제 조성물 내의 타다라필의 재결정화가 최소화되어 무정형의 형태를 유지함으로써 우수한 안정성을 갖는다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 페세올, 트윈 80, d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트(TPGS)의 자가유화영역을 나타낸 가상 3상계 상평형도이다.
도 2는 타다라필 약물이 액체 자가나노유화 약물전달시스템에 의한 조성물의 입자크기와 다분산도(PDI)에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
도 3A는 SPG 막유화법으로 액체 자가나노유화 약물전달시스템 제조 시 교반속도가 조성물의 입자크기와 다분산도(PDI)에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
도 3B는 SPG 막유화법으로 액체 자가나노유화 약물전달시스템 제조 시 작동시간이 조성물의 입자크기와 다분산도(PDI)에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
도 4A는 고압유화법으로 액체 자가나노유화 약물전달시스템 제조 시 압력이 조성물의 입자크기와 다분산도(PDI)에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
도 4B는 고압유화법으로 액체 자가나노유화 약물전달시스템 제조 시 반복 횟수가 조성물의 입자크기와 다분산도(PDI)에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다. *는 약물 분말과 비교시 P <0.05 임을 나타낸다.
도 5는 유화방법이 고체 자가나노유화 약물전달시스템에 의한 조성물의 입자크기와 다분산도(PDI)에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
도 6은 타다라필, 규산칼슘, 실시예 15, 16, 17의 주사전자현미경 사진이다.
도 7은 타다라필, 물리적 혼합물, 실시예 15, 16, 17의 시차주사열량 측정 그래프이다.
도 8은 타다라필, 물리적 혼합물, 실시예 15, 16, 17의 분말 X-선 회절법 측정 그래프이다.
도 9는 타다라필, 물리적 혼합물, 실시예 15, 16, 17의 푸리에 변환 적외선 분광 그래프이다.
도 10은 타다라필, 실시예 17의 SD계 래트에 약물로서 5 mg/kg에 해당하는 양을 투여한 후 혈중에서의 약물농도를 도시한 그래프이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명에서 사용한 용어를 설명한다.

본 발명에서 사용되는 용어 “약물전달시스템 (DDS, drug delivery system)” 이란 기존 의약품의 부작용을 최소화하고 효능을 극대화하기 위하여 필요한 양의 약물을 효율적으로 전달할 수 있도록 제형을 설계하여 약물치료를 최적화하는 기술을 총칭한다.

본 발명에서 사용되는 용어 “자가나노유화 약물전달시스템 (SNEDDS, self-nanoemulsifying drug delivery system)” 은 반고형의 성상으로 체액과 같은 수상에 노출되었을 때 위장관운동과 같은 비교적 약한 교반에 의해 나노크기의 에멀젼을 형성할 수 있는 약물전달시스템이다. 소수성 약물의 생체이용률을 증가시키는 우수한 vehicle을 제공하며, 이들의 경구 전달을 가능하게 한다.

본 발명에서 사용되는 용어 “약물전달용 기제 조성물”은 난용성 약물인 타다라필의 생체이용률을 높이는 효과를 가지는 오일, 계면활성제, 및 보조 계면활성제를 포함하는 조성물을 의미한다.

본 발명에서 사용되는 용어 “액체 자가나노유화 약물전달시스템 (L-SNEDDS, Liquid self-nanoemulsifying drug delivery system)에 의한 조성물”은 약물전달용 기제 조성물인 오일, 계면활성제 및 보조계면활성제에 타다라필 약물을 첨가하여 만든 조성물을 의미한다.

본 발명에서 사용되는 용어 “고체 자가나노유화 약물전달시스템 (S-SNEDDS, Solid self-nanoemulsifying drug delivery system)에 의한 조성물”은 액체 자가나노유화 약물전달시스템에 의한 조성물을 유기용매로 유화한 후, 고형화제를 첨가하여 만든 조성물을 의미한다.

또한, 본원에 달리 정의되어 있지 않다면, 본 발명과 관련하여 사용된 과학 및 기술 용어는 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 뜻을 갖는다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은, 타다라필; 오일, 계면활성제, 및 보조 계면활성제를 포함하는 약물전달용 기제 조성물과; 고형화제를 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물로서, 상기 기제 조성물은, 상기 오일 10 ~ 40 중량%, 상기 계면활성제 10 ~ 70 중량%, 및 상기 보조계면활성제 10 ~ 50 중량%를 포함하고, 상기 기제 조성물 100 중량부에 대하여 상기 타다라필 0.1 ~ 5 중량부; 및 상기 기제 조성물 100 중량부에 대하여 상기 고형화제 25 ~ 50 중량부를 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물을 제공한다.

바람직한 구현예로, 페세올(Peceol), 트윈80(Tween 80), 및 d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트(TPGS)를 각각 오일, 계면활성제 및 보조계면활성제로 포함하는, 타다라필의 약물전달용 기제 조성물에 타다라필 약물을 첨가하여 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 제공하며, 이를 유기용매로 유화한 후, 고형화제인 규산칼슘 또는 이산화규소와 배합하여 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조한다.

최종적으로, 본 발명은 고체 자가나노유화 약물전달시스템에 의한 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물을 제공하여 타다라필 약물의 용해도 및 용출률을 높이고, 생체이용률을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

한편, 상기 오일 10 ~ 40 중량%, 상기 계면활성제 10 ~ 70 중량%, 및 상기 보조계면활성제 10 ~ 50 중량%를 포함하는 상기 약물전달용 기제 조성물의 각 성분은 타다라필에 대한 적합성과 용해도를 고려하여 최적의 구성으로 선별된 것이며, 자가나노유화의 효율 및 입자 크기의 분포를 고려하여 최적의 비율로 배합된 것이다.

또한, 본 발명의 고형제 조성물의 물리화학적 특성은 DSC (differential scanning calorimetry), SEM (scanning electron microscopy), FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy) 및 PXRD (powder x-ray diffraction)에 의해 평가하고, 타다라필 분말 제형과 비교시 개선된 용해도, 용출 패턴 및 약물의 체내동태학적 특성을 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물에 포함되는 각 구성성분에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 궁극적 제형인 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물을 만드는 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하기 위해서는 먼저 고형화제를 첨가하지 않은 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조해야 한다.

하기에 본 발명의 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 구성하는 활성성분인 약물 타다라필 및 약물전달용 기제 조성물인 오일, 계면활성제, 및 보조계면활성제에 대하여 설명하고, 이후 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하는데 필요한 고형화제에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

타다라필은 본 발명의 활성성분이며, 난용성의 특징을 갖는 약물이다. 타다라필의 함량은 본 발명에 따른 약물전달용 기제 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량% 인 것이 바람직하다. 상기 범위 미만일 경우 약물함량이 낮아져 제제 총 중량이 커지며 다량의 조성물을 복용해야 하는 단점이 있고, 상기 범위를 초과할 경우에는 자가나노유화 약물전달시스템에서의 약물의 최대 용해도를 넘는 범위이므로, 자가나노유화 약물전달시스템에 의해 약물이 용해되지 않는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명의 약물전달용 기제 조성물 중 오일은 목화씨유, 옥수수유, 땅콩유, 참깨유, 콩유, 코코넛유, 올리브유, 아마인유, 미네랄유, 페세올, 캡택스 300, 크로다몰 PC로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 글리세릴 올리에이트계인 페세올을 사용하나 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 오일은 본 발명에서 활성성분으로 사용되는 소수성이 매우 강한 타다라필 약물의 생체흡수율을 향상시키고, 용해도를 증가시켜 약물의 투여용량을 줄일 수 있다. 페세올로서는 상품명 Glyceryl monooleate (Type 40)를 예로 들 수 있다. 페세올의 함량은 본 발명에 따른 약물전달용 기제 조성물 중 10 내지 40 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위보다 미만일 경우 난용성 약물인 타다라필의 용해도를 향상시키지 못하고, 유화가 형성되지 않고 두상으로 형성되며, 상기 범위를 초과할 경우에도 유화가 불완전하여 두상으로 형성되어 단일상이 형성되지 않을 수 있다.

또한, 본 발명의 약물전달용 기제 조성물 중 계면활성제는 약물의 흡수율을 증진시킬 뿐만 아니라 수소이온농도 및 온도에 상관없이 약물을 안정하게 분산시키는 물질이다. 타다라필을 적당량 함유한 오일에 대해 나노 크기의 에멀젼을 형성할 수 있게 하는 계면활성제로는 물과 기름의 친화성도를 나타내는 HLB(Hydrophilic Lipophlic Balance) 값이 2 내지 17인 것이 바람직하며, HLB 값이 이 범위를 벗어나면 나노 크기의 에멀젼의 투명성이나 안정성 및 용해도 측면에서 문제가 발생할 수 있다. 계면활성제로는 트윈 20, 트윈 80, 스판 20, 스판 80, 라브라솔, 크레모포어류, 트랜스큐톨 P, 트랜스큐톨 HP, 라브라필, 솔루톨 에이치에스 15, 플루롤 다이아이소스테아릭, 카프리올 90, 카프리올 PGMC, 라우로글리콜 90, 라우로글리콜 FCC, 폴록사머 188, 폴록사머 407, 아코논 엠씨 8-2, 폴리에틸렌글리콜 4000, 폴리에틸렌글리콜 6000으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 트윈 80을 사용하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서는 계면활성제로 상품명 Polyoxyethylene (20) sorbitan monooleate의 트윈 80(Tween 80)을 사용하였다. 트윈 80의 함량은 본 발명에 따른 약물전달용 기제 조성물 중 10 내지 70 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위보다 미만일 경우 난용성 약물인 타다라필의 용해도를 향상시키지 못하고, 유화가 형성되지 않고 두상으로 형성되며, 상기 범위를 초과할 경우에도 유화가 불완전하여 두상으로 형성되어 단일상이 형성되지 않을 수 있다.

또한, 본 발명의 약물전달용 기제 조성물 중 보조 계면활성제로는 d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트(TPGS)를 사용하는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다. TPGS는 타다라필의 액체 자가나노유화 약물전달시스템에서 계면활성제의 HLB(Hydrophile-Lipophile Balance) 값을 조절하여 더 안정한 유화제로 작용하도록 하여 위장관에서 흡수를 용이하게 하는 보조계면활성제의 역할을 한다. TPGS의 함량은 본 발명에 따른 약물전달용 기제 조성물 중 10 내지 50 중량% 인 것이 바람직하다. 상기 범위보다 미만일 경우 난용성 약물인 타다라필의 용해도를 향상시키지 못하고, 유화가 형성되지 않고 두상으로 형성되며, 상기 범위를 초과할 경우에도 유화가 불완전하여 두상으로 형성되어 단일상이 형성되지 않을 수 있다.

또한, 본 발명에서 제공하고자 하는 최종 제형인 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물을 제조하기 위해 고형화제가 첨가된다. 고형화제로는 규산칼슘 및 이산화규소 중 선택하여 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 고형화제의 함량은 상기 약물전달용 기제 조성물 100 중량부에 대하여 25 내지 50 중량% 인 것이 바람직하다. 상기 범위 미만일 경우에는 완전한 고체를 형성하지 못하고, 서로 달라붙는 문제를 발생시키며, 상기 범위를 초과한 경우에는 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물 중 약물의 함량이 너무 작아지고, 총 제제 부피가 커져 본 발명의 목적인 약물 복용의 편리성과 환자 순응도의 향상을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명에 따른 고형제 조성물은 경구 투여되는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물일 수 있다.

고형제 조성물의 투여 방법으로는 경구 투여, 정맥 주사, 근육 주사, 경막 내 투여, 경피 피부 투여 방법 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 경구 투여 방법을 사용한다.

본 발명에 따른 고형제 조성물은 약물전달용 기제 조성물의 입자크기가 166.4 ~ 310.9 nm인, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물일 수 있다. 바람직한 구현 예로, 본 발명의 실시예 4에 따라, 페세올 30 중량%, 트윈 80 70 중량%로 선정한 후, 선정된 페세올의 비율을 30 중량%로 고정한 후, 트윈 80과 TPGS의 중량%를 변화시키며 실험하였다. 그 결과, 실시예 1내지 9 중, 가장 작은 조성물의 입자크기(170.2 ± 3.8 nm)를 가지는 실시예 6의 페세올 30 중량%, 트윈 80 20 중량%, TPGS 50 중량%를 포함하는 약물전달용 기제 조성물을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따른 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물은 부형제, 희석제, 붕해제, 착색제, 활택제로 이루어진 군으로부터 선택되는1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 첨가제를 포함하는 고형제 조성물은 다양한 약제학적 형태로 제조될 수 있으며, 정제를 포함하는 코팅정, 캅셀제, 과립제 등을 포함할 수 있다.

상기 부형제의 예는 유당, 만니톨, 소르비톨, 미결정셀룰로오스, 전분, 호화전분, 인산칼슘, 실리콘 디옥사이드, 셀룰로오스, 탄산수소나트륨 및 이들의 혼합물 등을 포함하며, 상기 붕해제의 예는 크로스 카멜로오스 소디움, 크로스포비돈, 전분글리콘산나트륨, 저치환도히드록시프로필 셀룰로오스 등을 포함하고, 상기 활택제의 예는 소디움 스테아릴 푸마레이트, 스테아르산 마그네슘, 칼슘 스테아레이트, 탈크 등을 포함한다.

예를 들어, 정제는 상기 고형제 조성물을 부형제, 붕해제, 활택제 등과 혼합하거나, 고형제 조성물에 부형제 등을 넣고 과립으로 제조하고, 부형제, 붕해제, 활택제 등과 혼합하여, 타정함으로써 제조할 수 있고, 캡슐제도 상기 혼합물을 캡슐에 충진함으로써 제조할 수 있다. 또한, 안정성, 복용의 편리성, 외관 등을 개선할 목적으로 필름-코팅 또는 장용-코팅을 할 수도 있다.

본 발명은, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법으로, 페세올 10 ~ 40 중량%, 트윈 80 10 ~ 70 중량%, d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트 10 ~ 50 중량%를 혼합하여, 약물전달용 기제 조성물을 제조하는 단계; 상기 기제 조성물에 타다라필을 첨가하여 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하는 단계; 상기 약물전달시스템을 유기용매로 유화하는 단계; 상기 유화 단계 이후, 고형화제로 규산칼슘 또는 이산화규소를 첨가한 후, 건조 및 분쇄하여 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하는 단계; 를 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법을 제공한다.

상기 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하는 단계에서, 타다라필, 오일, 계면활성제, 및 보조계면활성제 구성성분들의 배합비는, 이들을 여러 가지 비율로 혼합하여 만든 액체 자가나노유화 약물전달시스템에 의한 조성물의 상태가 안정하고 입자 크기가 작은 최적의 비율을 찾아 결정될 수 있다.

또한, 상기 액체 자가나노유화 약물전달시스템에 의한 조성물을 물에 넣으면 작은 운동에너지에 의해서도 에멀전이 형성되므로 경구 투여를 비롯한 생체 내 투여시 생체 내에서 매우 빠르게 흡수됨으로써 기존 제제와 비교하여 개선된 생체이용률을 나타낼 것으로 기대할 수 있다.

상기 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 유화하는 방법은 SPG 막유화 또는 고압유화 방법에 의한 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 유화하는 방법으로는, 고분자 안정화제 또는 유화제의 첨가에 의해 나노캡슐이 생성되는 현탁중합법, 분산중합법, 에멀젼 중합법 또는 계면중합법 등을 이용할 수 있으나, SPG 막유화법 또는 고압유화법을 이용하여 더욱 작고 균질한 입자를 가지는 조성물을 제조하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 유기용매로 유화하는 단계에서, 유기용매는 아세토나이트릴, 에탄올, 및 디클로로메탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는 아세토나이트릴 용액을 사용하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 고형화제를 첨가한 후 건조하는 단계를 포함하는 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하는 단계에서, 고형제 조성물의 제조방법은 당업자들에게 통상적으로 알려진 방법에 따른다. 구체적인 예로, 약물전달용 기제 조성물에 약물을 완전히 용해시킨 후 물 또는 유기용매 등의 현탁화 용매에 고형화제인 규산 칼슘 또는 이산화규소와 함께 균일하게 현탁시킨 후 분무 건조와 같은 방법으로 고형화할 수 있다. 약제학적으로 사용가능한 건조방법을 특별히 제한하는 것은 아니며, 예를 들어 분무건조기, 유동층 과립기, CF 과립기, 감압 건조기 등을 이용한 분무 건조, 감압 건조, 열풍 건조 등의 방법이 이용될 수 있다.

본 발명의 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법의 바람직한 구현예로, 본 발명에서는 실시예 6의 페세올30 중량%, 트윈 80 20 중량%, TPGS 50 중량%를 포함하는 약물전달용 기제 조성물 100 중량부에 대하여 타다라필 5중량부를 첨가하여 만든 실시예 12 내지 14의 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하였다. 이후, 실시예 12 내지 14 중에서도 실시예 14인 고압유화법을 이용한 액체 자가나노유화 약물전달시스템에 의한 조성물의 입자크기 및 다분산도 측정값이 가장 낮음을 확인할 수 있었다. 따라서, 실시예 14의 고압유화법을 이용한 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 기초로, 고형화제인 규산칼슘 또는 이산화규소를 첨가하여, 실시예 15 내지 17및 비교예 4내지 6의 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하였다. 이후, 상기 실시예 15 내지 17및 비교예 4내지 6의 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용하는 타다라필 약물의 물리적 특성평가, 수용해도 실험, 용출실험 및 체내동태실험 결과, 실시예 17인 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용하는 타다라필 약물의 수용해도 및 용출률이 가장 높은 효과를 나타내었고, 경구 생체이용률 또한 가장 높은 효과를 가짐을 확인할 수 있었다.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해서 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 하기 실시예 및 실험예에 의해서 한정되는 것은 아니다.

실험예 1: 타다라필의 수용해도 평가실험 및 약물전달용 기제 조성물의 선정

타다라필의 수용해도 평가실험

난용성 약물인 타다라필의 수용해도 평가실험은 여러 종류의 vehicle로써 오일, 계면활성제, 보조계면활성제 각각 1ml에 과량의 타다라필(약 10mg)을 넣은 후 1주일 동안 교반항온조에 서 25℃, 100rpm으로 교반한 뒤 고성능액체크로마토그래피(HPLC(Agilent 1220 Infinity; Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA), Waters Sunfire^® C18 column (5μm, 150*4.6 mm)) 시스템을 이용하여 타다라필을 정량하였다. 이 때, 이동상은 물-아세토나이트릴(50:50 v/v)이고, 유속은 1 ml/min이며, UV 흡광치는 283nm로 하였다.

타다라필의 수용해도 평가실험 결과는 하기 표 1 및 표2에 나타내었다.

실험에 사용한 vehicle 종류를 살펴보면, 오일로는 목화씨유 (Cotton seed oil), 옥수수유 (Corn oil), 땅콩유 (Peanut oil), 참깨유 (Sesame oil), 콩유 (Soybean oil), 코코넛유 (Coconut oil), 올리브유 (Olive oil), 아마인유 (Linseed oil), 미네랄유 (Mineral oil), 페세올 (Peceol), 캡택스 300 (Captex 300), 크로다몰 PC (Crodamol PC)를 사용하였다.

계면활성제로는 트윈 20 (Tween 20), 트윈 80 (Tween 80), 스판 20 (Span20), 스판 80 (Span80), 라브라솔 (Labrasol), 크레모포어류 (Cremophor), 트랜스큐톨 P (Transcutol P), 트랜스큐톨 HP (Transcutol HP), 라브라필 (Labrafil), 솔루톨 에이치에스 15 (Solutol HS15), 플루롤 다이아이소스테아릭 (Plurol diisostearique), 카프리올 90 (Capryol 90), 카프리올 PGMC (Capryol PGMC), 라우로글리콜 90 ( Lauroglycol 90), 라우로글리콜 FCC (Lauroglycol FCC), 폴록사머 188 (Poloxamer 188), 폴록사머 407 (Poloxamer 407), 아코논 엠씨 8-2 (Acconon MC8-2), 폴리에틸렌글리콜 4000 (PEG 4000), 폴리에틸렌글리콜 6000 (PEG 6000)을 사용하였다.

보조계면활성제로 d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트 (TPGS)를 사용하여 타다라필의 수용해도 평가실험 결과를 확인하였다.

실험 결과, 오일 중에서는 페세올(Peceol)이 가장 타다라필 약물의 수용해도를 증가시켰다(표 1). 그리고, 거의 모든 계면활성제가 타다라필 약물의 수용해도를 증가시키나 그 중 d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트 (TPGS), 트윈 80 (Tween 80)이 가장 많이 또한 두번째로 타다라필 약물의 수용해도를 증가시켰다(표 2). 따라서, 타다라필의 수용해도를 크게 높여주는 물질로써, 오일로는 페세올 (Peceol), 계면활성제로 트윈 80(Tween 80), 및 보조계면활성제로 d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트 (TPGS)를 선택하여, 이들 오일, 계면활성제, 보조계면활성제를 포함하는 조성물을 본 발명의 타다라필의 약물전달용 기제 조성물로 선정하였다.

오일을 포함하는 타다라필의 수용해도 평가 실험

성분명	수용해도 (μg/ml)
Castor oil	169.6 ± 17.8
Cotton seed oil	176.3 ± 3.2
Corn oil	200.8 ± 3.1
Peanut oil	113.9 ± 4.7
Sesame oil	133.5 ± 1.5
Soybean oil	178.9 ± 8.6
Coconut oil	184.1 ± 4.1
Olive oil	145.6 ± 4.9
Linseed oil	169.3 ± 5.1
Mineral oil	2.4 ± 0.2
Peceol	1811.1 ± 97.1
Captex 300	480.4 ± 5.3
Crodamol PC	423.0 ± 8.6

계면활성제 및 보조계면활성제를 포함하는 타다라필의 수용해도 평가 실험

성분명	수용해도 (μg / ml)
Tween20	396.8 ± 4.8
Tween80	511.0 ± 3.7
Span20	90.1 ± 7.8
Span80	68.4 ± 16.2
Labrasol	388.2 ± 2.2
Cremophor EL	423.8 ± 3.6
Cremophor ELP	450.4 ± 3.1
Cremophor RH40	407.2 ± 1.9
Cremophor RH60	395.7 ± 3.3
Transcutol P	29.1 ± 2.1
Transcutol HP	35.1 ± 2.8
Labrafil M1944CS	16.7 ± 5.5
Labrafil M2125CS	28.4 ± 7.3
Solutol HS15	382.1 ± 2.7
Plurol diisostearique	122.9 ± 33.2
Capryol 90	16.1 ± 6.7
Capryol PGMC	12.2 ± 7.6
Lauroglycol 90	32.2 ± 5.4
Lauroglycol FCC	26.9 ± 0.9
Poloxamer 188	11.8 ± 0.8
Poloxamer 407	84.4 ± 1.1
Acconon MC8-2	301.6 ± 2.6
PEG 4000	13.6 ± 1.1
PEG 6000	14.0 ± 1.2
TPGS	732.7 ± 5.6

약물전달용 기제 조성물의 각 구성성분의 비율 선정

실험예1에 기초해서 선정된 타다라필의 약물전달용 기제 조성물의 최적의 구성성분 비율을 확인하고자 하였다. 상기 타다라필의 수용해도 평가실험을 거쳐 높은 용해도를 보인 오일, 계면활성제, 보조계면활성제를 포함하는 약물전달용 기제 조성물을 여러 중량비로 섞어 300 nm 이하의 자가나노유화 입자를 형성하는 지역을 표시하여 가상 3상계 상평형도를 작성하였다(도1 참조).

일련의 자가나노유화 시스템은 여러 농도의 페세올(오일), 트윈 80(계면활성제), TPGS(보조계면활성제) 및 타다라필(10mg)에 물 500mL를 비커에 넣어 37℃에서 교반하여 자발적인 에멀젼화 및 입자가 관찰되는지 살펴보았다. 물에서 입자가 쉽게 퍼지고, 우윳빛을 띤 에멀젼이 관찰되면 잘 형성된 경우이고, 교반을 멈추자마자 응집이 일어나 입자 덩어리가 관찰되면 에멀젼이 잘 형성되지 못한 경우로 판단하였다. 에멀젼화가 잘 일어나는 점들을 상평형도에 표시하여 범위를 정하였다. 이 과정을 3회 반복 실시하여 비슷한 결과가 나오는지 관찰하였다.

그 중 페세올 (0내지 65% v/v), 트윈 80 (15 내지 90% v/v), d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트 (TPGS) (15내지 90% v/v) 등에서 투명한 액임을 확인하였으며, 이 구간 (도 1의 흑색 부분)이 고체 자가나노유화 약물 전달시스템을 제조할 수 있음을 확인하였다.

자가나노유화의 효율은 유화 정도 및 입자 크기 분포로 평가하였다. 이 자가나노유화영역 내에서 표 3과 같이, 페세올과 트윈 80의 중량비를 조절하며 실험하였다. 실시예 4에서 페세올 30 중량%, 트윈 80 70 중량%로 선정한 후, 선정된 페세올의 비율을 30 중량%로 고정한 후, 트윈 80과 d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트 (TPGS)의 중량%를 변화시키며 실험하였다.

그 결과, 실시예 1 내지 9 중 가장 작은 조성물의 입자크기(170.2 ± 3.8 nm)를 가지는 실시예 6을 확인하였고(표3 참조), 페세올 30 중량%, 트윈 80 20 중량%, d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트 (TPGS) 50 중량%를 포함하는, 최적의 약물전달용 기제 조성물의 구성성분 비율을 확인할 수 있었다.

약물전달용 기제 조성물의 조성비 및 입자 크기

조성	구성성분 (중량%)			입자크기(nm)
	페세올	트윈 80	TPGS
실시예 1	40	60	-	340.2 ± 20.4
실시예 2	40	60	-	296.0 ± 14.9
실시예 3	35	65	-	263.5 ± 12.2
실시예 4	30	70	-	200.0 ± 16.1
실시예 5	35	15	50	182.2 ± 6.3
실시예 6	30	20	50	170.2 ± 3.8
실시예 7	30	25	45	190.4 ± 8.5
실시예 8	30	30	40	204.1 ± 3.1
실시예 9	30	35	35	206.6 ± 7.7
비교예 1	10	-	90	431.6 ± 21.9
비교예 2	90	-	10	376.2 ± 30.2

실험예 2: 타다라필의 액체 자가나노유화 약물전달시스템(L-SNEDDS)의 제조

실험예1에 기초해서 선택된 실시예 6의 페세올 30 중량%, 트윈 80 20 중량%, d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트 (TPGS) 50 중량%를 포함하는 약물전달용 기제 조성물 100 중량부에 대하여 약물 활성성분인 타다라필을 중량부 0.1 내지 5의 다양한 비율로 넣어가면서 실시예 10 내지 14 및 비교예 3의 액체 자가나노유화 약물전달시스템(Liquid self-nanoemulsifying drug delivery system, L-SNEDDS)을 제조하였다. 그 결과, 하기 표 4의 조성 중 실시예 10 내지 14의 조성은 모두 활성성분인 타다라필이 약물전달용 기제 조성물에 완전히 용해되었으나, 비교예 3의 조성은 완전히 용해되지 않음을 확인할 수 있었다.

따라서, 타다라필의 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하는 데 있어, 약물전달용 기제 조성물 100 중량부에 대하여 타다라필 약물의 비율은 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.

액체 자가나노유화 약물전달시스템(L-SNEDDS) 제조

조성	구성성분 (중량%)			타다라필(중량%) (약물전달용 기제 조성물 100 중량부에 대한 비율)
	페세올	트윈 80	TPGS
실시예 10	30	20	50	0.1
실시예 11	30	20	50	0.5
실시예 12	30	20	50	1
실시예 13	30	20	50	2.5
실시예 14	30	20	50	5
비교예 3	30	20	50	5.5

SPG 막유화(Membrane Emulsification) 방법을 이용한 액체 자가나노유화 약물전달시스템(L-SNEDDS)의 제조

액체 자가나노유화 약물전달시스템(L-SNEDDS)의 조성에서 형성되는 조성물의 입자크기와 다분산도(PDI)를 감소시키기 위한 방법으로, SPG 막유화법을 사용하였고, 이 방법을 최적화하기 위해 교반속도 (100 내지 300 rpm), 작동시간 (10 내지 60 min)의 두 가지 파라미터를 변화시키며 가장 작은 조성물의 입자크기와 다분산도(PDI)를 가지는 조건을 선정하였다.

Membrane pore 크기는 1.1μm인 것이 바람직하나, 이에 제한하지 않고, 다른 크기의 Membrane pore를 포함할 수 있다. 작동시간은 10분 이상, 교반속도는 100 내지 300 rpm으로 변화시키며 조성물의 입자크기 및 다분산도(PDI)를 측정하였다. 그 결과, 교반속도에 따른 조성물의 입자크기 및 다분산도(PDI)는 유의적인 차이가 없었다. 따라서, 조성물의 입자크기 및 다분산도(PDI)에 교반속도는 영향이 없음을 확인하였고, 가장 작은 교반속도인 100 rpm을 적절한 교반속도로 선정하였다(도 3A 참조).

일 예로, Membrane pore 크기는 1.1 μm, 교반속도는 100 rpm으로 일정하게 고정한 후, 작동시간을 10 내지 60분으로 변화시키며 조성물의 입자크기 및 다분산도(PDI) 측정 시, 조성물의 입자크기 및 다분산도(PDI) 모두 10분 이후에 유의적으로 감소하였지만, 다분산도(PDI)의 변동폭이 작아지는 40분을 적절한 작동시간으로 선정하였다(도 3B 참조).

고압균질기 (High Pressure Homogenizer; HPH) 방법을 이용한 액체 자가나노유화 약물전달시스템(L-SNEDDS)의 제조

액체 자가나노유화 약물전달시스템(L-SNEDDS)의 조성에서 형성되는 조성물의 입자크기와 다분산도(PDI)를 감소시키기 위한 다른 방법으로, 고압유화법을 사용하였고, 이 방법을 최적화하기 위해 압력 900 mbar 이상, 반복횟수 1회 이상의 두 가지 파라미터를 변화시키며 가장 작은 조성물의 입자크기와 다분산도(PDI)를 가지는 조건을 선정하였다.

우선 반복횟수를 1회로 고정한 후, 압력을 900 내지 1500 mbar로 변화시키며 조성물의 입자크기 및 다분산도(PDI) 측정 시, 압력에 따른 조성물의 입자크기 및 다분산도(PDI)는 유의적인 차이가 없었다. 하지만, 압력이 증가함에 따라 조성물의 입자크기와 다분산도(PDI)의 평균값은 감소하는 경향을 보이기 때문에 가장 높은 압력인 1500 mbar를 적절한 압력으로 선정하였다(도4A 참조).

다음으로, 압력을 1500 mbar로 고정한 후, 반복횟수를 1회 이상으로 변화시키며 조성물의 입자크기 및 다분산도(PDI) 측정 시, 조성물의 입자크기는 1회 이후에 바로 유의적으로 감소하지만, 다분산도(PDI)는 3회 이후에 감소하므로 조성물의 입자크기와 다분산도(PDI) 모두가 유의적으로 감소하는 3회를 적절한 반복횟수로 선정하였다(도 4B 참조).

최적화된 조건으로 압력 1500mbar, 반복횟수 3회로 하여 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조해 본 결과, 무처치군(입자크기: 176.9 ± 10.0, 다분산도(PDI): 0.42 ± 0.03)에 비해 SPG 막유화법을 사용한 군(입자크기: 154.1 ± 5.2, 다분산도(PDI): 0.31 ± 0.01) 및 고압유화법을 사용한 군(입자크기: 87.7 ± 8.4, 다분산도(PDI): 0.20 ± 0.01)이 모두 유의적으로 감소된 조성물의 입자크기와 다분산도(PDI)를 나타내었으며, 특히 고압유화법의 경우는 조성물의 입자크기 및 다분산도(PDI) 모두 무처치군의 절반값으로 크게 감소하였음을 확인하였다(표 5).

액체 자가나노유화 약물전달시스템(L-SNEDDS)에 의한 조성물의 크기 (the mean ± S. D., n=3) 및 다분산도(PDI)

액체 자가나노유화 약물전달시스템 제조방법	조성물의 크기 (nm)	다분산도 (Polydispersity Index, PDI))
액체 자가나노유화 약물 전달시스템 (무처치군)	176.9 ± 10.0	0.42 ± 0.03
SPG 막유화법을 이용한액체 자가나노유화 약물 전달시스템	154.1 ± 5.2	0.31 ± 0.01
고압유화법을 이용한 액체 자가나노유화 약물 전달시스템	87.7 ± 8.4	0.20 ± 0.01

실험 결과, 상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 무처치군 액체 자가나노유화 약물 전달시스템에 의한 조성물은 상대적으로 다분산도 값이 높은, 크고 균질하지 않은 입자를 형성하는 반면, SPG 막유화법 또는 고압유화법을 이용한 액체 자가나노유화 시스템에 의한 조성물은 다분산도 값이 낮은, 작고 균질한 입자를 형성함을 확인할 수 있었다.

실험예 3: 타다라필의 고체 자가나노유화 약물전달시스템(S-SNEDDS)의 제조

실험예2에 기초해서 제조된 실시예 14의 액체 자가나노유화 약물전달시스템(L-SNEDDS)을 50% 아세토나이트릴 용액 100ml를 용매로 사용하여 유화하였다. 표 6에 나타낸 바와 같이, 무처치, SPG 막유화, 고압유화로 유화방법을 나누어 상기 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 유화한 뒤, 고형화제로 규산칼슘 또는 이산화규소를 넣고, 분무 건조하여 완전히 용매를 증발시켜 실시예 15 내지 17및 비교예 4내지 8의 타다라필의 고체 자가나노유화 약물전달시스템(S-SNEDDS)을 제조하였다.

이때, 비교예 7, 8의 경우에는 고형화제인 규산칼슘 또는 이산화규소의 양이 적어 고형화되지 않은 것으로 예측하였다.

타다라필의 고체 자가나노유화 약물전달시스템(S-SNEDDS) 제조

조성		구성성분 (중량%)			유화방법
	약물전달용 기제조성물 (실시예 6)	타다라필	규산칼슘	이산화규소
실시예 15	100	5	50		무처치
실시예 16	100	5	50		SPG 막유화
실시예 17	100	5	50		고압유화
비교예 4	100	5		50	무처치
비교예 5	100	5		50	SPG 막유화
비교예 6	100	5		50	고압유화
비교예 7	100	5	25		-
비교예 8	100	5		25	-

실험예 4: 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용하는 타다라필 약물의 물리적 특성 평가 실험

실험예3에 기초해서 제조된 실시예15, 16, 17의 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용하는 타다라필 약물의 물리적 특성으로 형태, 결정형 및 입자크기를 평가하는 실험을 행하였다. 타다라필 약물의 형태 및 표면은 scanning electron microscope (SEM, S-4800, Hitachi; Tokyo, Japan)을 사용하여 검사하였다. 또한, 결정형은 differential scanning calorimeter (DSC Q200; TA Instruments, New Castle, DE, USA) 및 X-ray powder diffraction (D/MAX-2500 PC, Rigaku Corporation; Tokyo, Japan)을 사용하여 평가하였다. 아울러 입자크기 및 입자분포도는 입자크기 분석기 (particle size analyzer, H1918; Sympatec GmbH, System-Partikle-Technik, Clausthal-Zellerfeld Saxony, Germany)를 사용하여 확인하였다.

고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용하는 타다라필 약물의 입자크기 및 다분산도(PDI)는 무처치(실시예15)> SPG 막유화(실시예16)> 고압유화 (실시예17)순서로 감소하며, 이는 타다라필 약물의 수용해도의 평균값 증가 및 용출율의 증가와 관련이 있을 것으로 예측하였다(도 5참조).

고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용하는 타다라필 약물의 형태 및 표면을 확인한 결과, 무처치의 타다라필 분말의 경우는 불규칙한 모양을 나타내지만, 실시예 15, 16, 17의 경우 다공성의 규산칼슘 고형화제에 타다라필의 자가나노유화 약물전달시스템이 봉입된 것을 관찰할 수 있었다(도 6 참조).

또한, 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용하는 타다라필 약물의 결정형을 확인하는 실험을 행하였다. 실험조건은 분당 10 ℃의 온도 상승의 조건으로 50~350 ℃까지 지정하였다. 그 결과, 타다라필 및 물리적 혼합물 300 ℃에서 나타나는 약물의 녹는점 피크와는 달리 실시예 15, 16, 17에서 약물의 녹는점 피크가 사라진 것으로 보아 약물이 무정형으로 전환된 것으로 예측할 수 있었다(도 7 참조).

또한, 타다라필, 물리적 혼합물의 분말 X-선 회절(PXRD) 그래프에서 특정 피크가 나타나는 것과는 달리, 실시예 15, 16, 17에서 이러한 특정 피크가 사라지는 것으로 보아 약물이 무정형으로 전환된 것으로 예측할 수 있었다(도 8 참조).

또한, 타다라필, 물리적 혼합물, 실시예 15, 16, 17의 푸리에 변환 적외선 분광(FT-IR)을 확인하여 약물과 전달체 간의 화학적 상호작용을 확인하는 실험을 행하였다. 실시예 15, 16, 17 모두에서 파수 3326, 2959, 1649, 1434, 1240 cm^-1에서 나타나는 약물의 고유 피크가 나타나는 것으로 보아 약물과 전달체 간의 화학적 상호작용은 없는 것으로 판단할 수 있었다(도 9 참조).

실험예 5: 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용하는 타다라필 약물의 수용해도 실험 및 용출 실험

타다라필 약물의 수용해도 실험

고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용하는 타다라필 약물의 수용해도를 측정하기 위하여 고체 자가나노유화 약물 전달시스템 (타다라필 약 10 mg 해당량)에 물 10 ml를 첨가하고 3일 동안 진탕하였다. 이 액을 10 분 동안 3000 g으로 원심분리한 다음 멤브레인 여과지로 여과하고 고성능액체크로마토그래피(HPLC) 시스템을 이용하여 타다라필의 양을 측정하였다.

그 결과, 실시예 17의 고체 자가나노유화 약물전달시스템에 의한 고형제 조성물에서 타다라필 약물의 용해도를 증가시키나 (145.7 ± 7.9 μg/ml), 타다라필 약물 분말만을 적용하였을 때는 약물의 수용해도는 거의 증가되지 않음을 확인할 수 있었다(0.3 ± 0.1 μg/ml) (표 7 참조).

타다라필 약물의 용출 실험

고체 자가나노유화 약물전달시스템 (타다라필 10mg해당량)을 젤라틴 하드 캡슐에 충전하여 아래와 같은 조건으로 타다라필 분말과 함께 용출 실험을 행하였다. 주어진 시간에 용출액 (1ml)을 채취하여 상기 수용해도 실험의 HPLC 방법을 이용한 조건에서 타다라필 약물을 정량하였다. 용출실험 제 2법(패들법)을 사용하여 패들 회전속도 100 rpm, 용출액으로서 물 900ml, 용출온도 37℃를 사용하였다.

고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용하는 타다라필 약물의 수용해도 및 용출 실험

	수용해도 (μg/ml)	30분에서의 용출률 (%)
실시예 15	134.6 ± 6.6	50.6 ± 2.5
실시예 16	136.1 ± 9.9	55.3 ± 2.3
실시예 17	145.7 ± 7.9	57.2 ± 2.2
비교예 4	109.8 ± 7.7	40.2 ± 1.0
비교예 5	112.1 ± 5.6	43.1 ± 2.6
비교예 6	115.4 ± 7.4	45.3 ± 1.2
타다라필 분말	0.3 ± 0.1	2.9 ± 1.2

고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용하는 타다라필 약물의 수용해도 및 용출 실험 결과, 표 7에 나타낸 바와 같이, 실시예 15, 16, 17 및 비교예 4, 5, 6 모두 타다라필 분말만을 사용하여 실험했을 때와 비교하여, 타다라필 약물의 수용해도 및 용출률이 크게 증가하였고, 특히 고형화제로 규산칼슘을 포함하는 실시예 15, 16, 17의 경우, 각각의 대응하는 고형화제로 이산화규소를 포함하는 비교예 4, 5, 6에 비해 타다라필 약물의 수용해도 및 용출률이 모두 유의적으로 증가하였다.

또한, 각각의 실시예 15, 16, 17 및 비교예 4, 5, 6 내에서 유화방법에 따른 차이를 보면 타다라필 약물의 수용해도의 평균값은 고압유화(실시예17, 비교예6)> SPG 막유화(실시예16, 비교예5)> 무처치(실시예15, 비교예4) 순으로 증가하나 이들의 유의적인 차이는 없음을 확인할 수 있었다.

반면, 30분에서의 타다라필 약물의 용출률은 고압유화(실시예17, 비교예6), SPG 막유화(실시예16, 비교예5) 시 무처치(실시예15, 비교예4)에 비해 유의적으로 증가하나, 고압유화법과 SPG 막유화 방법 간에는 유의적인 차이가 없는 것을 확인할 수 있었다(표 6 및 표7 참조).

실험예 6: 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용하는 타다라필 약물의 체내동태 실험

Sprague-Dawley(SD) 래트에 5mg/kg의 타다라필 분말, 실시예 17의 고체 자가나노유화 약물전달시스템에 의한 타다라필의 고형제 조성물을 각각 투여하였다. 마취한 쥐를 수술하여 폴리에틸렌튜브(polyethylene tube)를 대퇴동맥에 삽관(cannulation) 시키고, 각각 매우 작은 캡슐((#9, Suheung capsule Co.; Seoul, Korea)에 충전시킨 타다라필 분말 및 고체 자가나노유화 약물전달시스템 (타다라필 10mg해당량)에 의한 고형제 조성물을 경구투여하고 일정 시간에 대퇴동맥에서 헤파린을 처리한 1회용 주사기로 0.5 ml을 채혈하고 10분동안 3,000g에서 원심분리하였다. 혈장 0.2 ml에 내부표준액인 플루비프로펜 100 ug/ml 및 아세토나이트릴 0.2ml를 넣고 8,000g에서 10분 동안 원심분리 시켰다. 이 용액 10 μl을 가지고 혈장 속의 약물의 농도를 상기 정량방법으로 측정하였다.

표 8에 타다라필 약물의 동태학적 변수(pharmacokinetic parameter)를 기재하였고, 도 10에는 체내 혈중 약물 농도를 시간에 따라 나타내었다. 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용하는 타다라필 약물의 전체 혈중농도는 타다라필 분말에 비교하여 높게 나타났다. 1시간 30분까지 분말 (P<0.05)과 비교해 상당한 혈중농도의 상승을 볼 수 있었다(도 10 참조). 이러한 초기 혈중농도의 상승은 고체 자가나노유화 약물전달시스템에 의한 타다라필 약물의 용해도 및 용출률의 증가에 의한 것으로 예측할 수 있었다.

표 8에서 1)은 최고혈중농도에 도달하는 시간, 2)는 최고혈중농도를 나타낸 것이고, 3)은 혈중농도-시간 곡선하 면적, 4)는 약물의 소실속도상수, 5)는 약물의 반감기를 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 실시예 17의 고체 자가나노유화 약물전달시스템에 의한 타다라필의 고형제 조성물은 타다라필 분말만을 적용하였을 때와 비교하여, 경구 생체이용률의 지표인 혈중농도-시간 곡선하면적(AUC)에서 유의적인 증가가 있었다. 또한, 최고혈중농도(Cmax)에서도 유의적인 증가가 관찰되었다(표 8).

따라서, 고체 자가나노유화 약물전달시스템에 의한 타다라필의 고형제 조성물은 타다라필 분말보다 우수한 경구 생체이용률을 나타내고, 흡수가 증가되는 경구용 제제임을 확인할 수 있었다.

고체 자가나노유화 약물전달시스템을 이용하는 타다라필 약물의 체내동태실험 (파라미터 값 (the mean ± S.D, n=6))

파라미터	타다라필 분말	타다라필의 고체 자가나노유화 약물전달시스템에 의한 고형제 조성물 (실시예 17)
1) Tmax(hr)	2.33 ± 1.21	0.92 ± 0.58
2) Cmax(ng/ml)	92.5 ± 18.7	657.5 ± 80.2
3) AUC(hr×ng/ml)	707.7 ± 245.5	4486.3 ± 1714.5
4) Kel (hr-1)	0.10 ± 0.03	0.13 ± 0.10
5) t1/2 (hr)	7.02 ± 3.14	4.99 ± 2.44

*약물 분말과 비교시 P < 0.05이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (12)

1. 타다라필;
   페세올, 트윈 80, 및 d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트를 포함하는 약물전달용 기제 조성물과;
   고형화제를 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물로서,
   상기 기제 조성물은, 상기 페세올 10 ~ 40 중량%, 상기 트윈 80 10 ~ 70 중량%, 및 상기 d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트 10 ~ 50 중량%를 포함하고,
   상기 기제 조성물 100 중량부에 대하여 상기 타다라필 0.1 ~ 5 중량부; 및
   상기 기제 조성물 100 중량부에 대하여 상기 고형화제 25 초과 50 이하 중량부를 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 고형제 조성물은 경구 투여되는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 고형화제는 규산칼슘 및 이산화규소 중 선택되는 1종 이상을 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 기제 조성물의 입자크기는 166.4nm 내지 310.9nm인, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 고형제 조성물은 부형제, 희석제, 붕해제, 착색제, 및 활택제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물.
   
9. 제1항에 기재된, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법으로,
   페세올 10 ~ 40 중량%, 트윈 80 10 ~ 70 중량%, d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트 10 ~ 50 중량%를 혼합하여, 약물전달용 기제 조성물을 제조하는 단계;
   상기 기제 조성물에 타다라필을 첨가하여 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하는 단계;
   상기 약물전달시스템을 유기용매로 유화하는 단계;
   상기 유화 단계 이후, 고형화제로 규산칼슘 또는 이산화규소를 첨가한 후, 건조 및 분쇄하여 고체 자가나노유화 약물전달시스템을 제조하는 단계; 를 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 액체 자가나노유화 약물전달시스템을 유화하는 방법은, SPG 막유화 또는 고압유화 방법에 의한 것인, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법.
    
11. 제9항에 있어서,
    상기 약물전달시스템을 유기용매로 유화하는 단계에서 유기용매는 아세토나이트릴, 에탄올, 및 디클로로메탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법.
    
12. 제9항에 있어서,
    상기 고형화제를 첨가한 후 건조하는 단계에서, 건조 방법은 분무 건조, 감압 건조, 및 열풍 건조 방법 중 어느 하나에 의한 것인, 타다라필의 자가나노유화 약물전달용 고형제 조성물의 제조방법
    

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