KR20010020432A

KR20010020432A - 폴리(고리지방족 포스포에스테르) 화합물로 이루어진 생분해성 조성물, 약품 및 그의 이용방법

Info

Publication number: KR20010020432A
Application number: KR1019997010061A
Authority: KR
Inventors: 당웬빈; 마오하이-콴; 시파노바-카디얄라이리나; 레옹캄더블유.; 자오종; 잉글리쉬제임스피.
Original assignee: 토마스 씨. 서; 존스 홉킨스 유니버시티 스쿨 오브 메디슨; 길포드 파마슈티컬스 인코포레이티드
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 2001-03-15
Also published as: NZ501184A; US6800672B2; EP0980269A1; US20020137814A1; CA2288014A1; AU749644B2; TR199902693T2; IL132487A0; PL336596A1; BR9809017A; AU7177198A; CN1258221A; HUP0001299A3; US6403675B1; WO1998048859A1; NO995301L; NO995301D0; HUP0001299A2; JP2002500640A

Abstract

본 발명은 생체내에서 무독성 잔류물로 분해되는 생분해성 폴리(포스포에스테르) 조성물, 특히 중합체 주사슬에 고리지방족 구조를 포함하는 조성물에 관한 것이며, 또한 생물학적 활성물질을 함유하는 비정질의 조성물 및 중합체 및 상기 조성물을 사용하여 생물학적 활성물질을 제어할 수 있게 방출하는 방법에 관한 것으로서, 상기 조성물은 하기 화학식 1로 나타낸 반복되는 단량체 단위를 갖는 중합체로 이루어지며, 상기 생분해성 중합체는 생분해전 및 생분해시 모두 생체적합하며, 한 구체예에서 R, R' 또는 R" 중 하나 또는 그 이상이 생물학적 활성물질인 것을 특징으로 한다.

(화학식 1)

(상기 화학식 1에서, R 및 R' 각각은 치환되지 않거나 또는 하나 이상의 비간섭 치환기로 치환된 선형 또는 가지형 알킬렌이고; L은 2가의 고리지방족기이며; R"는 H, 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 헤테로시클릭 또는 헤테로시클록시를 포함하는 그룹으로부터 선택되고; n은 5 내지 1,000이다.)

Description

폴리(고리지방족 포스포에스테르) 화합물로 이루어진 생분해성 조성물, 약품 및 그의 이용방법{BIODEGRADABLE COMPOSITIONS COMPRISING POLY(CYCLOALIPHATIC PHOSPHOESTER) COMPOUNDS, ARTICLES, AND METHODS FOR USING THE SAME}

1. 기술분야

본 발명은 생체내에서 무독성 잔류물로 분해되는 생분해성 폴리(포스포에스테르) 조성물, 특히 중합체 주사슬에 고리지방족 구조를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 특히 국소의 조절된 약물전달시스템용 가용성(flexible) 또는 유동성(flowable) 물질로서 유용하다.

2. 종래기술

생체적합성 중합체 물질은 치료용 약물전달 및 의료용 이식용도로 널리 이용되어왔다. 의료용 이식물이 약물전달 또는 다른 조절된-방출 시스템으로 사용하기 위한 것이라면, 생분해성 중합체 담체를 사용하는 것은 국소적이고 조절된 방식으로 치료제를 전달하기 위한 하나의 효율적인 수단이다. 랑거 외 다수, "Chemical and Physical Structures of Polymers as Carriers for Controlled Release of Bioactive Agents", J. Macro. Science, Rev. Macro. Chem. Phys., C23:(1), 61-126 (1983) 참조. 결과적으로, 전체 약물이 보다 덜 요구되고, 독성 부작용이 최소화될 수 있다. 중합체는 국소적이고 지속적인 방출을 실시하기 위해 치료제의 담체로서 사용되어왔다. 레옹 외 다수, "Polymeric Controlled Drug Delivery", Advanced Drug Delivery Rev., 1:199-233 (1987); 랑거의 "New Methods of Drug Delivery", Science, 249:1527-33 (1990); 및 키엔 외 다수, Novel Drug Delivery Systems (1982) 참조. 이러한 전달시스템은 치료 효능 개선과 전체 독성 감소의 가능성을 제공한다.

비생분해성 매트릭스가 사용되는 경우, 치료제를 방출하는 단계는 매트릭스로의 물확산, 치료제의 분해 및 매트릭스의 채널을 통한 치료제의 확산이다. 결과적으로, 가용성 상태로 존재하는 치료제의 평균 잔류 시간은 발생할 수도 있는 매트릭스의 채널을 통한 이동이 더이상 필요하지 않은 생분해성 매트릭스에 비해 비생분해성 매트릭스가 길다.

많은 약물들은 짧은 반감기를 갖기 때문에, 치료제는 방출되기 전에 생분해할 수 없는 매트릭스내에서 분해되거나 불활성화될 수 있다. 이 결과는 특히 많은 생체거대분자, 가령 단백질 및 보다 작은 폴리펩티드에 있어서 중요한데, 그것은 이들 분자들이 일반적으로 가수분해적으로 불안정하고, 대부분의 중합체 매트릭스를 통한 매우 낮은 투과성을 갖기 때문이다. 비생분해성 매트릭스에 있어서, 많은 생체거대분자는 담체 매트릭스로부터의 확산에 필요한 채널을 차단하면서 결합하고 침전된다.

이러한 문제들은 약간의 확산 방출에 부가하여 고형 중합체 매트릭스의 분해에 의해 치료제의 조절 방출을 허용하는 생분해성의 견고한 매트릭스를 사용함으로써 완화된다. 가능한 고체 생분해성 물질로서 연구되었던 합성 중합체의 종류로는 폴리에스테르(피트 외 다수, "Biodegradable Drug Delivery Systems Based on Aliphatic Polyesters: 피임약 및 마약길항물질에 대한 응용", Controlled Release of Bioactive Materials, 19-44(리차드 베이커 저, 1980)); 폴리(아미노산) 및 슈도폴리(아미노산)(풀라푸라 외 다수, "Trends in the Development of Bioresorbable polymers for Medical Applications", J. of Biomaterials Appl., 6:1, 216-50(1992)); 폴리우레탄(브루인 외 다수, "Biodegradable Lysine Diisocyanate-based Poly(Glycolide-co-ε Caprolactone)-Urethane Network in Artificial Skin", Biomaterials, 11:4, 291-95(1990)); 폴리오르토에스테르(헬러 외 다수, "Release of Norethindrone from poly(Ortho Esters)", Polymer Engineering Sci., 21:11, 727-31(1981)); 및 폴리안하이드리드(레옹 외 다수, "Polyanhydrides for Controlled Release of Bioactive Agents", Biomaterials 7:5, 364-71(1986))를 예로 들 수 있다.

폴리(포스페이트), 폴리(포스포네이트) 및 폴리(포스파이트)라 불리는 포스페이트 결합을 갖는 중합체들은 공지되어 있다. 펜크젝 외 다수, Handbook of Polymer Synthesis, Chapter 17: "Phosphorus-Containing Polymers", (한스 알. 크리켈도프 저, 1992) 참조. 인 원자에 연결된 서로 다른 곁사슬을 갖는 3 종류의 조성물의 각각의 구조는 다음과 같다.

이러한 중합체의 다변성은 복수의 반응으로 알려져 있는 인 원자의 다변성에서 나온다. 그 결합은 3p 궤도 또는 다양한 3s-3p 하이브리드를 포함하며; spd 하이브리드도 또한 접근가능한 d 궤도 때문에 가능하다. 따라서, 폴리(포스포에스테르)의 물리화학적 특성은 R 또는 R'기를 변경함으로써 용이하게 변화될 수 있다. 상기 중합체의 생분해성은 기본적으로 중합체 주사슬의 생리학적으로 변하기 쉬운 포스포에스테르 결합때문이다. 주사슬 또는 곁사슬을 조작함으로써 광범위한 생분해율이 달성가능하다.

폴리(포스포에스테르)의 부가적인 특징은 작용 곁사슬의 가용성이다. 인이 5가이기 때문에 약물 분자 또는 다른 생물학적 활성물질들은 중합체에 화학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, -O-카르복시기를 갖는 약물은 가수분해가능한 에스테르 결합을 통해 인에 결합될 수 있다. 레옹 외 다수, 미국특허 제5,194,581호 및 제5,256,765호 참조. 주사슬의 P-O-C기는 또한 중합체의 유리전이온도를 낮추고, 특히 간단한 특성화 및 처리가 바람직한 보통의 유기 용매내 용해성을 제공한다.

그러나, 포스포에스테르를 포함하는 대부부의 공지된 생분해성 중합체를 사용하는 약물전달시스템은 고형 물질이었다. 상기 예에서, 약물은 중합체내로 삽입될 수 있고, 이 혼합물은 가령 이식용 실린더, 디스크 또는 섬유와 같은 특정 형태로 형성된다.

그러나, 단백질 및 기타 큰 생체분자를 고형 생분해물질로부터 전달하기는 여전히 어려운데, 그것은 이들 큰 분자들은 특히 불안정하고, 일반적으로 고형 중합체 매트릭스 담체와 같이 분해되기 때문이다. 더 구체적으로 말하자면, 중합체를 투여한 후 분해되기 시작할때, 중합체가 이온화되고, 양성자화되거나 또는 가수분해됨에 따라서 중합체의 분해 부산물로부터 고농축 미세환경이 형성된다. 단백질은 이러한 조건하에서 쉽게 변성되거나 또는 분해되는데, 이는 치료 목적으로 쓸모가 없게 된다.

또한, 고형 약물전달시스템의 제조 과정에 있어서, 단백질과 같은 생물학적 활성물질은 일반적으로 매우 높은 변형력에 노출된다. 필요한 제조 단계는 열, 매우 높은 pH, 많은 양의 유기용매, 가교제, 동결 및 건조에 대한 과도한 노출을 포함한다. 제작 또는 제조된 후, 약물전달시스템은 투여되기 전에 얼마간의 연장된 시간 동안 저장되어야 하고, 고형 생분해성 전달시스템내 단백질의 장기간 안정성 문제에 대한 적은 정보를 입수할 수 있다.

고형 중합체는 주사기 또는 카테테르를 사용해서 마이크로스피어 또는 마이크로캡슐과 같은 작은 입자의 형태로 체내에 주입될 수 있다. 그러나, 그것은 여전히 고체 입자이기 때문에 바람직한 방출 프로필(profile)에 필요한 연속적이며 거의 균질한 모놀리식 매트릭스를 형성하지 못한다.

그리고, 이 중합체 및 체내로 방출되는 생물학적 활성물질로부터 제조된 마이크로스피어 또는 마이크로캡슐은 대규모로 제조하기에 어려운 경우가 있다. 대부분의 마이크로 캡슐화 과정은 고온을 수반하고, 유기 용매와 접촉한다. 게다가, 그의 저장은 종종 문제점을 나타내며, 주사시 그의 과립 성질은 주사 장치의 차단 및/또는 상기 소립자가 주사되는 연질 조직의 염증을 유발할 수 있다.

Dunn 외 다수의, 미국특허 제5,278,201호; 제5,278,202호; 및 제5,340,849호는 고체, 선형-사슬, 생분해성 중합체 또는 공중합체가 액체 용액을 형성하기 위한 용매에 용해되어 있는 열가소성 약물전달시스템을 개시하고 있다. 일단 중합체 용액이 충분한 물이 있는 체내에 주입되면, 상기 용액은 고체 물질로 응고되거나 또는 고체화됨으로써 중합체로부터 소산되거나 또는 확산된다. 그러나, 상기 시스템은 용매를 필요로 하며, 수용가능한 생체적합성에 대한 충분히 무독성인 유기 용매를 선택하기가 어렵다.

또한, 친유성 약물 및 치료에 유용한 단백질과 같은 대형 벌키 생체거대분자를 포함하는 여러 가지 다른 생물학적 활성물질을 방출하기 위해서 바람직하게 상당량의 유기 용매를 요구하지 않으면서 생체내에서 사용될 수 있는 가용성 또는 유동성 생분해성 조성물을 제공하는 방법 및 조성물에 대한 요구가 있다. 주위 연질 조직의 손상을 최소화하는 방법으로 조절된 방출을 제공하는 생분해성 중합체 조성물에 대한 계속적인 필요가 있다.

쿠버 외 다수는 미국특허 제3,271,329호에서 디알킬 또는 디아릴 수소 포스파이트 및 1,4-시클로헥산디메탄올과 같은 특정 디올 화합물로부터 제조된 유기인 중합체를 개시한다. 컬럼 1, 24-31째줄 참조. 반덴베르그 외 다수는 미국특허 제3,655,585호에서 하기 일반식 1의 적어도 하나의 순환 단위를 갖는 인 중합체를 개시한다:

(일반식)

(상기 일반식에서, R은 알킬이고, Z는 시클로헥실렌과 같은 알킬렌이다.)

컬럼 1, 28-55째줄 참조. 헤르비그 외 다수는 미국특허 제3,875,263호에서 1,4-메틸렌-시클로헥산과 같은 고리형 알킬렌 성분을 갖는 이인산 에스테르를 개시한다. 컬럼 1, 18-37째줄 참조.

그러나, 상기 특허 모두는 상기 화합물 및 상기 화합물로부터 제조된 중합체 조성물이 약품을 형성하기 위해서 압출 또는 성형되어야 하거나 또는 섬유로 가공되어야 하고(쿠버 외 다수); 첨가제로서 윤활유, 가솔린, 및 합성수지 또는 다른 중합체가 사용되어야 하며(반덴베르그 외 다수 및 헤르비그 외 다수); 또는 피복 조성물이 사용되어야 한다(헤르베그 외 다수). 상기 화합물은 일반적으로 높은 프레임 저항 및 내화성(쿠버 외 다수 및 헤르비그 외 다수), 또는 산화 및 열에 대한 증가된 안정성 및 증가된 인장강도(반덴베르그 외 다수)를 제공하는 것으로서 본 기술에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있다.

발명의 요약

폴리(고리지방족 포스포에스테르) 화합물로 제조된 중합체 조성물은 소수성 약물을 포함하는 대형 벌키 생체거대분자 및 치료에 유용한 단백질과 같은 대형 벌키 생체거대분자에 가용성 또는 유동성 담체를 쉽게 제공한다. 본 발명의 생분해성 중합체 조성물은 하기 화학식 1에 도시된 반복되는 단량체 단위를 갖는 중합체로 이루어지며,

(상기 화학식 1에서, R 및 R' 각각은 치환되지 않거나 또는 하나 이상의 비간섭 치환기로 치환된 선형 또는 가지형 지방족이고; L은 2가의 고리지방족기이며; R"는 H, 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 헤테로시클릭 또는 헤테로시클록시를 포함하는 그룹으로부터 선택되고; n은 5 내지 1,000이다.)

상기 생분해성 중합체 조성물은 생분해전 및 생분해시 모두에 있어서 생체적합성을 나타낸다. 특히 바람직한 실시예에서, 하나 이상의 R, R' 및 R"는 생리학적 환경으로 방출될 수 있는 형태의 생물학적 활성물질이다.

또한, 본 발명은 이식, 주입 또는 체내에 전체적으로 또는 국소적으로 삽입하기에 유용한 가용성 약품으로 이루어지며, 상기 약품은 생분해성, 유동성 또는 가용성 중합체 조성물을 함유하고, 이 조성물은 화학식 1(R, R', R", L 및 n은 상기에 정의된 바와 같다)에 도시된 반복되는 단량체 단위를 갖는 중합체를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에서는:

(a)이식가능하거나 또는 주입가능한 중합체 조성물을 형성하기 위해서 생물학적 활성물질과 하기 화학식 1에 도시된 반복되는 단량체 단위를 갖는 생분해성 중합체를 조합하는 단계: 및

(화학식 1)

(상기 화학식 1에서, R, R', L, R" 및 n은 상기에 정의된 바와 같다.)

(b) 단계 (a)에서 형성된 중합체 조성물을 체내에 부분적으로 또는 전체적으로 생체내 미리 선택된 부위에 삽입함으로써 중합체 조성물을 생물학적 체액과 적어도 부분적으로 접촉시키는 단계로 이루어지는 생물학적 활성물질의 제어된 방출을 위한 방법이 제시된다

본 발명의 조성물은 바람직하게 점성, 유동성 "겔형" 물질 또는 가용성 물질이기 때문에, 이는 매우 다양한 약물을 전달하는데 사용될 수 있는데, 예를 들면 파크리탁셀(paclitaxel)과 같은 소수성 약물에서 단백질과 같은 대형 수용성 거대분자로 전달되는데 사용될 수 있다. 본 발명의 조성물이 유동적이지 않더라도 여전히 가용성이 있고, 단백질이 분해되기 전에 적어도 부분적으로 매트릭스를 통해 대형 단백질을 확산시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 사용하기 쉬울 뿐만 아니라 대형 생체거대분자를 효과적인 방법으로 전달할 수 있는 전달시스템을 제공한다.

도 1은³¹P-NMR 및¹H-NMR로 측정되는 P(트랜스-CHDM-HOP)의 구조를 나타내고,

도 2는 P(시스-/트랜스-CHDM-HOP)에 대한 크로마토그램 및 분자량 분포를 나타내고,

도 3a는 P(트랜스-CHDM-HOP)의 주파수 함수로서 활성 에너지를 나타내고, 도 3b는 상응하는 점도의 온도 의존도를 그래프로 나타내고,

도 4a는 72시간 배양후 P(CHDM-HOP) 표면에서 배양된 HEK293 세포를 나타내고, 도 4b는 72시간 배양후 TCPS 표면에서 배양된 HEK293 세포를 나타내고,

도 5는 인산완충용액에서 본 발명의 세개의 폴리(포스포에스테르)의 생체외 분해 속도에 곁사슬이 미치는 효과를 그래프로 나타내고,

도 6은 33% 부하시 중합체 P(CHDM-HOP)로부터 생체거대분자 FITC-BSA의 방출 곡선을 나타내고,

도 7은 30%, 10% 및 1%의 부하 수준의 함수로서 FITC-BSA의 생체외 방출 속도를 그래프로 나타내고,

도 8은 10% 부하 수준의 FITC-BSA의 단백질 방출속도에 곁사슬 구조가 미치는 생체외 효과를 그래프로 나타내고,

도 9는 P(CHDM-HOP)로부터 저분자량 약물(독소루비신, 시스플레틴 및 5-플루오로우라실)의 방출을 나타내고,

도 10은 P(CHDM-HOP)로부터 시스플레틴 및 독소루비신의 동시 방출을 그래프로 나타내고,

도 11은 시간의 함수로서 인산완충용액에서 P(CHDM-HOP) 매트릭스로부터 방출된 IL-2의 누적율을 그래프로 나타내고,

도 12는 인산완충용액에서 P(CHDM-HOP) 매트릭스로부터 IL-2의 누적방출율에 대한 보정곡선을 나타내고,

도 13은 피하 볼루스(bolus)로서 투여되거나 또는 P(CHDM-HOP) 매트릭스내에 분산되는 IL-2의 약물동태를 비교하고,

도 14는 Balb/c 마우스에서 피하주사 부위의 조직검사 결과를 나타내고,

도 15는 생체내 흑색종 종양 모델에서 종양 이식하고 4주후 마우스내 종양의 크기 분포를 나타내고,

도 16은 생체내 흑색종 종양 모델에서 종양 이식하고 6주후 마우스내 종양의 크기 분포를 나타내고,

도 17은 생체내 흑색종 종양 모델에서 4가지의 다른 처리군에 대한 시간 함수로서 생존율을 나타내고,

도 18은 본 발명의 두가지 중합체 조성물, 즉 중합체 P(CHDM-EOP)내에 화학요법제 파크리탁셀을 함유하는 하나 및 중합체 P(CHDM-HOP)내에 파크리탁셀을 함유하는 다른 하나의 방출 곡선을 나타내고,

도 19는 P(CHDM-HOP)/리도카인 혼합물의 서로 다른 세개의 시료로부터 리도카인의 생체외 방출곡선을 나타내고,

도 20a는 배양시간의 함수로서 생체외에서 방출된 리도카인의 누적량을 나타내고, 도 20b는 시간의 제곱근 함수로서 리도카인 방출을 나타내고,

도 21은 P(CHDM-HOP) 또는 식염수에서 리도카인 25mg의 생체내 주입후 최대 침해수용효과 대 시간의 퍼센트를 나타내고,

도 22는 P(CHDM-HOP) 또는 식염수에서 리도카인 25mg의 주입후 최대 운동기능효과 대 시간의 퍼센트를 나타내고,

도 23은 식염수내 리도카인 25mg, P(CHDM-HOP)내 리도카인 25mg 및 P(CHDM-HOP)내 리도카인 50mg의 주입후 혈장에서의 리도카인 농도를 나타낸다.

본 발명의 중합체 조성물

본 명세서에서 사용되는 용어인 "지방족"은 선형, 가지형 또는 고리형의 알칸, 알켄 또는 알킨을 의미한다. 본 발명의 폴리(고리지방족 포스포에스테르) 조성물내 바람직한 선형 또는 가지형 지방족기는 약 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는다. 바람직한 고리지방족기는 하나 이상의 불포화 사이트, 즉 이중결합 또는 삼중결합을 가지지만 결코 방향족은 아니다.

본 발명에 사용되는 용어인 "아릴"은 4n+2 π 전자를 갖는 불포화 고리형 탄소 화합물을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 용어인 "헤테로시클릭"은 고리에 탄소 이외에 예를 들어 질소, 산소 또는 황과 같은 하나 이상의 원자를 갖는 포화 또는 불포화 고리 화합물을 의미한다.

본 발명에 사용되는 용어인 "비간섭 치환제"는 단량체와 반응하지만; 중합반응을 촉매, 종결 또는 간섭하지 않으며; 분자내 또는 분자간 반응을 통해서 얻어진 중합체 사슬과 반응하지 않는다는 것을 의미한다.

본 발명의 생분해성 및 주입가능한 중합체 조성물은 하기 화학식 1에 도시된 반복되는 단량체 단위를 갖는 중합체를 포함한다.

(화학식 1)

(상기 화학식 1에서, R 및 R'는 각각 치환되지 않거나 또는 하나 이상의 비간섭 치환제로 치환된 선형 또는 가지형 지방족이다.)

R 및 R'는 각각 중합체의 중합화 또는 생분해 반응을 방해하지 않는 한 어떤 지방족 성분도 될 수 있다.

바람직하게, R 및 R'는 약 1-20개의 탄소원자를 갖는다. 예를 들어 R 및 R' 각각은 메틸렌, 에틸렌, 1,2-디메틸에틸렌, n-프로필렌, 이소프로필렌, 2-메틸프로필렌, 2,2-디메틸-프로필렌 또는 tert-부틸렌, n-펜틸렌, tert-펜틸렌, n-헥실렌, n-헵틸렌 등과 같은 알킬렌기; 에테닐렌, 프로페닐렌, 도데세닐렌 등과 같은 알케닐렌; 프로피닐렌, 헥시닐렌, 옥타데세니닐렌 등과 같은 알키닐렌; 예를 들어 히드록시-, 할로겐- 또는 질소 치환된 지방족기와 같은 비간섭 치환기로 치환된 지방족기일 수 있다. 그러나, R 및 R' 각각은 바람직하게 가지형 또는 선형 사슬 알킬렌기이고, 더 바람직하게 1 내지 7개의 탄소원자를 갖는 알킬렌기이다. 가장 바람직하게 R은 메틸렌기 또는 에틸렌기이다.

본 발명의 구체예에서, R, R' 또는 R과 R' 모두는 생리학적 환경에서 방출될 수 있는 형태의 생물학적 활성물질이다. 상기 생물학적 활성물질은 이 방법의 폴리(포스포에스테르) 주사슬의 일부분인 경우 이는 본 발명의 조성물에 의해 형성된 중합체 매트릭스가 분해될 때 방출된다.

일반적으로 말하자면, 본 발명의 생물학적 활성물질은 조성물에 대한 목적에 따라 광범위하게 다양하다. "생물학적 활성물질"이라는 용어는 한정되지 않고 약물; 비타민; 무기질 첨가제; 치료, 예방, 진단, 질병의 치료 또는 경감에 사용된 물질; 또는 신체 구조 또는 기능에 영향을 주는 물질; 또는 소정의 생리학적 환경에 위치하면 생물학적으로 활성화되거나 더 활성화되는 프로드럭(prodrug)을 포함한다. 상기 활성 물질은 단일 성분 또는 성분들의 조합물로서 설명될 수 있다.

유용한 생물학적 활성물질의 광범위한 목록의 한정되지 않는 예로는 다음과 같은 치료목적의 목록을 포함한다: β-아드레날린성 블록제, 동화제, 안드로겐성 스테로이드, 제산제, 항천식제, 항알러지 물질, 항콜레스테롤제 및 항지질제, 항콜린성제 및 교감신경흥분제, 항응고제, 항경련제, 지사제, 진토제, 항고혈압제, 항감염제, 항염증제, 가령 스테로이드, 비스테로이드성 항염증제, 항말라리아제, 항조병제, 항멀미약, 항종양제, 항비만제, 항파킨슨제, 해열제 및 진통제, 진경제, 항혈전제, 항요산혈증제, 항협심증약, 항히스타민제, 진해제, 식욕억제제, 벤조페난트리딘 알칼로이드제, 생물제제, 심장작용제, 대뇌확장기, 관상동맥 확장기, 충혈완화제, 이뇨제, 진단제제, 적혈구생성제, 에스트로겐, 거담제, 위장진정제, 체액제제, 과혈당제제, 최면약, 과혈당제제, 이온교환수지, 이완제, 무기질 첨가제, 축동제, 점액용해제, 신경근육제, 영양물질, 말초혈관수축제, 월경제제, 프로스타글란딘, 정신활력제, 향정신약, 진정제, 흥분제, 갑상성 및 항갑상선제, 정신안정제, 자궁이완제, 비타민, 항생물질 및 프로드럭.

상기 목록에서 유용한 생물학적 활성물질의 구체적인 예에는 (a)안드로겐 억제제, 대사억제물질, 세포독성물질 및 면역조절물질과 같은 항종양제; (b)덱스트로메토르판, 덱스트로메토르판 히드로브로마이드, 노스카핀, 카르베타펜탄 시트레이트 및 클로르페디아놀 히드로클로리드와 같은 진해제; (c)클로르페닐아민 말레이트, 페닌드아민 타르트레이트, 피릴아민 말레이트, 독실아민 숙시네이트 및 페닐톨록사민 시트레이트와 같은 항히스타민제; (d)페닐에프린 히드로클로리드, 페닐프로판올아민 히드로클로리드, 슈도에페드린 히드로클로리드 및 에페드린과 같은 충혈완화제; (e)코데인 포스페이트, 코데인 설페이트 및 몰핀과 같은 다양한 알칼로이드; (f)염화칼륨, 염화아연, 탄산칼슘, 산화마그네슘 및 다른 알칼리 금속 및 알카리 토금속 염과 같은 무기질 첨가제; (g)콜레스티릴아민과 같은 이온교환수지; (h)N-아세틸프로카인아미드와 같은 항천식제; (i)아세트아미노펜, 아스피린 및 이부프로펜과 같은 해열제 및 진통제; (j)페닐-프로판올아민 히드로클로리드 또는 카페인과 같은 식욕억제제; (k)구아이페네신과 같은 거담제; (l)수산화 알루미늄 및 수산화 마그네슘과 같은 제산제; (m)펩티드, 폴리펩티드, 단백질 및 아미노산, 호르몬, 인터페론 또는 시토카인, 및 다른 생체활성 펩티드 화합물, 가령 hGH, tPA, 칼시토닌, ANF, EPO 및 인슐린과 같은 생물제제; (n)항진균제, 항바이러스제, 방부제 및 항생제와 같은 항감염제; 및 (o)백신 용도에 유용한 제감작제 및 항원물질이 포함된다.

보다 구체적인 유용한 생물학적 활성물질의 한정되지 않는 예로는 다음과 같은 치료 목적의 목록이 포함된다: 스테로이드를 포함하지 않는 항염증약, 마약성길항제 및 살리실레이트와 같은 진통제; H₁-블로커 및 H₂-블로커와 같은 항히스타민제; 구충제, 항무산소제, 항생제, 아미노글리코시드 항생제, 항진균 항생제, 세팔로스포린 항생제, 마크로리드 항생제, 이종 혼합의 β-락탐 항생제, 페니실린 항생제, 퀴놀론 항생제, 설폰아미드 항생제, 테트라사이클린 항생제, 안티마이코박테리아제, 항결핵 안티마이코박테리아제, 항원충, 항말라리아 항원충, 항바이러스제, 항레트로바이러스제, 개선 및 비뇨기 항감염제와 같은 항감염제; 알킬화 약제, 질소머스터드 알킬화 약제, 니트로소우레아 알킬화 약제, 항대사물질, 푸린 아날로그 항대사물질, 피리미딘 아날로그 항대사물질, 호르몬 항종양제, 천연 항종양제, 항생물질 천연 항종양제 및 빈카 알칼로이드 천연 항종양제 등의 항종양제; 항콜린효능제, 항무스카린 항콜린효능제, 에르고트 알칼로이드, 부교감신경흥분약, 콜린효능성 효능제 부교감신경흥분약, 클린에스트라제 억제제 부교감신경흥분약, 교감신경차단약, α-블로커 교감신경차단약, β-블로커 교감신경차단약, 교감신경흥분약 및 아드레날린효능성 효능제 교감신경흥분약 등의 자율신경계 약제; 항협심증제, β-블로커 항협심증제, 칼슘-채널 블로커 항협심증제, 니트레이트 항협심증제, 항부정맥약, 심장성 글리코사이드 항부정맥약, Ⅰ급 항부정맥약, Ⅱ급 항부정맥약, Ⅲ급 항부정맥약, Ⅳ급 항부정맥약, 혈압강하제, α-블로커 혈압강하제, 안지오텐신-전환 효소 억제제(ACE 억제제) 혈압강하제, β-블로커 혈압강하제, 칼슘-채널 블로커 혈압강하제, 중추작용 아드레날린효능성 혈압강하제, 이뇨 혈압강하제, 말초혈관이완 혈압강하제, 항지질혈액제, 담즙산 격리제 항지질혈액제, HMG-CoA 환원효소 억제제 항지질혈액제, 근수축제, 심장성 글리코사이드 근수축제 및 혈전용해제 등의 심장약; 항히스타민제, 소염제, 코르티코스테로이드 소염제, 진통제/국소마취제, 경피 항염제, 항진균성 경피 항염제, 항바이러스 경피 항염제 및 경피 항종양제 등의 외피용약; 산화제, 알칼리화제, 이뇨제, 카르보닉안히드라제 억제 이뇨제, 루프 이뇨제, 오스모틱 이뇨제, 포타슘 결핍 이뇨제, 티아지드 이뇨제, 전해질 치환 및 요산감소 약제 등의 전해질 및 신장약; 췌장효소 및 혈전용해효소 등의 효소; 지사제, 진토제, 위장 항염제, 살리실레이트 위장 항염제, 안타시드 항궤양제, 위산 펌프 억제 항궤양제, 위점막 항궤양제, H₂-블로커 항궤양제, 콜레리토리틱제, 소화제, 최토제, 이완제와 변 연화제, 프로키네틱제 등의 위장약; 흡입 마취제, 할로겐화 흡입 마취제, 정맥 마취제, 바비투르산염 정맥 마취제, 벤조디아제핀 흡입 마취제 및 마약성 효능제 흡입 마취제 등의 전신마취제; 항빈혈제, 혈액 항빈혈제, 응고제, 항응고제, 지혈 응고제, 혈소판 억제제 응고제, 혈전용해효소 응고제 및 혈장량 확장제 등의 혈액제; 낙태약, 신장약, 코티코스테로이드 신장약, 안드로겐, 항안드로겐, 당뇨병약, 술포닐우레아 당뇨병약, 안티하이포글리세믹제, 구강피임기구, 프로게스틴 피임기구, 에스트로겐, 수정제, 자궁수축약, 부갑상선 약제, 뇌하수체 호르몬, 프로게스틴, 항갑상선제, 갑상선 호르몬 및 진통용해제 등의 호르몬 및 호르몬 변형제; 면역글로불린, 면역억제제, 독소 및 백신 등의 면역약제; 아미드 국소마취제 및 에스테르 국소마취제 등의 국소마취제; 항통풍 항염제, 코르티코스테로이드 항염제, 금 혼합물 항염제, 면역억제 항염제, 비스테로이드계 항염제(NSAIDs), 살리실레이트 항염제, 골격근육이완제, 심경근 차단 골격 근육 이완제 및 복귀 신경근육 블로커 골격 근육 이완제 등의 골격근육제; 항경련약, 바비투레이트 항경련약, 벤조디아제핀 항경련약, 항편두통약, 항파킨슨약, 항선회병약, 마약성 효능제 및 마약성 길항제 등의 신경계 약제; 항녹내장약, β-블로커 항녹내장약, 동공축소 항녹내장약, 산동약, 아드레날린 효능제 산동약, 항무스카린 산동약, 눈 마취제, 눈 항감염제, 눈 아미노글리코사이드 항감염제, 눈 마크로리드 항감염제, 눈 퀴놀린 항감염제, 눈 설폰아미드 항감염제, 눈 테트라사이클린 항감염제, 눈 소염제, 눈 코티코스테로이드 소염제 및 눈 비스테로이드 소염제(NSAID) 등의 안약; 항우울증약, 이종고리 항우울증약, 모노아민 옥시다제 억제제(MAOI), 선택형 세로토닌 재흡수 억제제(SSRI), 3고리 항우울증약, 항조병약, 항정신병약, 페노티아진 항정신병약, 신경불안제, 진정제, 수면제, 바비투레이트 진정제 및 수면제, 벤조디아제핀 신경불안제, 진정제, 수면제 및 신경자극제 등의 향정신약; 진해약, 기관지확장제, 아드레날린 효능제 기관지확장제, 항무스카린 기관지확장제, 거담제, 점액용해제, 호흡기 소염제 및 호흡기 코티코스테로이드 소염제 등의 호흡기관 약제; 해독제, 중금속 길항제/킬레이트제, 약물남용약제, 견제 약물남용약제 및 금단증상 약물남용약제 등의 독성 약제; 미네랄; 및 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C, 비타민 D, 비타민 E 및 비타민 K 등의 비타민.

상기 목록에서 이용되는 생물학적 활성 물질의 바람직한 분류는 아래와 같다. (1)디클로페낙, 이부프로펜, 케토프로펜 및 나프록센과 같은 비스테로이드계(NSAIDs) 진통제; (2)코데인, 펜타닐, 히드로모르폰, 및 모르핀과 같은 마취제 작용 진통제; (3)아스피린(ASA)과 같은 살리실산염 진통제(아스피린으로 코팅된 장); (4)크레마스틴 및 터페나딘과 같은 H₁-차단 항히스타민제; (5)시메티딘, 파모티딘, 니자딘 및 라니티딘과 같은 H₂-차단 항히스타민제; (6)무피로신과 같은 항감염제; (7)클로람페니콜 및 클린다미신과 같은 항혐기성 항감염제; (8)암포테리신 b, 클로트리마졸, 푸루코나졸, 및 케토코나졸과 같은 항진균성의 항생의 항감염제; (9)아지트로마이신 및 에리트로마이신과 같은 마크로라이드 항생의 항감염제; (10)아즈트레오남 및 이미페넴과 같은 이종 혼합의 β-락텀 항생의 항감염제; (11)나프실린, 옥사실린, 페니실린 G, 및 페니실린 V와 같은 페니실린 항생의 항감염제; (12)시프로플록사신 및 노르플록사신과 같은 퀴놀론 항생 항감염제; (13)독시사이클린, 미노사이클린 및 테트라사이클린과 같은 테트라사이클린 항생의 항감염제; (14)이소니아지드(INH) 및 리팜핀과 같은 항결핵 항미코박테리아 항감염제; (15)아토바큐온 및 댑손과 같은 안티프로토졸 항감염제; (16)클로로퀸 및 피리메타민과 같은 항말라리아 안티프로토졸 항감염제; (17)리토나비어 및 지도뷰딘과 같은 항레트로바이러스 항감염제; (18)아시클로비어, 간시클로비어, 인터페론 알파 및 리만타딘과 같은 항바이러스 항감염제; (19)카보플라틴 및 시스플라틴과 같은 알킬화 항종양제; (20)카무스틴(BCNU)과 같은 니트로소오레 알킬화 항종양제; (21)메토트렉세이트와 같은 항대사물질 항종양제; (22)플루오로우라실(5-FU) 및 겜시타빈과 같은 피리미딘 유사 항대사물질 항종양제; (23) 고세렐린, 로프로라이드 및 타목시펜과 같은 호르몬 항종양제;(24)알데스로킨, 인터로킨-2, 도세탁셀, 에토포사이드(VP-16), 인터페론 알파, 팍리타셀 및 트레티노인(ATRA)과 같은 천연 항종양제; (25)브레오마이신, 닥티노마이신, 다우노루비신, 독소루비신, 및 미토마이신과 같은 항생의 천연 항종양제; (26)빈블라스틴 및 빈크리스틴과 같은 빈카 알카로이드 천연 항종양제; (27)니코틴과 같은 자율신경제; (28)벤즈트로핀 및 트리헥시페니딜과 같은 항콜린 효능 자율신경제; (29)아트로핀 및 옥시부티닌과 같은 항무스카린 항콜린 효능 자율신경제; (30) 브로모크립틴과 같은 맥각 알카로이드 자율신경제; (31) 피로카르핀과 같은 콜린효능 작용 교감신경 흥분제; (32)피리도스티그마인과 같은 콜린스테라이즈 억제제 교감신경 흥분제: (33)프라조신과 같은 α-차단 교감신경 흥분제; (34)아테노롤과 같은 β-차단제 교감신경 흥분제; (35)알부테롤 및 도부타민과 같은 아드레날린 효능 작용 교감신경 흥분제; (36)아스피린(ASA)과 같은 심장혈관제(아스피린을 코팅시킨 장); (37)아테노롤 및 프로프라노롤과 같은 β-차단 항편도주위염; (38)니페디핀 및 베라파밀과 같은 칼슘-채널 차단 항편도주위염; (39)이소소르비드 디니트레이트(ISDN)과 같은 니트레이트 항편도주위염; (40)디그옥신과 같은 심장 글리코사이드 안티어리스믹; (41)리도카인, 메실레틴, 페니토인, 프로카인아미드 및, 퀴니딘과 같은 I급 안티어리스믹; (42)아테노롤, 메토프로롤, 프로프라노롤 및 티모롤과 같은 Ⅱ급 안티어리스믹: (43)아미오다론과 같은 Ⅲ급 안티어리스믹; (44)딜티아젬 및 베라파밀과 같은 Ⅳ급 안티어리스믹; (45)프라조신과 같은 α-차단 항고혈압제; (46)캡토프릴 및 에날라프릴과 같은 안지오텐신-전환 효소 억제제(ACE 억제제) 항고혈압제; (47) 아테노롤, 메토프로롤, 나도롤 및 프로프라노롤과 같은 β-차단 항고혈압제; (48)딜티아젬 및 니페디핀과 같은 칼슘-채널 차단 항고혈압제; (49)클로니딘 및 메틸도파와 같은 중추작용 아드레날린 효능 항고혈압제; (50)아밀로라이드, 푸로세미드, 히드로클로로티아지드 (HCTZ) 및 스피로노락톤과 같은 디우레틱 항고혈압제; (51)하이드라라진 및 미노시딜과 같은 말초혈관이완 항고혈압제: (52)겜피브로질 및 프로부콜과 같은 항지질혈액제; (53)콜레스티라민과 같은 빌레산 지질혈액제; (54)로바스타틴 및 프라바스타틴과 같은 HMG-CoA 환원효소 억제제 지질혈액제; (55) 암리논, 도부타민 및 도파민과 같은 근수축제; (56)디그옥신과 같은 심장 글리코사이드 근수축제; (57)알테플라제(TPA), 아니스트레플라제, 스트렙토키나제 및 우로키나제와 같은 혈전용해제; (58)콜치신, 이소트레티노인, 메소트렉세이트, 미노시딜, 트레티노인(ATRA)과 같은 외피용약제; (59)베타메타손 및 덱사메타손과 같은 외피용 코르티코스테로이드 항염증제; (60)암포테리신 B, 클로트리마졸, 미코나졸, 및 니스테이틴과 같은 항진균성 경피 항감염제; (61) 아시클로비르(acyclovir) 등의 항바이러스성 국소 감염억제제; (62) 플루오로우라실(5-FU) 등의 국소 종양억제제; (63) 락투로스(lactulose) 등의 전해질 및 신장제; (64) 푸로세미드(furosemide) 등의 루프 이뇨제; (65) 트리암테렌(triamterene) 등의 칼륨-부족 이뇨제; (66) 히드로클로로티아지드 (HCTZ) 등의 티아지드 이뇨제; (67) 프로베네시드(probenecid) 등의 요산배설제; (68) RNase 및 DNase 등의 효소; (69)알테플라제(alteplase), 아니스트레플라제 (anistreplase), 스트렙토키나아제(streptokinase) 및 우로키나아제(urokinase) 등의 혈전용해 효소; (70) 프로클로르페라진(prochlorperazine) 등의 구토 억제제; (71) 술파살라젠(sulfasalazine) 등의 살리실산염 위장 염증 억제제; (72) 오메프라졸(omeprazole) 등의 위산-펌프 금지 항궤양제; (73) 시메티딘(cimetidine), 파모티딘(famotidine), 니자티딘(nizatidine) 및 라니티딘(ranitidine) 등의 H₂-차단 항-궤양제; (74) 판크렐리파아제(pancrelipase) 등의 소화촉진제; (75) 에리트로마이신(erythromycin) 등의 프로키네틱제; (76) 펜타닐(fentanyl) 등의 진정 작용 정맥주사 마취제; (77) 에리트로포이틴(erythropoietin), 필그라스팀(G-CSF) 및 사그라모스팀(GM-CSF) 등의 혈액생성 빈혈 억제제; (78) 항용혈 성분 1-10(AHF 1-10) 등의 응고제; (79) 와르파린(warfarin) 등의 항응고제; (80) 알테플라제(alteplase), 애니스트레플라제(anistreplase), 스트렙토키나아제 (streptokinase) 및 우로키나아제(urokinase) 등의 혈전용해 효소 응고제; (81) 브로모크립틴(bromocriptine) 등의 호르몬 및 호르몬 변형제; (82) 메토트렉시트 (methotrexate) 등의 임신중절제; (83) 인슐린(insulin) 등의 당뇨 억제제; (84) 에스트로겐(estrogen) 및 프로게스틴(progestin) 등의 경구 피임제; (85) 레보노르제스트렐(levonorgestrel) 및 노르제스트렐(norgestrel) 등의 프로게스틴 피임제; (86) 접합된 에스트로겐(conjugated estrogen), 디에틸스틸베스트롤(DES), 에스트로겐(에스트라디올, 에스트론 및 에스트로피페이트) 등의 에스트로겐; (87) 클로미펜(clomiphene), 인간 융모막성 생식선 자극 호르몬(HCG) 및 메노트로핀 (menotropins) 등의 다산제; (88) 캘시토닌(calcitonin) 등의 부갑상선제; (89) 디스모프레신(desmopressin), 고세렐린(goserelin), 옥시토신(oxytocin) 및 바소프레신(ADH) 등의 뇌하수체 호르몬; (90) 메드록시프로게스트론(medroxyprogesterone), 노르에틴(norethindrone) 및 프로게스테론(progesterone) 등의 프로게스틴; (91) 레보티록신(levothyroxine) 등의 티로이드 호르몬; (92) 인터페론 베타 1-b 및 인터페론 감마 1-b 등의 면역생물학제; (93) 면역 글로블린 IM. IMIG, IGIM 및 면역 글로블린 IV, IVIG, IGIV; 등의 면역 글로블린; (94) 리도카인(lidocaine) 등의 아미드 국소 마취제; (95) 벤조카인(benzocaine) 및 프로카인(procaine) 등의 에스테르 국소 마취제; (96) 베크로메타손(beclomethasone), 베타메타손(betamethasone), 코티손(cortisone), 덱사메타손(dexamethasone), 히드로코티손(hydrocortisone) 및 프레드니손(prednisone) 등의 근골격 코르티코스테로이드 염증 억제제; (97) 아자티오프린(azathioprine), 시클로포스파마이드(cyclophosphamide) 및 메토트렉세이트(methotrexate) 등의 근골격 항-염증 면역억제제; (98) 디클로페낙(diclofenac), 이부프로펜(ibuprofen), 케토프로펜(ketoprofen), 케토르락(ketorlac) 및 나프록센(naproxen) 등의 근골격 비스테로이드성 항-염증 약; (99) 배크로펜(bacrofen), 시클로벤자프린(cyclobenzaprine) 및 디아제팜(diazepam) 등의 골격 근육 이완제; (100) 피리도스티그민(pyridostigmine) 등의 역 신경근육 차단 골격 근육 이완제; (101) 니모디핀(nimodipine), 릴루졸(riluzole), 태크린(tacrine) 및 티클로피딘(ticlopidine) 등의 면역신경학제; (102) 카르바마제핀(carbamazepine), 가바펜틴(gabapentin), 라모트라이진(lamotrigine), 페니토인(phenytoin) 및 발프로산(valproic acid) 등의 경련억제제; (103) 페노바르비탈(phenobarbital) 및 프리미돈(primidone) 등의 바비투르산염 경련억제제; (104) 클로나제팜(clonazepam), 디아제팜(diazepam) 및 로라제팜(lorazepam) 등의 벤조디아제핀 경련억제제; (105) 브로모크립틴(bromocriptine), 레보도파 (levodopa), 카르비도파(carbidopa) 및 페르골리드(pergolide) 등의 항-파킨슨제; (106) 메클리진(meclizine) 등의 어지러움 억제제; (107) 코데인(codeine), 펜타닐(fentanyl), 히드로모르폰(hydromorphone), 메타돈(methadone) 및 모르핀(morphine) 등의 진정 작용제; (108) 날록손(naloxone) 등의 진정 반작용제; (109)티모롤(timolol) 등의 β-차단 항-녹내장제; (110) 필로카르핀(pilocarpine) 등의 미오틱 항-녹내장제; (111) 젠타마이신(gentamicin), 네오마이신(neomycin) 및 토브라마이신(tobramycin) 등의 안과 질환의 아미노글리코사이트 항-감염제; (112) 시플로플록사신(ciprofloxacin), 노르플록사신(norfloxacin) 및 오플록사신 (ofloxacin) 등의 안과 질환의 퀴놀론 감염 억제제; (113) 덱사메타손(dexamethasone) 및 프리드니솔론(prednisolone) 등의 안과 질환의 코르티코스테로이드성 항-염증제; (114) 디클로페넥(diclofenac) 등의 안과 질환의 비스테로이드성 항-염증 약(NSAIDs); (115) 클로자핀(clozapine), 할로페리돌 (haloperidol) 및 리스페라이돈(risperidone) 등의 항신경제; (116) 클론아제팜(clonazepam), 디아제팜(diazepam), 로라제팜(lorazepam), 옥사제팜 (oxazepam) 및 프라제팜(prazepam) 등의 벤조디아제핀 불안완화제, 진정제 및 수면제; (117) 메틸페니데이트(methylphenidate) 및 페몰린(pemoline) 등의 신경자극제; (118) 코데인(codeine) 등의 기침 억제제; (119) 데오필린(theophylline) 등의 기관지확장제; (120) 알부테롤(albuterol) 등의 아드레날린 작용 기관지확장제; (121) 덱사메타손(dexamethasone) 등의 호흡기 코르티코스테로이드 항-염증 작용제; (122) 플루마제닐(flumazenil) 및 나록손(naloxone) 등의 해독제; (123) 페니실라마인(penicillamine) 등의 중금속 길항제/킬레이트제; (124) 디술피람(disulfiram), 날트렉손(naltrexone) 및 니코틴(nicotine) 등의 억제 물질 오용 작용제; (125) 브로모크립틴(bromocriptine) 등의 사용중지 물질 오용 작용제; (126) 철, 칼슘 및 마그네슘 등의 미네랄; (127) 시아노코발라민(비타민 B₁₂) 및 니아신(비타민 B₃) 등의 비타민 B 군; (128) 아스코르브산(ascorbic acid) 등의 비타민 C 군; 및 (129) 칼시트리올(calcitriol) 등의 비타민 D 군.

지금까지 성분에 더하여, 아래의 약들도 덜 일반적인긴 하지만 사용되기도 한다. 클로르헥시딘; 기름 내의 에스트라디올 시피오네이트; 기름 내의 에스트라디올 발레레이트; 플루르비프로펜; 플루르비프로펜 나트륨; 이베르멕틴; 레보도파; 나파렐린 및 소마트로핀.

또한, 아래의 신약들을 사용하여도 좋다. 재조합 베타-글루칸; 소의 면역글로불린 농축제; 소의 슈퍼옥시드 디스무타아제; 플루오로우라실, 에피네프린 및 소의 콜라겐으로 구성된 배합물; 재조합 히루딘(r-Hir), HIV-1 면역원; 인간 항-TAC 항체; 재조합 인간 성장 호르몬(r-hGH); 재조합 인간 헤모글로빈(r-Hb); 재조합 인간 메카세르민(r-IGF-1); 재조합 인터페론 베타 1a; 레노그라스팀(G-CSF); 올란자핀; 재조합 갑상선 자극 호르몬(r-TSH); 및 토포테칸.

그리고 또, 아래의 정맥주사 제품들을 사용하여도 좋다. 아시클로비르 나트륨; 알데스류킨; 아테놀올; 블레오마이신 황산염; 사람의 칼시토닌; 연어의 칼시토닌; 카르보플라틴; 카르무스틴; 닥티노마이신, 다우노루비신 HCl; 도세탁셀; 독소루비신 HCl; 에포에틴 알파; 에토포사이드(VP-16); 플루오로우라실(5-FU); 간시클로비르 나트륨; 젠타마이신 황산염; 인터페론 알파; 류프롤리드 아세테이트; 메페리딘 HCl; 메타돈 HCl; 메토트렉세이트 나트륨; 파크리탁셀; 래니티딘 HCl; 빈블라스틴 황산염; 및 지도부딘(AZT).

또한, 하기 목록의 펩티드, 단백질 및 기타 큰 분자들도 사용될 수 있다: 인터류킨 1-18 및 변이와 유사물; 인터페론 α, β 및 γ; 황체형성 호르몬 방출 호르몬(LHRH) 및 유사물, 고나다트로핀 방출 호르몬(GnRH), 형질전환 성장인자-β(TGF-β); 섬유아세포 성장인자(FGF); 종양괴사인자-α ＆ β(TNF-α ＆ β); 신경성장인자(NGF); 성장호르몬 방출인자(GHRF); 표피성장인자(EGF); 섬유아세포 성장인자 동종인자(FGFHF); 간세포 성장인자(HGF); 인슐린 성장인자(IGF); 혈소판-유도 성장인자(PDGF); 침입방지인자-2(IIF-2); 골형태형성 단백질 1-7(BMP 1-7), 소마토스타틴; 티모신-α-1; γ-글로불린; 초과산화물 디스무타제(SOD); 보체인자.

선택적으로, 생물학적 활성물질은 교대되는 일련의 펜토스당 및 포스페이트 잔기로 구성되는 주사슬로 이루어진 폴리뉴클레오티드 사슬에 결합되는 뉴클레오티드로 이루어진 핵산이다. 유전자 치료에 있어서 유전자를 환자에게 전달하는 세포계 시스템을 발전시키는데 있어서 난점을 피하기 위한 한가지 방법은 리트로바이러스 벡터를 표적 세포에 직접 전달하는 것이다. 예를 들면, 이 기술은 혈관벽의 내피 세포를 감염시키는데 사용되어 왔다. 본 발명의 중합체 및 조성물은 상기 리트로바이러스 벡터의 직접 전달에 사용될 수 있고, 또는 유전 물질을 생체내 다른 부위, 예를 들면 낭포성섬유증과 같은 폐 질환을 치료하기 위해서 폐에, 또는 체내 국소적인 위치의 종양을 치료하기 위해서 합치시킬 수 있다.

생물학적 활성물질은 펩티드, 폴리펩티드, 단백질, 아미노산, 다당류, 성장인자, 호르몬, 항-맥관형성 인자, 인터페론 또는 시토카인 및 프로드럭으로 구성된 그룹에서 선택되는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 구체예에서, 생물학적 활성물질은 치료용의 약제 또는 프로드럭이고, 보다 바람직하게는 화학요법제와 파크리탁셀, 항생제, 항바이러스제, 항진균제, 항염증제 및 항응고제와 같은 다른 항종양제로 이루어지는 그룹에서 선택되는 약제, 백신용도에 유용한 항원 또는 상응하는 프로드럭이다.

여러 형태의 생물학적 활성제제가 사용될 수 있다. 이것에는 한정되지는 않지만 전하를 띄지않는 분자, 분자의 혼합체, 염, 에테르, 에스테르, 아미드 등과 같은 형태가 포함되는데, 이는 체내 이식, 주입 또는 다른 방법에 의한 삽입시 생물학적 활성을 띈다.

본 발명의 중합체 조성물에서 L은 본 조성물 중합체의 중합화 또는 생분해를 방해되지 않는 어떠한 2가 고리지방족기도 될 수 있다. 유용한 L기의 구체적인 예에는 시클로펜틸렌, 2-메틸-시클로펜틸렌, 시클로헥실렌, 2-클로로시클로헥실렌 등과 같은 치환되지 않은 시클로알킬렌기 및 치환된 시클로알킬렌기; 시클로헥세닐렌과 같은 시클로알케닐렌기; 및 테트라리닐렌, 데칼리닐렌 및 노르핀아닐렌과 같은 하나 또는 그 이상에 융합되거나 또는 브릿지된 부가적인 고리 구조를 갖는 시클로알킬렌기 등이 포함된다.

본 발명의 중합체 조성물에서 R"는 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 헤테로시클릭 또는 헤테로시클옥시 잔기이다. 유용한 R"기의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, tert-부틸, -C₈H₁₇등의 기; 할로겐기와 같은 비간섭 치환제로 치환된 알킬; 상응하는 알콕시기; 및 본 약물전달시스템을 형성하기 위한 생물학적 활성물질과 결합된 알킬이 포함된다.

R"이 알킬 또는 알콕시인 경우, 이는 바람직하게 약 2 내지 약 20개의 탄소원자를 포함하며, 더 바람직하게는 약 6 내지 약 15개의 탄소원자를 포함한다. R"이 아릴기 또는 상응하는 아릴옥시기인 경우, 이는 일반적으로 약 5 내지 약 14개의 탄소원자를 포함하고, 바람직하게 약 5 내지 12개의 탄소원자를 포함하고, 선택적으로 서로 융합된 하나 이상의 고리를 포함할 수 있다. 특히 적당한 방향족기의 예에는 페닐, 페녹시, 나프틸, 안트라세닐, 페난트레닐 등이 포함된다.

R"이 헤테로시클릭 또는 헤테로시클옥시인 경우, 이는 일반적으로 약 5 내지 14개의 고리 원자를 포함하고, 바람직하게 약 5 내지 12개의 고리 원자 및 하나 이상의 헤테로원자를 포함한다. 적당한 헤테로시클릭기에는 푸란, 티오펜, 피롤, 이소피롤, 3-이소피롤, 피라졸, 2-이소이미다졸, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 이소티아졸, 1,2,3-옥사디아졸, 1,2,4-옥사디아졸, 1,2,5,-옥사디아졸, 1,3,4-옥사디아졸, 1,2,3,4-옥사트리아졸, 1,2,3,5-옥사트리아졸, 1,2,3-디옥사졸, 1,2,4-디옥사졸, 1,3,2-디옥사졸, 1,3,4-디옥사졸, 1,2,5-옥사트리아졸, 1,3-옥사티올, 1,2-피란, 1,4-피란, 1,2-피론, 1,4-피론, 1,2-디옥신, 1,3-디옥신, 피리딘, N-알킬 피리디늄, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 1,3,5-트리아진, 1,2,4-트리아진, 1,2,3-트리아진, 1,2,4-옥사진, 1,3,2-옥사진, 1,3,5-옥사진, 1,4-옥사진, o-이소옥사진, p-이소옥사진, 1,2,5-옥사티아진, 1,2,6-옥사티아진, 1,4,2-옥사디아진, 1,3,5,2-옥사디아진, 아제핀, 옥세핀, 티에핀, 1,2,4-디아제핀, 인덴, 이소인덴, 벤조푸란, 이소벤조푸란, 티오나프텐, 이소티오나프텐, 인돌, 인돌레닌, 2-이소벤자졸, 1,4-피리딘, 피란도[3,4-b]-피롤, 이소인다졸, 인독사진, 벤즈옥사졸, 안트라닐, 1,2-벤조피란, 1,2-벤조피론, 1,4-벤조피론, 2,1-벤조피론, 2,3-벤조피론, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 1,2-벤조디아진, 1,3-벤조디아진, 나프트피리딘, 피리도[3,4-b]-피리딘, 피리도[3,2-b]-피리딘, 피리도[4,3-b]-피리딘, 1,3,2-벤즈옥사진, 1,4,2-벤즈옥사진, 2,3,1-벤즈옥사진, 3,1,4-벤즈옥사진, 1,2-벤즈이소옥사진, 1,4-벤즈이소옥사진, 카바졸, 크산트렌, 아크리딘, 퓨린 등이 포함된다. 바람직하게 R"이 헤테로시클릭 또는 헤테로시클옥시인 경우, 이는 푸란, 피리딘, N-알킬피리딘, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 인덴, 안트라센 및 퓨린 고리로 구성되는 그룹으로부터 선택된다.

특히 바람직한 구체예에서, R"은 알킬기, 알콕시기, 페닐기, 페녹시기 또는 헤테로시클옥시기이고, 보다 더 바람직하게 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알콕시기이다. 가장 바람직하게, R"는 에톡시기 또는 헥실옥시기이다.

선택적으로, 곁사슬 R"은 중합체 주사슬에 가령 이온결합 또는 공유결합에 의해 결합된 생물학적 활성물질이다. 이 펜던트 시스템에 있어서, 생물학적 활성물질은 R"와 인원자의 결합이 생리학적 조건하에서 깨어질때 방출된다.

상기에서 "n"은 중합체의 소망하는 생분해성과 방출 특성에 따라 크게 다양할 수 있지만, 통상 약 5-1,000이다. 바람직하게, n은 약 5 내지 약 500이고, 가장 바람직하게, 약 5 내지 약 200이다.

본 발명의 조성물에 사용되는 중합체의 분자량은 매우 다양하지만, 그러나 중합체가 그의 유동성 또는 가용성 상태를 유지할만큼 충분히 적게 존재해야 한다. 예를 들면, 중량평균분자량(Mw)은 일반적으로 약 2,000 내지 400,000 달톤, 바람직하게 약 2,000 내지 약 200,000 달톤, 가장 바람직하게 약 2,000 내지 50,000 달톤으로 다양하다. 또한, 수평균분자량(Mn)도 일반적으로 약 1,000 내지 약 200,000 달톤, 바람직하게 약 1,000 내지 약 100,000 달톤, 가장 바람직하게 약 1,000 내지 약 25,000 달톤의 범위로 다양하다.

생분해성 중합체는 생체내 치료시 분해될 수 있다는 점에서 비생분해성 중합체와 차이가 있다. 이것은 일반적으로 중합체가 그의 단량체 소단위로 분해되는 것을 포함한다. 원칙적으로, 본 발명에 사용되는 중합체의 최종 가수분해 생성물은 고리지방족 디올, 지방족 알콜 및 포스페이트이다. 이 분해 생성물 모두는 무독성이다. 그러나, 가수분해의 중간체 올리고머 생성물은 다른 특성을 가질 수도 있다. 따라서, 체내에 전체적으로 또는 부분적으로 주입 또는 삽입하기 위한 생분해성 중합체의 독성은 그것이 명백하게 무독성 단량체 구조로부터 합성된 것이어도 일반적으로 한번 이상의 독성 분석 후에 결정된다.

당 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 공지된 독성 및/또는 생체적합성을 시험하기 위한 많은 다른 방법들이 있다. 그러나, 일반적인 생체외 독성 분석은 GT3TKB 종양세포와 같은 살아있는 암종세포로 하기와 같은 방법으로 실시된다:

다양한 농도의 분해된 중합체 생성물 200㎕를 10⁴/웰 밀도에서 사람의 위 암종세포(GT3TKB)로 도포된 96-웰 조직배양플레이트에 넣는다. 상기 분해된 중합체 생성물을 GT3TKB 세포와 함께 48시간동안 배양한다. 분석 결과는 상대 성장(%) 대 조직-배양 웰내 분해된 중합체의 농도로서 도면으로 나타낼 수 있다.

약물전달시스템과 같은 의학적인 용도에 사용되는 중합체는 잘 알려진 생체내 생체적합성 시험, 예를 들면 시스템이 삽입 부위에서 상당한 수준의 자극 또는 염증 없이 가수분해하는 것을 확인하기 위해서 생쥐에 피하 이식 또는 주입하는 것으로써 평가될 수도 있다.

본 발명에 사용되는 생분해성 중합체는 생체적합할 만큼 충분히 순수하고, 생분해시 생체적합한 상태를 유지하는 것이 바람직하다. "생체적합성"은 생분해 생성물 또는 중합체가 무독성이고, 혈관조직내에 이식 또는 주입될 때 최소한의 조직 자극만을 준다는 것을 의미한다. 본 발명의 중합체 조성에는 유기용매가 존재하지 않아도 되기 때문에 생체적합성에 대한 요구가 쉽게 성취될 수 있다.

그러나, 본 발명에 사용되는 중합체는 합성, 정제 및 취급의 용이성을 위해 하나 이상의 일반 유기용매에 용해가능한 것이 바람직하다. 일반 유기용매에는 에탄올, 클로로포름, 디클로로메탄, 아세톤, 에틸 아세테이트, DMAC, N-메틸 피롤리돈, 디메틸포름아미드 및 디메틸설폭시드와 같은 용매가 포함된다. 이 중합체는 상기 용매 중 적어도 하나에 용해가능한 것이 바람직하다.

본 발명의 중합체는 그것이 본 발명의 생분해성 및 바람직한 유동성에 방해되지만 않는다면 부가적인 생체적합성 단량체 단위 또한 포함할 수 있다. 상기 부가적인 단량체 단위는 표적 약물전달에 대한 소망하는 정확한 방출 프로필, 또는 다른 용도에 대한 소망하는 정확한 생분해 속도의 설계시 매우 높은 유동성을 제공한다. 그러나, 상기 부가적인 단량체 단위를 사용하는 경우, 이는 점도, 유동성, 가용성 또는 형태와 같은 소망하는 물리적 특성을 갖는 생분해성 공중합체가 안정하게 생성될 수 있도록 충분히 적은 양으로 사용되어야 한다.

상기 부가적인 생체적합성 단량체의 예에는 기타 폴리(포스포에스테르), 폴리(락티드), 폴리(글리콜리드), 폴리(카프로락톤), 폴리(무수물), 폴리(아미드), 폴리(우레탄), 폴리(에스테르아미드), 폴리(오르토에스테르), 폴리(디옥사논), 폴리(아세탈), 폴리(케탈), 폴리(카보네이트), 폴리(오르토카보네이트), 폴리(포스파젠), 폴리(히드록시부티레이트), 폴리(히드록시-발러레이트), 폴리(알킬렌 옥살레이트), 폴리(알킬렌 숙시네이트), 폴리(말산), 폴리(아미노산), 폴리(비닐피롤리돈), 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(히드록시셀룰로스), 키틴, 키토산, 및 공중합체, 삼원혼성중합체, 또는 상기 물질의 조합물 또는 혼합물에서 발견되는 반복되는 단위가 포함된다.

부가적인 단량체 단위가 사용되는 경우, 보다 낮은 결정화 정도를 가지며, 보다 소수성인 것이 바람직하다. 소망하는 물리적 특성을 갖는 특히 바람직한 반복되는 단위는 폴리(락티드), 폴리(카프로락톤) 및 글리콜리드와 이들의 공중합체로부터 유도된 것이며, 여기에는 더 비결정질 부분이 있다.

폴리(고리지방족 포스포에스테르) 중합체의 합성

폴리(포스페이트)를 제조하는데 있어서 가장 일반적인 반응은 하기 반응식 1에 따른 포스포로디클로리데이트와 디올 사이의 탈염화수소화 반응이다:

대부분의 폴리(포스포네이트)는 적합하게 치환된 디클로리드와 디올 사이의 축합반응에 의해서도 얻어진다.

폴리(포스파이트)는 글리콜로부터 2단계 축합반응으로 제조된다. 20% 몰과잉 디메틸포스파이트를 글리콜과 반응시키는데 사용되고, 그후 고온으로 올리고머내 메톡시포스포닐 말단기를 제거시킨다.

용융 축중합반응의 장점은 용매 및 과량의 기타 첨가제의 사용을 피할 수 있고, 따라서 더 간단하게 정제할 수 있다는 것이다. 이는 상당히 높은 분자량의 중합체를 제공할 수도 있다. 그러나, 종종 다소 정밀한 조건이 요구되어, 연쇄 가산분해(또는 물이 존재하는 경우에는 가수분해)를 초래할 수 있다. 중합체 주사슬이 후속하는 마크로라디칼 재조합을 갖는 수소원자 떼기반응 또는 산화반응이 일어나기 쉬운 경우, 열유발 교차결합반응과 같은 원하지 않는 열유발 부반응이 발생할 수도 있다.

이러한 부반응을 최소화하기 위해서, 중합반응을 용액내에서 실시할 수도 있다. 용액 중합화는 예비중합체 및 인 성분이 모두 일반 용매에 용해가능한 것을 요구한다. 일반적으로, 클로로포름, 디클로로메탄 또는 디클로로에탄과 같은 염화유기용매가 사용된다.

용액 중합화는 동등몰량의 반응물과 화학양론적 양의 산수용체, 대개 피리딘 또는 트리에틸아민과 같은 3차 아민의 존재하에서 실시되는 것이 바람직하다. 다음에 생성물은 통상 용매를 사용하지 않고 침전에 의해 용액으로부터 분리되고, 수성 산성 용액으로, 예를 들어 묽은 HCl로 세척하는 것과 같은 당업자에게 주지된 종래 기술에 의해 염산염을 제거하기 위해 정제된다.

반응 시간은 용융 중합화보다는 용액 중합화로 더 길어지는 경향이 있다. 그러나, 전반적으로 보다 온화한 반응 조건들이 사용될 수 있기 때문에, 부반응은 최소화되고, 보다 민감한 작용기들은 중합체에 결합될 수 있다. 용액 중합화로는 높은 분자량의 달성 가능성이 줄어든다는 것이다.

높은 반응 속도가 요구되는 경우에는 계면 축중합화가 사용될 수 있다. 온화한 조건들은 부반응을 최소화하고, 또한 용액 방법에 내재하는 디올과 디클로리데이트 출발물질 사이의 화학양론적 평형이 필요없게 된다. 그러나, 산염화물의 가수분해는 알칼리성 수상에서도 발생할 수 있다. 약간의 물 가용성을 갖는 민감성 디클로리데이트는 일반적으로 중합화보다는 가수분해되기 쉽다. 축중합반응을 용이하게 하기 위해 계면에 이온화 디올을 가져오는데 왕관형 에테르 또는 3차 염화암모늄과 같은 상전이 촉매가 사용될 수 있다. 계면 중축합화 후 생성된 중합체의 수율 및 분자량은 반응시간, 단량체의 몰비, 불혼합 용매의 부피비, 산수용체의 형태 및 상전이 촉매의 형태와 농도의 영향을 받는다.

본 발명의 바람직한 구체예에서, 화학식 1의 생분해성 중합체는 하기 일반식의 디올을 화학식 1의 중합체를 형성하기 위해 하기 화학식 2의 포스포로디할리데이트와 반응시키는 단계로 이루어진 방법에 의해 제조된다:

(일반식)

HO-R-L-R'-OH

(상기 일반식에서, R, R' 및 L은 상기에 정의된 바와 같다.)

(상기 화학식 2에서, "halo"는 Br, Cl 또는 I이고, R"는 상기에 정의된 바와 같다.)

디올 HO-R-L-R'-OH는 화학의 표준절차에 의해 제조될 수 있고, 많은 상기 화합물은 상업용으로 사용될 수 있다.

R 또는 R'가 생물학적 활성물질인 경우, 상기 생물학적 활성물질은 바람직하게 디올, 가령 에스트라디올과 같은 스테로이드가 바람직하다. 선택적으로, 생물학적 활성물질은 폴리(포스포에스테르) 구조를 형성하는데 사용될 수 있는 말단 히드록시기를 생성하기 위해 카르복실산의 카르복실기와 반응되는 디아미노 화합물일 수 있다.

중합반응의 목적은 (i)고리지방족 반복 단위 및 (ii)포스포에스테르 반복 단위로 이루어진 중합체를 형성하는 것이다. 그 결과는 단일중합체, 비교적 균질한 공중합체 또는 다소 불균질한 미세결정질 구조를 갖는 블록 공중합체이다. 이 세가지 구체예 중 어느 하나는 조절된 방출 매체로 사용하기에 적절하다.

본 발명의 중합체를 제조하는데 사용되는 방법은 용매가 사용되는지, 사용된다면 어떤 것인지; 소망하는 분자량; 소망하는 용해도; 반응물의 부반응 발생 가능성; 촉매의 존재에 따라서 광범위한 온도에서 실시될 수 있다. 그러나, 상기 방법은 용융조건에 대해 약 0 내지 약 +235℃의 온도 범위에서 실시되는 것이 바람직하다. 약 -50℃ 내지 약 100℃와 같이 다소 더 낮은 온도로 용액 중합화를 실시할 수 있으며, 양이온 또는 음이온 촉매를 사용할 수 있다.

상기 방법에 필요한 시간은 또한 사용되는 반응의 형태와 일반적으로 반응을 소망하는 완성도로 진행시키기 위한 다소 정밀한 조건을 사용하는 것에 대한 필요에 따라서 크게 변화할 수 있다. 일반적으로, 상기 방법은 약 30분 내지 4일의 시간 동안 실시된다.

상기 방법이 계면 축중합화 또는 다른 편리한 중합화 방법에 의해 용액에서 벌크로 행해질 때, 상기 방법은 용액 조건하에서 실시되는 것이 바람직하다. 특히 유용한 용매에는 염화메틸렌, 클로로포름, 테트라히드로푸란, 디메틸 포름아미드, 디메틸 설폭시드, 톨루엔, 또는 다양한 다른 비활성 유기용매 중 하나가 포함된다.

특히, 용액 중합화 반응이 사용될 때, 산수용체는 중합화 반응동안 유리하게 존재한다. 특히 적당한 종류의 산수용체로는 피리딘, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 치환 아닐린 및 치환 아미노피리딘과 같은 3차 아민이 포함된다. 가장 바람직한 산수용체는 치환 아미노피리딘 4-디메틸아미노피리딘("DMAP")이다.

용액 중합화를 위한 부가적인 절차는 디올의 상대적인 반응성; 화학식 2의 포스포로디할리데이트; 이들 반응물의 순도; 중합화 반응이 실행되는 온도; 중합 반응에 사용되는 교반 정도 등에 따라 상당히 변화할 수 있다. 그러나, 디올은 용매 및 산수용체와 결합되고, 그후 포스포로디할리데이트가 천천히 첨가되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 용매내 포스포로디할리데이트 용액은 중합화 반응의 속도를 제어하기 위해 디올, 용매 및 산수용체의 차가운 반응 혼합물에 조금씩 살수첨가되거나 또는 적하첨가될 수 있다.

화학식 1의 중합체는 침전, 불혼합 용매를 이용한 추출, 증발, 여과, 결정화 등과 같은 종래의 기술에 의해 반응 혼합물로부터 분리된다. 그러나, 일반적으로 화학식 1의 중합체는 디에틸 에테르 또는 석유 에테르와 같은 비용매 또는 부분 용매를 이용하여 상기 중합체 용액을 급냉시킴으로써 분리되고, 정제된다.

생분해능력 및 방출특성

화학식 1의 중합체는 보통 중합체의 포스포에스테르 결합을 가수분해하는 기능으로서 적어도 일부 조절되는 생분해속도를 특징으로 한다. 다른 요소도 또한 중요하다. 예를 들면, 생체내 생분해가능한 중합체의 수명은 또한 그의 분자량, 결정성, 생물학적 안정성 및 가교정도에 의존한다. 일반적으로, 분자량이 크고, 결정성 정도가 보다 높으며, 생물학적 안정성이 보다 커질수록, 생분해는 보다 느려진다. 그리고, 중합체의 분해속도는 다른 길이의 곁사슬을 선택함으로써 추가로 조절될 수 있다. 따라서, 분해 시간은 크게 변화할 수 있고, 하루 미만 내지 몇달이 바람직하다.

따라서, 곁사슬의 구조는 생물학적 활성물질로 구성된 조성물의 방출행동에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 포스페이트 곁사슬이 보다 친유성, 보다 소수성 또는 대형 기로 전환되면 분해과정이 늦춰진다는 것이 기대된다. 그리고, 보통 대형 방향족 곁사슬보다는 소형 지방족기 곁사슬을 갖는 중합체 조성물로부터 방출이 보다 빠르다. 그리고, 화학식 1의 주사슬부분에서 R 및/또는 R' 자체가 생물학적 활성물질인 경우, 생체내 생물학적 활성물질의 방출속도는 일차적으로 생분해속도에 의해 지배된다. 방출되는 생물학적 활성물질이 인 곁사슬 R"에 결합되어 원형 약물전달시스템을 형성하는 경우, 방출프로필은 인-R" 결합의 불안정성에 의해 상당한 정도로 지배된다.

중합체의 기계적 특성은 또한, 중합체를 함유하는 조성물의 유동성 또는 가용성에 관해 중요하다. 예를 들면, 유리전이온도는 본 발명의 조성물을 체온에서 유동성으로 유지할 수 있기 위해 충분히 낮은 것이 바람직하다. 보다 바람직하게, 본 발명에 사용된 중합체의 유리전이온도는 약 0 내지 약 37℃ 및 가장 바람직하게 약 0 내지 약 25℃이다.

중합체 조성물

본 발명의 중합체 조성물은 가용성 또는 유동성 물질이다. "유동성"이라는 의미는 시간이 경과하는 동안 체온에서 그를 함유하는 공간의 형태를 보장하는 능력을 의미한다. 이는 한 자리에 분무되고; 예를 들어 23-게이지 바늘을 구비한 주사기로 수동조작하여 주입되거나; 또는 카테테르를 통해 전달될 수 있는 액체 조성물을 포함한다.

또한, "유동성"이라는 용어에는 매우 점성이나 여전히 유동성인 물질을 위한 단독의 조작수단에 의해 발휘되는 이상의 주입압력을 제공하는 상업용 전원주입장치중 하나로 주입되거나 또는 튜브로부터 짜거나 또는 부음으로써 원하는 자리에 전달될 수 있는, 실온에서 매우 점성의 "겔형" 물질이 포함된다. 사용된 중합체가 유동성인 경우, 본 발명의 중합체 조성물은 점성인 경우에도 유동성인 생체적합한 용매를 포함하지 않지만 미량 또는 잉여량의 생체적합한 용매가 여전히 존재한다. 중합체의 점도는 중합체의 분자량 뿐만 아니라 중합체의 주사슬내 시클로헥산 디메탄올의 시스 이성질체 및 트랜스 이성질체를 혼합함으로써 조정될 수 있다.

생물학적 활성물질이 존재하지 않는 경우에도, 본 발명의 중합체 조성물은 여러 의료용도로 사용될 수 있다. 예를 들면, 복부수술후 유착을 막기 위해 사용되는 간벽과 같이, 주입후 내부기관 또는 조직을 덮거나 캡슐화하기 위한 임시 생체역학적 간벽을 형성하기 위해 주입될 수 있다. 본 발명의 중합체 조성물은 추가의 내부손상을 막거나, 내부 부상회복을 촉진하거나 또는 고체의 이식가능한 장치를 위한 피복을 위한 임시 내부 "붕대", 뼈 또는 연결조직에 대한 손상을 회복하기 위한 뼈 왁스 및 충진제를 제조하는데 사용될 수 있다.

생분해성 조성물은 조직을 형성하거나 또는 흠을 채우기 위해 피하에 주입될 수 있다. 주입된 중합체 조성물은 체내에서 서서히 생분해될 것이며, 자연조직을 자라게 하여 사라지면서 중합체 매트릭스를 대신할 것이다. 따라서, 상기 물질이 연-조직 상처에 주입될 경우, 상기 흠을 채우고, 천연 콜라겐 조직을 자라게 하기 위한 비계를 제공할 것이다. 상기 콜라겐 조직은 점차적으로 생분해성 중합체를 대신할 것이다. 그러나, 본 발명의 중합체 조성물은 생물학적 활성물질로 구성되고, 큰 생체-대식분자의 경우에도 시간이 경과함에 따라 생물학적 활성물질의 제어가능한 효과적인 방출을 제공하는 것이 바람직하다. 따라서, 바람직한 구체예에 있어서, 생분해성 중합체 조성물은 다음을 모두 포함하는 것이 바람직하다:

(a) 적어도 하나의 생물학적 활성물질 및

(b) 화학식 1(여기서, R, R', L, R" 및 n은 앞에서 정의한 것과 같다)에 도시된 반복되는 단량체단위를 갖는 중합체.

생물학적 활성물질은 치료적으로 효과적인 양으로 사용되며, 사용된 특정의 생물학적 활성물질에 크게 의존한다. 조성물에 혼입된 생물학적 활성물질의 양은 또한 원하는 방출프로필, 생물학적 효과에 필요한 물질의 농도, 및 생물학적 활성물질이 치료를 위해 방출되는 시간길이에 의존한다. 바람직하게, 생물학적 활성물질은 다른 부하수준, 실온 및 유기용매의 필요없이 본 발명의 중합체 매트릭스과 쉽게 혼합될 수 있다. 그러나, 보다 신속하거나 또는 완전한 혼합을 위한 혼합과정동안 용매를 사용한후, 혼합이 완료될때 용매를 증발시킬 수 있다.

상기 조성물의 원하는 물리적 특성을 유지하기 위해 수용가능한 용액 또는 분산점도의 상한선외에는 혼입된 생물학적 활성물질의 양에는 중요한 상한선이 있다. 전달시스템으로 혼입된 물질의 하한선은 약물의 활성 및 치료에 필요한 시간길이에 의존한다. 따라서, 생물학적 활성물질의 양은 너무 적어서 원하는 생리효과를 내는데 실패하지 않아야 하고, 너무 많아서 생물학적 활성물질이 조절할 수 없는 정도로 방출되지 않아야 한다.

보통, 상기 한계내에서, 약 1% 이상 내지 약 65%의 양의 생물학적 활성물질은 내재하는 전달시스템에 혼입될 수 있다. 그러나, 더 적은 양은 특히 잠재성의 생물학적 활성물질을 위한 효과있는 치료수준을 얻는데 사용된다.

게다가, 본 발명의 중합체 조성물은 추가의 중합체 또는 공중합체가 조성물의 생분해성 또는 기계적 특성을 바람직하지 않게 방해하지 않는한 본 발명의 중합체와 다른 생체적합한 중합체 또는 공중합체와의 혼합물을 포함할 수 있다. 본 발명의 중합체와 상기 다른 중합체와의 혼합물은 목표 약물전달을 위해 소망되는 정확한 방출프로필 또는 원하는 생분해성의 정확한 속도를 내는데 있어서 보다 가용성을 제공한다. 상기 추가의 생분해성 중합체의 예로는 다른 폴리(포스포에스테르), 폴리(카보네이트), 폴리(에스테르), 폴리(오르토에스테르), 폴리(포스파젠), 폴리(아미드), 폴리(우레탄), 폴리(이미노-카르보네이트) 및 폴리(무수물)이 있다.

약제학적으로 수용가능한 담체는 다양한 재료로 제조될 수 있다. 그에 한정되지 않고, 본 발명의 중합체 조성물의 생체적합성, 생분해성 및 유동성 또는 가용성을 방해하지 않을 조건하에서, 이런 재료들은 특정한 매개 조성물을 제조하기 위해 희석제, 결합제 및 접착제, 윤활제, 분해제, 착색제, 증량제, 가향제, 감미제와, 완충제 및 흡착제와 같은 복합 재료를 포함한다.

생물학적 활성물질을 전달하기 위해, 생물학적 활성물질은 중합체 조성물에 첨가된다. 생물학적 활성물질은 중합체 조성물내에서 일정한 농도의 균질한 용액을 형성하기 위해 용해되거나 또는 원하는 "부하"수준(%=생물학적 활성물질(g)/생물학적 활성물질을 포함하는 총 조성물(g))에서 중합체 조성물내 현탁액 또는 분산액을 형성하기 위해 분산된다.

생분해성 중합체 또는 생물학적 활성제는 가용성 또는 유동성 조성물내 생물학적 활성제의 미세 분산액 또는 균질한 모놀리식 분포를 보다 효율적으로 제조하기 위해 비독성인 소량의 용매내에 용해될 수 있는 반면에, 바람직한 구체예에서 유동성 조성물을 형성하는데 용매가 필요없는 것이 본 발명의 장점이다. 게다가, 용매를 함유하는 중합체 조성물이 체내에 전체적으로 또는 부분적으로 위치하면 용매가 분해하거나 또는 중합체로부터 확산하고, 신체에 의해 처리되고 제거되어야 하므로 병 또는 부상이 이미 해로운 영향을 미치는 시기에 신체의 청소능력에 추가의 부담을 부여하기 때문에 상기 용매는 사용하지 않는 것이 바람직하다.

그러나, 본 발명의 중합체 조성물의 유동성을 유지하거나 또는 혼합을 용이하게 하기 위해 용매를 사용하는 경우, 용매는 비독성, 또는 생체적합성이어야 하며, 최소량으로 사용되어야 한다. 분명히 독성인 용매는 생체내에 부분적으로도 위치되어 있는 물질에 사용되지 않아야 한다. 상기 용매는 또한 투여위치에서 조직염증 또는 괴사를 야기하지 않아야 한다.

사용되는 경우, 적당한 생체적합성 용매의 예로는 N-메틸-2-피롤리돈, 2-피롤리돈, 에탄올, 프로필렌 글리콜, 아세톤, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 메틸 에틸 케톤, 디메틸포름아미드, 디메틸 설폭시드, 테트라히드로푸란, 카프로락탐, 디메틸-설폭시드, 올레산, 또는 1-도데실아자시클로헵탄-2-온이 있다. 바람직한 용매는 그의 용매화 능력 및 생체적합능력때문에 N-메틸-2-피롤리돈, 2-피롤리돈, 디메틸 설폭시드 및 아세톤이다.

유동성 또는 가용성 전달시스템

그의 가장 간단한 형태에 있어서, 생분해성 치료제 전달시스템은 중합체 주사슬으로 혼입된 불안정한 (생분해성) 결합을 갖는 중합체 매트릭스내 생물학적 활성물질의 분산액 또는 용액으로 구성된다. 결합을 제거하면 불용성 중합체가 신체로부터 분비될 수 있는 수용성 저분자량 중합체 단편으로 전환된다.

생물학적 활성물질은 매트릭스가 생체내에서 생분해하는 정도로 적어도 신속하게 중합성 매트릭스로부터 방출된다. 일부 생물학적 활성물질과 함께 상기 물질은 비-확산 물질이 체액에 노출된 지점으로 중합체가 분해된 후에만 방출될 것이다. 중합체가 분해되기 시작할때, 중합체 매트릭스에 의해 완전히 둘러싸인 생물학적 활성물질은 해방되기 시작한다. 그러나, 상기 기작으로, 견고한 고체의 이식구조내에 물리적으로 얽힌 긴 펩티드사슬은 매트릭스를 따라 분해되는 경향이 있고, 펩티드 사슬의 잔여물로부터 파괴되어 분자의 불완전한 단편을 방출시킨다.

그러나 본 발명의 중합체 조성물과 함께, 상기 중합체는 펩티드 또는 단백질이 일부 방출되는 경우 보통 감성될 것이다. 특히 바람직한 기작에서, 펩티드 사슬이 본 발명의 조성물로부터 방출되는 경우, 조성물은 가용성으로 되어 있고, 큰분자 단백질을 그의 또는 중합체의 생분해전에 중합성 매트릭스를 통해 적어도 일부 확산시킨다.

그러므로 조성물로부터 단백질의 초기 방출속도는 매트릭스 구조내 채널을 통해 확산-조절되며, 상기 속도는 단백질의 분자량에 반비례한다. 그러나 중합체 분해가 시작하면, 매트릭스내에 남은 단백질은 또한 부식력에 의해 방출된다.

본 발명의 생분해성 비결정질 매트릭스는 보통 다른 사슬과 조합한 중합체 사슬을 함유한다. 상기 조합은 본래 이온성인 상호반응 또는 중합체의 결정질영역사이 또는 반데르발스 상호반응 또는 수소결합에 반대되는 매트릭스내 중합체 사슬의 간단한 얽힘으로 인해 형성될 수 있다. 선택적으로, 블록 공중합체의 합성 또는 두개의 다른 중합체의 혼련은 물리적 및 기계적 특성에 있어서 여러 변형이 있는 점성의 "퍼티형" 물질을 제조하는데 사용될 수 있다.

생물학적 활성물질이 단백질인 경우, 특정 단백질과 중합성 물질사이의 상호작용은 종종 조성물의 특징에 영향을 미친다. 중요한 요소는

(ⅰ)확산특성과 관련있는 중요한 매개변수인 단백질의 분자량;

(ⅱ)전하-전하 상호작용을 지배하는 단백질의 등전점;

(ⅲ)분자간 이황화결합을 형성하는데 참여하는 단백질상 시스테인의 존재;

(ⅳ)중합성 물질과 조합하여 화학적 변형되기 쉬운 단백질의 일차 아미노산서열;

(ⅴ)중합성 물질과의 상호작용을 향상시키거나 또는 저해하는 단백질상 탄수화물의 존재 또는 부재;

(ⅵ)중합체상에서 소수성 자리와 상호작용할 수 있는 단백질의 상대 소수성;

(ⅶ)단백질이 재조합 방법에 의해 제조되는 경우 종종 존재하는 단백질의 이종성을 포함한다.

특히 바람직한 구체예에서, 본 발명의 조성물은 체내로 주입되기에 충분히 유동성이다. 주입된 조성물이 주입 또는 맥관조직과 직접 접촉하도록 위치된 후 최소의 조직염증을 일으키는 것이 특히 중요하다.

본 발명의 중합체 및 조성물의 생물학적 활성물질은 균질한 매트릭스를 형성하거나 또는 생물학적 활성물질은 중합체내에서 특정 방법으로 캡슐화된다. 예를 들면, 생물학적 활성물질은 마이크로스피어내에서 먼저 캡슐화되고, 마이크로스피어 구조의 적어도 일부가 유지되는 방법으로 중합체와 조합된다. 선택적으로 생물학적 활성물질은 중합체내에 용해되기보다는 소적으로서 분산되는 본 발명의 중합체내에 충분히 혼합되지 않는다. 어느 형태도 수용되지 않지만, 조성물의 균일도와 무관하게 생물학적 활성물질의 상당부분이 포스포에스테르 결합의 가수분해에 의한 중합체의 생분해전에 생체내에서 방출되는 것이 바람직하다.

한 구체예에서, 본 발명의 중합체 조성물은 주입에 의해 액체로서 투여될 수 있는 연질의 약물-전달 "침착물"을 형성하는데 사용되지만, 주입위치 주위의 국소영역내에 약물을 보유하기에 충분한 점성이다. 상기 형성된 침착물의 분해시간은 선택된 중합체 및 그의 분자량에 따라 수일 내지 수년으로 다양할 수 있다. 유동성 형태의 중합체 조성물을 사용함으로써 절개할 필요성이 없어질 수 있다. 어느 경우에는, 가용성 또는 유동성 전달 "침착물"은 조직을 둘러싸는 최소 외상을 갖는 신체내에서 차지하는 공간의 형태로 조정될 것이다.

본 발명의 가용성 또는 유동성 중합체 조성물은 근육 또는 지방과 같은 연조직; 뼈 또는 연골과 같은 경조직; 치주, 경구, 질, 직장 또는 비강과 같은 공동; 또는 치주 주머니 또는 눈의 맹낭과 같은 주머니를 포함하는 체내 어디에나 위치될 수 있다. 상기 조성물은 또한, 개방상처부에 분무되거나 또는 부어지고 또는 외과수술동안 위치전달시스템으로서 사용될 수 있다.

유동성인 경우, 본 발명의 조성물은 화상과 같은 심한 상처에 주입될 수 있어 깊은 흉터가 형성되는 것을 막는다. 상기 조성물은 또한 조직, 기관 및 인공기관을 캡슐화하는 그의 능력으로 인해 복부수술후 다른 종류의 조직이 서로 직접 유착되는 것을 막는 임시 간벽으로서 사용될 수 있다.

유전자요법에 있어서, 본 발명의 가용성 또는 유동성 조성물은 세포계 시스템을 포함하지 않고 환자에게 유전자를 전달하기 위한 수단을 제공하는데 유용하다. 특히, 본 발명의 조성물은 유전자 벡터를 직접 전달하기에 접속할 수 없는 자리로 주입된다. 게다가, 지속적인 유전자요법을 위한 필요성에 따라, 본 발명의 조성물로부터 생물학적 활성 물질의 서방형 능력은 포함된 자리로 유전자 벡터를 재도입하기 위해 반복되는 침입과정을 위한 필요성을 제거한다.

정형외과 용도에 있어서, 본 발명의 유동성 또는 가용성 조성물은 뼈 결함 및 연결조직 손상을 회복하는데 사용할 수 있다. 예를 들면, 생분해성 조성물은 뼈가 움직일 수 없고 지지될 수 있는 경우, 대규모 분절결함에 유용한 뼈 접합을 형성하기 위해 뼈 형태형성 단백질과 부하될 수 있다. 상기 조성물은 또한 중합성 매트릭스가 무독성 잔여물로 분해하기 전에 세포접합 및 분열을 용이하게 하기 위해 적당한 정형공간으로 주입될 수 있다.

본 발명의 중합체 조성물은 한번 주입되면 혈액, 내부 기관 분비물, 점액성 막, 뇌척수액 등과 같은 생물학적 체액과 적어도 일부 접촉하여야 한다. 약물-전달 시스템을 위해, 이식되거나 또는 주입된 조성물은 물질이 소모되기까지 조절된 속도로 그의 매트릭스내에 포함된 생물학적 활성물질을 방출할 것이며, 이는 생분해성 중합성 매트릭스로부터 생물학적 활성물질의 확산 또는 분해를 위한 일반적인 원칙에 따른다.

하기 실시예는 본 발명의 바람직한 구체예를 상술하며, 본 발명을 이에 한정하는 것으로 간주하지 않는다. 모든 중합체 분자량은 평균 분자량이다. 모든 퍼센테이지는 특정하게 지시하지 않는한 제조된 배합물 또는 최종 전달시스템의 중량%에 기초하며, 전체는 100중량%와 동일하다.

실시예 1: 폴리(포스포에스테르)P(트랜스-CHDM-HOP)의 합성

아르곤 스트림하에서, 트랜스-1,4-시클로헥산 디메탄올(CHDM) 10g, 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 1.794g, N-메틸 모르폴린(NMM) 15.25㎖(14.03g) 및 염화메틸렌 50㎖를 깔때기를 구비한 250㎖ 플라스크에 넣었다. 플라스크내 용액을 교반하면서 -15℃로 냉각시키고, 염화메틸렌 30㎖내 헥실 포스포로디클로리데이트(HOP) 15.19g의 용액을 깔때기를 통해 첨가했다. 반응혼합물의 온도는 점차적으로 끓는점으로 높이고, 환류온도에서 밤새 유지시켰다.

상기 반응혼합물을 여과하고, 여과물을 건조시키기 위해 증발시켰다. 잔류물을 클로로포름 100㎖에 재용해시켰다. 상기 용액을 HCl과 NaCl의 혼합물용액 0.1M로 세척하고, 무수 Na₂SO₄상에서 건조시키고, 에테르 500㎖로 급냉시켰다. 얻은 유동성 침전물을 수집하고 진공하에서 건조하여 점성 시럽의 유동특성을 갖는 맑은 연황색의 겔형 중합체를 형성시켰다. 상기 중합체의 수율은 70-80%이었다. P(트랜스-CHDM-HOP)의 구조는 도 1에 나타난 바와 같이³¹P-NMR 및¹H-NMR 스펙트럼 및 FT-IR 스펙트럼으로 확인하였다. 분자량(Mw=8584; Mn=3076)은 도 2에 도시된 바와 같이 보정기준으로서 폴리스티렌을 사용하여 겔투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정하였다.

실시예 2: 폴리(포스포에스테르)P(시스 ＆ 트랜스-CHDM-HOP)의 합성

폴리(포스포에스테르) P(시스/트랜스-1,4-시클로헥산 디메탄올 헥실 포스페이트)는 시스- 및 트랜스-1,4-시클로헥산디메탄올의 혼합물이 출발물질로서 사용된 것외에는 상기 실시예 1에 기술된 방법에 의해 제조하였다. 예상대로, 생성물 시스-/트랜스-P(CHDM-HOP)는 실시예 1에서 얻어진 트랜스-이성질체보다 덜 점성이었다.

실시예 3: 저분자량 P(CHDM-HOP)의 합성

아르곤 스트림하에서, 트랜스-1,4-시클로헥산 디메탄올(CHDM) 10g, N-메틸 모르폴린(NMM) 15.25㎖(14.03g) 및 염화메틸렌 50㎖를 깔때기를 구비한 250㎖ 플라스크에 넣었다. 플라스크내 용액을 교반하면서 -40℃로 냉각시켰다. 염화메틸렌 20㎖내 헥실 포스포로디클로리데이트(HOP) 15.19g의 용액을 깔때기를 통해 첨가하고, 추가의 염화메틸렌 10㎖는 깔때기를 통해 플러쉬하는데 사용했다. 상기 반응혼합물은 점차 실온 이하로 하고, 4시간동안 교반하였다.

상기 반응혼합물을 여과하고, 여과물을 건조시키기 위해 증발시켰다. 잔류물을 클로로포름 100㎖에 재용해시켰다. 상기 용액을 HCl-NaCl의 혼합물용액 0.5M로 세척하고, 포화 NaCl 용액으로 세척하고, 무수 Na₂SO₄상에서 건조시키고, 1:5 에테르-석유 혼합물로 급냉시켰다. 얻은 오일 침전물을 수집하고 진공하에서 건조하여 맑은 연황색의 점성물질을 형성시켰다. 생성물의 구조는¹H-NMR 및³¹P-NMR 및 FT-IR 스펙트럼으로 확인하였다.

실시예 4: 폴리(포스포에스테르)P(트랜스-CHDM-BOP)의 합성

아르곤 스트림하에서, 트랜스-1,4-시클로헥산 디메탄올(CHDM) 10g, 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 0.424g(5%), N-메틸 모르폴린(NMM) 15.25㎖(14.03g) 및 염화메틸렌 50㎖를 깔때기를 구비한 250㎖ 플라스크에 넣었다. 플라스크내 용액을 교반하면서 -40℃로 냉각시켰다. 염화메틸렌 20㎖내 부틸 포스포로 디클로리데이트(BOP) 13.24g의 용액을 깔때기를 통해 첨가하고, 추가의 염화메틸렌 10㎖는 깔때기를 통해 플러쉬하는데 사용했다. 상기 혼합물은 점차 끓는점으로 가열하고, 4시간동안 환류하였다. 상기 반응혼합물을 여과하고, 온도를 60℃ 이하로 유지하기 위해 주의를 기울이면서 여과물을 건조시키기 위해 증발시켰다. 잔류물을 클로로포름 100㎖에 재용해시켰다. 형성된 용액을 HCl-NaCl 용액 0.5M 및 포화 NaCl 용액으로 세척하고, 무수 Na₂SO₄상에서 건조시키고, 1:5 에테르-석유 혼합물로 급냉시켰다. 얻은 오일 침전물을 수집하고 진공하에서 건조하여 맑은 연황색의 점성 물질을 제조하였다.

실시예 5: 폴리(포스포에스테르) P(트랜스-CHDM-EOP)의 합성

중합체 p(CHDM-EOP)는 출발물질로서 트랜스-1,4-시클로헥산 디메탄올(CHDM) 및 에틸 포스포로디클로리데이트(EOP)를 사용하여 실시예 1의 방법에 의해 제조하였다.

실시예 6: P(트랜스-CHDM-HOP)의 리올로지 특성

P(트랜스-CHDM-HOP)는 실온에서 유동성 겔형 상태로 남아 있다. 상기 중합체는 25℃에서 327Pa.s의 안정 점도(도 3B에 도시됨) 및 67.5KJ/mol의 유동 활성에너지(도 3A에 도시됨)를 나타내었다.

실시예 7: P(트랜스-CHDM-HOP)의 생체외 세포독성

덮개유리는 스핀코팅방법에 의해 P(트랜스-CHDM-HOP)로 코팅하였다. 그후 코팅된 덮개유리를 건조시키고, 후드하에서 밤새 UV 조사에 의해 멸균하였다. P(트랜스-CHDM-HOP)-코팅된 덮개유리는 6-웰 플레이트의 각 웰의 바닥에 놓았다. 5×10⁵HEK293(사람 배아 신장) 세포를 각 웰에 넣고, 37℃에서 72시간동안 배양하였다. 결과 세포형태는 양성 대조군으로서 조직배양폴리스티렌(TCPS)를 사용하여 조사하였다. P(CHDM-HOP) 표면상에서 자란 세포는 약간 느린 속도로 분열하였다. 그러나, 중합체 표면상에서 자란 세포의 형태는 TCPS 표면상에서 자란 세포의 형태와 유사하였다. 모두 접종하고 72시간후 중합체 표면상에서 자란 HEK293 세포의 형태는 도 4A를 참조하고, TCPS 표면상에서 자란 HEK293 세포의 형태는 도 4B를 참조한다.

실시예 8: P(CHDM-알킬 포스페이트)의 생체외 분해

하기 폴리(포스페이트) 각각은 상기 기술한 바와 같이 제조하였다:

중합체	곁사슬
P(CHDM-HOP)	-O-헥실기
P(CHDM-BOP)	-O-부틸기
P(CHDM-EOP)	-O-에틸기

각 중합체 50㎎ 시료를 37℃에서 0.1M pH 7.4 인산완충액 식염수(PBS) 5㎖에서 배양하였다. 여러 시간지점에서, 상층액을 부어버리고, 중합체 시료를 증류수로 3회 세척하였다. 그후, 중합체 시료를 클로로포름으로 추출하고, 클로로포름 용액을 건조시키기 위해 증발시켰다. 잔여물을 원래의 시료 50㎎와 비교함으로써 중량손실을 분석하였다. 도 5는 PBS내 폴리(포스페이트)의 생체외 분해속도에 곁사슬 구조가 미치는 효과를 그래프로 나타낸다.

실시예 9: P(CHDM-HOP)에 의한 단백질의 생체외 방출프로필

중합체 P(CHDM-HOP)를 2:1 (w/w) 비율(33% 부하)로 단백질 FITC-BSA(소혈청 알부민, 형광표지 FITC로 꼬리표붙인 단백질; "FITC-BSA")와 혼련하였다. 측정량(66㎎ 또는 104㎎)의 중합체-단백질 혼련물을 인산완충액인 PBS(0.1M, pH 7.4) 10㎖에 넣었다. 일정한 간격으로(거의 매일) 상기 시료를 원심분리하고, 상층액 버퍼를 제거하고 흡광도분석(501㎚)하고, 완충액의 새로운 양을 시료에 첨가하였다. 시간에 대한 FITC-BSA의 누적방출율을 점으로 나타내어 얻어진 방출곡선은 도 6에 그래프로 나타내었다. 두 경우 단백질의 부하수준은 33중량%이었다.

실시예 10: 여러 부하수준에서의 생체외 단백질 방출프로필

혼합물이 균질한 페이스트를 형성할때까지 실온에서 다른 부하수준(1%, 10% 및 30%)으로 FITC-BSA를 P(CHDM-HOP)와 혼련하였다. 단백질-부하된 중합체 페이스트 60㎎을 0.1M 인산완충액 6㎖에 넣고 37℃에서 일정하게 진탕하였다. 여러 시간지점에서 시료를 원심분리하고, 상층액을 새로운 완충액으로 대체시켰다. 상층액내 방출된 FITC-BSA는 501㎚에서 UV 분광광도측정법으로 측정하였다. 도 7은 부하수준의 함수로서 FITC-BSA의 생체외 방출속도를 그래프로 나타낸다.

실시예 11: FITC-BSA의 생체외 단백질 방출속도에 곁사슬구조가 미치는 효과

하기 세 중합체는 상기 기술한 바와 같이 제조하였다:

P(CHDM-EOP),

P(CHDM-BOP) 및

P(CHDM-HOP)

균질한 페이스트를 형성하기 위해 실온에서 10% 부하수준에서 FITC-BSA를 각 중합체와 혼련하였다. 단백질-부하된 중합체 페이스트 60㎎을 0.1M 인산완충액 6㎖에 넣고 37℃에서 일정하게 진탕하였다. 여러 시간지점에서 시료를 원심분리하고, 상층액을 새로운 완충액으로 대체시켰다. 상층액내 방출된 FITC-BSA는 501㎚에서 UV 분광광도측정법으로 측정하였다. 도 8은 10% 부하수준에서 FITC-BSA의 단백질 방출속도에 곁사슬구조가 미치는 생체외 효과를 그래프로 나타낸다.

실시예 12: P(CHDM-HOP)로부터 생체외 소분자량 약물방출

독소루비신, 시스플레틴 또는 5-플루오로우라실을 함유하는 P(CHDM-HOP)는 실온에서 각각 원하는 약물 1㎎과 P(CHDM-HOP) 100㎎을 혼련함으로써 제조하였다. 약물-부하 페이스트 60㎎의 분취량을 37℃에서 0.1M 인산완충액 6㎖에 넣고, 일정하게 진탕하여 세개의 시료를 각 약물에 대해 시험하였다. 여러 시간지점에서 상층액을 새로운 완충액으로 대체시켰다. 상층액내 독소루비신 및 5-플루오로우라실의 수준은 484㎚ 및 280㎚에서 각각 UV 분광광도측정법으로 측정하였다. 시스플레틴 수준은 원자흡광도 분광광도측정계로 측정하였다. 도 9는 P(CHDM-HOP)로부터 상기 저분자량 약물의 방출을 나타낸다.

실시예 13: P(CHDM-HOP)로부터 독소루비신 및 시스플레틴의 생체외 동시방출프로필

페이스트는 균일한 분산액을 형성하기 위해 P(CHDM-HOP) 300㎎을 독소루비신 6㎎ 및 시스플레틴 6㎎과 실온에서 혼련하여 제조하였다. 페이스트 100㎎ 시료는 37℃에서 진탕하면서 인산완충액(pH 7.4) 10㎖내에서 배양하였다. 다른 시간지점에서, 시료를 원심분리하고, 상층액 9㎖를 빼내고, 새로운 완충액으로 대체시켰다. 빼낸 상층액은 484㎚에서 분광광도측정법으로 분석하여 빼내진 상층액으로 방출된 독소루비신의 양을 측정하고, 시스플레틴 방출은 원자흡광도 분광광도측정계로 측정하였다. 도 10은 P(CHDM-HOP)로부터 시스플레틴과 독소루비신의 동시방출을 그래프로 나타낸다.

실시예 14: P(CHDM-HOP)로부터 생체외 인터류킨-2 방출

페이스트는 균일한 분산액을 형성하기 위해 P(CHDM-HOP) 330㎎을 IL-2 3㎎과 실온에서 스패튤러와 함께 혼련하여 제조하였다. P(CHDM-HOP)/IL-2 페이스트 95㎎ 시료는 37℃에서 0.1M 인산완충액(pH 7.4) 5㎖내에 넣었다. 여러 시간지점에서, 시료를 원심분리하고, 상층액 4㎖를 빼내고, 대체시켰다. 빼낸 상층액은 상기한 바와 같이 CTLL-2 배양액을 사용하여 IL-2에 대해 분석하였다. 방출된 IL-2의 누적율은 페이스트에 혼련된 IL-2의 초기양에 기초하여 계산하였다. 최종 시간지점에서, IL-2는 여전히 시료내에 남아있었다. 도 11은 시간(일)에 대해 P(CHDM-HOP) 매트릭스로부터 방출된 IL-2의 누적율을 그래프로 나타낸다.

실시예 15: 조직배양액내 P(CHDM-HOP)로부터 인터류킨-2의 생체외 방출

페이스트는 균일해질때까지 P(CHDM-HOP) 240㎎을 동결건조 사람 인터류킨("IL-2", 18×10⁶IU)과 실온에서 스패튤러와 함께 혼련하여 제조하였다. 세 시료 P(CHDM-HOP)/IL-2 페이스트 80㎎은 37℃에서 조직 배양액(10% FCS를 함유하는 RPMI1640 배지) 1.5㎖와 함께 일정하게 진탕하면서 배양하였다. 여러 시간지점에서, 시료를 원심분리하고, 상층액을 빼내고, 새로운 배지로 대체시켰다. 빼낸 상층액 시료내 IL-2의 양은 ELISA 분석에 의해 측정하였다.

방출된 생물학적 활성 IL-2의 양은 하기 CTLL 세포배양방법으로 분석하였다: CTLL 세포를 웰당 2×10⁴세포의 밀도로 96-웰 플레이트에 펼쳤다. 2일 배양후, 세포성장속도를 WST-1 분석에 의해 평가하였다. 보정곡선은 조직배양배지내 P(CHDM-HOP)로부터 IL-2 방출의 분석을 위해 평행으로 구성하였다. 도 12는 IL-2의 서방형에 의해 구성된 보정곡선을 나타낸다. 생물활성의 30% 이상이 모든 시간지점에서 보유된 완전한 데이터를 형성하였다.

실시예 17: P(CHDM-HOP)로부터 인터류킨-2의 생체내 방출

P(CHDM-HOP)의 시료를 2.5MRads에서 γ-조사에 의해 멸균하고, 상기 실시예 15에 기술된 것과 같은 방법으로 IL-2와 무균적으로 혼련하였다. 6-8주된 암컷 Balb/c 마우스 6마리에게 IL-2의 3.5×10⁵IU를 함유하는 IL-2 중합체 페이스트 시료 50㎎을 피하주사하였다. 추가로 마우스 2마리에게 볼루스 주사로서 같은 투여량의 IL-2를 주사하고, 추가로 마우스 2마리에게는 대조군으로서 블랭크 P(CHDM-HOP)를 주사하였다.

여러 시간지점에서, 혈액샘플 50㎕를 꼬리정맥으로부터 수집하였다. 각 군에서 혈액샘플을 조합하고, 1% BSA가 보충된 HBSS로 희석하였다. 혈청을 분리하고, 상기와 같이 IL-2에 대해 분석하였다. IL-2의 지속된 방출은 P(CHDM-HOP)/IL-2-부하된 페이스트를 주입하고 3주후 혈청내에 존재하는 IL-2의 검출가능한 수준으로 생체내에서 얻어졌다. 반대로, IL-2 수준은 IL-2 볼루스가 주입된 마우스내에서 48시간후에는 검출할 수 없었다. 도 13은 P(CHDM-HOP) 매트릭스내에 분산되거나 또는 볼루스로서 투여된 IL-2의 약물속도를 그래프로 도시한다. 도 14는 상기 생체내 실험으로부터 피하주입자리를 조직적으로 시험한 것을 나타낸다.

실시예 18: P(트랜스-CHDM-HOP)의 생체내 생체적합능력

중합체 P(트랜스-CHDM-HOP)는 실시예 1에 기술된 바와 같이 합성하였다. 주입을 용이하게 하기 위해, 에틸알콜을 점도를 감소시키는 10부피% 및 20부피%의 수준에서 중합체에 첨가했다. 샘플 중합체 단독 25㎕, 10% 알콜을 함유하는 중합체 25㎕ 및 20% 알콜을 함유하는 중합체 25㎕를 스프라그 덜리(Sprague Dawley) 생쥐의 등근육에 주입하였다. 주입하고 3일 또는 13일째되는 날에 주입자리에서 조직을 채취하고, 파라핀 조직을 위해 처리하고, 에오신 염료인 헤마톡실린(heamatoxylin)으로 염색하여 분석하였다. 의료등급의 실리콘 오일을 대조군 생쥐에 주입하였다.

에탄올로 희석된 중합체가 주입된 생쥐의 등근육 절편의 조직 시험은 급성 면역반응을 나타내지 않았다. 대식구 존재수준은 대조군의 수준과 비교할 수 있었으며, 이는 의료등급의 실리콘 오일이 주입되었으며, 호중구는 3일째날 채취한 샘플 또는 13일째날 채취한 샘플에도 존재하지 않았다.

실시예 18: 생체외 종양모델에 있어서의 약물민감도

생체외 실험은 약물로서 독소루비신("DOX"), 시스플레틴 또는 5-플루오로우라실("5-FU")을 사용하여 흑색종 세포계 B16/F10에서 실시되었다. B16/F10 세포는 다른 농도의 DOX, 시스플레틴 및 5-FU의 존재하에서 배양하였다. 데이터에 따라, DOX는 0.1㎍/㎖에서도 세포배양액상에 강한 저해효과를 나타내었다.

실시예 19: 생체내 종양모델에 있어서 P(CHDM-HOP)로부터 인터류킨-2 및 독소루비신의 제어전달

동결건조된 인터류킨-2("IL-2")은 키론(Chiron)에서 구입했고, 마우스 인터페론-γ("mIFN-γ")는 보에링거 만하임(Boehringer Mannheim)에서 얻고, 독소루비신 수산화물("DOX")은 시그마(Sigma)에서 얻었다. 6-8주된 C57BL/6 마우스는 챨스 리버(Charles River)에서 얻었다. 공격성 흑색종 세포계 B16/F10은 마우스내에 종양을 야기하는데 사용되고, 세포들은 매주 변화에 의해 유지되었다. 중합체 P(CHDM-HOP)는 실시예 1에 기술된 바와 같이 합성하였다.

마우스는 하기 표 2에 나타낸 바와 같은 군으로 무작위로 배당하였다. 흑색종 세포계의 세포와 함께 종양을 주입한 날은 0일로 나타내었다. 각 마우스는 왼쪽 옆구리에 인산완충액 식염수(PBS)내 종양세포 50㎕(10⁵)가 피하주입되었다. 3일 또는 7일에, 종양-포함 마우스는 하기 배합물중 하나로 오른쪽 옆구리에 선택적으로 주입되었다: (1)IL-2의 볼루스, (2)DOX의 볼루스, (3)IL-2의 중합체 페이스트, (4)DOX의 중합체 페이스트, (5)IL-2 및 DOX를 모두 함유하는 중합체 페이스트 또는 (6)IL-2 및 mIFN-γ를 함유하는 중합체 페이스트. 대조군 및 음성 대조군에는 3일 또는 7일에 추가의 주입이 없었다.

IL-2 또는 DOX의 볼루스 제조물은 주입하기 바로전에 등장액 50㎕내에 적당량의 IL-2 또는 DOX를 용해시킴으로써 제조하였다. IL-2, DOX, IL-2와 DOX의 혼합물 또는 IL-2 및 mIFN-γ의 혼합물의 중합체 페이스트 배합물은 멸균된 P(CHDM-HOP) 50㎕를 균질해질때까지 약물과 혼련함으로써 제조하였다.

생체내 종양모델을 위한 마우스의 군 배치

그룹	마우스 수	주입일	배합물
대조군	5	--	없음
음성 대조군	5	--	없음
볼루스 IL-2	8	3	0.8×10⁶IU
볼루스 DOX	8	3	0.5㎎
볼루스 DOC	8	7	0.5㎎
페이스트 IL-2	10	3	0.8×10⁶IU
페이스트 IL-2	10	7	0.8×10⁶IU
페이스트 DOX	10	3	0.5㎎
페이스트 DOX	10	7	0.5㎎
페이스트(IL-2+DOX)	10	3	0.8×10⁶IU + 0.5㎎
페이스트(IL-2+DOX)	10	7	0.8×10⁶IU + 0.5㎎
페이스트(IL-2+mIFN-γ)	10	3	10⁶IU

종양성장 28일 및 42일에는 여러 마우스의 종양크기를 측정하였다. 그 결과는 하기 표 3에 나타나 있으며, 이는 약물 그룹화당 실험에서 생존한 마우스 수 및 28일 및 42일에 종양부피의 성장에 대한 숫적인 데이터를 나타낸다. 종양부피는 오시에카(Osieka)외 다수(1981)의 방법에 따라 생성물의 길이 및 폭의 제곱의 반으로 계산하였다.

흑색종 모델내 약물전달 및 시토킨을 위한 담체로서의 CHDM-HOP 중합체

그룹	마우스의초기수	종양주입후 종양부피(㎣±SEM^*)
		28일	42일
		생존한 마우스의 수
대조군	5	종양없음	종양없음
음성 대조군	5	2458±1070.7	5656
		4	1
볼루스 IL-2(3d)	8	1946±505.6	3282±1403.3
		8	4
볼루스 Dox(3d)	8	1218.9±304.1	3942.5±1818
		8	5
볼루스 Dox(7d)	8	1661.2±301.8	4394.3±741.3
		8	3
페이스트 IL-2(3d)	10	934.1±230	3183±1223.4
		10	5
페이스트 IL-2(7d)	10	2709.8±397.3	10491±2485.5
		10	3
페이스트 Dox(3d)	10	1410±475.3	4648.9±1202.2
		8	7
페이스트 Dox(7d)	10	1480±287	3915±1739.7
		9	4
페이스트 (IL-2+Dox)(3d)	10	657.3±248.9	3362.8±1120.1
		8	7
페이스트 (IL-2+Dox)(7d)	10	857.2±243.6	3449.8±1285.9
		8	5
페이스트 (IL-2+mIFN-γ)(3d)	10	1217.9±168.4	4469.8±2018.7
		9	4

* 표준 평균오차

상기 측정에 기초하여, 종양크기의 분포는 28일(종양이식후 4주후)에 대해서는 도 15에, 42일(종양이식후 6주후)에 대해서는 도 16에 그래프로 나타내었다. 그래프는 종양-포함 마우스에 제공된 다른 처리에 따라 점으로 분할되었다.

28일의 결과는 대조군(종양없이 처리)과 IL-2의 볼루스 주입을 대조하여, 중합체/IL-2 페이스트가 주입된 마우스군은 종양성장을 성공적으로 지연시켰다는 것을 나타내었다. 그러나, 중합체/IL-2 페이스트가 7일까지 주입되지 않은 마우스군에 대해서는 종양이 이미 7일까지 실질크기가 되어 종양크기에 있어서의 상당한 감소가 관찰되지 않았다.

뛰어난 종양감소는 IL-2 및 DOX의 조합으로 얻어졌다. IL-2 및 DOX를 모두 함유하는 중합체 페이스트를 주입하여 처리된 종양의 평균크기는 대조군의 종양보다 상당히 작았다. 특히, 3일에 IL-2 및 DOX/중합체 페이스트를 수용한 마우스에 대한 평균 종양크기는 657.3㎣인 반면에 대조군에 대해서는 2458㎣이었다. 처리가 종양성장 7일까지 지연되는 경우에도, 치료적 효과는 IL-2 및 DOX를 모두 함유하는 중합체 페이스트 배합물로 여전히 나타낼 수 있었다.

종양성장 42일 결과는 또한, IL-2 및 DOX를 모두 함유하는 중합체 페이스트를 3일 주입하면 종양성장을 지연시키는데 있어서 최상의 결과가 나온다는 것을 확인시켰다. 본 발명의 중합체 페이스트내 IL-2 및 DOX의 조합치료는 시험동물의 소규모 종양을 발생시켰다. 도 15에 나타낸 분포데이터에 따라, DOX 단독의 중합체 페이스트를 주입하기 위한 범위내에 마우스 1마리만 있는데 비해, 조합된 IL-2 및 DOX 중합체 페이스트 요법의 경우 1000㎣ 이하의 종양을 포함하는 4마리 마우스가 있었다. 또한, 종양성장 42일에 평가함에 따라, IL-2 단독으로는 최상의 원하는 효과를 제공하지 않았다는 것이 명확하였다. 28일에 종양크기가 작은 양호한 분포에도 불구하고, 장시간 생존데이터는 상기 지점에서 종양성장의 진행 뿐만 아니라 장시간동안 IL-2의 지속제어된 전달의 결여에 의해 역효과를 받는 것으로 나타났다. IL-2 및 DOX 모두의 중합체 페이스트 배합물로, 중합체는 서서히 분해하여 시간이 경과함에 따라 치료제의 확산속도를 점차적으로 감소시켰다.

그러나, 각 군의 종양크기에 있어서 분포의 상당한 차이로 인해, 표 3에 나타난 바와 같은 평균종양크기는 완전한 상황을 제공하지 않았다. IL-2 및 DOX의 조합 또는 DOX만 함유하는 페이스트를 3일째날 주입한 동물군을 제외하고 24일 측정전 모든 군에서 마우스의 대량사망을 나타낸 도 17의 생존곡선과 함께 종양이식후 6주후의 종양크기에 있어서 분산도를 나타내는 도 16의 분포그래프로부터 데이터를 비교함으로써 본 발명의 치료의 중요성을 충분히 이해할 수 있다. 따라서, 전반적으로 고려된 데이터는 페이스트내 IL-2 및 DOX의 조합치료는 모두 종양성장을 상당히 지연시키고, 수명을 연장시킨다는 것을 나타낸다.

DOX-함유 중합체 페이스트를 주입하고 3-4일후 조기사망은 적어도 일부, 약한 동물의 사망을 일으키는 DOX의 독성효과로 기인한 것으로 생각되었다. 볼루스 DOX의 대응주입은 조기사망을 야기하지 않았으며, 이는 아마도 볼루스-주입된 DOX를 신체로부터 신속하게 분포시키고, 청소시켰기 때문일 것이다.

실시예 20: P(CHDM-HOP) 또는 P(CHDM-EOP)로 파크리탁셀 혼입

실시예 1의 중합체 P(CHDM-HOP) 및 실시예 5의 중합체 P(CHDM-EOP)를 각각 100㎎씩 약 50%의 농도로 에탄올내에 용해시켰다. 중합체를 완전히 용해시킨후, 파크리탁셀 분말(화학요법 약물) 5㎎을 상기 용액에 첨가하고, 분말이 완전히 용해될때까지 교반하였다. 그후 상기 용액을 얼음물에 부어 중합체 조성물을 침전시켰다. 얻어진 현탁액을 원심분리하고, 따라내어 밤새 동결건조시켜 점성의 겔형 생성물을 얻었다.

실시예 21: P(CHDM-HOP) 또는 P(CHDM-EOP)로부터 파크리탁셀의 생체외 방출

1.7㎖ 플라스틱 마이크로원심분리관에서, 시험된 실시예 20의 파크리탁셀 중합체 배합물 모두 5㎎을 37℃에서 80% PBS 및 20% PEG 400의 완충혼합물 1㎖과 함께 배양하였다. 시험된 각 배합물의 4개의 샘플을 제조하였다. 특정 시간지점에서, 거의 매일 PBS:PEG 완충액을 HPLC에 의한 파크리탁셀 분석을 위해 따라버리고, 새로운 완충액을 마이크로원심분리관에 첨가했다. 방출시험은 26째날에 마치고, 상기 지점에서 중합체내 남은 파크리탁셀은 파크리탁셀상 중량평형을 위해 용매와 함께 추출하였다.

두 중합체로부터 파크리탁셀의 방출에 대한 결과 방출곡선은 도 18에 나타나 있다. 전체 파크리탁셀 회수율은 P(CHDM-HOP) 배합물에 대해 65% 및 P(CHDM-EOP) 배합물에 대해 75%였다.

실시예 22: P(CHDM-HOP)/리도카인 페이스트의 제조

P(CHDM-HOP) 및 리도카인(베이스; 시그마, Cat.# L-7757)의 페이스트는 하기와 같이 기계적으로 혼합함으로써 제조하였다: P(CHDM-HOP) 60㎎ 및 리도카인 16㎎을 유리 현미경슬라이드상에서 무게를 달았다. 중합체 및 리도카인 약물을 균일한 혼합물이 얻어질때까지 스패튤라와 함께 전체적으로 혼합하였다. 얻은 리도카인/중합체 혼합물은 고체로서 남은 리도카인과 함께 24$ w/w 리도카인 페이스트를 형성하였다.

실시예 23: P(CHDM-HOP)로부터 리도카인의 생체외 방출

실시예 22에서 상기 제조된 리도카인/중합체 혼합물 약 10㎎을 진탕기상 37℃에서 인산완충액(PBS)(0.1M, pH 7.4) 2.0㎖내에 넣었다. 상기 완충액을 특정 시간지점에서 대체하고, 샘플을 빼냈다. 중합체로부터 샘플로 방출된 리도카인은 HLPC에 의해 분석하였다.

리도카인/중합체의 세개의 다른 샘플의 결과는 도 19에 그래프로 나타나 있다. 도 20A는 배양시간의 함수로서 방출된 리도카인의 누적량을 나타내며, 도 20B는 시간의 제곱근동안 방출된 리도카인의 누적량을 나타내며, 이는 약물의 약 90%가 1주일내에 방출되었다는 것을 나타낸다. 방출된 리도카인의 양과 시간의 제곱근사이의 선형간계는 약물방출의 메카니즘이 시험기간동안 주로 확산을 통해 이루어진다는 것을 보여준다.

실시예 24: 생쥐 좌골신경 모델로부터 생체내 P(CHDM-HOP)로부터 리도카인의 방출

단일 경정맥 카테테르를 약 150-200g의 수컷 스프라그-덜리 생쥐에 삽입하였다. 상기 생쥐를 마취칵테일(케타민 25㎎/㎖, 크실아진 2.5㎎/㎖ 및 200 프루프 에탄올 14.5%) 약 0.3-0.4㎖를 주입하여 마취시켰다. 상기 동물의 좌골신경을 확인하였다. 각 동물은 신경을 마비시키기 위해 그의 좌골신경에 식염수으로서 또는 P(CHDM-HOP)내에 리도카인 25㎎ 또는 50㎎을 단일주입되었다. 대조군 생쥐는 그의 좌골신경에 동등량의 블랭크 중합체를 주입되었다.

시간이 경과함에 따라 생쥐를 관찰하고,하기와 같이 운동반응 및 침해수용반응에 대해 점수를 할당했다:

운동반응 및 기능

정상 운동기능 = 0,

약한 다리끌림(foor drag) = 1,

보통 다리끌림 = 2, 및

운동기능없음 = 3;

침해수용반응 및 기능

정상 침해수용반응 = 0,

약간 지연된 침해수용반응 = 1,

지연된 침해수용반응 = 2, 및

침해수용반응 없음 = 3.

또, 특정 시간지점에서 혈액샘플을 수집하여 리도카인의 혈장농도를 HLPC에 의해 분석하였다.

도 22는 P(CHDM-HOP)또는 식염수용액내 리도카인 25㎎을 주입한후 시간에 대한 최대 운동기능효과를 퍼센트 점으로 나타낸다. 상기 그래프상에서 100%의 최대퍼센트 효과는 "운동신경없음"에 대한 "3"의 점수를 나타낸다. 주입후 1시간동안 완전한 운동마비를 나타내는 리도카인-함유 제조물을 모든 생쥐에게 주입하였다. 하기 표 4는 식염수 또는 P(CHDM-HOP)내 리도카인 주입후 리도카인 차단효과의 지속을 요약한 것이다.

식염수 또는 P(CHDM-HOP)내 리도카인 주입후 리도카인 반응의 지속

리도카인 배합물	감각기능	운동기능
리도카인 배합물	완전 차단	일부 차단	완전 차단	일부 차단
블랭크 P(CHDM-HOP)	0	0	0	0
식염수 25㎎	2시간	48시간	1시간	27시간
P(CHDM-HOP) 25㎎	54시간	198시간	1시간	198시간
P(CHDM-HOP) 50㎎	119시간	265시간	2시간	240시간

P(CHDM-HOP)내 리도카인으로부터 운동기능차단을 지속하는 것은 리도카인 식염수에 의해 얻어진 것보다 길다. 그러나, 운동신경 차단정도는 생쥐가 그의 다리를 약간 끌 수 있을정도로 움직일 수 있었다는 점에서 단지 부분적이었다. 또한, 완전한 운동차단이 증가하면 리도카인 50㎎의 더 높은 리도카인 농도에서도 최소이었다는 것을 볼 수 있었다.

하기 표 5는 식염수 또는 P(CHDM-HOP)로서 리도카인 25㎎을 투여후 침해수용반응을 완전히 차단하는 것이 나타난 생쥐의 비율을 나타낸다.

완전한 침해수용반응을 하는 생쥐의 비율

시간	침해수용반응이 완전차단된 생쥐의 비율
시간	P(CHDM-HOP)내 리도카인 25㎎	식염수내 리도카인 25㎎
0.5시간	100	100
3시간	100	78
6시간	100	50
24시간	100	0
30시간	78	0
48시간	100	0
51시간	100	0
54시간	100	0
72시간	78	0
99시간	78	0
119시간	50	0
125시간	78	0
243시간	50	0
149시간	50	0

리도카인/식염수과 비교할때, 리도카인/P(CHDM-HOP) 배합물은 리도카인의 감각차단효과를 상당히 연장시켰다.

도 21은 P(CHDM-HOP)또는 식염수용액내 리도카인 25㎎을 주입한후 시간에 대한 최대 침해수용효과를 퍼센트 점으로 나타낸다. 상기 그래프상에서 100%의 최대퍼센트 효과는 "침해수용반응 없음"에 대한 "3"의 점수를 나타낸다. 다시, 식염수내 리도카인으로부터 데이터와 비교할때, 상당히 연장된 국소마취효과는 리도카인/P(CHDM-HOP) 그룹내에서 관찰되었다.

운동차단으로부터의 회복은 리도카인/식염수 및 리도카인/P(CHDM-HOP) 배합물 모두에서 감각차단으로부터 완전 회복하기전에 잘 일어난다는 것을 알았다. 생쥐들은 종종 그의 뒷다리 주변을 이동하여 여전히 진통자극에 대한 분명한 반응을 나타내지 않는다. 침해수용에 대한 완전한 반응은 운동기능을 회복한후에 회복되기 때문에, 본 발명의 약학적 조성물은 국소마취의 임상투여 및 만성진통의 처리에 매우 적합한 것으로 생각된다.

도 23은 식염수내 리도카인 25㎎, P(CHDM-HOP)내 리도카인 25㎎ 및 P(CHDM-HOP)내 리도카인 50㎎을 주입한후 혈장내 리도카인 농도를 나타낸다. 중합체 배합물내 리도카인의 농도를 증가시킴으로써 마취기능의 지속은 조직순환시 리도카인 농도를 최소 증가시킴과 함께 연장되었으며, 이는 약물의 주요 확산이 국소영역에 한정되었다는 것을 나타낸다.

본 발명은 여러 방법으로 다양하게 명백해질 것이다. 상기 변형은 본 발명의 정신 및 범주로부터 일탈하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 변형은 하기 청구의 범위의 범위내에 포함된다.

Claims

하기 화학식 1로 나타낸 반복되는 단량체 단위를 갖는 중합체로 이루어지고, 생분해전 및 생분해시 모두 생체적합한 것을 특징으로 하는 생분해성 유동성 또는 가용성 중합체 조성물.

(화학식 1)

(상기 화학식 1에서, R 및 R' 각각은 치환되지 않거나 또는 하나 이상의 비간섭 치환기로 치환된 선형 또는 가지형 지방족이고; L은 2가의 고리지방족기이며; R"는 H, 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 헤테로시클릭 또는 헤테로시클록시를 포함하는 그룹으로부터 선택되고; n은 5 내지 1,000이다.)
제 1 항에 있어서,

상기 R 및 R' 각각은 1 내지 7개의 탄소원자를 갖는 가지형 또는 선형 사슬 알킬렌기인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 R 및 R' 각각은 메틸렌기 또는 에틸렌기인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 1 항에 있어서,

R"은 알킬기, 알콕시기, 페닐기, 페녹시기 또는 헤테로시클록시기인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 1 항에 있어서,

R"는 알콕시기인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 1 항에 있어서,

n은 5 내지 500인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 1 항에 있어서,

L은 치환되지 않거나 또는 비-간섭 치환기로 치환된 고리지방족기인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 7 항에 있어서,

L은 시클로헥실렌인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 중합체는 추가의 생체적합성 단량체단위로 구성되고, 다른 생체적합성 중합체와 혼련되는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 중합체의 분자량(Mw)은 약 2,000 내지 400,000 달톤인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 조성물은 또한 적어도 하나의 생물학적 활성물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 11 항에 있어서,

상기 생물학적 활성물질은 펩티드, 폴리펩티드, 단백질, 아미노산, 다당류, 성장인자, 호르몬, 항맥관형성 인자, 인터페론 또는 시토카인, 항원물질 및 상기 물질의 프로드럭으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 11 항에 있어서,

상기 생물학적 활성물질은 치료약물 또는 프로드럭인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 13 항에 있어서,

상기 약물은 항종양제, 국소마취제, 항생제, 항바이러스제, 항진균제, 항감염제, 항응고제, 백신 용도에 적당한 항원물질 및 상기 물질의 프로드럭으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 11 항에 있어서,

상기 생물학적 활성물질 및 상기 중합체는 비정질의 모놀리식 매트릭스를 형성하는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 중합체 조성물은 무독성이며, 맥관구조 조직과 밀접하게 접촉하여 위치되어 있거나 주입되는 경우, 최소의 조직염증을 일으키는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
한 조직이 다른 조직에 부착하는 것을 막고, 기관 또는 조직을 캡슐화하기 위한 임시 간막은 제 1 항의 중합체 조성물로 구성된 것을 특징으로 하는 임시 간막.
하기 화학식 1로 나타낸 반복되는 단량체 단위를 갖는 중합체로 이루어지고, 생분해전 및 생분해시 모두 생체적합하며;

R, R' 및 R"중 하나 또는 그 이상은 생리환경에서 방출될 수 있는 형태의 생물학적 활성물질인 것을 특징으로 하는 생분해성 유동성 또는 가용성 중합체 조성물.

(화학식 1)

(상기 화학식 1에서, R 및 R' 각각은 치환되지 않거나 또는 하나 이상의 비간섭 치환기로 치환된 선형 또는 가지형 지방족이고; L은 2가의 고리지방족기이며; R"는 H, 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 헤테로시클릭 또는 헤테로시클록시를 포함하는 그룹으로부터 선택되고; n은 5 내지 1,000이다.)
제 18 항에 있어서,

상기 R 및 R' 각각은 1 내지 7개의 탄소원자를 갖는 가지형 또는 선형 사슬 알킬렌기인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 18 항에 있어서,

상기 R 및 R' 각각은 메틸렌기 또는 에틸렌기인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 18 항에 있어서,

R"은 알킬기, 알콕시기, 페닐기, 페녹시기 또는 헤테로시클록시기인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 18 항에 있어서,

R"는 알콕시기인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 18 항에 있어서,

n은 5 내지 500인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 18 항에 있어서,

L은 치환되지 않거나 또는 비-간섭 치환기로 치환된 고리지방족기인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 24 항에 있어서,

L은 시클로헥실렌인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 18 항에 있어서,

상기 중합체는 추가의 생체적합성 단량체단위로 구성되고, 다른 생체적합성 중합체와 혼련되는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 18 항에 있어서,

상기 중합체의 분자량(Mw)은 약 2,000 내지 400,000 달톤인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 18 항에 있어서,

상기 R"는 생물학적 활성물질인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 18 항에 있어서,

상기 R 또는 R'는 생물학적 활성물질인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 18 항에 있어서,

상기 생물학적 활성물질은 펩티드, 폴리펩티드, 단백질, 아미노산, 다당류, 성장인자, 호르몬, 항맥관형성 인자, 인터페론 또는 시토카인, 항원물질 및 상기 물질의 프로드럭으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 18 항에 있어서,

상기 생물학적 활성물질은 치료약물 또는 프로드럭인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 31 항에 있어서,

상기 약물은 항종양제, 국소마취제, 항생제, 항바이러스제, 항진균제, 항감염제, 항응고제, 백신 용도에 적당한 항원물질 및 상기 물질의 프로드럭으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 18 항에 있어서,

상기 중합체 조성물은 무독성이며, 맥관구조 조직과 밀접하게 접촉하여 위치되어 있거나 주입되는 경우, 최소의 조직염증을 일으키는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
하기 화학식 1로 나타낸 반복되는 단량체 단위를 갖는 중합체로 이루어지고, 생분해전 및 생분해시 모두 생체적합한 생분해성, 유동성 또는 가용성 중합체 조성물로 구성되며, 체내에 전체적으로 또는 일부 위치시키거나 이식하거나 또는 주입하는데 유용한 가용성 약품.

(화학식 1)

(상기 화학식 1에서, R 및 R' 각각은 치환되지 않거나 또는 하나 이상의 비간섭 치환기로 치환된 선형 또는 가지형 지방족이고; L은 2가의 고리지방족기이며; R"는 H, 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 헤테로시클릭 또는 헤테로시클록시를 포함하는 그룹으로부터 선택되고; n은 5 내지 1,000이다.)
제 34 항에 있어서,

상기 R 및 R' 각각은 1 내지 20개의 탄소원자를 갖는 가지형 또는 선형 사슬 알킬렌기인 것을 특징으로 하는 약품.
제 34 항에 있어서,

R"는 알콕시기인 것을 특징으로 하는 약품.
제 34 항에 있어서,

L은 치환되지 않거나 또는 비-간섭 치환기로 치환된, 1-20개의 탄소원자를 갖는 고리지방족기인 것을 특징으로 하는 약품.
제 34 항에 있어서,

상기 n은 5 내지 500인 것을 특징으로 하는 약품.
제 34 항에 있어서,

상기 중합체는 추가의 생체적합성 단량체단위로 구성되고, 또는 상기 중합체 조성물은 하나 또는 그 이상의 추가의 생체적합성 중합체로 구성된 것을 특징으로 하는 약품.
제 34 항에 있어서,

상기 생물학적 활성물질은 펩티드, 폴리펩티드, 단백질, 아미노산, 다당류, 성장인자, 호르몬, 항맥관형성 인자 및 기타 항종양제, 인터페론 또는 시토카인, 항원물질 및 상기 물질의 프로드럭으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 약품.
제 34 항에 있어서,

상기 생물학적 활성물질은 치료약물 또는 프로드럭인 것을 특징으로 하는 약품.
제 41 항에 있어서,

상기 약물은 화학요법제, 국소마취제, 항생제, 항바이러스제, 항진균제, 항감염제, 항응고제, 백신 용도에 적당한 항원물질 및 상기 물질의 프로드럭으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 약품.
제 34 항에 있어서,

상기 생물학적 활성물질 및 상기 중합체는 비정질의 모놀리식 매트릭스를 형성하는 것을 특징으로 하는 약품.
제 34 항에 있어서,

상기 중합체 조성물은 무독성이며, 맥관구조 조직과 밀접하게 접촉하여 위치되어 있거나 주입되는 경우, 최소의 조직염증을 일으키는 것을 특징으로 하는 약품.
(가)유동성 또는 가용성 중합체 조성물을 형성하기 위해 생물학적 활성물질을 하기 화학식 1로 나타낸 반복되는 단량체 단위를 갖고, 생분해전 및 생분해시 모두 생체적합한 생분해성 중합체와 조합하고; 및

(화학식 1)

(상기 화학식 1에서, R 및 R' 각각은 치환되지 않거나 또는 하나 이상의 비간섭 치환기로 치환된 선형 또는 가지형 지방족이고; L은 2가의 고리지방족기이며; R"는 H, 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 헤테로시클릭 또는 헤테로시클록시를 포함하는 그룹으로부터 선택되고; n은 5 내지 1,000이다.)

(나)중합체 조성물이 생물학적 체액과 적어도 일부 접촉하도록 상기 중합체 조성물을 생체내 예정된 위치내에 부분적으로 또는 전체적으로 위치시키는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 생물학적 활성물질의 제어방출방법.
제 45 항에 있어서,

상기 R 및 R' 각각은 1 내지 20개의 탄소원자를 갖는 가지형 또는 선형 사슬 알킬렌기인 것을 특징으로 하는 방법.
제 45 항에 있어서,

R"는 알콕시기인 것을 특징으로 하는 방법.
제 45 항에 있어서,

L은 치환되지 않거나 또는 비-간섭 치환기로 치환된, 1-20개의 탄소원자를 갖는 고리지방족기인 것을 특징으로 하는 방법.
제 45 항에 있어서,

상기 n은 5 내지 500인 것을 특징으로 하는 방법.
제 45 항에 있어서,

상기 중합체는 추가의 생체적합성 단량체단위로 구성되고, 또는 상기 중합체 조성물은 하나 또는 그 이상의 추가의 생체적합성 중합체로 구성된 것을 특징으로 하는 방법.
제 45 항에 있어서,

상기 생물학적 활성물질은 펩티드, 폴리펩티드, 단백질, 아미노산, 다당류, 성장인자, 호르몬, 항맥관형성 인자 및 기타 항종양제, 인터페론 또는 시토카인, 항원물질 및 상기 물질의 프로드럭으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 45 항에 있어서,

상기 생물학적 활성물질은 치료약물 또는 프로드럭인 것을 특징으로 하는 방법.
제 52 항에 있어서,

상기 약물은 화학요법제, 국소마취제, 항생제, 항바이러스제, 항진균제, 항감염제, 항응고제, 백신 용도에 적당한 항원물질 및 상기 물질의 프로드럭으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 45 항에 있어서,

상기 생물학적 활성물질 및 상기 중합체는 비정질의 모놀리식 매트릭스를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 45 항에 있어서,

상기 조성물은 무독성이며, 맥관구조 조직과 밀접하게 접촉하여 위치되어 있거나 주입되는 경우, 최소의 조직염증을 일으키는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 약물은 β-아드레날린성 블록제, 동화제, 안드로겐성 스테로이드, 제산제, 항천식제, 항알러지 물질, 항부정맥제, 항콜레스테롤제 및 항지질제, 항콜린성제 및 교감신경흥분제, 항경련제, 지사제, 진토제, 항고혈압제, 항감염제, 항말라리아제, 항조병제, 항멀미약, 항비만제, 항파킨슨제, 해열제 및 진통제, 진경제, 항혈전제, 항요산혈증제, 항협심증약, 항히스타민제, 진해제, 식욕억제제, 벤조페난트리딘 알칼로이드제, 생물제제, 심장작용제, 대뇌확장기, 관상동맥 확장기, 충혈완화제, 이뇨제, 진단제제, 적혈구생성제, 에스트로겐, 거담제, 위장진정제, 체액제제, 과혈당제제, 최면약, 과혈당제제, 이온교환수지, 이완제, 무기질 첨가제, 축동제, 점액용해제, 신경근육제, 영양물질, 말초혈관수축제, 월경제제, 프로스타글란딘, 정신활력제, 향정신약, 진정제, 흥분제, 갑상성 및 항갑상선제, 정신안정제, 자궁이완제, 비타민 및 상기물질의 프로드럭으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 31 항에 있어서,

상기 약물은 β-아드레날린성 블록제, 동화제, 안드로겐성 스테로이드, 제산제, 항천식제, 항알러지 물질, 항부정맥제, 항콜레스테롤제 및 항지질제, 항콜린성제 및 교감신경흥분제, 항경련제, 지사제, 진토제, 항고혈압제, 항감염제, 항말라리아제, 항조병제, 항멀미약, 항비만제, 항파킨슨제, 해열제 및 진통제, 진경제, 항혈전제, 항요산혈증제, 항협심증약, 항히스타민제, 진해제, 식욕억제제, 벤조페난트리딘 알칼로이드제, 생물제제, 심장작용제, 대뇌확장기, 관상동맥 확장기, 충혈완화제, 이뇨제, 진단제제, 적혈구생성제, 에스트로겐, 거담제, 위장진정제, 체액제제, 과혈당제제, 최면약, 과혈당제제, 이온교환수지, 이완제, 무기질 첨가제, 축동제, 점액용해제, 신경근육제, 영양물질, 말초혈관수축제, 월경제제, 프로스타글란딘, 정신활력제, 향정신약, 진정제, 흥분제, 갑상성 및 항갑상선제, 정신안정제, 자궁이완제, 비타민 및 상기물질의 프로드럭으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 41 항에 있어서,

상기 약물은 β-아드레날린성 블록제, 동화제, 안드로겐성 스테로이드, 제산제, 항천식제, 항알러지 물질, 항부정맥제, 항콜레스테롤제 및 항지질제, 항콜린성제 및 교감신경흥분제, 항경련제, 지사제, 진토제, 항고혈압제, 항감염제, 항말라리아제, 항조병제, 항멀미약, 항비만제, 항파킨슨제, 해열제 및 진통제, 진경제, 항혈전제, 항요산혈증제, 항협심증약, 항히스타민제, 진해제, 식욕억제제, 벤조페난트리딘 알칼로이드제, 생물제제, 심장작용제, 대뇌확장기, 관상동맥 확장기, 충혈완화제, 이뇨제, 진단제제, 적혈구생성제, 에스트로겐, 거담제, 위장진정제, 체액제제, 과혈당제제, 최면약, 과혈당제제, 이온교환수지, 이완제, 무기질 첨가제, 축동제, 점액용해제, 신경근육제, 영양물질, 말초혈관수축제, 월경제제, 프로스타글란딘, 정신활력제, 향정신약, 진정제, 흥분제, 갑상성 및 항갑상선제, 정신안정제, 자궁이완제, 비타민 및 상기물질의 프로드럭으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
제 52 항에 있어서,

상기 약물은 β-아드레날린성 블록제, 동화제, 안드로겐성 스테로이드, 제산제, 항천식제, 항알러지 물질, 항부정맥제, 항콜레스테롤제 및 항지질제, 항콜린성제 및 교감신경흥분제, 항경련제, 지사제, 진토제, 항고혈압제, 항감염제, 항말라리아제, 항조병제, 항멀미약, 항비만제, 항파킨슨제, 해열제 및 진통제, 진경제, 항혈전제, 항요산혈증제, 항협심증약, 항히스타민제, 진해제, 식욕억제제, 벤조페난트리딘 알칼로이드제, 생물제제, 심장작용제, 대뇌확장기, 관상동맥 확장기, 충혈완화제, 이뇨제, 진단제제, 적혈구생성제, 에스트로겐, 거담제, 위장진정제, 체액제제, 과혈당제제, 최면약, 과혈당제제, 이온교환수지, 이완제, 무기질 첨가제, 축동제, 점액용해제, 신경근육제, 영양물질, 말초혈관수축제, 월경제제, 프로스타글란딘, 정신활력제, 향정신약, 진정제, 흥분제, 갑상성 및 항갑상선제, 정신안정제, 자궁이완제, 비타민 및 상기물질의 프로드럭으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.