KR102354931B1 - 모사된 생리학적 환경에서 물질의 거동을 분석하기 위한 시험관내 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모사된 생리학적 환경에서 물질의 거동을 분석하기 위한 시험관내 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법은 제1 유체, 겔 매트릭스 및 제2 유체를 제공하는 단계, 제1 유체 및 상기 겔 매트릭스를 하나 이상의 제1 반투과성 막에 의해 분리하는 단계 및 상기 겔 매트릭스 및 제2 유체를 하나 이상의 제2 반투과성 막에 의해 분리하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 물질을 제1 유체 내로 주입하는 단계, 상기 물질이 상기 제1 유체로부터 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막을 통해 상기 겔 매트릭스를 통과한 다음 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막을 통해 상기 제2 유체 내로 이동하도록 하는 단계 및 상기 물질의 제1 유체로부터의 제거율을 측정하는 단계를 추가로 포함한다.

Description

모사된 생리학적 환경에서 물질의 거동을 분석하기 위한 시험관내 방법 및 장치 {IN VITRO METHOD AND APPARATUS FOR ANALYSING THE BEHAVIOUR OF SUBSTANCES IN SIMULATED PHYSIOLOGICAL ENVIRONMENT}
본 발명은 모사된(simulated) 생리학적 환경에서 물질, 바람직하게는 거대분자(예: 단백질)의 거동을 분석하기 위한 시험관내 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 모사된 눈 조건에서 물질의 거동을 분석하기 위한 시험관내 방법 및 장치에 관한 것이다.
황반변성 또는 망막 질환(예: 당뇨병성 망막증)을 치료하는데 있어서, 약물의 유리체내 주입은 성공적인 것으로 판명되었다. 유리체내 주입에서, 약물 제형물은 유리체액(VH) 내로, 즉 예를 들면 사람 안구의 수정체 및 망막 사이의 공간을 채우는 투명한 겔 내로 직접 주입된다. 이는 유리체내 주입에서 망막에 도달하는 불변 약물의 투여량 분획이 높아서 유리체내 주입이 통상 높은 생체이용성을 갖는다는 사실에 특히 기인한다.
그러나, 예를 들면, 유리체액(VH) 중의 약물 제형물의 안정성을 연구하기 위한 시험관내 시험은 체내 조건에서의 실황을 모사하는 경우 거의 무용한 것으로 판명되었다. 자연 환경이 아닌 경우 VH는 신속하게 변성하고, VH의 pH 값은 상기 VH 중의 변성산물의 축적으로 인해 신속하게 증가할 수 있다. 따라서, 시험은 살아있는 사람의 눈에서의 실제 상황을 나타낼 수 없으며, 특히 장기간(예를 들면, 며칠)에 걸쳐 나타낼 수 없다. 보다 최근의 시험 시스템에서, VH의 생리학적 pH 값은 완충 시스템을 적용함으로써 안정화될 수 있다. 여기서, 변성산물은 상기 VH를 떠나 반투과성 막을 통해 완충 용액 내로 향한다.
그러나, 이들 시스템은 약물 제형물의 상이한 장벽 조건들을 모사하지 못한다. 특히, 이들은, 예를 들면, 후안부 조직에 의해 제공되는 바와 같이 상이한 장벽 조건들을 모사하지 못한다.
따라서, 물질(예: 거대분자)의 거동을 분석하기 위한 생리학적 환경을 모사하기 위해 개선된 시험관내 방법 및 장치가 요구된다. 특히, 상이한 모사된 생리학적 환경에서 물질의 장기간 안정성을 분석하기 위한 시험관내 방법 및 장치가 요구된다.
본 발명의 한 양태에 따라, 모사된 생리학적 자연 환경에서 물질의 거동을 분석하기 위한 시험관내 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 유체, 겔 매트릭스 및 제2 유체를 제공하는 단계들을 포함한다. 상기 방법은 제1 유체 및 상기 겔 매트릭스를 하나 이상의 제1 반투과성 막에 의해 분리하는 단계 및 상기 겔 매트릭스 및 제2 유체를 하나 이상의 제2 반투과성 막에 의해 분리하는 단계를 추가로 포함한다. 추가의 단계들은 물질을 상기 제1 유체 내로 주입하는 단계, 상기 물질이 상기 제1 유체로부터 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막을 통해 상기 겔 매트릭스를 통과한 다음 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막을 통해 상기 제2 유체 내로 이동하도록 하는 단계, 및 상기 물질의 상기 제1 유체로부터의 제거율(clearance)을 측정하는 단계이다.
하나 이상의 제1 반투과성 막과 하나 이상의 제2 반투과성 막 사이에 겔 매트릭스를 배열하면, 상기 물질에 대한 확산 장벽과 실제 방식으로 상기 장벽을 통과하는 상기 물질의 확산을 모사할 수 있다. 상기 겔 매트릭스는 물질, 예를 들면, 분자, 예를 들면, 단백질 또는 약물 제형물과 같은 거대분자가 주입되는 제1 유체와 완충 용액으로서 작용하는 제2 유체 사이에 배열된다. 상기 제1 유체는 상기 물질이 주입되는 액체 또는 조직에 상응하거나 상기 액체 또는 조직을 모사한다. 상기 제1 유체는 사람 또는 동물로부터 추출된 유체일 수 있지만, 상기 천연 유체를 모사하는 인공 유체일 수도 있다. 상기 제2 유체는 완충 용액으로서 작용하여, 예를 들면, 상기 시스템의 pH 값이 바람직한 값에서 유지될 수 있고, 예를 들면, 일정하게 유지될 수 있다. 상기 제2 유체는 침전산물 또는 변성산물을 수용 또는 흡수하기 위한 저장소로서 작용할 수 있다.
상기 특별한 배열은 동일한 생리학적 시스템 뿐만 아니라 상이한 생리학적 시스템의 상이한 장벽 조건도 모사하게 한다. 예를 들면, 약물 제형물을 유리체액 내로 주입하면, 상기 제형물의 안정성 및 생물학적 이용 효율은 사람 뿐만 아니라 동물 눈에 대해서도 모사될 수 있다. 예를 들면, 상이한 확산 및 침전 거동은, 예를 들면, (연령 또는 질병에 의해 다소간 변성된 눈에 상응하는) 상이한 눈 조건에서 상이한 단백질에 대해서, 그리고 전안부 조직, 후안부 조직 및 이들의 임의의 조합에 대해서 시험될 수 있다. 이들 조직은 상이한 분자 장벽 특성을 가지며, 이는 상기 겔 매트릭스의 특성을 변경시키고 임의로 또한 상기 반투과성 막의 특성을 변경시킴으로써 본 발명에 따르는 방법 및 장치를 사용하여 모사 및 시험될 수 있다. 또한, 유효 주입 위치와 확산 장벽 위치 사이의 거리 뿐만 아니라 상기 주입 위치에 존재하는 물리적 및 화학적 환경을 고려함으로써 특히 물질(예: 단백질 또는 약물 제형물)의 안정성 및 생체이용성에 대해 보다 현실적인 시험 결과가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르는 방법 및 장치는 자연 환경, 가장 바람직하게는 눈 환경의 기하학적 구조를 보다 현실적으로 모사하게 한다. 이는 이후 추가로 상세하게 기술되는 바와 같이 유체 및 겔 매트릭스의 특별한 배열 및 상기 장치의 배열에 의해 가능하다.
본 발명에 따르는 방법 및 장치는 안정성 평가, 예를 들면, 물질(예: 약물 제형물, 거대분자, 단백질 및/또는 부형제 또는 이들의 배합물)의 농도 의존성 침전; 특정 유체 환경 중의 물질(예: 거대분자 및/또는 부형제)의 상호작용, 예를 들면, 유리체액 중의 단백질의 상호작용; 특정 유체, 예를 들면, 유리체액 중에서의 희석시 및 안정화 부형제(예: 계면활성제, 당, 완충제 종류 및 등장제)의 손실후 물질의 안정성; 및 모사된 생리학적 환경, 예를 들면, 눈 환경에서의 장기간 안정성에 적용될 수 있지만 이에만 제한되지는 않는다.
이어서, 상기 방법 및 장치는 일반적으로 모사된 눈 환경에서 물질, 특히 거대분자의 테스팅을 지칭한다. 따라서, 상기 방법의 바람직한 실시양태에서, 제1 유체는 유리체액이고, 제2 유체는 완충 용액, 바람직하게는 생리학적으로 연관된 완충 용액이다. 그러나, 상기 방법 및 장치는 이들 응용에 제한되지 않는다. 물질이, 예를 들면, 혈관 내로 주입되는 경우, 예를 들면, 상기 물질의 뇌 조직 내의 안정성 및 생체이용성을 시험하기 위해 혈액-뇌 장벽이 또한 모사될 수 있다. 이 경우, 제1 유체 및 제2 유체는 혈액 및 뇌척수액이거나 혈액 모사 유체 및 뇌척수액 모사 유체일 수 있다.
본원에서 사용되는 '물질'은 유체 내로 주입될 수 있고 본 발명에 따르는 방법 및 장치에서 안정성 또는 생체이용성의 견지에서 분석될 수 있는 임의의 물질을 지칭할 수 있다. 물질은 분자, 예를 들면, 단백질, 항체, 항체 조각, 융합 단백질, 이중특이성 항체, 접합 단백질, 천연 또는 합성 펩티드 또는 올리고뉴클레오타이드와 같은 거대분자, 소형 분자 약물과 같은 천연 또는 합성 분자, 당, 계면활성제, 완충제, 중합체, 또는 임의의 통상적으로 사용되는 부형제일 수 있다. 바람직하게는, 물질은, 예를 들면, 용액, 현탁액 또는 유액과 같은 약물 제형물이고, 이는 또한 본원에서 후술되는 바와 같이 고체 매트릭스 중이나 임의의 기타 전달 시스템 중에 포함될 수도 있다.
본원에서 사용되는 '유리체액'은 천연 또는 인공 공급원으로부터 입수할 수 있다. 천연 유리체액은 다양한 동물 종, 예를 들면, 돼지, 소, 개, 고양이로부터 입수하거나 토끼 및 사람 이외의 영장류로부터 입수하거나 사람의 것일 수 있다. 천연 유리체액은, 예를 들면, 미리 회수된 눈으로부터 수득할 수 있다. 인공 유리체액은 바람직하게는 사람 유리체액을 모사한다. 인공 유리체액은 다양한 중합체성 재료로부터 제조될 수 있으며, 예를 들면, 히알루론산, 알기네이트, 한천, 키토산, 젤라틴, 크산탄 검, 펙틴, 콜라겐을 포함하지만 이로 제한되지 않는 천연 중합체, 또는 예를 들면 플루론산, 폴리비닐알콜, 폴리포스파젠, 임의의 이량체성, 삼량체성 또는 다량체성 겔화 중합체(PEG, PCL, PLA, PGA, PLGA, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산으로 구성됨)를 포함하지만 이로 제한되지 않는 합성 중합체 뿐만 아니라 이들 중합체들이 상이한 농도로 배합된 배합물들로부터 제조될 수 있다.
유리체액은 또한 인공 유리체액 및 천연 유리체액 또는 이들의 구성분들이 상이하게 배합된 혼합물일 수 있다.
본원에서 사용되는 '겔 매트릭스'는 미리 설정되어 있지만 가변적인 점도와 미리 설정되어 있지만 가변적인 농도의 겔 매트릭스 재료의 화합물들을 갖는 유체 또는 반유체(고체와 액체 사이의 특성을 가짐)이다. 바람직하게는, 상기 겔 매트릭스는 점성 액체이다. 상기 겔 매트릭스는 상기 모사된 장벽의 코어를 나타내며 하나 이상의 제1 반투과성 막과 하나 이상의 제2 반투과성 막 사이에 끼워져 있다. 바람직하게는, 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막 및 하나 이상의 제2 반투과성 막은 2개의 단일 반투과성 막, 바람직하게는 투석막이다. 그러나, 이들은 또한 다수의 반투과성 막일 수 있으며, 여기서 하나 이상, 바람직하게는 2개 이상의 막이 서로의 위에 배열된다. 상기 장벽의 사양은 변화될 수 있으며 상기 겔 메트릭스의 물리적 및/또는 화학적 특성을 변화시킴으로써 가변적인 시험 조건에 맞출 수 있다. 상기 겔 매트릭스의 경우, 천연 또는 인공 공급원의 상이한 중합체 재료가 개별적으로 또는 상이한 농도의 배합물로 사용될 수 있다. 화학적으로 개질된 천연 중합체를 사용하여 상기 겔-매트릭스를 제조할 수 있다. 천연, 반합성 및 합성 중합체는 겔-매트릭스의 제조를 위해 상이한 배합 및 농도로 사용될 수 있다. 상기 겔 매트릭스는 다양한 중합체 재료로부터 제조될 수 있으며, 예를 들면, 히알루론산, 알기네이트, 한천, 키토산, 젤라틴, 크산탄 검, 펙틴, 콜라겐을 포함하지만 이로 제한되지 않는 천연 중합체, 또는 예를 들면 플루론산, 폴리비닐알콜, 폴리포스파젠, 임의의 이량체성, 삼량체성 또는 다량체성 겔화 중합체(PEG, PCL, PLA, PGA, PLGA, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산으로 구성됨)를 포함하지만 이로 제한되지 않는 합성 중합체 뿐만 아니라 이들 중합체들이 상이한 농도로 배합된 배합물들로부터 제조될 수 있다.
본 발명에 따르는 방법의 일부 바람직한 실시양태에서, 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막, 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막 또는 이들 막 둘 다의 분자량 컷 오프(MWCO)가 변경된다. 본 발명에 따르는 방법의 일부 바람직한 실시양태에서, 상기 겔 매트릭스의 조성은 변경되고, 바람직하게는 상기 겔 매트릭스의 점도를 변경시키거나 상기 겔 매트릭스의 화합물의 농도를 변경시킴으로써 변경된다. 본 발명에 따르는 방법의 일부 바람직한 실시양태에서, 상기 막들 중의 하나 이상의 MWCO 및 상기 겔 매트릭스의 조성이 둘 다 변경된다. 이들 조치에 의해, 상기 막을 통과하는 확산성 및/또는 상기 물질이 상기 겔 매트릭스를 통과하는 투과성이 변할 수 있다. 상기 제1 유체 내의 물질과 상기 겔 매트릭스 재료와의 상호작용 및 이들이 상기 물질의 안정성, 혼화성 및 적합성에 미치는 영향이 연구될 수 있다.
'완충 용액'은 상기 시스템의 pH 값을, 예를 들면, pH 5.5 내지 pH 8.5, 바람직하게는 약 pH 7.0 내지 약 pH 7.6, 보다 바람직하게는 pH 7.4이게 하거나 상기 범위로 유지시킬 수 있는 용액이다. '생리학적으로 연관된 완충 용액'은 바람직하게는 상기 시스템의 pH 값을 약 pH 7.0 내지 약 pH 7.6, 보다 바람직하게는 pH 7.2-7.4이게 하거나 상기 범위로 유지시킬 수 있는 용액이다. 바람직하게는, 완충 용액은 염을 포함한다. 상기 완충 용액은, 예를 들면, 포스페이트 완충된 염수(PBS), 중탄산염 완충제, 링거 중탄산염 완충제, 링거 락테이트 완충제, 모사된 체액, 기타 등장성 용액, 세포 배양 배지, 및 임의의 기타 생리학적으로 대표적인 완충제일 수 있다. 완충제로서 사용되는 유체는 상기 언급된 겔 매트릭스 재료와 배합하여 상기 겔 매트릭스를 제조하는데 사용될 수 있다.
본원에서, 제1 유체와 같은 '유체로부터 물질의 제거율'은 상기 물질이 주입되어 있는 유체 밖으로 상기 물질의 확산을 포함하는 것으로 이해된다. 그러나, 제거율은 또한 상기 물질의 물리적 또는 화학적 변화, 예를 들면, 상기 유체 중이나 상기 시스템의 임의의 다른 부분 중에서, 예를 들면, 상기 겔 매트릭스 중에서 또는 상기 제2 유체 중에서 상기 물질의 분해 또는 침전을 포함한다. 따라서, 상기 제1 유체 중의 상기 물질의 제거율은, 예를 들면, 각각의 유체 중에서 및 상기 모사된 생리학적 환경 전체 중에서 상기 물질의 안정성 및 생체이용성에 대한 정보를 포함한다.
본 발명에 따르는 방법을 사용하여, 주입된 물질, 예를 들면, 단백질 또는 부형제의 거동 분석만을 할 수 있는 것은 아니다. 본 발명에 따르는 방법을 사용하여, 예를 들면, 상기 물질이 제1 유체 내로 주입되어 제1 유체로부터 벗어나 기타 유체 내로 확산할 때 일어나는 제1 유체 또는 임의의 기타 유체의 분해 또는 물리적 및 화학적 변화의 모니터도 할 수 있다.
본 발명에 따르는 방법의 한 양태에 따라, 제1 유체로부터 물질의 제거율을 측정하는 단계는 제1 유체 중에서, 제2 유체 중에서, 또는 제1 유체와 제2 유체 둘 다 중에서 물질 농도를 측정함으로써 수행된다. 이는, 예를 들면, 상기 각각의 유체들의 샘플을 취하고 이들을 이들의 물질 함량 또는 분해산물에 대해 분석함으로써 수행될 수 있다. 분석은 분광계, 예를 들면, 형광 분광계, 라만 분광계 또는 자외선-가시광선 분광계에 의해 수행될 수 있다. 유체 샘플의 분석은 또한 액체 또는 기체 크로마토그래피, 예를 들면, 크기 배제 고성능 액체 크로마토그래피(SE-HPLC) 또는 이온 교환 고성능 액체 크로마토그래피(IE-HPLC)에 의해 수행될 수 있다. 분석은 또한 광산란법, 예를 들면, 정적 광산란법, 동적 광산란법 또는 비탁법에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게는, 제거율 측정을 위한 농도 측정 또는 기타 측정은 반복 방식으로, 바람직하게는 주기적으로 수행된다. 바람직하게는, 측정은 몇시간에 걸쳐서, 보다 바람직하게는 며칠에 걸쳐서, 예를 들면, 1주 또는 2주 또는 이보다 길게 수행된다. 측정을 수행하는 기간 및 강도는 상기 물질, 예를 들면, 상기 시스템의 분자 크기 및 투과성에 맞출 수 있다. 농도 측정 또는 기타 측정(예: pH 측정)은 또한 상기 각각의 측정될 유체 내로 탐침을 직접 넣음으로써 수행될 수 있다.
본 발명에 따르는 방법의 또 다른 양태에 따라, 상기 주입된 물질은 크기가 약 100Da 내지 약 400kDa, 바람직하게는, 약 1kDa 내지 약 250kDa, 예를 들면, 4kDa 내지 150kDa의 범위인 분자들을 포함한다. 상기 반투과성 막의 사양은 본 발명에 따르는 방법에서 사용되는 분자들의 크기 및 형태(예: 선형, 구형)에 맞출 수 있다. 예를 들면, 상기 막의 분자량 컷 오프(MWCO)는 예를 들면 제1 유체 중이나 예를 들면 상기 겔 매트릭스 중에서 물질의 바람직한 보유 기간에 따라 조절될 수 있다. 예를 들면, 분석될 물질이 비교적 작은 분자들, 예를 들면, 약 10kDa보다 작은 분자들로 이루어지거나 이러한 분자들을 함유하는 경우, 바람직하게는 MWCO가 10kDa 이하인 막을 사용하여 상기 보유 시간을 (예를 들면, 며칠까지) 연장시킬 수 있다. 상기 보유 시간이 (예를 들면, 몇시간까지) 단축된다면, MWCO가 10KDa보다 큰 막이 사용될 수 있다. 바람직하게는, MWCO가 약 10KDa 내지 100KDa의 범위인 막은 크기가 약 50KDa 내지 150KDa인 거대분자로 이루어지거나 이들을 함유하는 물질에 사용된다. 바람직하게는, MWCO가 약 1KDa 내지 50KDa의 범위인 막은 크기가 약 10KDa인 거대분자로 이루어지거나 이들을 함유하는 물질에 사용된다.
바람직하게는, 하나의 제1 반투과성 막과 하나의 제2 반투과성 막이 본 발명에 따르는 방법 및 장치에서 사용된다. 그러나, 하나의 막 대신에 다수의 막이 지지체 상에 배열될 수도 있다. 바람직하게는, 상기 막들은 서로의 바로 옆에, 바람직하게는 서로의 상부에 배열된다. 몇 개의, 예를 들면, 2개의 막이 사용되는 경우, 상기 몇 개의 막은 동일한 MWCO를 가질 수 있거나 상이한 MWCO를 가질 수 있다. 다수의 막을 사용함으로써, 상기 장벽의 사양은 추가로 변경될 수 있다. 다수의 막은 상기 다수의 막의 추가 두께로 인해서 뿐만 아니라 (심지어 동일한 MWCO를 갖는 경우에도) 다수의 막 대 단일 막의 상이한 공극 크기 범위로 인해서도 장벽의 사양을 변경시킬 수 있다. 또한, 한 막으로부터 다음 막까지의 전이는 상기 막의 상이한 공극 위치 및 크기로 인해 상기 장벽의 사양에 기여할 수 있다.
바람직하게는, 상기 막의 사양은 실제 조직의 투과성에 맞춘다. 예를 들면, 본 발명에 따르는 방법의 일부 바람직한 실시양태에서, 하나 이상의 제1 반투과성 막은 분자량 컷 오프(MWCO)가 실질적으로 망막 배제 한계(REL)에 상응한다. '실질적으로 상응하는'은 상기 REL을 포함할 뿐만 아니라 상기 REL로부터 벗어난, 예를 들면, 약 50%까지 벗어난 MWCO 값도 포함하는 것을 의미한다. 상기 REL은 일반적으로 눈의 망막을 가로질러 자유롭게 확산할 수 있는 분자의 최대 크기로서 알려져 있다. 건강한 사람의 눈의 경우, 상기 REL은 약 50kDa(103 달톤) 내지 100kDa의 범위, 바람직하게는 70kDa인 것으로 정의된다. 그러나, 상기 범위는 상이한 종에 대해 눈의 상태(연령, 사망 등으로 인한 변경)에 따라 유의하게 변할 수 있다. 또한, 상기 REL은 확산하는 분자의 구조, 예를 들면, 상기 분자의 선형 또는 구형 구조에 크게 의존한다.
본 발명에 따르는 방법 및 장치에서 사용되는 반투과성 막은 상기 막을 통과하는 확산속도를 조절할 수 있다. 상기 반투과성 막은 확산 조절막이고, 분자량 크기 선택막으로도 간주될 수 있다. 바람직하게는, 상기 반투과성 막은 투석막이다. 투석막은 반투과성 필름, 예를 들면, 다양한 크기의 공극을 함유하는 재생 셀룰로스 또는 셀룰로스 에스테르의 시트이다. 일반적으로, 상기 공극보다 큰 분자는 상기 막을 통과할 수 없지만 작은 분자들은 자유롭게 상기 막을 통과할 수 있다. 투석막의 공극 크기 범위에 의해 결정되는 분리 특성은 상기 막의 분자량 컷 오프(MWCO)로 지칭된다. 상기 MWCO에 가까운 분자의 확산은 상기 MWCO보다 훨씬 작은 분자에 비해 느려질 것이다. 막의 MWCO는 분명하게 정의된 값이 아니다. 투석막은 이들이 제조되는 재료에 따라 광범위한 공극 크기를 포함할 수 있다. 확산 조절막의 기타 예는 상이한 공극 크기를 갖는 필터 막이다. 일반적으로, MWCO보다 큰 막은 비교적 큰 분자들이 제1 유체 내로 주입될 때 사용되고, 비교적 작은 MWCO를 갖는 막은 비교적 작은 분자들이 제1 유체 내로 주입될 때 사용된다. 그러나, 막의 MWCO는 또한 위에서 개략적으로 나타낸 바와 같이 제1 유체 중의 물질의 체류 시간에 영향을 미치기 위해 변경될 수 있다. 예를 들면, MWCO는 예를 들어 물질이 비교적 장기간 동안, 예를 들면, 상기 분자들과 제1 유체와의 상호작용 연구를 위해 제1 유체 중에 유지되는 경우 작아질 수 있다.
본 발명에 따르는 방법의 추가 양태에 따라, 물질을 제1 유체 내로 주입하는 단계는 물질을 물질 전달 시스템을 통해 제1 유체 내로 주입하는 과정을 포함한다. 이로써, 상기 물질은 지연 방식으로 제1 유체 내로 방출된다. 상기 물질은 예를 들면 나노입자, 마이크로입자, 약물 데포(고체, 액체 또는 겔 형태), 약물 데포로서 작용하는 이식편, 또는 반복 주입의 존재 또는 부재하에 반복되는 물질 전달을 허용하는 외부 디바이스와 같은 전달 시스템의 조력하에 제1 유체 내로 주입될 수 있다. 이러한 전달 시스템에서, 상기 물질은 재료 또는 부재 중에 캡슐화되거나 접합(거대분자에 부착)되거나 포획될 수 있으며, 상기 재료 또는 부재는 상기 전달 시스템이 주입되는 유체 내로 상기 물질을 방출시키기 위해 시간 경과에 따라 물리적 변화, 화학적 변화 또는 이들 둘 다(예를 들면, 팽창, 분해)를 겪는다. 전달 시스템을 제공함으로써, 상기 물질의 제1 유체 내로의 방출의 일시적인 지연이 달성될 수 있다. 제1 유체 중에서 상기 전달 시스템의 이동이 일어나는 경우, 상기 전달 시스템은 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막에 보다 밀접하게 이동할 것이고, 이후 상기 물질이 방출되어 제1 유체와 접촉할 것이다. 실제 시스템에서, 전달 시스템을 사용하면, 주입 위치를 변경시키지 않으면서 물질, 예를 들면, 약물 제형물이 이의 목적 위치에 밀접해지는 것을 가능하게 함으로써 생체이용성을 증강시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 방법의 한 양태에서, 상기 방법은 반투과성 막에 의해 지지되는 겔 매트릭스 층에서 2D 또는 3D 세포 배양물 중에 세포를 육성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, ARPE-19, D407, RF-6A와 같은 망막 세포주가 통상적으로 사용된다. 상기 세포들은 사람 후안부 조직을 나타내기 위해 배양물 또는 공동-배양물 내에서 육성될 수 있다. 상기 시스템은 상기 주입된 물질 또는 전달 시스템 또는 세포 분해의 세포-기반 독성 및 제거율 연구를 연구하는데 사용될 수 있다.
본 발명에 따르는 방법 및 장치는 유체, 겔 매트릭스 및 반투과성 막의 선택에 의해 특정한 시험 시나리오에 맞출 수 있는 것만은 아닐 수 있다. 상기 방법 및 장치는 또한 상기 언급된 성분들의 기하학적 셋업에 의해, 예를 들면, 상기 반투과성 막의 배향에 따라 물질의 상이한 거동을 이들의 생리학적 환경에서 분석하도록 맞출 수도 있다. 예를 들면, 분자(예: 단백질 또는 약물 제형물)의 장기 안정성 또는, 예를 들면, 항체-결합 친화성은 시험 유체 중의 상기 각각의 분자의 체류 시간이 충분히 긴 경우 최적으로 분석될 수 있다. 안정성 시험 및 체류 시간은, 예를 들면, 특정 약물의 투여 빈도가 어떻게 선택되어야 하는 지에 대한 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 일부 응용에서, 제1 유체 중의 물질의 체류 시간이 며칠, 바람직하게는 몇주, 보다 바람직하게는 몇달에 이르는 것이 바람직할 것이다. 바람직하게는, 제1 유체 중의 물질의 체류 시간 동안, 상기 시험 조건은 가능한 한 생리학적 환경에 가깝게 유지된다. 이후, 모사된 생리학적 환경에서 분자의 거동을 분석하기 위한 장치의 다양한 실시양태들이 기술된다.
본 발명의 추가의 양태에 따라, 모사된 생리학적 환경에서 분자의 거동을 분석하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 제1 유체를 수용하기 위한 제1 구획, 겔 매트릭스를 수용하기 위한 제2 구획, 및 제2 유체를 수용하기 위한 제3 구획을 포함한다. 상기 장치는 추가로 하나 이상의 제1 반투과성 막을 지지하기 위한 제1 지지체, 및 하나 이상의 제2 반투과성 막을 지지하기 위한 제2 지지체를 포함한다. 제2 지지체는 제1 지지체로부터 거리를 두고 배열된다. 제1 지지체는 제1 구획과 제2 구획 사이에 배열되고, 제2 지지체는 제2 구획과 제3 구획 사이에 배열된다.
본 발명에 따르는 장치에서, 제1 구획 중의 제1 유체는 제1 지지체에 의해 지지되는 하나 이상의 제1 반투과성 막에 의해 제2 구획 중의 겔 매트릭스로부터 분리된 상태로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막은 제1 지지체 상에 배열된다. 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막은 상기 막의 가장자리 부분만이 제1 지지체 상에 배열될 수 있다. 제1 지지체는 하나 이상의 막이 실질적으로 제1 지지체의 전체 영역 위에 배열되고 상기 영역에 의해 지지될 수 있도록 설계될 수 있다. 상기 겔 매트릭스는 또한 제2 지지체에 의해 지지되는 하나 이상의 제2 반투과성 막에 의해 제3 구획 중의 제2 유체로부터 분리된 상태로 유지된다. 바람직하게는, 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막은 제2 지지체 상에 배열된다. 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막은 상기 막의 가장자리 부분만이 제2 지지체 상에 배열될 수 있다. 제2 지지체는 하나 이상의 막이 실질적으로 제2 지지체의 전체 영역 위에 배열되고 상기 영역에 의해 지지될 수 있도록 설계될 수 있다.
제2 구획은 주로 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막 및 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막에 의해 형성되고 가능하게는 장치 측벽에 의해서도 형성된다. 상기 장치의 실시양태 및 상기 지지체의 배열의 실시양태에 따라, 제2 구획은 주로 제1 지지체 및 제2 지지체에 의해 형성되고 가능하게는 장치 측벽에 의해서도 형성된다. 바람직하게는, 제3 구획들은 직렬 배열된다. 바람직하게는, 제1 구획과 제3 구획 사이에서 교환이 일어나는 유일한 재료는 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막과 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막을 통해 투과하고 상기 겔 매트릭스를 통해 확산하는 분자들이다.
바람직하게는, 제1 구획, 제2 구획 및 제3 구획은 하나 이상의 개구를 갖는다. 바람직하게는, 상기 구획들의 하나 이상의 개구는 제1 지지체 및 제2 지지체 각각에 제공되는 하나 이상의 개구에 상응한다. 바람직하게는, 제1 지지체 및 제2 지지체는 하나 이상의 개구가 제공되는 구획 벽이다. 상기 하나 이상의 개구는 상기 각각의 하나 이상의 반투과성 막에 의해 덮힌다. 일부 바람직한 실시양태에서, 제1 지지체는 제1 구획의 다공성 벽 및 제2 구획의 다공성 벽을 형성하고, 제2 지지체는 제2 구획의 다공성 벽 및 제3 구획의 다공성 벽을 형성한다. 이들 실시양태에서, 제1 지지체 및 제2 지지체는 바람직하게는 다수의 개구를 가지며, 이들 개구는 바람직하게는 상기 지지체들의 전체 영역에 걸쳐서 분포된다.
상기 장치의 양태 및 이점은 본 발명에 따르는 방법과 관련하여 논의되었으며 반복되지 않을 것이다.
본 발명에 따르는 장치의 한 양태에 따라, 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막은 분자량 컷 오프(MWCO)가 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막의 MWCO보다 작거나 같다. 상기 하나 이상의 제2 막의 MWCO가 비교적 크거나 같으면, 상기 하나 이상의 제1 막을 통과하는 모든 분자들이 상기 하나 이상의 제2 막도 통과할 수 있고 제2 유체 중에서 검측될 수 있음이 이론적으로 보장된다. 본 발명에 따르는 방법 및 장치의 일부 바람직한 실시양태들에서, 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막의 분자량 컷 오프(MWCO)는 실질적으로 망막 배제 한계(REL)에 상응한다. 바람직하게는, 상기 하나 이상의 제1 막의 MWCO는 특히 눈 환경을 모사하는 경우 10kDa 내지 100kDa의 범위이고 10kDa 및 100kDa를 포함한다.
본 발명에 따르는 장치의 추가 양태에 따라, 제1 지지체의 형태 및 크기는 망막, 바람직하게는 사람 망막의 형태 및 크기에 맞춰진다. 이어서, 하나 또는 하나 이상의 막을 제1 지지체 상에 배열하여 제1 지지체의 형태에 맞춘다. 이로써, 안구의 유리체 내로 주입되는 물질의 분포 및 이동이 모사될 수 있다. 특히, 주입 위치와 망막 또는 안구 전방부 사이의 거리가 실제적인 방식으로 모사될 수 있다. 따라서, 일부 바람직한 실시양태에서, 적어도 제1 지지체는 오목한 형태를 갖는다. 이로써, 제1 구획의 적어도 일부는 안구 일부의 형태를 모사할 수 있으며, 상기 부분은 제1 지지체에 의해 형성되는 제1 구획의 부분에 상응한다. 이러한 부분은 거대분자 투과의 견지에서 가장 많이 연관된다. 오목한(또는 볼록한) 지지체 및 상응하는 구획 형태에 의해, 가능하게는 기타 기관의 형태 또한 상기 구부러진 표면에 의해 보다 실제적인 방식으로 모사될 수 있다. 바람직하게는, 제2 지지체 또한 오목한 형태일 수 있으며, 이러한 오목한 제2 지지체는 제1 지지체에 대해 동심원적으로 배열될 수 있다. 이어서, 제1 지지체 및 제2 지지체는 서로에 대해 평행하게 배열되며 서로로부터 이격된다. 이어서, 제2 구획은 실질적으로 전체적으로 제1 지지체 및 제2 지지체(및 상기 각각의 지지체 위에 놓여 있는 상응하는 막들)에 의해 형성될 수 있다.
제1 구획 및 하나 이상의 제1 막의 이러한 셋업에서, 안구 내부의 기하학적 구조 뿐만 아니라 물리적 및 화학적 환경이 모사된다. 겔 매트릭스 및 바람직하게는 오목한 하나 이상의 제2 막과 조합된, 전안부 또는 후안부 조직과 같이 안구를 덮고 있는 전체 조직 밖의 장벽이 모사될 수 있다.
상기 장치, 즉 상기 구획 벽 및 상기 지지체는 상기 장치 내에서 사용되는 유체 및 물질에 적합한 임의의 재료로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 유리, 스테인레스 스틸, 불화성 금속 합금, 불활성 합성 플라스틱 또는 중합체 재료와 같은 불활성 재료가 사용된다. 바람직하게는, 유리 또는 불활성 플라스틱 재료들이 투명하기 때문에 사용된다. 바람직하게는, 유리는 불활성이고 재활용성이 우수하기 때문에 상기 장치용 재료로서 사용된다. 본 발명에 따르는 장치의 일부 바람직한 실시양태들에서, 상기 장치는 유리를 포함하거나 유리로 제조된다. 바람직하게는, 제1 구획, 제2 구획 또는 제3 구획, 제1 지지체 및 제2 지지체 중의 하나 이상은 유리를 포함하거나 유리로 제조된다. 바람직하게는, 제1 지지체 및 제2 지지체를 포함하는 장치의 모든 벽은 전체적으로 유리로 제조된다.
본 발명에 따르는 장치의 또 다른 양태에 따라, 상기 장치는 제1 구획의 개구를 닫기 위한 덮개를 추가로 포함한다. 상기 개구를 통해, 제1 유체는 제1 구획 내로 충전될 수 있으며 상기 제1 구획으로부터 다시 제거될 수 있다. 바람직하게는, 상기 폐쇄는 기밀 방식으로 수행될 수 있다. 이로써, 물질 주입 전후에 제1 유체에 대한, 예를 들면, 습도 또는 오염과 같은 주변 영향이 최소한으로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 상기 덮개는 상기 장치와 동일한 재료로 이루어진다. 바람직하게는, 상기 덮개는 유리로 제조된다.
상기 반투과성 막에 대한 지지체를 포함하는 장치의 실시양태들은 수평으로 또는 실질적으로 수평으로 배열된 반투과성 막을 갖는 응용에 특히 바람직하다. 장치의 수평 배열에서, 2개 이상의 구획들, 바람직하게는 모든 구획들이 서로의 위 또는 상부에 배열된다. 여기서, 반투과성 막들의 배열은 정확하게 수평일 수 있다. 그러나, 수평 배열은 또한, 예를 들면, 망막 또는 기타 조직 형태를 모사하는 오목 또는 볼록 형태의 막을 포함한다. 상기 지지체들은 전체 막을 지지할 뿐만 아니라 수평 배열에서 반투과성 막에 대해 작용하는 상기 유체 또는 상기 겔 매트릭스의 중량을 지지할 수 있다. 주입된 물질은 중력으로 인해 하향 이동하는 경향이 있다. 실질적으로 수평 배열의 반투과성 막에서, 반투과성 막은 기본적으로 상기 각각의 구획의 하부를 형성한다. 따라서, 상기 물질은 상기 반투과성 막 위에 축적되는 경향이 있고, 어느 정도는 상기 구획 밖으로 직접적으로 투과할 수 있다. 상기 막 위의 물질 축적을 피한다면, 이는 상기 구획 내의 물질의 체류 시간에 대해 영향을 미칠 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이는 다음과 같이 설명될 수 있다: 구획의 하부가 폐쇄된다면, 상기 물질은 상기 반투과성 막의 위치로 이동할 때까지 상기 구획의 유체 내로 재확산할 수 있다. 상기 반투과성 막은, 예를 들면, 상기 구획의 측벽을 형성할 수 있다. 상기 장치의 이러한 실시양태들은 상기 반투과성 막의 수직 또는 실질적 수직 배열에 바람직하다. 수직 배열에서, 상기 막 위의 물질 축적은 피하거나 적어도 제한될 수 있고, 제1 유체 중이나 상기 겔 매트릭스 중에서도 물질의 체류 시간이 연장될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라, 모사된 생리학적 환경에서 분자들의 거동을 분석하기 위한 또 다른 장치가 제공된다. 상기 장치는 제1 유체를 수용하기 위한 제1 구획, 겔 매트릭스를 수용하기 위한 제2 구획, 및 제2 유체를 수용하기 위한 제3 구획을 포함한다. 상기 장치는 하나 이상의 제1 반투과성 막 및 하나 이상의 제2 반투과성 막을 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막은 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막으로부터 거리를 두고 배열된다. 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막은 제1 구획과 제2 구획 사이에 배열되고, 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막은 제2 구획과 제3 구획 사이에 배열된다.
본 발명에 따르는 장치의 이들 실시양태에서, 상기 반투과성 막은 제1 지지체 및 제2 지지체 없이 상기 장치 내에 배열된다. 상기 장치는 상기 각각의 구획들 사이에 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막 및 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막을 고정하기 위한 홀더를 포함할 수 있다. 이러한 홀더는, 예를 들면, 상기 막을 클램핑 또는 부착하는 클램핑 수단 또는 부착 수단일 수 있다. 바람직하게는, 홀더는 상기 장치의 외부면 위에 배열되며 장치 내부로 연장되지 않으며, 특히 상기 구획들 중의 어떠한 구획의 내부로도 연장되지 않는다. 이는 상기 장치의 제조, 셋업 및 청소를 간단하게 할 수 있다. 또한, 상기 반투과성 막은 상기 구획들 중의 유체 및 겔 매트릭스 사이의 유일한 장벽으로서 작용할 수 있으며, 어떠한 추가의 기계적 부재도 제1 지지체와 제2 지지체의 경우에서와 같이 존재하지 않는다.
본 발명에 따르는 이러한 장치의 한 양태에 따라, 제1 구획, 제2 구획 및 제3 구획은 일렬로 배열되며, 여기서 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막 및 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막은 상기 각각의 구획들 사이에 실질적으로 수직으로 배열된다. 이러한 수직 배열의 반투과성 막에서, 중력은 기본적으로 상기 막 자체를 따라 상기 막에 작용하여 상기 막에 대한 지지체가 생략될 수 있도록 한다. 상기 겔 매트릭스 및 가능하게는 상기 유체 또한 (이들의 밀도에 따라) 상기 반투과성 막에 대해 나란히 배열되는 경우 상기 막에 대해 지지 효과를 가질 수도 있다. 실질적 수직 배열에서, 상기 반투과성 막의 배열은 정확하게 수직일 수 있다. 그러나, 이들은 또한 정확한 수직 위치에 대해 일정 각도로 배열될 수도 있다. '실질적 수직'은 또한, 예를 들면, 안구 부분을 모사하기 위한 오목 또는 볼록 형태, 또는 모사될 기타 조직 형태를 포함한다.
실질적 수직 배열의 반투과성 막에서, 물질은 예를 들면 구획들이 서로의 위에 배열되어 있는 장치의 실시양태에서와 같이 상기 막들 위에 축적될 수 없다. 따라서, 예를 들면 제1 유체(예: 유리체액) 중의 안정성 시험으로서의 장기 시험은 바람직하게는 장치 셋업에서 수행되고, 여기서 중력은 반투과성 막을 통해 물질의 투과성에 영향을 미치지 않거나 제한된 영향만을 미친다.
바람직하게는, 지지체들이 없는 장치의 실시양태들은 유리로 이루어지지만, 상기 반투과성 막 및 바람직하게는 홀더는 예외이다.
본 발명에 따르는 이러한 추가의 장치의 추가의 양태 및 이점은 상기 반투과성 막에 대한 지지체를 포함하는 본 발명에 따르는 장치 및 방법과 관련하여 기술되었으며 반복되지 않을 것이다. 특히, 추가의 장치도 지지체들을 가질 수 있고, 상기 지지체들은 전술한 바와 같이 형상화 및 구조화될 수 있다. 지지체를 사용하면, 홀더가 생략될 수 있다. 추가로, 적어도 제1 지지체는 안구 또는 망막의 형태를 모사하기 위해 오목한 형태일 수 있다. 또한, 상기 반투과성 막의 사양 및 실현, 예를 들면, 상기 특정한 MWCO, 또는 확산 조절막의 실현은, 예를 들면, 단일 반투과성 막의 형태 또는 2개 이상이 배열되거나 조합된 반투과성 막의 형태에서와 같이 전술한 바와 동일할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따르고 본원에서 기술한 바와 같은 장치는 물질, 바람직하게는 약물 제형물의 시험관내 시험에 사용되어 상기 물질, 바람직하게는 약물 제형물의 안정성 또는 생체이용성에 대한 데이타를 측정한다. 바람직하게는, 본 발명에 따르는 장치를 사용하여 본 발명에 따르고 본원에서 기술한 바와 같은 방법을 수행한다.
본 발명은 실시예 및 실시양태와 관련하여 추가로 기술되며, 이들은 하기 도면에 의해 설명된다.
도 1은 본 발명에 따르는 시험 셋업의 도식도를 도시한다.
도 2 및 도 3은 겔 매트릭스 중의 히알루론산 농도에 대한 덱스트란의 확산 속도(도 2) 및 투과성(도 3)을 도시한다.
도 4는 상이한 막들이 거대분자의 확산에 미치는 효과를 시간에 대해 도시한다.
도 5 및 도 6은 다양한 거대분자의 확산(도 5) 및 투과성(도 6)을 도시한다.
도 7은 단일클론 항체로 수행된 시험 결과를 도시한다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따르는 장치를 예시하는 제1 실시양태를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따르는 장치를 예시하는 제2 실시양태를 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 도 9의 장치의 실시양태의 변형태를 도시한다.
도 1에서, 상기 장치 및 방법의 셋업의 실시양태가 도식적으로 도시된다. 상기 셋업은 눈의 기하학적 형태 및 상황을 모사하고, 바람직하게는 눈 상태를 모사하는 시험관내 시험에 사용될 수 있다. 유리체액을 수용하기 위한 제1 구획(1)은 상부 벽(10) 및 상기 상부 벽(10)의 일부를 덮는 제1 반투과성 막(4)에 의해 형성된다. 상기 상부 벽(10)은 개구(101)를 가지며, 상기 개구(101)를 통해 제1 구획(1)을 충전시킨다. 상기 개구(101)는 덮개(6)로, 바람직하게는 기밀 방식으로, 폐쇄될 수 있다. 상기 덮개(6)는, 예를 들면, 원뿔형 플러그, 예를 들면, 유리 플러그일 수 있다. 상기 반투과성 막(4)은 원의 일부 형태, 예를 들면, 원의 2/3의 형태이다. 제1 구획(1)의 형태와 제1 막의 형태는 안구와 망막의 기하학적 형태를 모사한다. 제1 구획(1)은 제3 구획(3)에 탑재된다. 이로써, 제1 막(4)은 바람직하게는 제3 구획(3)의 상부 개구(303) 안으로 완전히 삽입되어 제3 구획(3)의 내부에 있게 된다. 제3 구획(3)은 완충 용액을 수용하기 위한 곳이다. 오목한 형태의 제2 반투과성 막(5)은 상부 개구(303) 내에 배열되고 제3 구획(3)의 상부 벽(30)의 일부를 덮는다. 제2 막(5)은 또한 원의 일부, 예를 들면, 원의 ½ 내지 2/3의 형태를 갖는다. 제1 막(4) 및 제2 막(5)은 하기 도 8a 내지 도 8e와 관련하여 후술되는 바와 같이 구획 벽들을 형성하는 각각의 제1 지지체 및 제2 지지체에 의해 지지될 수 있다. 제1 구획(1)과 제3 구획(3)이 탑재된 상태에서, 상기 2개의 반투과성 막(4,5)은 서로 이격되어 제1 막과 제2 막 사이의 갭 내에 제2 구획(2)을 형성한다. 갭 크기는 가변적일 수 있으며, 예를 들면, 모사될 생리학적 시스템에 맞춘다. 제1 막(4) 및 제2 막(5)은 동심원적으로 상기 막들 사이에, 바람직하게는 상기 막의 연장부 전체에 걸쳐서 미리 설정된 거리를 두도록 배열된다. 제1 구획(1)의 상부 벽(10)에 제공된 입구 및 출구 개구(102)를 통해, 겔 매트릭스가 제2 구획(2) 내로 충전되고 상기 제2 구획(2)으로부터 다시 제거될 수 있다. 제3 구획은, 예를 들면, 제3 구획의 상부 벽(30) 상에 배열되고 제2 구획(2)을 형성하는 갭 둘레에 원주방향으로 배열된 O-링을 제공함으로써 밀봉될 수 있다.
제3 구획(3)은 입구 및 출구 개구(32, 33)를 갖는다. 상기 입구 개구를 통해 제3 구획(3)은 완충 용액으로 충전될 수 있고, 상기 출구 개구를 통해 제3 구획(3)은 비워질 수 있다. 입구 및 출구는 바람직하게는 제3 구획을 통한 유동을 허용하여 제3 구획의 내용물을 청소 및 대체하도록 설계된다. 제3 구획(3)을 통한 연속 또는 불연속 유동은 또한 제2 유체를 샘플링하여 상기 샘플을 후속적으로 분석하는데 사용될 수도 있다.
제1 구획 및 제1 막(4)을 사용하면, 안구 내부의 기하학적 형태 뿐만 아니라 물리적 및 화학적 환경이 모사된다. 상기 겔 매트릭스 및 제2 막(5)과 조합되어, 전안부 또는 후안부 조직과 같은 상기 안구를 둘러싼 조직 밖의 장벽이 모사된다. 물질, 예를 들면, 거대분자는 제1 구획(1) 내의 유리체액 내로 주입될 수 있다. 이는 제1 막으로 이동하여 제1 막(4)을 통과하고 제2 구획(2) 중의 겔 매트릭스를 통해 제2 막을 통과하여 제3 구획(3) 중의 완충 용액 내로 이동한다. 제1 구획(1)의 제거 가능한 덮개(6) 뿐만 아니라 제3 구획의 입구(32) 및 출구(33)도 분석용 샘플을 추출할 수 있도록 허용한다.
하기에서, 도 1에 기술된 바와 같은 시스템을 사용하여 수행된 실시예가 기술된다. 실시예에서 언급된 모든 실험은 층상 기류하에 무균 조건에서 수행되었다. 샘플은 제1 구획(1) 및 제3 구획(3)(또는 각각 VH-구획 1 및 FT 구획 3)으로부터 상이한 시간 간격으로 수집되었다.
실시예 1:
실시예 1은 히알루론산 겔 매트릭스 농도를 최적화하기 위해 수행되었다. 이를 위해, 상이한 농도의 히알루론산(HA)(분자량 1.4×106 달톤) 겔 매트릭스(GM)가 유리체액(VH)-구획(1)으로부터 (FT)-구획(3)을 통해 유동하는 FITC-덱스트란(40kDa)의 확산 속도에 미치는 영향이 연구되었다. VH 구획 및 FT-구획은 GM 구획(2)에 의해 분리되고, GM 구획(2)는 확산 조절 장벽으로서 작용한다. 2개의 투석막(4,5)은 이들 3개의 구획(1,2,3)을 분리하기 위해 사용되었다. VH-구획(1)을 GM-구획(2)으로부터 분리하는 제1 투석막(4)은 DM-1(투석 조절막 4)이라 하고, GM-구획을 FT 구획으로부터 분리하는 제2 투석막은 DM-2(투석 조절막 5)라고 한다. DM-1 및 DM-2에 대한 분자량 컷 오프(MWCO)는 각각 50kDa 및 100kDa이었다. FT-구획(3)은 멸균 포스페이트 완충 염수(PBS)(pH 7.4)로 충전되고, GM 구획(2)은 PBS 중에서 제조된 상이한 농도의 약 3mL 멸균 HA 겔(0 내지 0.9 %w/v 범위)로 충전되었다. 약 3.5mL의 멸균 돼지 VH가 VH-구획 내에 부가되었다. 상기 디바이스는 밀봉되고, VH는 37℃에서 밤새 컨디셔닝되었다. 배양 종료시, 80mg/mL의 FITC-덱스트란(40kDa) 50μL가 상기 VH 구획(1) 내로 주입되었다. 상기 장치를 밀봉하고 상기 연구 내내 37℃에서 배양하였다. 샘플은 여기 파장 490nm 및 방출 파장 520nm에서 형광 분광광도계에 의해 FITC-덱스트란의 농도에 대해 평가되었다. 도 2는 확산 속도 대 HA의 농도를 도시하고, 도 3은 겉보기 투과성(Papp) 대 HA의 농도를 도시한다. 투과성은 확산 조절 장벽(단일 장벽)이 성분들을 상기 장벽의 한 면으로부터 다른 면으로 전달하는 성질이다. 하나 이상의 확산 조절 장벽이 연관된 경우, 투과성은 겉보기 투과성(Papp(겉보기) 또는 Peff(유효))으로서 계산된다. 본 실험에서, Papp(겉보기)는 시험관내/체외 확산 데이타와 문헌에 보고된 체내 확산 데이타 사이의 상관관계를 용이하게 하기 위해 시행되었다. 겉보기 투과성은, 예를 들면, 하기 수학식으로부터 계산될 수 있다:
Papp = Q/[Aㆍtㆍ(Co-Ci)]
위의 수학식에서,
Q는 시간 t에서 면적(A)를 갖는 막을 통해 이동하는 투과물의 양이고,
Co 및 Ci는 각각 공여 농도(VH 챔버 중의 농도) 및 수용 농도(FT 구획 중의 농도)이고,
Papp는 cm/sec, cm/min 또는 cm/hr로 나타낼 수 있다.
도 2에 기술된 결과는 HA 겔 매트릭스의 농도 증가가 거대분자의 확산 속도 뿐만 아니라 겉보기 투과성도 현저하게 감소시킨다는 점을 제안한다. 타당해 보이는 설명이 있을 수 있는데, HA 농도 증가가 상기 매트릭스의 다공도를 감소시키고/시키거나 덱스트란과 매트릭스 성분들과의 상호작용을 증가시켜 FITC-덱스트란의 확산을 더 느리게 할 수 있다. 이들 결과는, GM 농도를 변화시킴으로써 상기 시스템을 가로지르는 거대분자의 확산 속도를 조정할 수 있음을 지시한다.
실시예 2:
실시예 2는 투석막이 거대분자의 확산에 미치는 효과를 분석하기 위해 수행되었다.
VH-구획으로부터 FT 구획으로의 유동 방향에서 소 혈청 알부민(BSA) 및 면역글로불린 G(IgG)의 확산은 투석막의 MWCO를 변경시킴으로써 연구되었다. 상기 실험은 약간만 변형되고 실시예 1에 기술된 바와 유사하게 수행되었다. 2개의 상이한 MWCO 투석막이 MWCO가 50kDa 및 100kDa인 DM-1로서 사용되는 반면, DM-2의 MWCO는 100kDa로 일정하게 유지되었다. VH-구획은 3.5mL의 멸균 돼지 VH로 충전되고, GM-구획은 약 3mL의 멸균 HA 겔(0.6 % w/v)로 충전되었다. FT-구획은 멸균 PBS로 충전되었다. 상기 디바이스는 밀봉되고, VH는 37℃에서 밤새 컨디셔닝되었다. 배양 종료시, 50μL의 FITC-BSA(80mg/mL) 또는 200μL의 FITC-IgG (20 mg/mL)가 상기 VH 구획 내로 주입되었다. 상기 장치를 밀봉하고 상기 연구 내내 37℃에서 배양하였다. 샘플은 여기 파장 490nm 및 방출 파장 520nm에서 형광 분광광도계에 의해 FITC-BSA 및 FITC-IgG의 농도에 대해 평가되었다.
도 4에서, MWCO가 100kDa인 DM-1 및 DM-2를 사용하여 BSA에 대해(81), MWCO가 100kDa인 DM-1 및 DM-2를 사용하여 IgG(약 144kDa)에 대해(82), MWCO가 50kDa인 DM-1 및 MWCO가 100kDa인 DM-2를 사용하여 BSA에 대해(83), MWCO가 50kDa인 DM-1 및 MWCO가 100kDa인 DM-2를 사용하여 IgG에 대해(84), FT 구획(3)(도 4에서 PBS 구획으로 지칭됨) 중의 확산 측정치 대 시간의 결과가 도시된다. 도 4에 도시된 결과는, MWCO가 50kDa인 DM-1을 사용하여 관찰하는 경우(83,84)가 MWCO가 100kDa인 DM-1을 사용하여 관찰하는 경우(81,82)에 비해 IgG 및 BSA의 확산을 현저하게 억제함을 제시한다. 따라서, 투석막 MWCO를 변경시킴으로써 거대분자의 확산을 조정하는 것이 추가로 가능할 것이다.
실시예 3:
실시예 3은 상이한 거대분자(선형 및 구형)의 확산을 관찰하기 위해 수행되었다.
상기 실험은 약간만 변형되고 실시예 1에 기술된 바와 유사하게 수행되었다. MWCO가 50kDa인 투석막이 DM-1로서 사용되고 MWCO가 100kDa인 투석막이 DM-2로서 사용되었다. VH-구획은 3.5mL의 멸균 돼지 VH로 충전되고, GM-구획은 약 3mL의 멸균 HA 겔(0.6 % w/v)로 충전되었다. FT-구획은 약 35mL의 멸균 PBS로 충전되었다. 상기 디바이스는 밀봉되고, VH는 37℃에서 밤새 컨디셔닝되었다. 배양 종료시, 50μL의 80 mg/mL의 FITC-덱스트란 4kDa(91), FITC-덱스트란 40kDa(92), FITC-덱스트란 70kDa(94), FITC-BSA(93) 또는 200 μL의 FITC-IgG (20 mg/mL)(95)가 상기 VH 구획 내로 주입되었다. 상기 장치를 밀봉하고 상기 연구 내내 37℃에서 배양하였다. 샘플은 여기 파장 490nm 및 방출 파장 520nm에서 형광 분광광도계에 의해 FITC-덱스트란의 농도에 대해 평가되었다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상이한 확산된 거대분자의 양 대 시간이 도시되는 경우, 거대분자는 상이한 확산 속도를 나타낸다. 비교적 작은 분자들은 예측되는 바와 같이 비교적 큰 분자에 비해 보다 빠른 속도로 확산되었다. 동일한 현상이 선형 및 구형인 다양한 거대분자에 대해 관찰되었다. 유사하게는, 비교적 작은 분자들은 큰 분자들에 비해 비교적 높은 Papp를 나타내는데, 이는 도 6에 도시된다. 이는 큰 분자들이 비교적 작은 분자들에 비해 분자 반경이 더 크기 때문에 상기 GM에 의해 보다 많은 저항에 직면하여 낮은 Papp를 생성시킨다는 사실에 기인할 수 있다. 흥미롭게도, FITC-덱스트란 40kDa 및 FITC-BSA(66kDa)는 유사한 값의 Papp를 나타낸다. 분자 반경의 유사성(FITC-덱스트란 40kDa: 4.5 nm, 및 FITC BSA: 3.62 nm)은 이들의 유사한 Papp에 기여할 수 있다.
실시예 4:
본 실험에서, GM의 존재 또는 부재하에 단일콜론 항체(mAb1)의 확산은 VH-구획으로부터 FT-구획으로의 방향에서 연구되었다. 상기 시험은 약간만 변형되고 실시예 1에 기술된 바와 유사하게 수행되었다. 다시, MWCO가 50kDa인 투석막이 DM-1로서 사용되고 MWCO가 100kDa인 투석막이 DM-2로서 사용되었다. VH-구획은 3.5mL의 멸균 돼지 VH로 충전되고, GM-구획은 약 3mL의 멸균 HA 겔(0.6 % w/v) 또는 멸균 PBS(매트릭스 없이)로 충전되었다. FT-구획은 멸균 PBS로 충전되었다. 상기 디바이스는 밀봉되고, VH는 37℃에서 밤새 컨디셔닝되었다. 배양 종료시, 33μL의 mAb1(120 mg/mL)이 상기 VH-구획 내로 주입되었다. 상기 장치는 밀봉되고 상기 연구 내내 37℃에서 배양되었다. 샘플들은 크기 배제 크로마토그래피(SEC)에 의해 mAb1의 농도에 대해 평가되었다.
도 7에서, VH 구획 중의 mAB1의 양 대 시간이 도시된다. 도시된 바와 같이, mAb1의 확산은, 곡선 86으로 지시되는 GM의 부재하에 관찰되는 확산(120시간째에 약 87%의 mAb1이 VH-구획으로부터 밖으로 확산된다)에 비해, 곡선 85로 지시되는 바와 같이 GM의 존재하에서 현저하게 감소된다(120시간째에 약 51%의 mAb1이 VH-구획으로부터 밖으로 확산된다). 상기 확산 감소는 상기 겔 매트릭스에 의해 제공되는 저항에 기여할 수 있다. 이러한 결과는 겔 매트릭스의 농도를 변경시킴으로써 상기 VH 구획(1) 내로의 단백질 치료제의 체류 시간을 조절하는 것이 가능함을 분명하게 지시한다.
도 8a 내지 도 8e에서, 본 발명에 따르는 장치 및 이의 부분들을 예시하는 실시양태가 도시된다. 도 1과 동일한 참조번호가 동일하거나 유사한 특징부에 대해 사용된다. 도 8a는 원통 형태를 갖는 덮개(6)을 도시하며, 상기 덮개(6)는 제1 구획(1)의 상부 벽(10) 내의 개구(101)의 크기에 상응하는 원주를 갖는다. 도 8c에 도시한 바와 같이 탑재된 상태에서 상기 덮개가 바람직하게는 상기 상부 벽(101)과 기밀 밀봉부를 형성하는 경우, 유리체액(11)과 같은 제1 유체 중의 물질을 나타내는 거대분자(7)는 원으로 나타낸다. 도 8c에서, 상기 거대분자는 이미 제1 구획(1) 중의 제1 유체(11), 예를 들면, 유리체액을 통해 제1 막(4)의 방향으로 이동되었다. 제1 막은 제1 지지체(14) 위에 배열되어 제1 구획(1)의 상부 벽(101)의 일부를 형성한다. 도 8d에서, 제2 막(5)은 제2 지지체(15) 위에 배열된다. 제2 지지체(15)는 제3 구획(3)의 상부 벽(30)의 일부를 형성한다. 제3 구획은 원통 형태이지만 기본적으로 임의의 기타 형태를 가질 수 있다. 제3 구획은 제2 유체, 바람직하게는 생리학적으로 연관된 완충 용액(31)으로 충전된다. 입구 및 출구(33,32)는 제3 구획(3)의 측벽(34)에 부착되거나 바람직하게는 통합되는 튜브 섹션에 의해 형성된다. 제1 지지체(14) 및 제2 지지체(15)는 도 8e에 도시된 바와 같이 탑재된 상태의 제1 구획 및 제3 구획 내에 등거리 배열된다. 여기서, 일부 거대 분자들은 제1 막(4)으로 이동하는 것으로 지시되고, 일부는 (제1 지지체(14) 및 제2 지지체(15)에 의해 지지되는) 제1 막(4) 및 제2막(5)에 의해 형성되는 제2 구획(2)에서 상기 겔 매트릭스(21)를 부분적으로 통과하는 것으로 보이며, 일부는 제2 막(5)을 통해 확산하려 한다.
상기 3개의 구획들(1,2,3)은 서로의 위 또는 상부에 배열된다. 상기 반투과성 막(4,5)은 상기 각각의 구획들 사이에 실질적으로 수평 배열하여 상기 장치의 '수평 배열'을 형성한다.
상기 막들에 인접한 상기 장치의 모든 부분은 유리로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 상기 장치는 별개의 부분 3개, 즉 덮개, 제1 구획 및 제3 구획으로만 이루어지고, 상기 별개의 부분은 서로의 위에, 바람직하게는 기밀 방식으로 탑재될 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 장치는 바람직하게는 유리로 제조된다.
도 9의 장치는 리셉터클(100)을 포함하며, 이는 예를 들면 장방형 또는 관형이다. 제1 반투과성 막(4) 및 제2 반투과성 막(5)은 상기 리셉터클(100)의 내부를 제1 구획(1), 제2 구획(2) 및 제3 구획(3)으로 나누도록 상기 리셉터클 내에 배열된다. 제1 반투과성 막(4) 및 제2 반투과성 막(5)은 상기 리셉터클(100) 내에 수직으로, 상기 리셉터클(100)의 종축(300)에 직각으로 배열된다.
제1 구획(1)은 제1 구획(1) 내로 제1 유체, 예를 들면, 유리체액을 공급하기 위해 상기 리셉터클(100)의 상부에 배열된 제1 입구(17)를 포함한다. 제1 구획(1)의 한 측벽은 제1 반투과성 막(4)에 의해 형성된다.
상기 2개의 반투과성 막(4,5)은 서로 거리를 두고 배열되어 이들 2개의 막 사이에 제2 구획(2)을 형성한다. 상기 막들(4,5) 사이의 거리는 가변적이며, 예를 들면, 모사될 생리학적 시스템에 맞출 수 있다. 바람직하게는, 제1 막(4) 및 제2 막(5)은 상기 막들 사이에, 바람직하게는 상기 막들의 연장부 전체에 걸쳐서 미리 설정된 거리를 둔다. 제2 구획(2)은 겔 매트릭스를 내부로 공급하고 이를 제2 구획(2)으로부터 제거하기 위해 리셉터클(100)의 상부에 배열된 제2 입구(18)를 포함한다.
제3 구획(3)은 입구 및 출구(32,33)를 포함하는 관류 챔버로서 형성되고, 이는 도 9에서 제3 유체, 예를 들면, 완충 용액을 공급 및 제거하기 위해 리셉터클(100)의 상부에 배열된다. 그러나, 입구 및 출구는 또한 바람직하게는 제3 구획의 상이한 (고체) 측벽에 배열될 수 있다. (리셉터클 벽에 의해 형성되지 않는) 제3 구획(3)의 한 측벽은 제2 반투과성 막(5)에 의해 형성된다.
제3 구획(1,2,3)은 나란히 배치되는 방식으로 서로의 옆에 배열된다. 상기 반투과성 막(4,5)은 상기 리셉터클에서 수직으로 배열되어 상기 장치의 '수직 배열'을 형성한다.
상기 반투과성 막(4,5)은 홀더(24,25)에 의해 고정된다. 상기 홀더(24,25)는 상기 리셉터클(100)의 상부 위와 바닥 아래에서 상기 리셉터클(100)의 바깥쪽에 배열된다. 상기 홀더(24,25)는 또한 상기 리셉터클(100) 둘레에 원주방향으로 배열될 수도 있다. 상기 홀더는, 예를 들면, 클램프일 수 있다.
상기 막(4,5)의 클램핑은 또한 상기 리셉터클(100) 자체에 의해 달성될 수도 있다. 예를 들면, 상기 리셉터클(100)은 몇개, 예를 들면, 3개의 부분으로 이루어질 수 있다. 반투과성 막은 이후 상기 부분들을 서로 탑재 및 고정할 때 2개의 부분 사이에 클램핑될 수 있다 각각의 부분은 이후 기본적으로 한 구획을 형성한다. 상기 장치의 이러한 실시양태는 도 10a 및 도 10b에 예시된다. 도 10a는 상기 리셉터클(100)의 개별 3개의 부분(101,102,103)을 도시하며, 이는 제1 반투과성 막(4)이 제1 부분(101)과 제2 부분(102) 사이에 클램핑되고 제2 반투과성 막(5)이 제2 부분(102)과 제3 부분(103) 사이에 클램핑된 상태로 본 발명에 따르는 장치에 탑재될 수 있다. 상기 리셉터클의 각각의 2개의 부분에는 (도시되지 않은) 클램핑 수단이 제공될 수 있는데, 상기 클램핑 수단은 상기 2개의 부분들을 서로 고정하고 상기 2개의 부분 사이에 액밀 연결을 달성하기 위한 것이다. 클램핑을 지지하기 위해, 각각의 부분(101,102,103)에는 원주방향으로 둘러져 있는 림(1010,1020,1021,1030)이 제공된다. 도 10b에 도시되어 있는 탑재된 상태의 리셉터클에서, 각각의 2개의 림(1010,1020; 1021,1030)은 서로 마주보고 놓여서 고리 부분을 따라 반투과성 막을 클램핑한다. 바람직하게는, 클램핑 수단은 각각의 2개의 림 부분을 클램핑하기 위해 제공된다.
바람직하게는, 상기 반투과성 막(4,5)은 평면 막이다. 그러나, 상기 막의 재료가 허용된다면, 상기 막은 또한, 예를 들면, 안구 부분의 기하학적 형태를 모사하기 위해 오목형 또는 볼록형으로 미리 성형될 수 있다. 바람직하게는, 상기 반투과성 막(4,5)의 형태는 서로 일치한다. 수직 배열된 막이 바람직하게는 클램핑 또는 기타 고정 수단에 의해 상기 리셉터클에 고정되면서, 제1 막(4) 및 제2 막(5)은 또한 도 8a 내지 도 8e에 관해 상술한 바와 같이 구획 벽들을 형성하는 각각의 제1 지지체 및 제2 지지체에 의해 지지될 수 있다. 홀더(24,25)는 이후 생략될 수 있다.
물질, 예를 들면, 거대분자는 제1 개구(17)를 통해 제1 구획(1) 내의 제1 유체 내로 주입될 수 있다. 이는 사방으로 이동한다. 중력으로 인해, 제1 구획의 바닥으로의 이동이 바람직하다. 그러나, 밀폐된 리셉터클에 의해 형성된 바닥은 상기 바닥을 통해 제1 유체 밖으로 상기 물질이 확산되도록 허용하지 않는다. 상기 물질이 제1 반투과성 막(4)으로 이동할 때만, 제1 구획 밖으로 제1 막(4)을 통해 제2 구획 중의 겔 매트릭스 내로, 상기 겔 매트릭스를 통해 제2 막을 통해 제3 구획(3) 중의 완충 용액 내로의 확산이 일어난다. 입구(17) 뿐만 아니라 제3 구획의 입구(32) 및 출구(33)가 또한 분석용 샘플의 추출을 허용한다.
본 발명은 특정 실시양태와 관련하여 기술된다. 그러나, 추가의 실시양태들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 실현될 수 있다. 예를 들면, 상기 장치의 형태 및 크기는 물질이 시험되어야 할 특정 응용에 맞출 수 있다. 특히, 상기 장치의 기하학적 형태는 가변적일 수 있다. 예를 들면, 구획들 및 막들은 필수적으로 편평한 방식으로 배열되어 상기 장치가 상기 막들에 의해 분리된 구획 스택에 의해 형성된다. 배열의 기하학적 구조는 또한 본 발명에 따르는 방법 및 장치에서 사용되는 재료에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 편평한 배위에서, 물질은 막에 충분한 지지체를 제공하여, 예를 들면, 제1 지지체가 가능하게는 생략되거나 작은 가장자리 부분에 한정될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 겔 매트릭스의 유체 또는 반유체 재료가 장벽을 형성하는 다공성 고체 재료로 대체될 수 있다. 예를 들면, 연속기포형 세라믹 또는 개방형 플라스틱 재료는 상기 장벽 재료에서 기포 성장과 조합된 경우 선호될 수 있다. 추가로, 하나의 막은 동일하거나 상이한 MWCO를 갖는 2개 이상의 막으로 대체될 수 있다.

Claims (21)

  1. 모사된 생리학적 환경에서 물질의 거동을 분석하기 위한 시험관내 방법으로서,
    - 제1 유체, 겔 매트릭스 및 제2 유체를 제공하는 단계;
    - 제1 유체 및 상기 겔 매트릭스를 하나 이상의 제1 반투과성 막에 의해 분리하는 단계;
    - 상기 겔 매트릭스 및 제2 유체를 하나 이상의 제2 반투과성 막에 의해 분리하는 단계;
    - 물질을 제1 유체 내로 주입하는 단계;
    - 상기 물질이 상기 제1 유체로부터 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막을 통해, 상기 겔 매트릭스를 통해, 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막을 통해, 그리고 상기 제2 유체 내로 이동하도록 하는 단계; 및
    - 상기 물질의 제1 유체로부터의 제거율을 측정하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 유체가 유리체액이고, 제2 유체가 완충 용액인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 유체로부터 물질의 제거율을 측정하는 단계가 제1 유체 중의 물질 농도, 제2 유체 중의 물질 농도 또는 제1 유체 및 제2 유체 중의 물질 농도를 측정함으로써 수행되는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막 또는 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막의 분자량 컷 오프(MWCO)를 변경시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주입된 물질이 크기가 100Da 내지 400kDa의 범위인 분자들을 포함하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막이 망막 배제 한계(Retinal Exclusion Limit, REL)에 실질적으로 상응하는 분자량 컷 오프(Molecular Weight Cut Off, MWCO)를 갖는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 물질을 제1 유체 내로 주입하는 단계가 물질을 물질 전달 시스템을 통해 제1 유체 내로 주입함으로써 상기 물질을 제1 유체 내로 지연된 방식으로 방출하는 과정을 포함하는 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 물질이 거대분자, 약물 제형물, 부형제, 단백질 또는 이들의 배합물 중의 하나 이상인 방법.
  9. 모사된 생리학적 환경에서 분자의 거동을 분석하기 위한 장치로서,
    제1 유체를 수용하기 위한 제1 구획,
    겔 매트릭스를 수용하기 위한 제2 구획 및
    제2 유체를 수용하기 위한 제3 구획을 포함하고;
    하나 이상의 제1 반투과성 막을 지지하기 위한 제1 지지체 및
    하나 이상의 제2 반투과성 막을 지지하기 위한 제2 지지체를 추가로 포함하며, 제2 지지체는 제1 지지체로부터 거리를 두고 배열되며, 제1 지지체는 제1 구획과 제2 구획 사이에 배열되고, 제2 지지체는 제2 구획과 제3 구획 사이에 배열되는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 제1 지지체가 제1 구획 및 제2 구획의 다공성 벽을 형성하고, 제2 지지체가 제2 구획 및 제3 구획의 다공성 벽을 형성하는 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막이 제1 지지체 위에 배열되고, 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막이 제2 지지체 위에 배열되며, 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막이 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막의 분자량 컷 오프(MWCO)보다 작거나 같은 MWCO를 갖는 장치.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막의 분자량 컷 오프(MWCO)가 망막 배제 한계(REL)에 실질적으로 상응하는 장치.
  13. 제10항에 있어서, 제1 지지체의 형태 및 크기가 망막의 형태 및 크기에 맞춰진 장치.
  14. 제10항에 있어서, 적어도 제1 지지체가 오목한 형태를 갖는 장치.
  15. 모사된 생리학적 환경에서 분자의 거동을 분석하기 위한 장치로서,
    제1 유체를 수용하기 위한 제1 구획,
    겔 매트릭스를 수용하기 위한 제2 구획 및
    제2 유체를 수용하기 위한 제3 구획을 포함하고;
    하나 이상의 제1 반투과성 막 및
    하나 이상의 제2 반투과성 막을 추가로 포함하고,
    상기 하나 이상의 제2 반투과성 막은 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막으로부터 거리를 두고 배열되며, 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막은 제1 구획과 제2 구획 사이에 배열되고, 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막은 제2 구획과 제3 구획 사이에 배열되는 장치.
  16. 제15항에 있어서, 제1 구획, 제2 구획 및 제3 구획이 일렬로 배열되고, 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막 및 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막이 상기 각각의 구획들 사이에 실질적으로 수직 배열되는 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 각각의 구획들 사이에 상기 하나 이상의 제1 반투과성 막 및 상기 하나 이상의 제2 반투과성 막을 고정하기 위한 홀더를 추가로 포함하는 장치.
  18. 제9항 또는 제15항에 있어서, 유리를 포함하거나 유리로 제조된 장치.
  19. 제9항 또는 제15항에 있어서, 제1 구획의 개구를 밀폐하기 위한 덮개를 추가로 포함하는 장치.
  20. 물질의 안정성 또는 생체이용성에 대한 데이타를 측정하기 위해 상기 물질을 시험관내 시험하는 데 사용하기 위한, 제9항 또는 제15항에 따르는 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 물질이 약물 제형물인 장치.
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