KR20010012857A

KR20010012857A - 개선된 약물 전달용 위장체류 방출조절 미소립자

Info

Publication number: KR20010012857A
Application number: KR1019997010823A
Authority: KR
Inventors: 일럼리스베쓰; 핑헤
Original assignee: 웨스트 파머슈티컬 서비스 드러그 딜리버리 앤드 크리니컬 리써치 센터 리미티드
Priority date: 1997-05-24
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 2001-02-26
Also published as: NZ338105A; DE69825049D1; DE69825049T2; IL132453A0; EP0984774A1; AU7664298A; US6207197B1; CA2285580A1; GB9710699D0; GB9926405D0; HUP0002935A2; PT984774E; WO1998052547A1; EP0984774B1; NO995753L; PL336037A1; HUP0002935A3; GB2341550A; BR9809453A; AR012854A1

Abstract

본 발명은 위장 환경내에서 활성약제의 장시간에 걸친 방출 조절을 위한 약물 전달 조성물에 관한 것으로, 상기 조성물은 내부코어에 활성 성분을 포함하고, 수불용성 고분자 속도제어층(i)과 양이온 고분자 형태의 점막 점착제 외부층(ii)을 포함하는 미소립자를 포함하여 구성된다.

Description

개선된 약물 전달용 위장체류 방출조절 미소립자{GASTRORETENTIVE CONTROLLED RELEASE MICROSPHERES FOR IMPROVED DRUG DELIVERY}

대부분의 약물을 투여하기 위한 바람직한 방법은 위장관(gastrointestinal tract)을 통하는 것이다. 대부분의 약물들은 장관 전체에 걸쳐서 잘 흡수되지만 일반적으로 극성을 띠는(polar in nature) 일부 화합물들은 대장에서 잘 흡수되지 않는다. 그러한 약물에 있어 흡수가 일어나는 주요 영역은 소장이다. 일부 약물은 수용체-매개 운반(receptor-mediated transport), 활성 운반 또는 다른 특정 운반체기구와 같은 자연적인 통로를 이용할 수 있고, 소장내 소위, "흡수창(absorption windows)"이라는 것을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. "흡수창"이라고 하는 용어는 약물이 소장 및 대장 전체보다는 장내의 제한된 영역에서 흡수된다는 것을 의미한다. "창"은 십이지장, 공장(空腸) 또는 회장 또는 그들의 일부분을 의미할 수 있다. 그러한 약물들의 예로는 메틸도파(methyldopa) 및 캡토프릴(captopril)등 이다. 소장내에서 이상적이지 못한 흡수행태를 보여주는 이러한 약물들은 그 주된 흡수사이트 중에서도 위장내에서 예를 들어 위장 체류 약물 제제(a gastroretentive drug formulation)에 의해, 머물도록 하는 것이 좋을 것이다.

또한, 위장 체류 시스템는 위장내에서 국소 효과를 나타내도록 된 약물의 투여에도 효과적일 것이다. 그러한 형태의 하나의 치료법의 좋은 예가 헬리코박터 피롤리(Helicobacter pylori;H.pylori)의 국소치료에 잘 알려진 바대로 항생제를 사용하는 것이다. 또한, 캠피로박터 피롤리(Campylobacter pylori)치료용 항균물질의 사용(H₂-수용체 차단제와 같은 다른 물질을 이용한 추가적인 치료를 겸함)은 히르쉐와 플레쉐(Hirsche and Pletschette(1989))의 논문(1989)에 제안되어 있다(Cnampylobacter pylori and Gastroduodenal Ulcers(Rathbone and Healthy,eds.), Backwell(1989) p. 217). 특히, 이 저자들은 위장내에서의 체류가 달성된다면 국부적 활성을 나타내는 약물들이 국소 치료를 위하여 쉽게 경구투여 될 수 있을 것이라고 제안하고 있다.

위장내 체류를 달성하기 위하여, 약품의 밀도나 크기에 기인하거나, 추정 점막 점착 개념(putative bioadhesion concept)에 기초한 메카니즘의 이용을 통하여 위장내에서의 체류가 연장됨을 나타내는 복용량 형태(dosage forms)를 포함하는 다양한 방법들이 종래 기술로 제안되어 있다.

위장내 체류 복용량 형태들의 문제(topic)는 모에스(Moes;Cirt.Rev Ther. Drug Carrier Syst., 10,143(1993))와 데시판드(Deshpande;Drug Devel.Ind. Pharm., 22, 531(1996))) 등에 의해 잘 검토된 바 있다. 이들 검토 논문들에서 약물전달 시스템의 위장 체류 시간을 연장하기 위해 제안된 방법들은, 지방산과 같은 약제(agents), 위에서 소장으로의 물질(material) 통과를 지연시키는 약리제, 및 벌어지는(unfolding) 고분자 시트(polymer sheet)와 구상 물렐시트(balloon hydrogels)와 같은 장치들을 포함한다(Park. K and Park., Proc. Int. Symp.Control. Rel. Bioact. Mater., 14,41(1987) and Cargill R., Caldwell, I.J., Engle, K., Fix, J.A., Porter, PA., and Gardner, C.R, Pharm. Res., 5, 533,1988).

위장내 체류를 위하여 큰 단위별 개별 복용량 형태(large single unit dosage forms)를 사용하는 개념이 일견하여 바람직하지만, 특정 환자군에서 식도나 소장의 막힘을 포함하는 잠재적인 문제점들이 유발될 수 있다는 것이 알려져 있다.

시간을 연장시켜서 위장내에 약물 전달기구를 체류하게 하는 다른 방법으로는 크기가 7mm 이상 20mm 미만인 비-붕괴(non-disintegrating) 정제나 캡슐을 다량의 식사와 더불어 투여하는 것이다. 자연적인 위장 운동 과정들은 일반적으로 그러한 크기의 전달기구가 위장이 공복 상태가 될 때까지 위에서 빠져나가지 않도록 한다. 그 후 전달기구는 이동 근전위 복합체(the migrating myoelectric complex;Phase Ⅲ activity)로 알려진 생리학적 과정의 형태를 통하여 소장으로 빠져나간다. 그러나, 약물흡수가 음식물에 의해 영향을 받는 많은 경우, 굶은 공복상태의 위장에 치료제를 투여하는 것이 좋을 것이다.

위장 장애의 국소 치료의 경우에, 위장에 액체/음식물이 없게 되었을 때 위점막 표면에 약물 전달기구를 가깝게 점착하는 것이 효과적일 것이다. 이러한 효과를 달성하기 위한 종전의 시도들은 성공적이지 못하였고 사람의 체내에서 체류시간의 효과적 증가는 보고된 적이 없다. 본 명세서에서 "체류시간의 효과적 증가(beneficial increase in residence time)"는 금식한 상태인 환자들의 위장내에서의 체류시간이 제어 용액 제제(a control solution formulation)의 체류 시간보다는 적어도 3배이상 이라는 의미로 사용한다.

위장내 체류 물질로서 생체 점막 점착성(bioadhesive) 고분자들을 사용하는 것은 약학 문헌에 자주 논의되어 왔고 특허출원의 대상이기도 했다(예를 들어, Ch'ng, H.S., Park, H., Kelly, P., 및 Robisbon, J.R., J.Pharm. Sci., 74, 399(1985); Longer, M.A., Ch'ng, H.S., 및 Robinson,J.R., J.Pharm. Sci., 74,406(1985); 및 Gurney and Junginger(Eds.) Bioadhesion Possibilities and Future Trends, Wissenschafliche Verlaggeschelchaft(1990) 참조).

증가된 위장 체류와 점막 점착 특성을 갖는 정제와 펠렛에 대하여는 국제특허출원공개 WO 94/00112에 기술되어 있다. 위장 장애(H. Pylori 포함)의 치료에 있어서 마이크로 점착(microadhesive) 제제들의 특정하여 사용하는데 대하여는 국제특허출원공개 WO 92/18143에 기술되어 있다. 천연검(gums), 식물 추출물, 슈크랄페이트(sucralfate), 아크릴산, 또는 메타크릴산 유도체들이 위장내에서의 방출 억제(sustained release)및/또는 체류 연장을 부여하는 수단으로서 제시된다.

퓨로세마이드(furosemide)를 경구투여하기 위한 방출 조절 점막 점착 미소과립(mucoadhesive microgranules)가 미국특허 제5,571,533호에 기술되어 있다. 그러한 과립들은 친유성부형제로 제조되고, 카르보머, 폴리카보필, 하이드록실프로필 메틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스 또는 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 점막 점착 음이온 고분자들로 코팅된다.

모에스(1993;상기 참조)는 그러한 점막 점착 고분자들이 펠렛이나 정제들과 같은 고체 전달기구의 위장관 통과를 현저하게 제어하거나 감소시킬 수 없기 때문에 위장관 통과를 개선하기 위한 점막 점착성 고분자의 사용을 포기했다고 보고한 바 있다.

Bechgaard, H. 와 Ladefoged의 , K., J. Pharm. Pharmacol., 30, 690(1978)게재논문 및 런던대학교(University of London)의 1989년도 PhD 박사논문인 Clarke, G.M.의 Gastrointestinal Transit of Spherical Granules of Differing Size and Density 에서 위장내 체류를 위하여 고밀도의 펠렛과 다른 단일 유닛에 대하여 조사되었지만, 그러한 접근 방법은 비중이 2.0이상이 아닌 경우 사람에게 현저한 효과를 가져오지는 않았다. 기술자들이라면 그러한 고밀도는 제조공정과 중량의 관점에서 통상적인 약학제품에 매우 불리하다는 것을 알 것이다.

펠렛과 정제의 형태에 있어서 저밀도(유동기구;floating systems)도 또한 알려져 있다(Babu et al, Pharmazie, 45, 268(1990); Mazer et al, J. Pharm. Sci. 77, 647(1988)). 일부 미미한 이점들이 나타날 수 있지만, 그러한 기구들이 당연히 위장에서 장시간 체류하도록 해주는 것은 아니다. 그러나, 그것들은 식사직후에 투여되어야 하는 것이 요구되기는 하지만 조기 및 불규칙한 위장공복(early and random gastric emptying)에 대하여 약간의 보호를 제공한다.

0.1 내지 2mm의 크기이고 탄산수소나트륨을 함유하고 통상 수용성 필름 코팅제로 코팅된 유동형 소형캡슐이 미국 특허 제4,106,120호에 기술되어 있다. 가스발생에 기초한 유사한 유동성 과립이 미국 특허 제4,844,905호에 기술되어 있다. 또한, 유동성 캡슐도 미국특허 제5,198,229호에 기술되어 있다. 아티아비 등(Atyabi et al, J. Control. Rel., 42,105(1996))은 위장내에서 염산과 반응하여 이산화탄소(CO₂)를 방출하는 탄산수소염을 함유하는 이온 교환기구에 대하여 기술하였는데, 그 가스는 비드(beads)를 둘러싸고 있는 반투과성(semi-permeable) 멤브레인내로 포집된다. 이것이 입자를 유동하게 한다. 하나의 적합한 코팅제로서 유드라지트 알에스(Eudragit RS)가 공지되어 있다. 비록 금식한 위장의 혹독한 조건하에서 당해 제제를 테스트하는 것이 당해 문서에 기술되어 있지 않지만, 입자들은 음식물과 함께 공급될 수 있을 것이다. 방출을 늦추기 위하여 약물을 입자들내에 결합하지 않았다.

버톤 등(Burton et al J.Pharm. Pharmac., 47,901(1995))은 인체내의 수용액과 비교하여 음전하를 띠고 있는 미세 입자들의 형태로 된 이온 교환 수지의 위장내 체류를 연구하였다. 그들은 처음 60 내지 70%의 수지가 수상으로서(as an aqueous phase) 동일한 속도로 빠져 나갔지만 나머지 30 내지 40%의 수지는 장시간동안 남아 있었다는 것을 알았다. 하룻밤의 단식 후에 모든 피시험자에게 투여되었다. 방출제어 특성을 갖는 위장체류기구나 약물이 포함된 미소립자 어느 것도 언급되거나 제안되어 있지 않는다.

유럽특허출원 EP 635 261는 양이온 폴리사카라이드 필름이 적층된 겔화가능한 하이드로콜로이드의 핵을 포함하는 건조된 미소립자들로 구성되고 개량된 약물 흡수성을 갖는 코팅된 마이크로 입자들을 기술하고 있다. 상기 특허 출원에 기재되어 있는 마이크로 입자들은 장으로부터 약물의 흡수를 증진시킨다. 위장체류는 언급되어 있지 않다(그와 반대로, 마이크로 입자들이 십이지장에 들어갈 때까지 입자들을 보호하기 위하여 전체적으로 코팅된 젤라틴 캡슐에 함유될 수 있다는 것이 제안되어 있다). 유럽특허 출원 EP635 261의 마이크로 입자들의 매트릭스내에 결합된 것은 약물학적으로 유용한 약품이다. 바람직한 하이드로콜로이드로는 한천, 펙틴, 크산탄검, 슈거검, 로커스트빈검, 히알루론산, 카제인 및 알긴산 수용성 염이있다. 마이크로 입자를 수득하는 과정은 하이드로 콜로이드 겔화가 일어나는 배지에 겔화가능한 하이드로 콜로이드 용액을 첨가하는 다단계 공정임을 특징으로 한다(예를 들어,염화칼슘). 그와 같이 형성된 마이크로 입자들은 약물이 마이크로 입자내로 확산하는 농축약물 용액내에 분리 및 현탁된다. 그리고 나서, 마이크로 입자들은 구형체의 표면위에 폴리사카라이드의 적층(deposition)을 달성하기 위하여 양이온 폴리사카라이드용액(예를 들면, 디에틸아미노덱스트란)내에 분리되고 현탁된다. 다음으로, 코팅된 입자들(the covered spheres)을 분리, 수세 및 건조한다. 이들 많은 공정 단계동안 어떻게 약품이 입자내에 잔류되는가에(retained) 대하여는 어떠한 언급도 없다. 마이크로 입자 조성물의 일부로서 속도 제어 맴브레인의 사용은 언급되어 있지 않다. 또한, 스프레이 건조에 의한 마이크로 입자들의 제조에 대한 언급도 없다.

키토산 미소립자(microspheres)와 마이크로 캡슐들은 이미 약물 전달기구로서 공지되어 있다. 그러한 하나의 연구가 야오(Yao et al) 등에 의해 간행되었다(J.M.S. -Rev. Macromol. Chem. Phy., C35, 155(1995)). 그러한 기구들을 만들기 위하여 키토산은 글루타르알데히드와 같은 약제로 가교결합된다. 또한, 복합 코아세르베이션(coacervation) 과정에 의해 생산된 키토산 마이크로 캡슐들도 공지되어 있다. 알긴산염은 양전하를 띤 키토산과 결합할 수 있는 음전하를 띤 바람직한 약제이다(예를 들어, Polk et al, J. Pharm. Sci. 83, 178 (1994)참조). 키토산에 기초한 유동 과립들과 방출억제에 대하여는 미야자키 등의 chem. Pharm. Bull., 36, 4033(1998)과 이노우에 등의 Drug Des. Deliv., 4, 55, (1989)에 기술되어 있다. 그러나, 이들 논문에서 언급된 입자들은 크기가 크고, 방출 속도를 변화시키는 고분자를 포함하지 않는다.

거대분자들의 제어 및 연장된 방출을 위한 키토산 조성물들이 미국 특허 제4,895,724호에 기술되어 있다. 내부에 거대분자가 분산되어 있는 키토산의 다공성 매트릭스가 기술되어 있는 것이다. 상기 특허에는 키토산이 글루타르알데히드, 글리옥살, 에피클로로히드린 및 숙신알데히드를 포함하는 다양한 약제들에 의해 가교 결합될 수 있다는 것이 언급되어 있다. 점막점착이나 위장내 체류를 위한 미소립자들의 사용은 제안되어 있지 않다.

경구 전달용 키토산 미소립자들은 다른 특허에 기술되어 있다.(Ohya et al, J. Microencaps., 10, 1(1993); JP 5339149, EP 486 595, EP 392 487). 그러나, 그러한 입자들은 방출 조절 효과를 제공하기 위한 관점에서 제조된 것은 아니었다.

최근 국제특허출원(WO 93/21906)에는 약물을 포함하는 마이크로캡슐의 형태이나 그러한 마이크로캡슐위의 코팅과 같은 점막 점착성 고분자가 일정한 범위내에서 기술되어 있다. 키토산은 점막 점착 테스트에 거의 관여하지 않는 것으로 기재되어 있다. 더군다나, 키토산 마이크로 입자들의 제조방법은 그들이 음전하를 띠게할 수 있다.

따라서, 요약하면, 다음과 같은 특성을 갖는 기구를 제공하는 것은 위장에 약물을 전달하기 위하여 유익할 것이다.

- 포유동물 실험 대상자들(예를 들어, 사람)의 공복내에서의 현저한 체류 시간

- 수용성 및 지용성 약물의 다량 함유

- 치료에 요구되는 시간동안 상기와 같은 약품들의 방출 조절(즉, 위 장으로 약품의 전달, 및/ 또는 소장내의 흡수창으로부터의 증진된 약물의 흡수).

바람직한 다른 특성들은 다음을 포함한다;

- 기존의 약학적 공정법을 이용한 제제(formulation)의 제조

- 식품 또는 약품에 사용하거나 유사한 법규에 사용이 허용된 물질의 제제의 제조에의 사용

본 발명은 포유동물의 위장질환의 국소치료 또는 포유동물의 소장내에서 제한된 흡수능을 갖는 약물(drugs)의 장내 흡수를 증진시키기 위하여 포유동물의 위장내에서 약제(pharmacheutical agents)를 머무르게 하는(retain) 신규한 방법에 관한 것이다.

도 1은 유중 수적형(W/0) 에멀젼 스프레이 건조법에 의해 제조된 시메티딘 함유 마이크로입자들의 방출 경로(release profile)이고,

도 2는 수중 유적형(O/W) 에멀젼-스프레이 건조법에 의해 제조된 니자티딘 함유 마이크로입자들의 방출 경로이고,

도 3은 유중수적/수중유적형(W/0/W) 에멀젼-스프레이 건조법에 의해 제조된 시메티딘 함유 마이크로입자들의 방출 경로이고,

도 4는 유중수적/수중유적형(W/0/W) 에멀젼-스프레이 건조법에 의해 제조된 파모티딘 함유 마이크로 입자들의 방출 경로이고,

도 5는 유중수적/수중유적형(W/0/W) 에멀젼 스프레이 건조법에 의해 제조된 디소듐 클론드로네이트 테트라하이드레이트 함유 마이크로입자들을 포함하는 제제의 위배출을 나타낸 막대그래프이다.

본 발명자들은 놀랍게도 치료제(즉, 활성 성분 또는 약물)를 함유하는 하나의내부코어(선택적으로 젤상태의 하이드로콜로이드를 포함)와; 수불용성 고분자(에틸셀룰로오스)로된 하나의 속도 제어 멤브레인과; 그리고 하나의 양이온 폴리사카라이드, 하나의 양이온 단백질 및/또는 하나의 합성 양이온 고분자를 포함하는 점막 점착성 양이온 고분자로 된 외부층;을 포함하여 구성되는 미소립자들이 앞서 언급한 필요한 성능기준을 제공할 수 있음을 발견하였다.

본 발명의 첫 번째 양상에 의하면, 장시간 동안 위장환경에서 활성 성분의 방출 조절을 위한, 미소립자를 포함하여 이루어지는, 약물 전달 조성물을 제공하는 것으로, 이 미소립자는 내부코어에 활성 성분을 포함하고, 불용성 고분자 속도 제어층(ⅰ) 및 양이온 고분자의 형태의 점막 점착제 외부층(ⅱ)을 포함하여 구성된다(이하, 본 발명의 조성물이라 한다).

통상적으로 본 발명의 조성물은 복수의 미소립자 형태로, 바람직한 액체(예를 들어, 물)와 함께, 포유동물에 투여될 때 초기에 위장 내용물위에 유동하고, 위장에 액체/음식이 없을 때, 입자들과 위장의 점액표면 사이에서 또는 위장벽면과의 관계에서 유익한 작용을 하는 표면을 갖는다. 지속적인 방출기구내에 약물을 함유하고 있는 미소립자 내부코어들은 양이온 고분자로 코팅되어 있다. 속도 제어층은 약물을 함유하는 미소립자 내부코어의 어느 부분일 수도 있고, 별도의 층이 될 수도 있다. 약물은 내부코어를 통하여 균일하게 (균질하게) 분산되거나 불균일하게 (불균질하게) 분산될 수 있다. 본 발명의 조성물은 장시간(예를 들어, 정상상태에서, 위장이 스스로 수분을 제거하는데 소요되는 시간의 적어도 2배)에 걸쳐 위장관의 위장 환경(즉, 위장 부분)에서 약물 방출 하도록 할 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 것으로, " 미소립자"라는 것은, 실질적으로 구형이고 "미크론" 크기의 마이크로 입자들과 마이크로 캡슐(약물이 매트릭스에서 균질하게 분산되는 것이 아니라 캡슐화되는 그러한 미소립자 및 마이크로 캡슐)을 포함한다. "실질적으로 구형"이라는 것은 우수한 구형도를 갖는 마이크로 입자들(즉, 광학현미경 검사에 의해 측정가능한 장경의 길이가 측정가능한 단경 길이의 2배 이상 또는 그 미만인 입자들이 80%이상인 것)을 말한다.

미소립자들은 레이저 회절법을 이용하여 측정하였을 때 0.5 내지 1000㎛, 바람직하게는 1 내지 700㎛, 가장 바람직하게는 5 내지 500㎛ 범위(평균부피직경(MVD)를 의미함)의 크기를 갖는다. 본 발명자들은 상기 범위의 크기가 위장내에서 우수한 체류를 나타낸다는 것을 발견하였다. 1000㎛이상(예를 들어 1000 내지 2000㎛)의 펠렛 및 과립과 같은 보다 큰 입자들은 잘 점착하지 않는다.

본 발명자들은 본 발명의 조성물들이 저밀도이고, 적합한 투여액(dosing liquid)과 함께 투여한 후 초기에 위장의 내용물위에 유동(floating)한다는 것을 발견하였다. 위장에 내용물이 없을 때, 입자들은 위장벽에 잘 점착되어 코팅한다.

외부층에 점막 점착제로서 사용될 수 있는 양이온 고분자들은 합성 양이온 고분자들 그리고, 특히 양이온 폴리사카라이드 및 양이온 단백질 등이다. 미소립자들이 pH 4, 0.001M 완충용액(인산완충용액, McI1vanes 완충용액, HEPES 완충용액 등)에서 +0.5mV 이상, 바람직하게는 +5.0mV 이상, 가장 바람직하게는 +10mV이상(마이크로 전기이동법에 이해 측정)의 유효전하(a net positive charge)를 갖도록 재료(material)를 선택한다.

염형태의 키토산은 양이온 점막 점착성 물질로서 바람직한 선택대상이다. 키토산은 비독성이고 식품에 존재하고, 위장 pH에서 양전하를 띤 생체고분자이다. 키토산은 점액소에서 음전하를 띤 시알산기와 작용할 수 있다고 알려져 있다(Fiebrig et al, Progress in Colloid and Polymers Sci, 94, 66(1994)).

키토산은 키틴(chitin)의 탈아세틸화 반응에 의해 제조된다. 키토산의 탈아세틸화 정도는 40%이상, 바람직하게는 60% 이상, 가장 바람직하게는 80%이상이다. 키토산의 분자량은 5,000D 이상, 바람직하게는 10,000D 이상, 가장 바람직하게는 50,000D 이상이다. 키토산은 키토산염(예를 들어, 글루탐산염, 젖산, 염소염 또는 아세테이트염) 또는 N-트리메틸키토산클로라이드와 같은 키토산 유도체로서 사용될 수 있다.

사용가능한 바람직한 다른 점막 점착 양이온 고분자들은 산성(고 등전위점)젤라틴, 폴리갈락토스아민, 폴리리신, 폴리오르니틴, 폴리4종화합물, 프롤라민, 폴리이민, 디에틸아미노에틸덱스트란(DEAE), DEAE-이민, 폴리비닐피리딘, 폴리티오디에틸렌아미노메틸에틸렌(PTDAE), 폴리히스티딘, DEAE-메타크릴레이트, DEAE-아크릴아미드, 폴리-p-아미노스티렌과 같은 단백질(폴리아미노산), 폴리옥세탄, 공중합메타크릴레이트(예를 들어 HPMA, N-(2-하이드록시프로필)-메타크릴아미드의 공중합체), 유드라지트RL, 유드라지트RS, GAFQUAT(미국특허 제3,910,862 참조), 폴리아미도아민, 양이온성 전분, DEAE-덱스트란 및 DEAE-셀룰로오스 등으로부터 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 폴리 양이온성 물질들의 분자량은 5,000D 이상, 바람직하게는 50,000D 이상이다.

속도 제어층에 사용되는 바람직한 수불용성 고분자들은 에틸셀룰로오스와 폴리메틸메타크릴레이트를 포함한다. "수불용성"이라는 용어는 상온, pH 7의 증류수에서 1mg/mL 미만의 용해도를 갖는 고분자를 의미한다. 속도 제어층과 양이온 고분자는 동일한 물질(예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트)을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 조성물에 사용된 약물이 극성 약물인 경우, 미소립자의 내부코어는 치료제와 함께 겔화된 하이드로콜로이드(예를 들어, 하이드로콜로이드는 구조를 이루도록 하기 위한 미소립자 생성동안 겔화 된다(망구조형성제; a reticulating agent))를 포함할 수 있다. 바람직한 하이드로콜로이드 물질로는 젤라틴, 알부민, 예를 들어 한천, 펙틴, 크산탄 검, 구아검, 로커스트 빈검, 히알루론산, 카제인 및 알긴산의 수용성 염과 같은 알긴산염 등이 사용될 수 있다. 겔화 하이드로콜로이드는 당해 기술분야의 기술자들에게 알려진 적절한 수단(예를 들어, 수용액의 냉각, 금속이온과의 작용 등)을 통하여 겔화 될 수 있다.

"극성 약물(polar drug)"이라는 의미는 pH 7에서 물과 옥탄올 사이의 분배계수(a partition coefficient)가 500 미만인 것을 의미한다.

본 발명의 조성물은 위장내로 약물의 유입 및 느린 방출을 제공하기 위한 조성물을 생산하는 공정들에 의해 만들어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 조성물은, 진공상태에서 용매의 증발에 의한 에멀젼화, 스프레이 코팅 등과 같은 다양한 기술에 의해 제조될 수 있다. 그러나, 본 발명자들은 또한, 본 발명의 조성물이 스프레이 건조와 결합한 에멀젼화 공정에 의해 용이하게 제조될 수 있다는 것을 발견하였다.

극성 약물(수용성 약물 포함)에 대하여는, 신규한 이중 에멀젼 과정(유중수적/수중 유적;W/O/W)이 적용될 수 있다. 본 발명자들은 놀랍게도, 이 특별한 방법이 양전하를 띠면서 제어된 방출 특성을 갖는 유동 미소립자들을 제조하는데 사용될 수 있고, 수용성 약물에 특히 적합하다는 것을 발견하였다.

본 발명에서, 오일은 10mL(물)에 2mL(기름)미만의 용해도를 갖는한 어떠한 액체도 포함되는 것을 의미하는 것이다(물과 비혼화성).

"수용성" 약물은 이중 에멀젼(W/O/W)의 내부수상에서(in the internal water phase) 충분한 용해도(예를 들어, 1mg/mL 이상, 바람직하게는 10mg/mL 이상)를 갖는 약물을 포함하는 것으로, 통상적인 캡슐 제제 또는 그 내용물을 물에 분산시키거나 마셔서 투여될 수 있는 카시에낭(cachet 또는 sachet)과 같은 유사한 경구투여 기구에 넣어져 생산된 본 발명의 조성물의 투여를 허용하기에 충분한 양(예를 들어 10% 이상)의 약물을 포함시킬 수 있도록 하는 스프레이 건조공정이 이어지는 공정으로 미소립자를 형성할 수 있게 한다.

에멀젼화 공정을 통한 극성약물을 포함하는 본 발명의 조성물의 제조에 있어서, 속도 제어층에 사용된 수불용성 고분자는 오일상에서(in the oil phase) 용해된다.

비-극성 약물에 대하여는 수중 유적형(O/W) 에멀젼화 공정이 사용될 수 있다. 각각의 경우에, 이렇게 제조된 에멀젼들은 이어서 스프레이 건조될 수 있다. "비-극성 약물"이라는 용어는 유기용매(디클로로메탄, 클로로포름, 에틸아세테이트를 포함)에서 충분하게 용해(1mg/mL 이상, 바람직하게는 10mg/mL 이상)될 수 있는 약물을 말하는 것으로, 그러한 약물은 충분한 양으로 수중유적 에멀젼 기구의 선택적 유기상에(in the selected organic phase) 용해될 수 있고, 통상적인 단일 단위 유닛 고형 캡슐(예를 들어, 젤라틴 또는 전분으로 제조된 것) 또는 내용물이 물에 분산시키거나 음용함으로써 투여되는 카시에낭(cachet 또는 sachet)과 같은 유사 경구 투여 기구에 넣어져 제조된 본 발명의 조성물을 투여할 수 있는 충분한 양의 약물을 함유(10% 이상)하도록 뒤이은 스프레이 건조 공정으로 미소립자의 제조를 가능하게 한다.

비극성 약물들을 포함하는 본 발명의 조성물 제조에 있어서, 치료제는 속도제어층에서 사용된 것과 동일한 용매(오일상)에서 용해될 수 있다.

사용된 에멀젼의 내부상에서 약물이 용해될 수 있거나, 분산될 수 있다는 것을 기술자들은 알고 있을 것이다(이러한 상(phase)에서의 용해도에 따라 다름).

극성 및 비극성 약물의 경우에, 점막 점착성 양이온 고분자는 수중유적형 에멀젼의 수용액 상이나, 유중수적/수중유적 에멀젼(the water-in-oil-in-water emulsion)의 외부 수용액상(the external aqueous phase)과 같은 수용액상으로 제조된다. 에멀젼계는 후술된 것과 같이 본 발명이 속하는 기술분야의 기술자들에게 잘 알려진 기술에 의해 제조될 수 있다.

본 발명의 조성물이 앞서 언급된 에멀젼 공정들에 의해 제조되는 경우, 본 발명의 조성물에 사용하기 위한 적정 농도는 이중 에멀젼의 내부상의 제조를 위한 겔화 하이드로콜로이드(사용된 경우)의 농도인 0.1 내지 30%, 바람직하게는 0.5 내지 20%이다. 속도 제어층의 농도는 바람직한 유기용매에서 0.5 내지 20%, 바람직하게는 1 내지 10% 이다. 바람직한 유기용매는 디클로로메탄이다. 이중 에멀젼의 외부상의 제조용으로 사용된 점막 점착 양이온 고분자의 농도는 0.05 내지 10%W/W 이지만, 바람직하게는 0.1 내지 5%, 가장 바람직하게는 0.2 내지 2%이다. 약물의 농도는 사용된 약물에 따라 다르지만 0.01 내지 90%가 될 수 있다. 상기 언급한 농도는 적정 에멀젼상에서(in the appropriate phase of the emulsion) 입자 성분의 중량으로 나타낸 것이다.

적합한 에멀젼계의 형성 후에, 본 발명의 조성물들은 본 기술분야의 기술자들에게 잘 알려진 조건하에서 스프레이 건조에 의해 용이하게 제조될 수 있다. 예를 들어, 희석 아세트산에 용해된 키토산을 스프레이 건조에 의해 간단한 키토산 미소립자로 제조하는 것은 수가야(Sugaya)에 의해 선행기술로 기술되어 있다(Jpn. Kokai Tokyo Koho, JP 6320302). 본 발명자들은 스프레이 건조가 약학제로 사용하기 위한 마이크로 입자의 제조공정에서 그 사용이 증가할 것이라는 것을 발견하였다.

그리고 나서, 에멀젼 제제는 적합한 스프레이 건조 장치를 사용하여 미소립자로 형성될 수 있다. 바람직한 장치로는 이후 실시예에서 기술되는 것을 포함한다. 다른 적합한 장치는 스위스의 부치(Buchi), 니트로/에어로메틱-필더(Nitro/Aeromatic-Fielder;스위스/미국), 랩플렌트(LapPlant;영국), 야마모토(Yamamoto;일본)로부터 구입할 수 있는 장치들을 사용할 수 있다. 스프레이 건조기 내로의 용액의 유속, 노즐의 크기, 입·출구의 공기온도, 무화(atomization)압력 및 건조 공기의 유속과 같은 작동 조건들은 수득되는 미소립자를 위하여 요구되는 입자크기 및 방출특성에 따라 제조자의 지침에 따라 조절될 수 있다. 그러한 최적화 조건들은 공지된 실험 설계에 적당한 주의만 기울인다면 약학제제 기술분야의 숙련된 기술자에 의해 용이하게 선택될 수 있다.

본 발명의 다른 양상은 조성물의 성분들을 포함하는 수중유적형 또는 유중수적/수중유적형 에멀젼의 스프레이 건조를 포함하는 본 발명의 조성물을 제조하는 공정에 관한 것이다.

본 발명의 조성물에 의한 위장체류의 개선은 평소 공복범위(1.5 내지 2.5)이상으로 위장의 pH를 증가시킴으로서 달성될 수 있다. 따라서, 점막내의 시알린산 잔류물들은 이온화된 형태로 넓게 존재할 것이고, 양이온 고분자와 강하게 작용할 것이다. 특정 음식물들은 pH를 5이상으로 30분 또는 그 이상으로 지속시킬 수 있다. H₂-길항제, 양성자 펌프 억제제 또는 특별한 경우의 제산제를 투여 받은 환자들은 특별한 경우로서, 약물의 효과로 인해 위장 pH가 4까지 증가된다는 이점이 있다. 이러한 방법에 의한 pH증가는 헬리코박터 피롤리 감염 치료에 특히 유용할 것이다.

따라서, 본 발명의 또 다른 양상은 헬리코박터 피롤리 감염의 치료에 유용하고, H₂-길항제, 양성자 펌프 억제제 또는 제산제를 포함하는 조성물 및 헬리코박터 피롤리 치료용으로 적합한 약물을 함유하는 본 발명의 조성물을 포함하는 키트를 제공하는 것이다.

본 발명의 조성물들은 바람직한 경우 표면경화시킬 수 있는 바, 위장내에서 빠르게 용해되지 않고 그 결과 유용한 점막 점착 효과를 나타내는 비손상 점막 점착 표면층을 제공하기 위하여 바람직한 경우에, 예를 들어 부분적으로 글루타르알데히드, 포름알데히드, 벤지디아논, 벤조퀴논, 트리폴리포스페이트 또는 당해 기술분야의 기술자에게 알려진 다른 가교제로 가교됨으로써 표면이 경화될 수 있다. 필요한 가교제의 양과 같이 가교를 수행하기 위한 조건들은 마이크로입자들의 제타전위를 모니터하고, 요구되는 제타 전위(예를 들어, pH 4, 저이온 강도(0.001M)의 완충용액에서 입자 미량전기영동법(microelectrophoresis)에 의해 측정)가 얻어 질 때까지 공정 조건들을 조정함으로써 정해진다. 본 발명의 조성물들은 음전하를 띠는 점액소의 시알산기와 결합함으로써 이로운 효과를 나타낸다고 여겨지는 유효전하를 띈다.

본 발명의 조성물들은 당해 기술분야의 기술자에게 잘 알려진 기술에 의해 포유동물에 경구투여될 수 있는 바, 예를 들어 캡슐, 분말 또는 압축 정제의 형태와 같은 전달 장치를 통하여, 바람직한 투여량의 형태로 포유동물에 경구 투여될 수 있고, 용해되어 점막 점착 입자를 방출한다. 본 발명의 조성물들은 바람직한 액체(예를 들어, 물)로 투여될 수 있다.

본 발명의 조성물에 함유될 수 있는 활성 성분들은 통상 소장에서의 제한된 흡수로 인해 위장관에서도 제한된 흡수를 나타내는 화합물뿐만 아니라 위장 장애의 국소 치료용으로 적합한 화합물들을 포함한다. 위장에 영향을 미치는 질병의 치료에 유용한 활성 성분들은 H₂-길항제와 양성자 펌프 억제제뿐만 아니라 헬리코박터 피롤리의 치료에 적합한 것들을 포함한다. 다음의 목록은 예로서 제공하고자 하는 것일 뿐 제한적인 것은 아니다: 메트로니다졸, 앰피실린, 독시사이클린, 테트라사이클린, 옥시테트라사이클린, 이트라코나졸, 라니티딘, 시메티딘, 파모티딘, 니자티딘 및 오메프라졸.

소장에서 선택적인(preferential) 흡수를 나타내고, 본 발명의 조성물에 사용될 수 있는 약물들은 모든 치료 영역에서 발견할 수 있다. 비-제한적 목록은 다음과 같다; 레보도파, 메틸도파, 푸로세마이드, 카르베디롤, 아테노롤, 토피라메이트, 히드로클로로티아지드, 캡토프릴 및 오르리스테트( 및 비만증 치료용 다른 약물들).

또한, 앞서 언급된 치료제/ 활성성분의 조합이 사용될 수 있다.

명확하게 하기 위하여, 여기서 "치료제(therapeutic agents)"라는 용어는 질병의 치료 및 예방에 사용되는 적합한 약제를 의미하는 것이다.

본 발명의 조성물은 사용된 치료제(들)에 따라 포유류 환자들의 질병/상태(diseases and conditions)를 치료/예방하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 언급될 수 있는 비-제한적 약물들의 목록, 질병/상태들은 효과적이라고 알려진 당해 치료제(들) 및, 마르틴달(Martindale)의 "The Extra Pharmacopoeia", 3lst Edition, Royal Pharmaceutical Society(1996)에서의 특별 약물 목록을 포함한다.

본 발명의 조성물에서 사용될 수 있는 치료제의 양은 어떤 것이 사용되고, 어떤 질병이 치료될 것인가에 따라 달라질 것이나, 0.1mg 내지 10g의 범위가 될 것이다. 그러나, 치료제의 바람직한 투여량이 용이하게 비창작적으로(non-inventively) 결정될 수 있는 것이 기술자들에게 명백할 것이다. 예를 들어 대략적인 복용량은 투여량의 0.1 내지 100%가 흡수될 것이라고 여겨지는 공지의 주사 가능한 제품들로부터 결정될 수 있다. 적합한 단일 유닛 투여량은 어떠한 치료제(들)가 사용되고 어떠한 방식으로 투여될 것인가에 따라 100㎍ 내지1000㎎의 범위가 될 것이다. 바람직한 1일 투여량은 어떠한 치료제(들)이 사용되는가에 따라 다르지만 하루 100㎍ 내지 5g의 범위가 될 것이다.

본 발명의 조성물은 치료될 상태에 따라 1일 1회 또는 수회(예를 들어 3회)투여될 수 있다.

또한, 조성물들은 방부제(예를 들어, 소듐메타비설페이트와 같은 저농도 물질), 안정제, 방향제, 증량제(예를 들어 락토즈, 미세결정 셀룰로오스)와 같은 흡수 증진제, 활택제와 윤활제, 담즙염, 인지질 및 효소억제제와 같은 약학적 부형제 형태의 다른 첨가제들을 함유할 수 있다.

본 발명의 조성물들은 포유류 피시험자(예를 들어, 인간)의 공복 위장내에서 현저한 체류를 나타내고, 수용성 및 유용성 약물을 다량 함유하도록 결합하는데 사용될 수 있고, 그러한 약물들이 치료에 필요한 시간동안 제어 방출될 수 있는 장점을 갖는다.

더 나아가, 본 발명의 조성물들은 위장 질환의 국소치료나 어떠한 약물이 사용되었는가에 따라 포유동물의 소장내에서 제한된 흡수능을 갖는 약물의 소장내 흡수를 증진시키기 위하여 포유동물의 위장에서 약학제의 체류를 돕는데 사용될 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명의 조성물들은 기존의 약학 공정법을 사용하여 제조될 수 있고, 음식물이나 약학관련 법규에서 사용이 허용된 물질들을 사용하여 제조될 수 있는 잇점도 갖는다.

본 발명의 다른 추가적 양상은 상기 질병에 대하여 효과적인 치료제를 함유하는 본 발명의 조성물을 치료가 필요한 환자에게 투여하는 질병의 치료 또는 예방법을 제공한다.

본 발명은 하기 실시예에 의해 예시될 것이나, 그에 제한되는 것은 아니고, 실시예 1 내지 4는 일부가 종래기술로 공지된 특정 방법을 사용하였을 때, 바람직한 행태를 갖는 미소립자를 생산할 수 없다는 것을 보여주는 것을 목적으로 한다. 다음의 실시예(5 내지 7)는 방출 제어 위장체류 미소립자가 신규한 에멀젼-스프레이 건조법(유중수적/수중유적(W/O/W) 및 수중유적(O/W) 에멀젼)을 사용하여 제조될 수 있다는 본 발명을 기술한 것이다. 실시예 8은 본 발명의 조성물이 피시험자인 사람의 위장내에서 증진된 체류를 나타낸다는 것을 보여준다.

실시예 1

가교되지 않은 키토산 미소립자들의 제조

키토산 염산 염(0.3 내지 0.4g; 노르웨이 프로노바로부터 구입한 시큐어 CL 210)을 50mL 비이커에 넣고 키토산을 용해하기 위하여 물 20mL를 첨가하였다. 수득된 용액을 물을 사용하여 100mL로 만들고 스프레이 건조 공정에 사용하였다. 0.5mm 표준 노즐의 SD-40 스프레이 건조기(Lab Plant, 영국)를 사용하여 병류(co-current)스프레이 건조를 행하였다. 주입구 온도는 160℃로 조절하였다. 스프레이 유속은 6mL/min으로 조절하였다. 스프레이 압축 공기 흐름(공기 주입의 부피로 나타냄)은 10L/min으로 고정하였다. 수득된 입자들은 광학현미경 20 또는 40배율(니콘 옵티포트)로 측정한 결과 우수한 구형도를 나타내었고, 레이저 회절법(멜버른 마스터사이저 모델 엠에스 1002;Malvern Mastersizer Model MS 1002)을 사용하여 측정한 결과 평균 크기 6미크론(평균 부피 직경(MND))의 직경을 나타내었다. 입자들은 멜버른 제타사이저 마크 Ⅳ를 사용하여 pH 4.0, 0.001M 아세테이트 완충용액에서 측정한 결과 +27mV의 (+) 제타전위(표면 전하)를 띠었다. 이러한 측정을 위하여 미소립자 1 내지 3mg을 완충계에서 분산하였다.

그러나, 이러한 방법으로 제조된 미소립자들은 물에서 팽창하고, pH 2.0 완충액(위장 조건)에서 매우 빠르게 용해된다는 것을 발견하였다. 따라서, 그러한 미소립자들은 위장에서 짧은 수명을 갖고, 제어된 방출 특성을 나타내지 않아 제어된 약물 전달 및 위장내 체류에 부적합하다.

실시예 2

스프레이 건조를 이용한 속도제어 층이 없는 가교 키토산 미소립자의 제조

팽창 및 용해되지 않는 안정한 키토산 미소립자들을 생산하기 위하여 가교제로서 포름알데히드와 글루타르알데히드를 사용하여 스프레이 건조 공정으로 약물을 함유하지 않은 미소립자를 제조하였다.

사용된 공정은 실시예 1에 기재된 것이지만, 스프레이 건조전에 한정된 양의 포름알데히드 또는 글루타르알데히드 수용액을 키토산 용액에 첨가하였다. 키토산 농도는 0.1%였다. 가교제의 양은 1% 포름알데히드 용액 0.5, 1.0, 2.0, 4.0, 8.0mL 였고, 1% 글루타르알데히드 용액 1.0, 1.5, 2.0, 4.0, 8.0 및 16.0mL였다.

그와 같이 생성된 미소립자들은 우수한 구형도를 나타내었다. 포름알데히드를 가교제로 사용하여 생산된 미소립자들의 크기는 1.75 내지 3.2㎛(MVD)였고, pH 4, 0.001M 아세테이트 완충액에서 측정된 제타 전위는 +16 내지 +20mV 였다. 가교제의 양이 증가할수록, (+) 제타 전위는 더 낮아졌다. 마찬가지로, 글루타르알데히드 가교계를 사용한 경우 크기는(MVD) 1.5 내지 3.7㎛ 이었고, 제타전위는 +21 내지 +14.5mV였다. 앞서와 마찬가지로, 가교제의 양이 증가할수록 (+) 전위는 더 낮아졌다. 글루타르알데히드와 동일한 양으로 0.2%의 키토산 용액을 사용하였을 때, 입자들은 여전히 우수한 구형도를 나타내었지만 크기에 있어 다소 크게(8.8 내지 2.3㎛ 범위;MVD) 나타났다. 제타 전위는 0.1% 키토산 용액에서 수득된 것들과 유사하였다. 이들 미소립자들은 약물을 함유하지 않았고; 유사한 미소립자들이 약물을 포함하는 것 이하로 제조되었다.

실시예 3

스프레이 건조를 사용한 약물 함유 미소립자들의 제조

실시예 2에서 기재된 것과 유사한 방법을 사용하여 미소립자들을 제조하였다.

시메티딘 10mg을 0.1% 키토산 수용액 500mL 또는 0.2% 키토산 수용액 150mL에 첨가하였다. 자석 교반기(Magnetic Stirrer)로 교반하면서 2% 글루타르알데히드 수용액 또는 1% 포름알데히드 수용액을 특정량씩 첨가하였다. 스프레이 건조는 실시예 1에 기술된 절차에 따라 수행되었다.

미소립자들의 특성은 다음과 같다: 미소립자들이 모든 경우에 구형임을 알 수 있었다. 약물함유는 약 17%W/W 였다. 사용된 키토산의 초기농도(0.1 내지 0.2%) 및 첨가된 가교제의 양(4% 글루타르알데히드 1 내지 4mL)에 따라 입자의 크기는 2.0 내지 7.9㎛(MVD)였다. pH 4, 0.001M 아세테이트 완충용액에서 제타 전위는 +15 내지 +17mV로 좁은 분포를 나타내었다. 포름알데히드를 가교제로 사용한 경우도 비슷한 결과를 수득하였다.

약물 함유는 다음과 같이 측정하였다: 특정 양의 약물 함유 키토산 미소립자들을 정확하게 계량한 후 50mL 부피 플라스크에 넣었다. 혼합물을 분산시킨 후, 0.1N 술폰산으로 희석하였다. 현탁액을 초음파액(Decon FS 100)에서 10분 동안 초음파 분쇄한 후, 약물이 미소립자로부터 완전히 용해되도록 밤새 상온에서 방치하였다. 입자화된 물질들을 제거하기 위하여 2.0㎛시린지 필터(syringe filter)로 현탁액 5mL를 정제한 후, 흡수도를 측정하였다. 약물 함유량은 분광법으로 측정하였다.

시험관내에서의 방출을 다음과 같이 측정하였다: 시험관 테스트는 용해 패들 어셈블리(USP 장치 2 또는 BP 장치 11)을 갖는 용해 장치(Copley-Erweka DT-6)를 사용하여 수행하였다. 시료들을 37℃에서 50rpm 의 교반속도로 pH 7.4인 인산 완충 식염수 300mL에 현탁하였다. 특정양의 약물 함유 미소립자들을 정확하게 계량한 후 각 용기에 주입하였다. 사전에 계산된 시간 간격으로 시린지로 3mL의 시료를 주입하였다. 동일한 양의 새로운 용액 매질을 시스템내로 첨가하였다. 시료들을 정제한 후 약물 함량을 분광법으로 측정하였다. 순수하게 결합되지 않고 약물을 함유하지 않은 것을 대조군으로 사용하였다. 용해 측정은 스프레이 건조법에 의해 제조된 키토산 미소립자들로부터 H₂-길항제의 방출이 매우 빠른 것을 나타내었다. 주요 약물은 15분 이내에 방출되었고, 용해 경로는 결합되지 않은 약물과 매우 유사하였다.

따라서, 입자 크기가 작은 양전하 및 우수한 약물 함유를 갖는 가교된 키토산 미소립자들이 제조될 수 있는 반면에 결합되지 않은 약물의 방출은 매우 빨랐으며 제조된 제품들은 치료 가치가 없었다.

실시예 4

스프레이 건조법에 의한 유중 수적형 에멀젼 공정을 사용한 방출 제어 미소립자들의 제조

상기 실시예들에서 기술된 실험들은, 종래 기술분야에서 알려진 바와 같이 간단하게 안정화된 키토산 미소립자들이 결합되지 않은 약물의 방출을 제어하는 위장내 체류기구로서 적합하지 않다는 것을 명백하게 나타내고 있다. 약물 방출을 지연시키기 위하여, 약물 체류제로서 에틸셀룰로오스를 사용하는 에멀젼 공정을 사용하는 대체 공정이 검토되었다. 아울러, 수용성 약물은 그와 같이 생성된 스프레이 건조된 미소립자들의 내부에 물리적 구조를 제공하기 위한 망형성제를 제공하기 위하여 젤라틴에 제일 먼저 용해되었다. 젤라틴 A 0.1g과 약물 0.1g(시메티딘 또는 파모티딘)을 계량한 후 16mL의 시험관에 주입고, 증류수 5mL를 첨가하였다. 혼합물이 60℃까지 가열되었을 때 맑은 용액이 수득되었다.

100mL 비이커에서 수불용성 고분자 에틸셀룰로오즈(EC-Dow) 0.4g을 디클로로메탄 50mL에 용해하였다. 약물 및 젤라틴을 함유하는 수용액을 자석 교반기하에서 오일상내로 적하하였다. 그리고 나서, 상기 계를 11,000rpm으로 2분간 균질화 하였다. 형성된 유중수적(W/O) 에멀젼을 다음 조건하에서 직접 스프레이 건조하였다 : 0.5mm 표준노즐의 SD-40 스프레이 건조기(Lab Plant, 영국)를 사용하여 병류 스프레이 건조를 행하였다. 주입구 온도는 50℃로 조절하였다. 스프레이 유속은 8mL/min으로 조절하였다.

에멀젼 스프레이 건조법에 의해 제조된 미소립자들의 특성

약물	약물함량(%)	크기(㎛)	제타전위(mV: pH 7)*
시메티딘	15.5	6.04	-4.0
파모티딘	12.8	10.09	-3.3

* 0.0001M 인산 완충용액

W/O 에멀젼 스프레이 건조법에 의해 제조된 입자들의 물리-화학적 특성들을 표 1에 나타내었다. 구형도는 불량하였다. 입자크기는 약 10㎛이었다. 실시예에서 키토산과 같이 양전하를 띤 물질이 사용되지 않았기 때문에 상기와 같이 제조된 입자들은 음전하를 띠었다.

W/O 에멀젼 스프레이법에 의해 제조된 미소립자들로부터의 약물 방출은 앞서 언급한 용액 장치에서 행해졌다. W/O 에멀젼 스프레이 건조법에 의해 제조된 시메티딘을 함유하는 미소립자들의 방출 경로는 도 1에 도시한 바와 같다. 입자들로부터의 시메티딘 방출은 실시예 1에서 기재된 바와 같이 키토산으로 통상적인 스프레이 건조법에 의해 제조된 약물 함유 미소립자들에 비해 매우 억제되었다. 약물은 몇 시간에 걸쳐 점차적으로 방출되었다.

미소립자들이 용해 매질의 표면에 유동하는 것이 관찰되었다. 용해매질에 0.05% 트윈 80의 형태로 계면활성제의 첨가는 방출 속도를 증가시켰다.

실시예 5

수중 유적(O/W) 에멀젼/스프레이 건조법에 의한 방출 제어 미소립자들의 제조

약물이 유기용매에 충분하게 용해될 수 있는 상태에서, 수중 유적 에멀젼을 이용하여 약물 함유 미소립자를 제조할 수 있다. 여기서, 약물과 에틸셀룰로오스(또는 다른 바람직한 방출 제어 고분자)를 함유하는 오일 상은 수용성 키토산 용액에 분산되고, 스프레이 건조된다. 이 방법은 H₂-길항제 니자티딘을 사용하여 시험할 수 있다.

니자티딘 0.1g과 에틸셀룰로오스 0.2g 을 16mL 시험관에서 디클로로메탄 5mL에 용해하였다. 혼합물을 자석 교반하에서 0.4% 키토산 용액 100mL내로 적하 하였다. 1분 동안 12,500rpm으로 균질화하였고, 필요한 경우 혼합물을 초음파 분쇄하였다. 4% 글루타르알데히드 수용액 2mL를 첨가한 후 에멀젼을 스프레이 건조하였다. 0.5mm의 표준노즐을 갖는 SD-40 스프레이 건조기(Lab Plant, 영국)를 사용하여 병류 스프레이 건조를 실시하였다. 주입구 온도는 13℃로 조절하였다. 스프레이 유속은 6mL/min으로 조정하였다. 약물 함유 미소립자들의 구형도는 우수하였다. 약물 함유 미소립자들의 입자 크기는 7.7㎛(MVD)였다. pH 4, 이온 강도 0.001M에서 제타 전위는 +9.0mV였다. 약물 함유는 8.4%W/W 였다.

약물 방출은 실시예 3에서 기재한 USP 용해법을 사용하여 측정하였다. 니자티딘의 농도는 폰즈니악의 방법(Analytical Profiles of Drug Substances, 19, Ed. K. Florenz Academic Press, San Diego, p.397,1990)에 따라 313nm에서 자외선 분광분석법에 의해 측정하였다. 제어된 방출 경로가 수득되었다(도 2).

실시예 6

신규한 유중 수적/수중유적 에멀젼 스프레이 건조법에 의해 제조된, 부유 미소립자들의 제조

실시예 3에서 기재한 바와 같이 통상적인 스프레이 건조법에 의해 제조된 키토산 미소립자들은 구형도가 우수하였고 양전하를 나타내었다. 그러나, 미소립자들로부터 H₂-길항제의 방출속도가 빨랐고 "파열 효과(burst effect)"가 수반되었다. 실시예 4에서 기재한 유중 수적형 에멀젼 스프레이 건조법에 의해 제조된 미소립자들로부터의 약물 방출은 억제되었지만, 입자들은 위장내 체류를 나타내지 않았다. 다음 방법으로 양전하를 띤 미소립자들을 제조하였다.

젤라틴형 A 0.1g과 수용성 약물(시메티딘 또는 파모티딘) 0.1g을 계량하여 16mL 시험관으로 주입하고, 증류수 5mL를 첨가하였다. 혼합물을 60℃로 가열하자 맑은 용액으로 이루어진 수상이 수득되었다. 이것은 내부상을 의미한다. 에틸셀룰로오스(Dow) 0.2g으로 구성된 오일상을 50mL 비이커에서 디클로로메탄 25mL 에 용해하였다. 외부 수상은 200mL 비이커내에 0.3% 키토산(MW 140-160 kD)150mL 수용액으로 구성되었다.

내부 수상을 자석 교반하에 오일상내로 적하하였다. 그리고 나서 그 계(the system)를 11,000rpm에서 2분 동안 실버손 균질기(영국, 벅스, 체스함, 실버손, 영국;Silverson, Chesham, Bucks, UK)를 사용하여 균질화 하였다. 필요한 경우 초음파 분쇄를 실시하였다. 그리고 나서, 이 일차 에멀젼을 자석 교반하에서 외부 수상내로 적하하였다. 10,000rpm에서 2분 동안 추가 균질화를 실시하였다. 4% 글루타르알데히드 2mL를 스프레이 건조전에 가교제로 사용하였다. 0.5mm 표준 노즐을 갖는 SD-40 스프레이 건조기(Lab Plant, England)를 사용하여 병류 스프레이 건조하였다. 주입구 온도는 150℃로 조절하였다. 스프레이 유속은 6mL/min으로 조절하였다. 약물을 함유하지 않은 미소립자들이 약물의 첨가 없이 동일한 과정에 의해 제조되었다.

W/O/W 에멀젼 스프레이 건조법에 의해 제조된 약물을 함유하지 않은 미소립자의 특성들을 표 2에 나타내었다. W/O/W 이중 에멀젼의 생성은 광학현미경을 사용하여 확인되었고, 아울러, 생성된 미소립자들의 유동 행동 특성은 바람직한 용해 매질(USP-자극 위장 액체)을 사용하여 평가하였다. 입자들이 분쇄되었을 때 주사전자현미경하에서 중공(hollow)을 나타내었는데, 그것은 저밀도 및 잠재 유동 특성을 나타내는 것이다. 광학현미경에 의한 평가에 따르면 형성된 W/O/W 에멀젼은 매우 양호하였으며, "오일 입자들"은 액적을 함유하고 있음을 알 수 있었다. W/O/W 에멀젼 비말들(droplets)과 수득된 미소립자들의 크기는 혼합율과 스프레이 건조장치의 노즐 설치 위치에 따라 달랐다. 고속의 혼합(또는 초음파 분쇄)은 보다 작은 입자를 생성하였고, 큰 미소립자들은 역류(counter surrent) 스프레이 건조에 의해 생성되었다. 형성된 에멀젼 입자들의 직경은 약 20 내지 40㎛이었다.

에멀젼 용매를 증류에 의해 제거하자 입자들의 크기는 약 10 내지 15㎛으로 감소하였다. 유동특성을 갖고, 크기 10㎛인 미소립자를 제조하기 위하여 1차 및 2차 에멀젼을 혼합하는 경우 혼합 속도는 1분 동안 12,600rpm으로 고정하고, 통상적인 병류 스프레이 건조법을 행하는 과정를 채택하였다.

그와 같이 제조된 약물 함유 미소립자들의 특성을 표 3에 나타내었다. 입자크기는 약물을 함유하지 않은 미소립자와 유사하였다. 입자들은 양전하를 띠었고, 약물 함유는 높았으며, 구형도도 수용할만하였다.

앞서 언급한 용해 장치를 사용하여 시험관 테스트를 행하였다. 용해 패들 어셈블리(USP 장치 2 또는 BP 장치 Ⅱ)를 사용하였다. 그러나, 바스켓 어셈블리(USP 장치 1 또는 BP 장치 Ⅰ)를 사용하였다. 미소립자들을 경화 젤라틴 캡슐내로 충진하였다. 시료들을 개별적으로 캡슐에 의해 계량하여, pH 7.4 인산 완충 염수 또는 상이한 양의 계면활성제 트윈 80(방출 속도에 따른 계면활성제 양의 영향을 측정하기 위하여 사용)을 함유하고 있는 모의(simulated) 위장액 300 내지 500mL내로 방출되었다. 온도는 37℃, 교반은 50rpm로 각각 고정하였다. 용해 시료 3mL를 사전에 계량된 시간 간격으로 시린지(syringe)에 주입하였다. 동일한 양의 순수 용해 매질을 그 계(the system)에 공급하였다. 시료들을 0.2㎛ 시린지 필터로 정제하였다. 약물의 함량은 분광기를 통하여 측정하였다.

W/O/W 에멀젼/ 스프레이 건조법에 의해 제조된, 약물을 함유하지 않은, 미소립자들의 특성

에멀젼 혼합비율	W/O/W 에멀젼의 크기(㎛)	수득된 미소립자들의 크기(㎛)	부유특성
1차	2차
12,600;1min	12,600;1min	＜20	9.71	+
12,600;30sec	12,600;30sec	40-80	16.41	++
12,600;1min^*	12,600;30sec	5-10	7.71	+
12,600;1min	12,600;30sec	20-40	20.93^**	+

*1차 에멀젼의 초음파 분쇄

**역류 스프레이 건조

+ 양호한 유동능

++ 우수한 유동능

W/O/W 에멀젼-스프레이 건조법에 의해 제조된, 약물 함유 미소립자들의 특성

약물 함유	약물 함량(%)	크기	제타전위
	첨가	발견	(㎛)	mV(pH 4)
시메티딘	13.3	12.7	11.68	+13.4
시메티딘	15.5	12.7	9.58	+13.0
파모티딘	13.2	13.1	14.44	+10.2
파모티딘	5.5	3.8	11.57	+11.0

유동 키토산 미소립자들로부터 시메티딘과 파모티딘의 방출은 서로 다른 양의 계면활성제, 트윈 80의 존재하에서 용해 매질, 인산 완충염(PBS) 및 모의 위장액(SGF)내에서 시험하였다. 수득된 결과는 도 3 및 도4에 나타내었다. 모든 미소립자들은 계면활성제의 존재하에서도 느린 방출 특성을 나타내었다.

실시예 7

가교제의 첨가없이 신규한 W/O/W 에멀젼 스프레이 건조법에 의해 제조된, 유동 미소립자들의 특성

키토산 글루타민산염 4g(Seacure G210, Pronova)을 1리터 부피 플라스크에 넣고 이온화되지 않은 물 약 600mL에 용해하였다. 물을 첨가하여 1리터 용액으로 만들었다. 에틸셀룰로오스(45cps, Dow) 2.4g을 120mL 디클로로메탄에 용해하였다. 젤라틴 A 0.6g(175 bloom, Croda)을 20mL 부피 플라스크에 주입한 후 약 50℃로 따뜻하게 하면서 이온화되지 않은 물 약 15mL를 첨가하여 용해하였다. 물을 첨가하여 용액을 600mL로 만들었다. 디소듐 클로드네이트 테트라하이드레이트 12.6g을 비이커에 주입하고 젤라틴 용액 20mL를 첨가하면서 용해하였다. 키토산 용액 600mL를 1리터 비이커로 옮긴 후 약 5분 동안 냉욕으로 냉각하였다.

젤라틴/클로드로네이트 용액과 에틸셀룰로오스 용액 120mL를 250mL 비이커로 옮겼다. 유중 수적 에멀젼을 생성하기 위하여 혼합물을 10,000rpm에서 실버손 균질기(모델 L4R)를 사용하여 1분 동안 에멀젼화하였다. 에멀젼이 과열되는 것을 방지하기 위하여 에멀젼화 하는 동안 비이커를 냉욕에 방치하였다.

유중 수적 에멀젼(에틸셀룰로오스내 젤라틴/클로드로네이트)을 키토산용액 600mL 에 첨가하고 유중 수적/수중 유적형 에멀젼을 생성하기 위하여 실버손 믹서를 사용하여 10,000rpm에서 1분 동안 에멀젼하였다.

유중 수적/수중 유적 에멀젼을 주입 온도 169℃, 배기온도 79℃, 공기압력 1.9바 및 공기 흐름 22단위로 고정한 랩 플랜트 에스 디-05 장치를 사용하여 즉시 스프레이 건조시켰다. 에멀젼은 11mL/min으로 고정한 콜레-파머(Cole-Parmer) 연동식(peristaltic) 펌프를 통하여 장치내로 펌핑하였다. 전체 공정 시간은 약 70분이었다.

광학현미경에 의해 측정하였을 때 평균 입자 크기 범위가 5 -10㎛인 미세한 백색 분말이 생성되었다. 공정수율은 20-40%였다. 스프레이 건조된 분말의 클로드로네이트 함량은 GC-MS법으로 분석하였다.

제제는 무수 디소듐 클로드로네이트 60%W/W를 함유하였다.

스프레이 건조된 분말을 사람에게 투여하기 위한 238mg/캡슐인, 0 사이즈의 고형 젤라틴캡슐에 채웠다.

충진된 캡슐들의 용해 형태는 EP/USP법 2를 사용하여 측정하였다. 한 개의 캡슐을 시험 매질로서의 0.01M 염산 900mL를 함유하는 각각의 용해 용기에 주입하였다. 각 용기는 100rpm으로 고정된 패들에 의해 교반되었다. 용해 매질 시료들은 4시간의 간격을 두고 꺼내어, 클로드로네이트 함량을 GC-MS로 분석하였다. 시험 말기에, 캡슐 껍질들이 용해되었고, 스프레이 건조된 분말은 용해매질의 표면에 유동상태로 남아있었다. 150분 동안 25%의 약물이 방출되는, 클로드로네이트의 느린 방출이 관찰되었다.

실시예 8

피시험 인체내의 위장 체류 측정

실시예 7에서 기술된 위장 체류 미소립자 제제는 50 내지 70세의 건강한 공복상태의 피시험자 9명으로 이루어진 그룹을 통하여 평가되었다. 제제에 소량의 이온 교환수지를 첨가함으로서, 감마선 방출 방사핵 (인듐111;indium 111)으로 제제를 표지(label)하였다. 테크이티움-99m(techetium-99m)로 표지된 디에틸렌 트리아민펜타아세트산(DTPA)의 형태로 간단한 액상 제제의 위장공복용 표시자(marker)를 대조군으로 사용하였다. 미소립자(0.5MBq)와 용액(3MBq)의 동시투여가 행해졌다. 펠렛(딱딱한 젤라틴 캡슐에 함유)은 200mL 물에 DTPA 용액을 함유한 것이다.

피시험자들은 감마선 카메라(GE-Maxi 카메라)에 자리잡게하고, 두 방사핵을 모니터하기 위하여 두가지 에너지 레벨에서 앞과 뒤의 이미지를 기록하였다. 이미지들은 약물 투여후 6시간이 될 때까지 매 15분마다 기록하였다. 약물을 투여하고 나서 2시간 후 물 200mL를 마시도록 허용되었다. 기록된 이미지들을 위장체류기구와 대조군의 위장 공복화 경로를 수득하기 위하여 표준법(기하 평균 계산)에 의해 분석하였다.

위의 데이터는 막대그래프로 도 5에 도시하였다.

대조군 용액과 위장 체류 미소립자들 사이의 현저한 차이가 잘 나타났다. 선택된 모든 시점에서, 위장체류기구가 대조군 용액에 비하여 공복 위장으로부터 배출되기까지 매우 오랜 시간이 걸렸다

Claims

내부코어 내에 활성 성분을 포함하고, 수불용성 고분자의 속도 제어층(ⅰ)과 양이온 고분자 형태의 점막점착제 외부층(ⅱ)을 포함하여 구성되는 미소립자를 포함하여 만들어지고, 위장 환경에서의 활성 약제의 장시간에 걸친 제어 방출을 위한 약물 전달 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 양이온 고분자가 양이온 폴리사카라이드, 양이온 단백질, 또는 합성 양이온 고분자인 약물 전달 조성물.
제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부 코어가 겔화 하이드로콜로이드를 함유하는 조성물.
제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수불용성 고분자가 에틸셀룰로오스인 조성물.
제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양이온 점막 점착제가 키토산인 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양이온 점막점착제가 디에틸아미노에틸덱스트란인 조성물.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 겔화 하이드로콜로이드가 젤라틴인 조성물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물의 성분들을 포함하는, 수중 유적 또는 유중수적/수중유적 에멀젼의 스프레이 건조에 의해 수득할 수 있는 조성물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성 성분이 위장 질병의 국소치료에 유용한 조성물.
제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성 성분이 포유류의 소장에서 제한된 흡수능을 갖는 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성 성분이 헬리코박터 피롤리(Helicobacter pylori)의 치료에 유용한 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성 성분이 캠피로박터 피롤리(Campylobacter pylori)의 치료에 유용한 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성 성분이 H₂-길항제 또는 양성자 펌프 억제제인 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성 성분이 비스포스포네이트인 조성물.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 의해 제조된 약제학적으로 수용가능한 투여 형태의 조성물을 포함하는, 경구투여에 적합한 형태의 약학 제제.
위장에 치료제를 전달하기 위한 수단으로서 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 의한 조성물 또는 제15항에 의한 제제의 용도.
활성 성부의 위장내 체류에 있어서, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 의한 조성물 또는 제15항에 의한 제제의 용도.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 의한 조성물 또는 제15항에 의한 제제의 환자에 대한 투여를 포함하는 위장내 체류를 달성하기 위한 방법.
질병에 효과적인 활성 성분을 포함하면서 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 의한 조성물 또는 제15항에 의한 제제를 치료 또는 예방이 필요한 환자에게 투여하는 것을 포함하는 질병의 치료 또는 예방을 위한 방법.
제19항에 있어서, 상기 질병은 위장질환 중 하나이고, 조성물 또는 제제의 활성 성분이 상기 질병의 국소치료에 유용한 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 의한 조성물 또는 제15항에 의한 제제의 환자에 대한 투여를 포함하고 소장에서 제한된 흡수능을 갖는 약물의 개선된 위장관 흡수 방법.
질병에 효과적인 치료제를 포함하는, 상기 조성물을 치료 또는 예방이 필요한 환자에게 투여하는 것을 포함하는, 제1항 내지 14항 중 어느 한 항에 의한 조성물의 질병의 치료 및 예방을 위한 약품의 제조에 있어서의 용도.
제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 의한 치료방법에 사용하기 위한 약품의 제조에 있어서 제1항 내지 제14항에 의한 조성물의 용도.
H₂-길항제, 양성자 펌프 억제제 또는 제산제 및 제11항에 의한 조성물을 포함하는 조성물을 함유하는 헬리코박터 피롤리 감염 치료용 키트.
조성물의 성분을 포함는 수중유적 또는 유중수적/수중유적 에멀젼의 스프레이 건조를 포함하여 구성되는 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 의한 조성물의 제조방법.