KR102382969B1

KR102382969B1 - 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 합성하는 방법 및 이 방법으로 제조된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자

Info

Publication number: KR102382969B1
Application number: KR1020200003924A
Authority: KR
Inventors: 유정수; 흉풍투; 이웅희
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2019-01-11
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2022-04-05
Also published as: KR20200087722A

Abstract

본 발명은 카르복시메틸-덱스트란 수용액에 전자빔을 조사하여, 카르복시메틸-덱스트란의 분자간 또는 분자내 가교결합을 형성함을 포함하는, 가교된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 합성하는 방법 및 이 방법으로 제조된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자{MANUFACTURING METHOD OF CARBOXYMETHYL-DEXTRAN NANOPARTICLE AND CARBOXYMETHYL-DEXTRAN NANOPARTICLE PREPARED BY THE METHOD}

본 발명은 가교제 없이 생체적합성을 가지며, 순수한 카르복시메틸-덱스트란 가교체인 나노 입자를 제조하는 방법 및 이렇게 제조된 나노 입자, 그리고 이러한 나노 입자의 활용에 관한 것이다.

카르복시메틸-덱스트란은 사탕수수의 사탕을 세균으로 분해하여 만든, 포도당 중합체인 다당류로 심한 출혈, 쇼크 따위에 혈액을 대신하는 혈장제로 많이 활용되고 있다.

생체에서 사용가능하고, 생체적합한 순수한 카르복시메틸-덱스트란의 수화겔과 같은 나노입자는 이의 조영제로서의 사용 및 생체 내에 사용에 필수적일 것인데, 카르복시메틸-덱스트란을 가교결합을 진행하며 나노입자 형태로 전환하여 활용하는 연구는 아직 초기 단계이며 더불어 가교제를 활용하지 않고 나노입자를 합성하는 연구는 진행되고 있지 않고 있다.

한편, 카르복시메틸-덱스트란 수용액에 전자빔을 조사함으로써 나노입자를 제조하는 방법이 제공된 바 있으나(한국 등록특허 제10-1893549호), 카르복시메틸-덱스트란 수용액의 농도가 높고 전자빔의 세기가 일정 수준 이상인 경우에만 나노입자가 생성이 되는 한계가 있었다.

이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점 및 필요를 인식하고, 생체 적합하면서 순수한 카르복시메틸-덱스트란 나노입자 또는 나노겔을 제조하는 새로운 방법을 제공한다.

본 발명의 방법은 별도의 가교제 없고, 유기용매가 아닌 수용액 상에서, 보다 구체적으로는 산성 수용액에서 카르복시메틸-덱스트란 가교 나노 입자 형성할 수 있는 방법을 제공하며, 또한, 나노 입자의 크기를 제어할 수 있는 방법을 제공한다.

일 측면으로서, 카르복시메틸-덱스트란 수용액에 전자빔을 조사하여, 카르복시메틸-덱스트란의 분자간 또는 분자내 가교결합을 형성함을 포함하는, 가교된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명에서 상기 나노입자란 크기가 수 내지 수백 나노미터(nm, 10억분의 1미터인 물질)인 입자를 말한다. 본 발명에서 상기 나노입자는 입자의 크기가 1 내지 100nm인 것을 특징으로 할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 상기 나노입자란 나노겔 또는 나노하이드로겔도 포함하는 개념으로, 이하에서 나노입자, 나노겔 또는 나노하이드로겔은 모두 본 발명에 따른 나노입자를 의미하는 것으로 사용된다.

상기 수용액은 가교제 및 유기용매를 포함하지 않음을 특징으로 한다.

상기 전자빔을 조사한 이후, 투석 및 동결 건조단계를 추가로 포함한다.

상기 카르복시메틸-덱스트란 수용액은 산성임을 특징으로 하며, 산성 수용액을 위해 상기 카르복시메틸-덱스트란 함유 용액에 HClO₄을 추가로 포함할 수 있다. 이하에서 자세히 설명되고 입증되는 바와 같이, 카르복시메틸-덱스트란 수용액을 산성으로 하거나, 카르복시메틸-덱스트란 수용액에 산이 첨가되는 경우, 그렇지 않는 경우에 비해, 높은 나노입자 합성 효율이 증대됨을 새롭게 제공한다. 또한 pH의 조절 및 산 화합물을 첨가 농도의 조절로 예기치 않게 나노 입자의 크기를 제어할 수 있음을 제공한다.

본 발명에서 상기 카르복시메틸-덱스트란 수용액의 pH는 2.0 내지 6.0인 것을 특징으로 할 수 있다. 바람직하게는, 상기 카르복시메틸-덱스트란 수용액의 pH는 2.5 내지 5.0인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 카르복시메틸-덱스트란 수용액은 0.1 내지 5.0%(w/v)의 농도인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 상기 카르복시메틸-덱스트란 수용액은 0.2 내지 4.0%(w/v), 더 바람직하게는 0.3 내지 3.0%(w/v), 가장 바람직하게는 0.5 내지 2.0%(w/v)의 농도일 수 있다.

상기 전자빔의 조사선량을 변경하여 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자의 크기를 제어할 수 있고, 상기 전자빔의 조사선량을 늘려 상기 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자의 크기를 감소시킴을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 전자빔 조사선량은 2 내지 300kGy인 것을 특징으로 할 수 있다. 바람직하게는, 상기 전자빔 조사선량은 3 내지 200kGy인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에서 상기 전자빔 총 조사에너지 세기는 0.1MeV 내지 5.0Mev인 것을 특징으로 할 수 있다. 바람직하게는, 전자빔의 총 조사에너지 세기는 0.5MeV 내지 3.0Mev, 가장 바람직하게는 1.0MeV 내지 3.0MeV일 수 있다.

상기 수용액의 pH를 조절하여, 상기 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자의 크기를 제어함을 특징으로 하며, 상기 수용액의 pH를 낮춰 상기 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자의 크기를 증가시킴을 특징으로 한다.

상기 카르복시메틸-덱스트란 나노입자는 10nm 이하의 둥근 구형 모양임을 특징으로 한다.

상기 나노 입자는 팽윤 특성을 가지는 하이드로젤임을 특징으로 한다.

상기 나노 입자는 종양 선택성을 가짐을 특징으로 한다.

또 다른 측면으로서, 본 발명은, 방사성 동위원소, 유기 형광물질, 무기물질인 양자점, 자기공명영상 조영제, 컴퓨터단층촬영 조영제, 양전자단층촬영 조영제, 초음파 조영제, 형광 조영제 및 상형변환물질로 이뤄진 군에서 선택된 하나 이상의 표지 물질로 표지된 상기한 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 포함하는 조영제를 제공한다.

상기 나노 입자에 접합된 리간드 화합물 및 상기 리간드 화합물에 배위결합된 방사성 동위 원소를 포함할 수 있다.

상기 리간드 화합물은 NODA-GA-NH₂,DOTA-GA, DOTA, TETA 및 NOTA 중 적어도 어느 하나임을 특징으로 한다.

상기 방사성 동위 원소는 ¹¹C, ¹³N, ¹⁵O, ¹⁸F, ³⁸K, ⁶²Cu, ⁶⁴Cu, ⁶⁸Ga, ⁸²Rb, ¹²⁴I, ⁸⁹Zr, ^99mTc, ¹²³I, ¹¹¹In, ⁶⁷Ga, ¹⁷⁷Lu, ²⁰¹Tl, ^117mSn, ¹²⁵I, ¹³¹I, ¹⁶⁶Ho, ¹⁸⁸Re, ⁶⁷Cu, ⁸⁹Sr, ⁹⁰Y, ²²⁵Ac, ²¹³Bi, 및 ²¹¹At 중 적어도 어느 하나임을 특징으로 한다.

본 발명은 순수한 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 가교제 및 유기용매 없이 수용액 상에서 제조할 수 있는 방법을 제공한다.

본 발명은 최적화된 전자빔 조건하에서 재현성 있게 다양한 나노미터 사이즈의 카르복시메틸-덱스트란 나노입자를 균일하게 합성할 수 있었고, 방사성 표지를 통해 합성된 카르복시메틸-덱스트란 나노입자의 종양진단 조영제 및 치료제로서의 용도를 제공한다.

도 1은 카르복시메틸-덱스트란 고분자가 전자빔에 의해 가교되어 카르복시메틸-덱스트란 입자가 형성됨을 보여주는 개념도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예 1의 카르복시메틸-덱스트란의 크기 분포를 보여주는 그래프이다.
도 4 내지 5는 카르복시메틸-덱스트란의 종류, 산의 농도와 조사선량에 따른 입자의 크기를 보여주는 막대 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1의 샘플 중 하나의 카르복시메틸-덱스트란 나노입자의 DLS 분석 결과이다.
도 7은 카르복시메틸-덱스트란 나노입자를 대량으로 합성하고 동결건조 과정 이후 파우더 형태로 샘플을 얻은 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자의 TEM 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자의 하이드로젤 특성을 보여주는 실험 결과 사진이다.
도 10 및 도 13은 본 발명의 실시예 2의 카르복시메틸-덱스트란 나노입자에 이중기능킬레이트를 접합하여 킬레이트 화합물을 제조하는 과정을 보여주는 개략도이다.
도 11 및 도 14는 본 발명의 실시예 2의 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자에 Cu-64로 표지하는 과정을 보여주는 개략도이다.
도 12 및 도 15는 본 발명의 실시예 2의 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자에 Cu-64의 방사성 표지된 킬레이트 화합물의 방사화학적 순도 결과를 보여준다.
도 16은 본 발명의 실시예 2의 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자에 Cu-64의 방사성 표지된 킬레이트 화합물의 PBS(Phosphate Buffer Saline)와 혈청(Fetal Bovine Serum)에서의 안정도를 시간별 radio-TLC로 분석한 결과이다.
도 17 내지 도 18은 본 발명의 실시예 2의 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자에 Cu-64의 방사성 표지된 킬레이트 화합물의 정상 마우스에서의 생체분포확인 실험의 결과이다.
도 19 내지 도 20은 본 발명의 실시예 2의 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자에 Cu-64의 방사성 표지된 킬레이트 화합물의 종양모델에서 생체분포확인 실험의 결과이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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 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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

실시예 1: 카르복시메틸-덱스트란 나노젤의 제조

카르복시메틸-덱스트란을 물에 혼합하여 카르복시메틸-덱스트란 수용액을 제조하였고, 상기 카르복시메틸-덱스트란 수용액에 전자빔을 조사하는 방식으로 실험을 수행하였으며, 다양한 조건(수용액 산성도, 전자빔 조사 세기, 카르복시메틸-덱스트란의 농도(w/v%) 등)의 총 1,488개의 샘플 중에서 264개의 샘플이 나노입자로 합성되었음을 확인할 수 있었다.

나노입자의 크기 분포 분석

도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 합성된 카르복시메틸-덱스트란의 샘플을 분석했을 때, DLS 결과를 통해서 확인한 결과, 일부는 대략 20 nm에 해당하는 보다 더 큰 크기를 보이기는 하였지만, 대체로 3 nm 또는 7 nm로 작은 나노입자가 형성됨을 확인하였다.

수용액의 산성도에 따른 입자 분석

나노입자 합성을 위해 수용액에 산을 첨가하고 산의 농도를 달리하며 실험을 진행하였고 그에 따라 조사 시료의 pH가 변화하였는데, 주로 낮은 pH에서 나노입자 합성이 더 잘 이루어짐을 확인할 수 있었고, 합성되는 나노입자의 크기에 대한 범위도 더 넓음을 확인하였다.

카르복시메틸-덱스트란의 분자량에 따른 입자 분석

카르복시메틸-덱스트란을 이용한 전자빔 조사 실험의 경우에는 분자량이 서로 다른 2종류의 카르복시메틸-덱스트란을 이용하여 실험을 진행하였다.

분자량이 큰 카르복시메틸-덱스트란(150kDa)을 사용한 전자빔 조사 실험에서는 균일한 나노입자가 잘 만들어지지 않았지만, 분자량의 크기가 보다 작은 10-20kDa의 카르복시메틸-덱스트란의 경우에는 나노 입자가 잘 만들어졌다.

다양한 조건에서의 입자 분석

또한, 수용액의 조건을 달리한 실험을 진행하였다.

카르복시메틸-덱스트란을 활용한 실험에서 산(HClO₄)을 첨가하였을 때 나노입자가 잘 만들어지는 것을 확인하며 산을 첨가하며 입자 합성 실험을 진행하였다.

우선, 0.2% HClO₄ 수용액(pH 3.1) 조건에서, 카르복시메틸-덱스트란의 농도(0.5%, 1%, 2%, w/v%)에 따라 합성되는 입자의 크기가 어떻게 달라지는지 확인해보는 실험을 진행해보았을 때, 도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 카르복시메틸-덱스트란의 농도가 달라지더라도 합성되는 입자의 크기는 거의 동일하게 유지됨을 확인하며 카르복시메틸-덱스트란의 농도는 전자빔을 이용한 나노입자의 합성에 큰 영향을 주지 않음을 확인할 수 있었다.

첨가하는 산의 농도(0.1%, pH 4.0 / 0.2%, pH 3.0)를 달리하며 실험을 진행해보았고, 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 첨가되는 산의 농도가 증가함에 따라 합성되는 입자의 크기가 증가되는 경향성을 확인할 수 있었고, 전자빔 조사선량이 증가함에 따라 입자의 크기가 감소하는 경향성을 확인할 수 있었다.

전자빔 에너지의 세기(1 MeV, 2.5 MeV)를 달리하며 실험을 진행해보았지만 에너지의 세기의 차이는 형성되는 나노입자 크기 차이에 영향을 주지 않음을 확인하였다.

이와 같은 결과를 보이는 카르복시메틸-덱스트란 나노입자를 대량으로 합성하였고, 도 7의 사진처럼 동결건조 과정 이후 파우더 형태로 샘플을 얻을 수 있었다.

나노입자의 광학 분석

합성된 카르복시메틸-덱스트란 나노젤에 대해서도 TEM을 통해서 입자의 크기 및 모양을 확인해보는 연구를 진행하였고, 도 8의 사진에서와 같이, 입자들 간의 크기 차이가 어느 정도씩 발생되어지긴 하였지만 대부분 10nm 이내의 둥근 구형 모양을 유지하고 있음을 확인하였다.

하이드로젤 특성 분석

합성된 나노입자가 실질적으로 물을 잘 머금는(Swelling) 하이드로젤의 특징을 지니고 있는지를 확인하는 실험을 진행해보았고, 대조군으로는 순수한 물과 전자빔을 조사하지 않은 카르복시메틸-덱스트란을 사용하여 실험을 진행하였다.

동일한 양의 카르복시메틸-덱스트란 나노입자와 대조군을 각각 500 μL의 물에 녹인 후, 분리막을 가진 원심여과기를 사용하여 원심분리를 진행하여 각각의 튜브 바닥에 떨어진 물의 양을 확인해보았고, 그 차이가 잘 보이도록 하기 위하여 튜브 아래로 떨어진 물을 초록색의 잉크로 염색시킨 후 사진을 찍었다.

그 결과를 확인해보았을 때, 도 9에서 확인할 수 있는 바와 같이, 전자빔을 조사하여 얻어진 나노입자 샘플에서 원심분리 과정 이후 튜브 바닥으로 떨어지는 물의 양이 보다 적고, 상층액 부분에 더 많은 용액이 남겨져 있음을 확인할 수 있었다.

이와 같은 결과를 통하여 전자빔 조사를 통해 합성된 카르복시메틸-덱스트란 나노입자가 대조군보다 물을 잘 머금으며 하이드로젤로서의 특징을 지니고 있음을 확인할 수 있었다.

실시예 2: 카르복시메틸-덱스트란 나노젤의 활용

합성된 나노젤이 체내에서 안정성을 유지하는지 또한 생체 내에 주사되었을 때 어느 장기에 어느 정도로 분포되는지 체외로 배출은 어떤 경로를 통해서 이루어지는 지를 효과적으로 확인해보기 위해서 나노젤을 방사성동위원소로 표지하여 이를 추적해보기 위해서 방사능표지 실험을 진행하였다. 방사성동위원소로는 반감기가 12.7 시간으로 중반감기 핵종인 구리-64(Cu-64)를 사용하여 연구를 진행하였고, Cu-64를 나노젤에 표지하기 위하여 우선 나노젤에 Cu 이온이 잘 결합할 수 있는 이중기능 킬레이트를 컨쥬게이션 하는 과정을 진행하였다. 먼저 합성된 카르복시메틸-덱스트란 나노젤을 이용하여 Cu-64가 잘 표지될 수 있는 이중기능 킬레이트를 선별하기 위한 연구를 진행하였다.

도 10의 개략도와 같이, 이중기능 킬레이트인 DOTA-GA-NH₂를 사용해서 카르복시메틸-덱스트란 나노젤에 접합하는 실험을 진행하였고, 카르복시메틸-덱스트란 나노젤을 피리딘에 녹여준 후 토실 클로라이드를 한 방울씩 천천히 떨어뜨려주며 밤새 반응을 진행하였다. 이 후, 아래 화학식1의 DOTA-GA-NH₂를 추가한 후 높은 열을 가해주며 하루정도 반응을 진행한 후, DOTA-GA-NH₂와 접합반응이 이루어진 카르복시메틸-덱스트란 나노젤을 원심여과기로 분리하였다. 동결건조 과정을 통하여 순수한 흰색 파우더 형태의 DOTA-GA-카르복시메틸-덱스트란 나노젤을 얻었다.

[화학식 1]

Cu-64를 이용한 방사성 표지를 진행해보았고 도 11의 개략도와 같이, pH가 6.8인 버퍼에 DOTA-GA-카르복시메틸-덱스트란 나노젤을 넣고 확립된 온도 및 시간에서 ⁶⁴CuCl₂와 반응하였다. 반응이 완료된 후, 원심여과기를 통하여 Cu-64가 표지된 카르복시메틸-덱스트란 나노젤만을 정제해서 얻는 과정을 거친 후 Radio-TLC를 사용하여 방사화학적 순도를 확인하였다.

그 결과 도 12의 결과와 같이, 방사화학적 순도가 66%인 것을 확인할 수 있었다.

그래서 보다 높은 수율을 보이며 더 효과적으로 Cu-64를 표지할 수 있을 것으로 예상되는 이중기능 킬레이트인 아래 화학식 2의 NODA-GA-NH₂를 사용해서 카르복시메틸-덱스트란 나노젤에 접합하는 실험을 진행하며 Cu-64가 표지된 방사화학적 순도를 확인해보고자 하였다.

[화학식 2]

동일하게 카르복시메틸-덱스트란 나노젤을 사용하여 진행하였고, 도 13의 개략도와 같이, 먼저 피리딘에 나노젤을 녹여준 후 토실 클로라이드를 한 방울씩 천천히 떨어뜨려주며 밤새 반응을 진행하였다. NODA-GA-NH₂를 추가한 후 80°C의 높은 열을 가해주며 하루정도 반응을 진행한 후, NODA-GA-NH₂와 접합반응이 이루어진 카르복시메틸-덱스트란 나노젤을 원심여과기로 분리하였다. 최종적으로 동결건조를 통하여 순수한 흰색 파우더 형태의 NODA-GA-카르복시메틸-덱스트란 나노젤을 얻었다.

도 14에서와 같이, Cu-64를 이용한 방사성 표지를 진행해보았고 pH가 6.8인 버퍼에 NODA-GA-카르복시메틸-덱스트란 나노젤을 넣고 적정 온도 및 시간에서 ⁶⁴CuCl₂와 반응한 후, 원심여과기를 통하여 Cu-64가 표지된 카르복시메틸-덱스트란 나노젤을 정제해서 얻는 과정을 거친 후 Radio-TLC를 사용하여 방사화학적 순도를 확인하였다.

그 결과 도 15에서 확인할 수 있는 바와 같이, 이중기능 킬레이트로 DOTA-GA를 사용한 결과와는 다르게 NODA-GA가 접합된 카르복시메틸-덱스트란 나노젤의 방사화학적 순도가 거의 100%로 매우 높게 Cu-64와 우수하게 표지 반응이 이루어짐을 확인할 수 있었다.

방사 표지된 나노입자의 안정성의 경우, 방사선분해(Radiolysis)를 확인해보는 방식으로 실험을 진행하였고 PBS (Phosphate Buffer Saline) 와 혈청 (Fetal Bovine Serum)을 이용하여 시간별로 radio-TLC로 분석하며 나노입자의 안정성을 확인해보고자 하였다.

그 결과, 도 16에서 확인할 수 있는 바와 같이, 1시간과 4시간까지 높은 안정성을 보여줌을 확인할 수 있었고, 24 시간에 대한 결과에서도 동일하게 95% 이상의 뛰어난 안정성을 보였기에 마우스 내에서도 충분히 그 안정성을 유지할 수 있을 것으로 예측해볼 수 있었다.

정상 마우스에서 생체분포확인 실험

Cu-64로 표지된 카르복시메틸-덱스트란(carboxymethyl-dextran, CM-dextran) 나노젤을 이용해서도 동일하게 정상 마우스에 대해 주사 후 24시간 뒤에 생체분포확인 실험을 진행하며 장기들에 대한 분포 및 체외로 배출 경로를 확인하였다.

도 17에서 확인할 수 있는 바와 같이, 간과 신장에 비슷하게 가장 높은 섭취를 보이는 결과를 보여주었고, 입자의 크기가 6 nm로 작기 때문인지 체외로 빠르게 배출되어서 주사 후 24 시간 후에는 체내에 남아있는 방사능량이 다소 낮음을 확인하였다.

추후 B16F10 종양 모델을 이용한 실험을 위해서 검정색 털을 지닌 C57BL/6 마우스를 사용해서도 동일한 생체분포확인 실험을 진행해 보았다.

도 18에서 확인할 수 있는 바와 같이, 사용한 마우스의 종류 차이로 인해 간과 신장에 섭취 되는 정도가 조금의 차이를 보이기는 하였지만 그 이외의 장기들에 대한 섭취 분포의 정도 및 경향성은 거의 일정함을 확인할 수 있었다.

다음으로는 Cu-64로 표지된 카르복시메틸-덱스트란 나노젤을 이용하여 종양모델에 대한 생체분포확인 실험을 진행하며 종양에 대한 타겟 능력 및 장기들에 대한 분포 및 배출을 확인하였다.

먼저 카르복시메틸-덱스트란 나노젤을 흑색종인 B16F10 종양 모델에서 생체분포확인 실험을 진행하였다. 도 19에서 확인할 수 있는 바와 같이, 간과 신장에 높은 섭취를 보여주긴 하였지만 그 다음으로 종양에 대한 섭취가 1.0%ID/g으로 높게 나타남을 확인하였다. 종양 대 근육비는 41.2배, 종양 대 혈액비는 7.4배로 매우 우수하게 종양을 진단할 수 있음을 확인하였다.

다음으로 대장암종양세포(CT26)를 이용하여 종양모델에 대한 생체분포확인 실험을 진행하였고, 도 20에서 확인할 수 있는 바와 같이, 그 결과 간에 대해서 8.2 %ID/g로 가장 높은 섭취를 보여주었고, 그 다음으로 신장 (1.6 %ID/g), 비장 (1.4 %ID/g)에 대한 섭취가 높았다.

종양에도 1.48 %ID/g의 섭취로 타 장기들보다 높은 섭취를 보여주었고, 종양 대 근육비(Tumor to muscle ratio)는 13.2배, 종양 대 혈액비(Tumor to blood ratio)는 3.7배로 우수하게 종양을 진단할 수 있음을 확인하였다.

Claims

카르복시메틸-덱스트란 수용액에 전자빔을 조사하여, 카르복시메틸-덱스트란의 분자간 또는 분자내 가교결합을 형성함을 포함하는,
가교된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 제조하는 방법에 있어서,
상기 수용액의 pH를 산성으로 조절하여, 상기 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자의 크기를 제어함을 특징으로 하는 가교된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 제조하는 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 카르복시메틸-덱스트란 수용액은 pH 2 내지 6인 것을 특징으로 하는,
가교된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 제조하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 카르복시메틸-덱스트란 수용액에 HClO₄을 추가로 포함하는,
가교된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 제조하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 카르복시메틸-덱스트란 수용액은 0.1 내지 3%(w/v)의 농도인 것을 특징으로 하는,
가교된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 제조하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 전자빔은 2 내지 300kGy의 조사량으로 조사되는 것을 특징으로 하는,
가교된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 제조하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 전자빔의 조사선량을 변경하여 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자의 크기를 제어함을 특징으로 하는,
가교된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 제조하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 전자빔의 조사선량을 늘려 상기 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자의 크기를 감소시킴을 특징으로 하는,
가교된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 제조하는 방법.
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제1항에 의해 제조된 카르복시메틸-덱스트란의 분자간 또는 분자내 가교결합만으로 형성된 나노 입자로서, 상기 나노 입자는 10nm 이하의 둥근 구형 모양임을 특징으로 하는,
카르복시메틸-덱스트란 나노 입자.
제10항에 있어서,
상기 나노 입자는 종양 선택성을 가짐을 특징으로 하는,
카르복시메틸-덱스트란 나노 입자.
방사성 동위원소, 유기 형광물질, 무기물질인 양자점, 자기공명영상 조영제, 컴퓨터단층촬영 조영제, 양전자단층촬영 조영제, 초음파 조영제, 형광 조영제 및 상형변환물질로 이뤄진 군에서 선택된 하나 이상의 표지 물질로 표지된 제7항 또는 제8항의 방법에 따라 제조된 카르복시메틸-덱스트란 나노 입자를 포함하는 조영제.
제12항에 있어서,
상기 나노 입자에 접합된 리간드 화합물; 및
상기 리간드 화합물에 배위결합된 방사성 동위 원소를 포함하는,
조영제.
제13항에 있어서,
상기 리간드 화합물은 NODA-GA-NH₂,DOTA-GA, DOTA, TETA 및 NOTA 중 적어도 어느 하나임을 특징으로 하는,
조영제.
제13항에 있어서,
상기 방사성 동위 원소는 ¹¹C, ¹³N, ¹⁵O, ¹⁸F, ³⁸K, ⁶²Cu, ⁶⁴Cu, ⁶⁸Ga, ⁸²Rb, ¹²⁴I, ⁸⁹Zr, ^99mTc, ¹²³I, ¹¹¹In, ⁶⁷Ga, ¹⁷⁷Lu, ²⁰¹Tl, ^117mSn, ¹²⁵I, ¹³¹I, ¹⁶⁶Ho, ¹⁸⁸Re, ⁶⁷Cu, ⁸⁹Sr, ⁹⁰Y, ²²⁵Ac, ²¹³Bi, 및 ²¹¹At 중 적어도 어느 하나임을 특징으로 하는,
조영제.