KR20010024836A - 자기 반응성 조성물 - Google Patents

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KR20010024836A
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Abstract

본 발명은 자기 제어형, 또는 안내형 페로카본 입자 조성물과 그 사용 및 제조 방법에 관한 것이다. 상기 조성물은 입자 상에 흡착된 생물학적 활성 물질을 포함할 수도 있다. 상기 조성물은 크기가 0.1~5.0 ㎛, 바람직하게는 0.5~5.0 ㎛이고, 탄소 1.0~95.0 질량%, 바람직하게는 약 20~약 60%를 함유하는 부피 혼합된 복합 입자를 포함한다. 이 입자는 철과 탄소 분말의 혼합물의 기계적인 분쇄에 의해 제조될 수 있다. 경우에 따라서는 얻어진 입자를 입자 상에 물질을 흡착하는 생물학적 활성 물질의 용액 중에 배치한다. 상기 조성물은 현탁액으로 투여하는 것이 일반적이다.

Description

자기 반응성 조성물{MAGNETICALLY RESPONSIVE COMPOSITION}
다양한 질환의 치료에 사용되는 금속 담체 조성물이 제안되고/되거나 이용되어 왔으며(예컨대, 미국 특허 제4,849,209호 및 제4,106,488호 참조), 외부에서 건 자기장에 반응하여 신체 내에서 안내 또는 제어되는 그러한 조성물을 포함하였다(예컨대, 미국 특허 제4,501,726호, 제4,652,257호 및 제4,690,130호 참조). 그러한 조성물은 반드시 실용적이고/이거나 완전히 효과적인 것으로 입증되지는 않았다. 예컨대, 상기 조성물은 목적 생물학적 활성제를 치료 부위로 수송하는 데 충분한 능력이 부족하고, 바람직하지 못한 자기 민감성을 가지며/가지거나, 제조, 보관 및/또는 사용하기가 어려울 수 있다.
상기 공지된 조성물 중 하나는 정맥내 주사에 의해 전달할 수 있는 것으로서, 약제도 함유하는 생체 적합성 중합체(알부민, 젤라틴 및 다당류)로 피복한 강자성체 부재로 이루어진 미소구를 들 수 있다(Driscol C.F. 등, Prog. Am. Assoc. Cancer Res., 1980, p.261).
자기 물질(마그네타이트 Fe3O4) 및 항종양성 항생제 독소루비신(Widder K 등, J. Pharm. Sci., 68:79-82 1979)을 함유하는 크기가 최대 3.0 ㎛인 알부민 미소구를 제조할 수 있다(Widder K 등, J. Pharm. Sci., 68:79-82 1979). 상기 미소구는 의약 용액 중에 마그네타이트 현탁액을 함유하는 입력 상을 사용하여 유화제(유중수) 중에서 알부민을 열적으로 및/또는 화학적으로 변성시켜 제조한다. 유사한 기법을 사용하여 항생제 미토마이신-C를 함유하는 에틸셀룰로스로 피복된 자기적으로 제어되거나 안내되는 마이크로캡슐을 제조하여 왔다(Fujimoto S 등, Cancer, 56: 2404-2410, 1985).
또 다른 방법은 아테롬성 동맥경화증 형성체를 용해시킬 수 있는 제제를 운반하는 크기 200 ㎚~800 ㎚인 자기적으로 제어되는 리포좀을 제조하는 것이다. 이 방법은 인지질이 물의 존재하에 밀폐된 막 구조물을 생성시키는 능력에 기초한 것이다(Gregoriadis G., Ryman B.E., Biochem. J., 124:58, 1971).
상기 조성물은 그 제어를 위해 극히 높은 플럭스 밀도의 자기장을 필요로 하며, 그 지정된 성질을 변화시키지 않으면서 산업적 규모로 일관되게 멸균하고 저장하기가 다소 어렵다.
상기 단점을 극복하기 위해, 강자성 물질로서 페로카본 입자를 사용하여 자기적으로 제어되는 분산액을 제조하는 방법이 제안되었다(Kholodov L.E., Volkonsky V.A., Kolesnik N.F. 등의 유럽 특허청 공보 제0451299 A1호 참조). 페로카본 입자는 산소 함유 대기에서 온도 800℃~1200℃에서 크기 100 ㎛~500 ㎛의 입자로 이루어진 철 분말을 가열함으로써 제조된다. 이어서, 이 혼합물을 약 10 질량%~90 질량%의 탄소 입자가 표면 상에 나타날 때까지 400℃~ 700℃에서 일산화탄소로 처리한다. 다음, 생물학적 활성 물질을 입자 상에 흡착시킨다.
페로카본 입자를 제조하는 상기 방법은 다소 복잡하며 상당량의 에너지를 필요로 한다. 강자성 성분은 산소 함유 대기 중 고온에서의 페로카본 입자의 합성으로 인해 산화되기 때문에, 얻어진 분산액의 자기 민감성은 금속 철과 비교할 때 평균 약 ½로 감소한다. 상기 입자 상에의 생물학적 활성 물질의 흡착량의 전형적인 상한치는 강자성 입자 질량의 약 2.0%~2.5%이다.
상기 방법으로 제조된 자기적으로 제어되는 입자는 구형 강자성 성분을 보유하는데, 이 성분은 그로부터 연장하는 사(絲)형 탄소 쇄를 보유하며, 상기 입자는 일반적으로 크기가 약 2.0 ㎛이다. 이 구조가 복합체의 비교적 낮은 흡착능을 미리 결정하는 것으로 생각되고, 또한 보관 및 수송 중에 장자성 성분으로부터 탄소의 부서지기 쉬운 사형 쇄의 파괴를 초래한다.
따라서, 자기적으로 수송될 수 있고, 제조, 보관 및 사용이 비교적 용이한 효과적인 생체 적합성 조성물이 요구되고 있다.
본 발명은 신체의 선택된 위치로 생체 적합성 입자를 전달하는 조성물 및 방법에 관한 것이고, 더 바람직하게는 생물학적 활성 화합물을 운반하여 입자를 자기적으로 표적 수송하고 이들을 질병의 국부적 진단 또는 치료용 처치를 위해 소정의 위치에 유지할 수 있는 입자에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 담체 조성물의 복합 입자의 확대 사진(12,000x)이다.
도 2a는 본 발명의 담체 조성물 입자의 확대 사진(30,000x)이다.
도 2b는 도 2a의 입자의 단면도이다.
도 3a~3h는 담체 조성물 상에 흡착되고 본 발명의 한 가지 방법을 이용하여 종양 부위로 전달되고 그 부위에서 유지되는 약제를 이용하는 치료 기간 중의 종양을 예시한 것이다.
도 4는 담체 조성물의 이용 및 자기 표적화의 일례를 나타내는 다이아그램이다.
도 5는 병리학적 구조물에서의 담체 조성물(그 위에 흡착된 약제를 가짐)을 예시하는 다이아그램이다.
도 6은 철:탄소 비 70:30인 E형 탄소를 보유한 (-O-) 담체 입자 및 (-?-) 단독 E형 탄소에의 PAC 결합에 대한 랭뮤어 흡착 플롯을 나타내는 그래프이다. 데이터는 단순 비가중 선형 회귀법으로 최적화한 것이다.
발명의 개요
본 발명은 생물학적 활성 물질을 수송하거나 단독으로 사용할 수 있는 자기 반응성 조성물을 제공한다. 일반적으로, 임의의 용질형 물질을 운반할 수 있는데, 그 방법은 지금까지 다수가 제안되어 왔다. 예컨대, 알킬화제, 항대사물질, 항진균제, 항염증제, 항종양제 및 화학요법제 및 그 적합한 배합물(이들에 국한되지 않음)을 입자 상에 흡착시킬 수 있다. 기타 치료제 및 약제, 예컨대, 전신 독성 저해제, 항생제 및 히드로코르티존 등을 본 발명의 자기적으로 제어되는 담체 입자를 사용하여 운반하고 생체내 투여할 수도 있다. 그 제조 및 사용 방법 역시 제공된다.
본 발명의 목표는 생체 적합성 입자의 표적 수송에 사용되는 자기적으로 제어되는 조성물의 일부 매개변수를 개선시키는 것으로서, 예컨대, 상대 흡착능의 증가, 자기 민감성의 증가, 진단 및 치료 효과의 강화 및 사용 용이성, 뿐만 아니라 자기적으로 제어되는 조성물의 제조 기법의 단순화 및 그 목적 특성의 변화 없이 그 장기 보관의 보장을 들 수 있다.
이것은 자기적으로 제어되는 조성물 용으로 자기 민감성 물질로서 적합한 복합체인 부피 혼합된 페로카본 입자를 사용하여 달성한다. 상기 입자는 주요 치수(즉, 최대 직경)가 약 0.2~약 5.0 ㎛(및 바람직하게는 0.5 ㎛~5.0 ㎛)이고, 철에 강하게 연결된 탄소를 약 1.0 질량%~약 95.0 질량% 함유한다. 상기 입자들은 철과 탄소 분말의 혼합물을 함께 변형(즉, 분쇄)하여 얻는다. 일부 경우에, 최종 입자는 미량의 화합물 세멘타이트(Fe3C)를 포함한다.
질병의 국부 생체 치료에 이용되는 조성물은 주요 치수가 약 0.5 ㎛~5 ㎛이고, 탄소 및 철을 포함하고, 경우에 따라서는 입자 상에 흡착된 질병의 진단 또는 치료시에 그 효능에 대해 선택되는 생물학적 활성 물질을 함유하는 입자를 포함한다.
조성물을 제조하는 방법은 분말을 철:탄소 입자의 복합체에 결합하는 데 충분한 시간 동안 철과 탄소 분말의 기계적 혼합물을 함께 병합시키는 단계를 포함하는데, 여기서, 상기 입자의 상당 부분은 각 입자의 부피 전체에 분포된 탄소 약 1.0 질량%~95.0 질량%를 포함한다. 상기 입자는 주치수가 약 0.5 ㎛~약 5.0 ㎛인 입자를 선별하도록 분리한 후, 생물학적 활성 화합물 입자를 최대 20 질량%까지 선별된 입자 상에 흡착시킬 수 있다.
사용 방법은 질병의 국부적인 생체내 진단 또는 치료 방법을 제공하는데, 이 방법은 질병의 진단 또는 치료 시에 그 효능에 대해 선별되는 생물학적 활성 물질을 그 위에 흡착시킨 자기 반응성의 페로카본 담체(예컨대, 본 발명의 담체)를 제공하는 단계, 및 그 담체를 환자의 체내로 주입하는 단계를 포함한다. 예컨대, 담체는 치료할 신체 부위로부터 및 분지(들)에서(바람직하게는 가장 인접한) 그 부위로 혈액을 운반하는 동맥망까지 단거리로 전달 수단을 동맥내로 삽입하여 주입한다. 담체는 전달 수단을 통해 혈관 내로 주입된다. 주입 직전에 신체 외부에 및 상당량의 주입된 담체를 그 부위까지 안내하고 상당량의 담체를 그 부위에서 보유하기에 충분한 자기장의 세기를 가진 부위에 인접하여 자기장을 형성한다. 자기장은 담체를 혈관망에 인접한 부위의 연질 조직내로 유인하기에 충분한 세기를 가져서 담체 입자에 의한 더 큰 혈관 중 어느 것에 의한 상당한 전색을 피하는 것이 바람직하다.
그러므로, 본 발명의 제1의 목적은 선택적으로 생물학적 활성 물질을 운반하는 개선된 자기 반응성 조성물 및 그 제조 방법과 사용 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2의 목적은 개선된 자기 반응성을 가지며, 보관 및 사용 중에 내구성이 있고, 생물학적 활성 물질이 최대 약 20%까지 흡착되어 있는 생물학적 활성 물질용의 자기 반응성 담체를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3의 목적은 주요 치수가 약 0.5 ㎛~약 5.0 ㎛인 입자를 보유하고, 각각의 철:탄소 복합 입자가 입자의 부피 전체에 분포된 탄소를 약 1.0 질량%~약 95.0 질량% 포함하는 자기 반응성 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 제4의 목적은 크기가 약 0.5 ㎛~약 5.0 ㎛이고, 각각 입자의 부피 전체에 분포된 탄소와 함께 탄소와 철을 포함하는 복합 철:탄소 입자, 및 질병의 진단 또는 치료 시에 그 효능으로 선택되며 입자들 상에 흡착되는 임의 성분인 생물학적 활성 물질과 함께 담체를 포함하여 질병의 국부적인 생체내 진단 또는 치료에 이용되는 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 제5의 목적은 각 입자의 부피 전체에 분포된 탄소와 함께 탄소와 철을 포함하는 복합 철:탄소 입자를 함유하는 자기 반응성 담체 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 제6의 목적은 질병의 진단 또는 치료 시에 그 효능으로 선택되며 입자들 상에 흡착되는 임의 성분인 생물학적 활성 물질과 함께 페로카본 입자를 포함하여 질병의 국부적인 생체내 진단 또는 치료에 이용되는 조성물을 투여하는 액식 및 건식 키트를 제공하는 것이다.
본 발명의 제7의 목적은 질병의 진단 또는 치료 시에 그 효능으로 선택되며 입자들 상에 흡착되는 임의 성분인 생물학적 활성 물질과 함께 페로카본 입자를 포함하여 질병의 국부적인 생체내 진단 또는 치료에 이용되는 조성물 투여용으로 제공되는 키트 성분의 멸균 방법을 제공하는 것이다.
하기 상세한 설명으로부터 당업자가 명확히 이해할 상기 및 기타 목적을 검토하면, 본 발명은 후술하며 보다 구체적으로 첨부 특허 청구의 범위에 의해 정의되는 것과 실질적으로 동일한 부분 및 방법의 신규한 구성, 결합 및 배치에 관한 것인데, 본 명세서에 개시하는 발명의 정확한 양태에 대한 변형례는 특허 청구의 범위 내에 포함되는 한 본 발명에 포함된다는 것을 의미하는 것으로 이해할 수 있기 때문이다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 자기 제어형 또는 안내형 담체 조성물은 평균 주치수가 약 0.1 ㎛~약 5.0 ㎛, 바람직하게는 약 0.5 ㎛~약 5.0 ㎛이고, 탄소 약 1.0 질량%~약 95.0 질량%, 예컨대, 약 10%~60%를 함유하는 복합 부피 혼합형 페로카본 입자를 포함한다. 약 20~약 40%가 다수의 용도에 유용한 특성을 나타내는 것으로 확인된 탄소의 바람직한 범위이다.
상기 입자들은 외부 열을 가하지 않고 철과 탄소 분말의 혼합물을 기계적으로 분쇄하여 제조한다. 이렇게 얻은 복합 철:탄소 담체 입자는 생물학적 활성 물질이 입자에 흡착하도록 생물학적 활성 물질의 용액 내에 배치할 수 있다. 복합 입자는 목적하는 크기 및 자기 민감성 특성으로 분리된다. 입자의 분리는 생물학적 활성 물질에 노출되기 전에 또는 노출 후에 일어날 수 있다.
도 1 및 2a에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 방법으로 제조한 철:탄소 입자(8)는 일반적으로 모양이 구형이고, 탄소 침착물(10)의 봉입물은 아마도 각 입자의 전체 부피에 걸쳐 위치한다(각 입자의 표면 및 내부). 자기 제어 조성물의 연장된 보관, 그 수송, 저장, 포장 및 직접 사용 중에 파괴되지 않는 성분들(철(12) 및 탄소(10)) 사이에는 강한 연결성이 있다. 분쇄 공정 중에 형성된 세멘타이트 (Fe3C)의 미량 상호층과 같은 화학 결합이 철과 탄소 사이에서 일어날 수 있다.
철:탄소 입자는 또한 외부 자기장의 제어하에 하나 이상의 흡착된 생물학적 물질을 특정 신체 부위로 전달하는 담체로서 유용하다. 본 명세서에서 "생물학적 활성 물질"이란 용어는 생체내 의학적 진단 및/또는 치료에 유용한 물질을 포함한다. 생물학적 활성 물질의 예로는 항신생물, 혈액 생성물, 생물학적 반응 개선제, 항진균제, 항생물질, 호르몬, 비타민, 펩티드, 효소, 염료, 항알레르기성 물질, 항응고제, 순환제, 대사 촉진제, 항결핵제, 항비루스제, 항앙기나제, 항염증제, 항원생동물제, 항류머티즘제, 최면제, 아편제, 진단용 조영제, 강심제 글리코시드, 신경근 차단체, 진정제, 마취제, 뿐만 아니라 상자성 및 방사성 입자를 들 수 있으나, 이들에 국한되는 것은 아니다. 기타 생물학적 활성 물질로는 단일클론 항체 또는 기타 항체 또는 합성 유전 물질 및 프로드러그를 들 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.
본 명세서에 사용되는 "유전 물질'이란 일반적으로 천연 또는 합성 핵산인 RNA 및 DNA, 예컨대, 재조합, 센스 및 안티센스 RNA 및 DNA를 포함하는 뉴클레오티드 및 폴리뉴클레오티드를 의미한다. 유전 물질의 종류로는 예컨대, 플라스미드, 파지미드, 코스미드, 효모 인공 염색체 및 결함(헬퍼) 비루스와 같은 발현 벡터 상에 보유된 유전자, 안티센스 핵산, 이들의 1본쇄 및 2본쇄 RNA 및 DNA 뿐만 아니라 기타 단백질 또는 중합체가 있다.
생체내 진단용 조영에는, 이용 가능한 검출 장치의 종류가 주어진 방사성 동위원소의 선택에 있어 주요한 요소이다. 선택된 방사성 동위원소는 주어진 종류의 장치로 검출 가능한 붕괴 유형을 가져야 한다. 일반적으로, 감마선이 필요하다. 방사성 동위원소의 선택에 있어서 또 다른 중요한 요소는 표적에 의한 최대 흡수 시에 검출 가능할 만큼 길지만, 숙주와 관련하여 유해한 방사를 최소화할 만큼 짧은 반감기이다. 적합한 방사성 동위원소의 선택은 당해 분야에서 평균적 지식을 가진 자에게는 통상적인 일이다. 이용할 수 있는 방사성 동위원소로는99Tc,142Pr,161Tb,186Re 및188Re가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 또한, 기타 진단에 유용한 화합물의 전형적인 예로는111In,97Ru,67Ga,68Ga,72As,89Zr 및201Ti와 같은 금속 이온이다. 또한, 자기 공명 조영술 및 전자 스핀 공명 기법에 특히 유용한 상자성 원소로는157Gd,55Mn,162Dy,52Cr 및56Fe를 들 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
방사성 동위원소는 또한 방사선 치료 기법에 유용하다는 것이 주목된다. 일반적으로, 알파 및 베타 선이 치료에 유용한 것으로 간주된다. 치료 화합물의 예로는32P,186Re,188Re,123I,125I,90Y,166Ho,153Sm,142Pr,143Pr,149Tb,161Tb,111In,77Br,212Bi,213Bi,223Ra,210Po,195Pt,195mPt,255Fm,165Dy,109Pd,121Sn,127Te 및211At가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 방사성 동위원소는 일반적으로 염 내에 라디칼로서 존재하나, 일부 종양 및 갑상선은 요오드를 직접 흡수할 수 있다. 유용한 진단 및 치료용 방사성 동위원소는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
일반적 원리로서, 흡착된 임의의 수용성의 생물학적 활성 성분의 양은 본원에 기재하는 치료적 처치법에서 입자들의 유용성을 상실하지 않으면서 복합체 입자의 최대 약 40 질량%까지 입자 중의 탄소 비율을 증가시킴으로써 증가시킬 수 있다. 다수의 경우에, 흡착된 생물학적 활성 물질의 양의 증가는 탄소 함량의 증가와 대략 일치하는 것으로 관찰되었다. 그러나, 탄소 함량이 증가함에 따라, 복합체 입자(8)의 자기장에 대한 민감성 또는 반응성은 감소하고, 따라서, 체내에서의 그 제어 조건이 악화된다(흡착능은 증가하지만). 그러므로, 개선된 치료 또는 진단 결과를 얻기 위해서는 철:탄소 비의 균형을 얻을 필요가 있다. 치료 처방 중에 주어진 제제의 양을 증가시키기 위해서는, 보다 다량의 입자를 환자에게 투여할 수 있으나, 입자는 투여량을 증가시킴으로써 더 자성으로 될 수 있는 것은 아니다. 적합한 비는 당해 분야의 평균적 지식을 가진 자에 의해 결정할 수 있다.
본원에 기재하는 생체내 치료 처치에 사용할 입자의 철:탄소 비의 유용한 범위는 일반적으로 약 95:5~약 50:50, 예컨대, 약 80:20~약 60:40이다. 주어진 임의의 탄소 농도의 복합 철:탄소 담체 입자에 흡착될 수 있는 생물학적 활성 물질의 최대량은 또한 생물학적 활성 물질의 화학적 성질에 따라, 일부 경우에는 조성물에 사용되는 탄소의 종류(즉, 활성탄(AC))에 따라 달라진다. 예컨대, 생체내 치료적 처치에서 흡착된 독소루비신을 전달하는 데 사용되는 담체 입자에 대한 최적 철:탄소 비가 약 75:25인 것이 발견되었다.
그러나, 물에 실질적으로 불용성인(즉, 약 0.1 중량% 미만의 물에서의 용해도를 가진) 생물학적 활성 물질의 흡착에는 입자 상에 약제의 유용한 양을 흡착하는 특별한 절차를 사용할 필요가 있다. 본 출원인은 물에 대해 실질적인 불용성을 가진 생물학적 활성 물질의 본 발명의 담체 입자 상에의 흡착이 계면활성제(다수가 독성이 있음)의 사용 없이도 얻어질 수 있고, 이것은 입자와 용액 사이의 소수성 반 데르 발스 힘을 최소화하고 매질내 입자의 응집을 방지하도록 선택된 부형제를 포함하는 액체 흡착 매질(예컨대, 수성)에 수불용성 생물학적 활성 물질을 용해시켜서 이루어지는 것을 발견하였다. 예컨대, 생물학적 활성 물질이 캄프토테신과 같은 고도로 비극성인 분자이고, 흡착 매질이 클로로포름-에탄올과 같은 고도로 비극성인 액체이면, 약제는 우선적으로 흡착 매질을 떠나 탄소를 흡착하지는 않는다. 그러나, 극성이 더 큰 흡착 매질에서는 담체 입자에의 흡착이 완전히 허용 가능하다. 예컨대, 고도로 불수용성인 파클리탁셀(paclitaxel)의 치료학적 레벨을 철:탄소 비 70:30인 담체 입자에 결합시키는 것은 파클리탁셀이 실질적으로 수불용성이지만 흡착 매질로서 시트레이트화된 에탄올을 사용하여 이루어졌다. 다수의 경우에, 액체 흡착 매질이 매질내 입자의 분리를 보조하기 위해 나트륨 카르복시메틸 셀룰로스와 같은 생물학적 적합성 및 생체 분해성 점도 증강제(예컨대, 생물학적 적합성 중합체)를 포함하는 경우가 유용하다.
본 발명의 방법을 사용하여, 독소루비신을 철:탄소 비 80:20~60:40인 담체 입자(A형 활성탄) 상에 입자의 평균 질량의 약 0.0%~약 20%의 범위로 흡착시켰다. 실시예 5는 담체 입자에의 독소루비신의 흡착 증가에 유용한 부형제의 제형화 방법을 예시하고 있다. 기타 생물학적 활성제를 당해 분야의 평균적 지식을 가진 자에게는 자명한 유사한 기법을 사용하여 흡착시킬 수도 있다.
담체 입자를 건식 형태로 제조하고 판매하는 것이 편리하기 때문에, 부형제는 건식 형태로 제조할 수 있고, 액체 용액 중에 담체 입자의 단위 용량과 함께 포장할 때는 약제 또는 기타 생물학적 활성 물질을 용해시키는 데 유용한 하나 이상의 건식 부형제의 흡착 증가 작용량으로 제조할 수 있다. 건식 부형제의 흡착 증가 작용량은 수용액 중에 입자의 응집 및 당해 생물학적 활성 물질의 불용성을 일으키는 화학력을 극복하는 데 필요한 생물학적 활성 물질의 화학적 성질에 따라 당해 분야의 전문가에 의해 결정된다. 건식 부형제 및 건식 담체 입자를 둘다 함유하는 패키지 또는 키트는 약제 제조사에서 추천하는 바대로 약제의 단위 용량과 염수와 같은 생물학적 적합성의 수용액의 충분량을 함유하는 바이얼 내용물과 혼합하여 약제를 약학적으로 바람직한 농도로 만들어서 제형화한다. 희석 약제를 함유하는 용액과 건식 성분(즉, 건식 담체 입자 및 건식 부형제)을 포함하는 키트의 내용물과 혼합 시에, 약제는 생체내 치료 또는 진단용으로 적합한 담체 입자에 흡착된 생물학적 활성 물질의 치료학적 양을 함유하는 자기적으로 제어 가능한 조성물을 형성하면서 담체 입자에 흡착된다.
한편, 액상 키트를 이용할 수도 있다. 여기서는, 담체 입자가 1 단위체로서, 예컨대, 바이얼에 함유되는 반면에, 전술한 부형제는 수용액 형태로 또 다른 단위체에 함유된다. 투여 시에, 페로카본 입자는 약제 제조사에서 추천하는 바대로 약제의 단위 용량 및 염수와 같은 생물학적 적합성의 수용액의 충분량을 함유하는 바이얼 내용물과 혼합하여 약제를 약학적으로 바람직한 농도로 만든다. 이어서, 생물학적 활성 물질이 흡착된 생성된 입자를 수용액에서 부형제를 함유하는 또 다른 단위체와 혼합한다. 임의의 적합한 멸균 기법을 이용할 수 있다. 예컨대, 페로카본 입자는 감마 선을 사용하여 멸균시킬 수 있고, 부형제 수용액은 오토클레이브에 의해 멸균할 수 있다. 오토클레이브를 사용하면 페로카본 입자를 산화시키므로 바람직하지 않다.
담체 입자에 흡착되는 생물학적 활성 물질의 진단 또는 치료적 양은 환자의 체중, 연령 및 전반적인 건강, 약제의 진단 또는 치료적 성질과 질병의 성질 및 경중과 같은 다양한 인자를 고려하여 특정 질병 또는 증상의 진단 또는 치료를 수행하는 데 필요한 양으로서 당해 분야의 전문가에 의해 결정된다.
임의의 특정 치료적 상황에 사용할 담체 입자의 크기를 결정하는 데에는 여러 가지 고려 사항이 관련된다. 입자 크기의 선택은 0.2 ㎛ 이하의 입자를 생산하는 데 있어서 부분적으로는 내재하는 기술적 제한에 의해 결정된다. 또한, 크기가 1.0 ㎛ 미만인 입자의 경우에는, 혈류의 자기 제어 및 운반능이 감소한다. 입자 크기가 비교적 큰 경우에는 기계적으로 또는 생리학적 메카니즘에 의한 응혈 형성의 촉진에 의해 주사 중에 혈관의 바람직하지 못한 전색을 일으키는 경향이 있다. 분산액은 응고될 수 있고, 이로 인해 주사가 더욱 어려워지며, 표적 병리학적 지대에서의 입자로부터 생물학적 활성 물질이 탈착하는 속도가 감소할 수 있다. 철과 탄소 분말의 혼합물을 함께 분쇄하는 방법(후술하는 바와 같이)은 입자에 대한 과립상 표면을 가진 대략 구형체를 산출하고, 평균 주요 치수가 약 0.1 ㎛~약 5.0 ㎛인 입자 군집을 산출한다.
본 발명에 기재한 입자내의 철은 산화철 형태가 아니기 때문에, 전술한 자기 제어성 분산액의 경우처럼, 페로카본 입자(8)의 자기 민감성 또는 반응성이 고레벨로 유지된다.
철:탄소 입자는 내부에 포집된 탄소 침착물(10)이 있는 공극망을 형성하는 철의 연결망을 가진 잘 전개된 구조(도 2b 참조)를 특징으로 한다. 철과 탄소 분말의 기계적 혼합물의 병합 변형 공정 중에 형성된 입자의 특징적 세부 구조는 또한 다른 유형의 세부 구조를 가진 철 입자와 비교할 때 페로카본 입자(8)에 철 봉입물의 자기 민감성을 증가시킨다. 예컨대, 본원에 제안된 방법으로 제조되는 복합 페로카본 입자는 유럽 특허청 공보 제0451299 A1호에 개시된 입자보다 자기 민감성이 더 크지만, 두 유형의 입자의 강자성 함량은 거의 동일하다. 페로카본 입자(8)의 이러한 높은 자기 반응성은 일부 경우에는 목적하는 해부학적 부위에 입자를 위치시키기 위해 약 250 가우스보다 낮은 자기장을 이용할 수 있게 한다.
입자(8)내 탄소 침착물(10)의 큰 표면적으로 인해, 흡착된 생물학적 활성 물질은 입자(8)의 최대 약 20.0 질량%까지 포함되거나; 또는 달리 말하면, 입자(8) 1g당 흡착된 생물학적 활성 물질의 양은 최대 약 200 ㎎이다. 그러므로, 사용시에는 훨씬 더 적은 담체를 주입하여 생물학적 활성 물질의 주어진 용량을 얻거나, 또는 일부 종래의 담체의 경우에 얻어지는 것보다 더 다량의 생물학적 활성 물질의 투여량이 얻어진다.
이하에서는 소량의 본 발명의 페로카본 조성물을 제조하는 방법을 설명하는데, 분쇄 이외의 기타 수단 및 메카니즘은 철 및 탄소 분말을 병합 변형시키고, 담체 제조에 필수적인 출발 요소를 포함하는 있는 것으로 이해할 수 있다. 이용된 절차는 탄소와 철 입자의 혼합물에 기계적인 압력을 가하여 철 입자를 변형시키고 탄소를 포집하는 실질적인 미세 구조를 형성한다. 공정에 열을 가하지 않고도 페로카본 입자를 형성할 수 있고(혼합물은 기계적 변형 단계 중에 가열되지만), 예컨대, 에탄올 같은 액체의 존재하에 상기 공정을 수행하여 철의 산화를 억제하고 생성되는 입자가 깨끗한(멸균된) 상태가 되도록 할 수 있다. 액체는 또한 철 및 탄소 분말의 분쇄 중에 윤활제로서 작용할 수 있고, 처리 중에 탄소의 압축을 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 조성물내 탄소 침착물의 밀도는 입자의 흡착능을 최대화하도록 유지한다.
예컨대, 평균 약 75:25의 철:탄소 질량비를 가진 입자를 제조하기 위해, 평균 직경 0.1 ㎛~5 ㎛인 실질적으로 순수한 철 입자 1부를 실질적으로 순수한 탄소 과립(통상 직경이 약 0.1 ㎛~5.0 ㎛) 약 0.1~1.0 중량부와 혼합한다. 철 입자 및 탄소 과립을 격렬하게 혼합하여 부피 전체에서 양호한 분포를 얻었다. 탄소 과립은 활성탄이 바람직하다. 각각의 생물학적 활성 물질은 다양한 유형의 탄소로 개별적으로 평가하여 최적의 가역적 활성탄 결합을 측정한다. pH, 온도, 입자 크기, 염 용액의 점도 및 용액내 기타 잠재적 경쟁 케미컬과 같은 인자가 흡착능, 속도 및 탈착 매개변수에 영향을 끼칠 수 있다. 유용한 활성탄 유형으로는 A, B, E, K 및 KB 및 이들의 화학적 변형체가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.
혼합물은 표준 실험실 유성 볼 또는 분말 야금에 사용되는 유형의 마모 분쇄기에 넣는다. 예컨대, 분쇄기는 직경 6 ㎜의 볼을 가질 수 있다. 적합한 양의 액체, 예컨대, 에탄올을 윤활에 첨가한다. 혼합물은 1~12 시간 동안 또는 전술한 입자의 제조에 필요한 시간 동안 분쇄한다. 사용된 분쇄기에 따라, 분쇄기의 속도는 약 120 rpm~약 1000 rpm(통상 약 350 rpm)의 범위를 가질 수 있으며, 공정은 분쇄기의 속도에 과도하게 민감하지는 않다.
철:탄소 혼합물의 병합 변형 후에, 분쇄기로부터 입자를 제거하고, 분쇄용 볼로부터, 예컨대, 스트레이너에 의해 분리한다. 입자는 에탄올에 재현탁시키고 균질화하여 입자를 서로 분리한다. 에탄올은 예컨대, 회전식 증발에 이어 진공 건조시킴으로써 제거한다. 임의의 적합한 건조 기술을 이용할 수 있다. 입자는 철의 산화에 대해, 예컨대, 질소 환경 하에 보호될 수 있도록 취급하여야 한다.
건조 후, 입자는 적당한 크기에 따라 수집하여야 한다. 예컨대, 입자는 20 ㎛의 체를 통과시키고 공기 사이클론에서 수집하여 20 ㎛보다 더 큰 입자를 제거할 수 있다. 사이클론은 특정 크기 및 밀도를 가진 입자만을 수집하는데, 이는 미분체 및 비밀집형 탄소를 제거하는 방법을 제공한다. 선별된 입자를 질소 하에 포장하고 실온에서 보관할 수 있다.
입자를 단위 제형으로, 예컨대, 투여 단위체당 50~500 ㎍으로 분할할 수 있고, 예컨대, 질소를 추가로 도포할 수 있다. 단위 제형은 예컨대, 부틸 고무 마개 및 알루미늄 권축기로 밀봉시킬 수 있다. 다음, 단위 제형을 적합한 멸균 기법, 예컨대, 2.5~3.5 Mrad의 감마선으로 멸균시킬 수 있다.
사용하고자 할 때 또는 포장 전에, 담체가 이미 흡착된 사전 선택된 생물학적 활성 물질을 사용하여 제조하고자 하는 경우, 용액 중의 생물학적 활성 물질 약 50 ㎎~150 ㎎(약 75 ㎎~약 100 ㎎이 최대 흡착을 절대적으로 보장하기 위해 바람직함)을 담체 1g에 첨가한다. 환자에게 적용하고자 할 때, 배합물을 정상 절차를 이용하여 물 또는 염수와 같은 생물학적 적합성 액체의 현탁액(예컨대, 5~10 ㎖)에 넣는다.
실험적 증거는 종래 공지된 자기 제어형분산액과 비교하여 항종양 제제와 함께 본 발명의 자기 제어형 담체 조성물을 사용하면 종양 증식에 치료적 효과가 증가함을 나타낸다.
실시예 1
시험은 위스타계의 웅성 래트(USSR 아카데미 오브 메디칼 사이언시즈의 스톨보바야 스테이션에서 사육함)에 대해 수행하였다. 래트는 꼬리 피부 아래에 암육종 워커 256을 주입하였다. 종양 부피가 평균 986±98 ㎜3에 이르면, 동물들을 각각 10 마리씩 4개 군으로 나누었다. 제1 군(I 군)은 대조군이었고, II 군~IV 군은 실험군이었다.
II 군의 동물은 5일 동안 체중 1 ㎏당 2 ㎎의 양으로 루보마이신 수용액을 정맥 주사하였다(병원에서 그러한 항종양성 제제를 사용하는 전통적인 모델). III 군의 래트에게는 유럽 특허청 공보 제0451299 A1에 기재된 종래 공지된 방법으로 제조한 페로카본 분산액의 현탁액을 주사하였다. 입자들은 부피비 60:40으로 철/탄소를 포함하였다. 페로카본 입자의 투여량은 체중 1 ㎏당 160 ㎎이었고, 입자 상에 흡착된 루보마이신의 투여량은 입자 1g당 3.2 ㎎이었다. 종양의 표면에 자기장의 세기가 6000 외르스테드인 영구 자석을 배치한 후에 이 현탁액을 꼬리 정맥 내로 주사하였다. 외부에 배치된 자기장의 제어 하에 종양 증식대에서의 현탁액의 집중은 x-선 화상으로 모니터하였다.
주사 및 자기 집중을 위해 동일한 기법을 사용하였는데, 이는 종양 표면에 600 외르스테드의 자기장을 가진 영구 자석을 배치하고 모니터하는 것을 포함한다. IV 군의 동물에개는 본 발명의 방법에 따라 제조되는 자기 제어형 분삭액을 1회 정맥 주사하고, 입자의 집중은 x-선으로 관찰하였다. 투여량은 체중 1 ㎏당 담체 입자 160 ㎎이었다. 분산액의 각 입자 중에 철:탄소의 배합은 중량비 60:40이었고, 이것은 실험군 III에 사용된 종래 공지된 방법으로 제조된 분산액에서의 비와 유사하였다.
입자(8)의 개선된 흡착능으로 인해, 본 발명의 자기 제어형 담체 입자 상에 흡착된 루보마이신의 용량은 입자 1g당 루보마이신 9.96 ㎎이었는데, 이는 III 군의 래트를 사용한 실험에서 종래 공지된 담체 입자에 의해 흡착된 루보마이신의 3.1배에 해당하는 것이다. 이 결과는 단지 주어진 담체 입자의 상대 비흡착능으로 인해 얻어졌다.
동물을 관찰하여 다음의 결과를 얻었다. 대조군 I의 동물의 수명은 평균 21±1.5 일로 평가되었다. II 군에서, 루보마이신의 수용액의 처방된 정맥 주사의 결과로서, 병원에서의 항종양 약제의 전통적인 사용을 모델화하기 위해 치료 후 래트의 수명은 평균 4.5 일 만금 증가하였다(P＜0.05). 실험군 III의 동물은 치료 후 평균 46±4.3 일 생존하였는데, 이는 대조군 동물의 수명의 2.2배(P＞0.001) 더 긴 것이다.
IV 군에서, 10 마리중 6 마리의 래트(즉, 60%)는 종양의 완전한 용해를 나타냈는데, 이것은 자기 제어형 조성물의 현탁액의 1회 주사 후 5~7일 중에 일어났다. 더욱이, 이 군의 나머지 4 마리의 래트는 치료 후 평균 57.4±5.9 일 동안 생존하여 III 군 동물의 수명을 25.0% 만큼 초과하였다. 치료 후의 그들의 평균 수명은 대조군 I의 래트의 그것보다 2.7배 더 길었다. 종양의 완전한 퇴행을 나타낸 IV 군 동물은 관찰 157일 동안 종양 증식을 전혀 재발하지 않았는데, 이는 이들 래트에서 종양이 완전히 제거된 결과이다.
실시예 2
추가의 임상적 관찰로 본 발명의 효과를 얻었다. 도 4 및 5는 좌측 유선암으로 진단된 러시아(CIS) 모스코바의 질 호스피탈에 1992년 2월 13일자로 입원한 61세의 여성을 치료 및 관찰하는 데에 본 발명을 사용한 과정을 예시한 것이다.
진단은 생검이 실시된 1989년에 1차로 행해졌다. 1991년 12월에, 초점 방사선 치료(10 그레이) 결과 종양이 부분적으로 감소되었다. 담체 상에 흡착된 생물학적 활성제로서 독소루비신(아드리아마이신R)을 사용하여 본 발명의 담체의 동맥내 선택적 집중 형태로 화학요법을 사용하기 위한 결정이 내려졌다.
치료 전에, 종양의 치수(도 3a 및 3b)는 44 ㎜ x 33 ㎜ x 37 ㎜(65 ㎜ x 45 ㎜, 수동)이었다. 1992년 2월 24일에, 대퇴동맥(도 4)에 천공하여 혈관 카테터를 국부 마취(0.5% 노보카인, 30 ㎖) 하에 셀딩거(Seldinger) 방법에 따라 대동맥 내로 삽입하였다. 독소루비신(아드리아마이신) 15 ㎎이 흡착되어 있는 페로카본 입자(8)를 보유한 젤라티놀의 새로이 제조한 현탁액을 카테터를 통해 주입하였다. 이 때에, 자기장의 세기가 15,000 외르스테드인 자석을 종양 위로 20분 동안 위치시켰다. 결과적으로, 주입된 현탁액은 종양대에서 20분 동안(종양 공급 모세관의 완전한 미량 전색에 충분한 시간) 자기장에 의해 집중된 채로 유지되었다. 환자의 상태는 치료 시에 양호하였다.
1992년 2월 28일 경에, 환자의 상태는 호전되었다. 좌측 유선의 초음파 검사 결과는 종양의 치수가 도 3c 및 3d에 나타낸 바와 같이 42 ㎜ x 33 ㎜ x 40 ㎜인 것으로 나타났다. 종양은 식별 가능한 모양을 가졌다. 1992년 3월 12일 경에, 종양의 치수는 32 ㎜ x 27 ㎜ x 21 ㎜로 66.3% 만큼 감소하였다(도 3e 및 3f). 1992년 4월 14일 경에, 치수는 10 ㎜ x 6 ㎜ x 7 ㎜로 99.22% 만큼 감소하였다(도 3g 및 3h).
종양을 관통하기보다는 종양(기타 병리학적) 부위의 상류에서 담체를 즉시 제거함으로써, 종양 조직의 천공에 의해 발생된 질병의 확산을 제한하여 환자에게 잠재적으로 도움을 주면서 생물학적 활성 물질을 동일하게 효과적으로 이용할 수 있는 것으로 생각된다. 상기 치료예에서 더 센 자기장을 이용하면서, 본 발명의 담체 조성물이 250 외르스테드/㎝ 만큼 작은 자기장에서 반응하기 시작하는 것을 확인하였다(다수의 종래의 담체는 영향을 받기 전에 500 외르스테드/㎝ 만큼 큰 자기장을 필요로 함).
도 5는 치료부에서 자기 제어 하에 일어나는 것으로 생각되는 것을 예시한 것이다. 가해진 자기장의 영향하에, 담체 입자는 종양을 공급하는 모세관망 내로 유도된다. 입자들은 모세관강의 연조직에 매우 가까이까지(또는 아마도 연조직 내부로까지) 유인되어 담체 입자에 의한 혈관의 전색 형성력을 감소 또는 제거한다. 생물학적 활성 물질은 담체내 물질이 신체에 의해 생성된 재료에 의해 대체되는 동적 과정에 의해 담체 입자로부터 유리된다. 예컨대, 종양 자체의 괴사 생성물은 생물학적 활성 물질을 대체하여 단백질, 글루코스, 지질, 펩티드 등과 같은 담체 입자 상에 흡착될 수 있다. 따라서, 생물학적 활성 물질은 담체 입자로부터 완전히 제거된다.
통상, 생물학적 활성 물질의 약 10% 미만이 혈류에서 신체 물질에 의해 대체된다. 그러므로, 물질의 대체는 생물학적 활성 물질의 그것보다 더 큰 비중을 가져야 하는 것으로 생각된다. 소량의 입자가 자기장에 의해 치료부로 유인되지 않거나 치료부로부터 제거될 수 있다. 이 분획은 또한 혈액 등의 종양 세포에 대해 치료학적 활성이 있을 수 있다. 일부 경우에, 본 발명의 방법에 따른 치료 이후에 전이의 감소가 관찰되었다. 담체 조성물은 생분해 가능하거나 또는 신체에 의해 용이하게 대사될 수 있는 재료로 이루어지기 때문에, 모든 담체 입자는 아마도 이용 30일 이내에 분비 또는 대사된다.
생물학적 활성 물질에 대한 개선된 자기 반응성 담체 및 그 제조 방법 및 사용 방법이 본 발명에 의해 제공된다. 담체 입자는 자기장에 대해 개선된 반응성을 나타내고, 개선된 약제 흡착능을 가지며, 보관 및 사용 중에 내구성이 더 크다.
실시예 3
최근에 일련의 투시경 안내 기관 조영 연구가 조영제로서 본 발명의 담체 입자에 흡착된 방사성 동위원소인 테크네튬(Tc)을 사용하는 돼지 모델에서 수행되었다. Tc와 탄소(C) 및 철:탄소 담체 입자의 상호 작용 및 물리 화학적 성질을 평가하기 위해, 레늄(Re)을 Tc에 대한 비방사성 대체물로서 사용하였다. Re는 주기율표에서 Tc 바로 아래의 VIIB족 원소이다. 그것은 두 개의 인공 동위원소인186Re 및188Re이 있는데, 이들은 Tc보다 더 긴 반감기를 가지고, 하기 표 1에 제시한 대략 동일한 감마선을 방출한다.
동위원소 출처 t½(시간) 감마 에너지(keV)
99Tc(인공) 7 140
186Re(인공) 90 137
188Re(천연) 17 155
야금학 분야에서 사용되는 비색계 Re 분석법을 변형 사용하여 철:탄소 비가 70:30인 담체 입자 상에의 Re의 흡착을 측정하였다. 간략히 언급하면, 0.1~0.5 ㎖의 샘플을 HCl 1.0 ㎖, 푸릴독심(아세톤 중의 6%) 1.3 ㎖, 10% 염화주석 0.5 ㎖ 및 충분한 물을 함유하는 용액에 넣어 5.0 ㎖를 만들었다. 이 혼합물을 45℃에서 20분 동안 가열하고 실온까지 냉각시켰다. 용액 중의 Re의 흡광도를 532 ㎚에서 측정하였다. 분석 감도는 약 5 mcg Re로 되었다. 이들 연구는 일련의 탄소에 대한 Re 결합이 주위 온도에서 항온배양할 때 흡착 매질 중의 탄소 30 ㎎에서 약 35%로부터 180 ㎎에서 약 90%까지 변화한다는 것을 나타냈다. 기타 약제의 경우, 흡착 매질 중의 Re의 결합%는 탄소 대 Re 비가 증가함에 따라 감소한다. 그러나, 탄소에 대한 Re의 결합은 랭뮤어의 평형 결합 등온선에 상응하지 않으며, 그것은 온도 및 pH와 무관하다. 흡착된 Re로 사전 적재된 다양한 탄소로부터 주위 온도에서 생리적 식염수 내로 Re를 24 시간에 걸쳐 방출한 양은 50 중량%였다.
Re는 완충 염화나트륨을 함유하는 흡착 매질에서 주위 온도에서 입자를 항온 처리함으로써 철:탄소 비 70:30 및 85:15인 담체 입자 상에 흡착시켰다. Re의 입자에의 결합은 분광 분석법으로 측정하였다. 상기 연구에 의하면, 담체 입자에의 Re의 결합이 흡착 매질에서 탄소(즉, 입자내) 대 Re의 비의 증가와 함께 증가함을 알 수 있다. 흡착된 방사성 동위원소의 유용한 양은 목적하는 특정 결과에 따라, 예컨대, 10 pg~700 ng으로 변화할 수 있다. 적합한 양은 당해 분야에서 평균적 지식을 가진 자에 의해 용이하게 측정할 수 있다. 철:탄소 입자의 두 가지 상이한 조성물의 결합 매개변수는 하기 표 2에 나타낸다.
입자의 철:탄소 비 입자의 양(㎎) 매질내 Re(㎍) 결합% Q(ng/㎎)
85:15 100 140 25.9 360
70:30 100 140 40.3 560
Re의 10% 미만이 염수 중의 유출 조건하에 24 시간 이상 항온 처리 시에 방출되었다. 담체 입자에의 Re의 낮은 결합은 소수성 방향족 분자의 고친화도 결합과 비교할 때 활성탄에 대한 기타 충전된 소형 이온 분자의 낮은 결합률과 일치한다. 상기 발견은 조영 및 치료제로서 흡착된 Re 또는 Tc를 보유한 본 발명의 담체 입자의 사용과 일치하는 것이다.
실시예 4
80:20의 철:탄소 비를 가진 담체 입자는 상기와 같이 제조하였다. 흡수 용액중의 약제의 농도 범위에서 다양한 유형의 약제 입자 상에의 흡착을 수행하여 각 화합물에 대한 흡수 곡선 및 흡수 상수를 다음과 같이 측정하였다:
A. 안티센스 올리고뉴클레오티드
안티센스 유전자 유도 치료에 유용한 16량체 항-C-Myc 올리고뉴클레오티드는 5' 말단에 플루오레세인 표지된 모든 포스포로티오에이트 올리고데옥시뉴클레오티드이다(코네티컷주 포트 콜린스 소재의 마크로몰레큘라 리소시즈). 올리고는 TE 완충액(10 mM 트리스-HCl, 1 mM EDTA, pH 8.0) 중에 제조된 흡착 원액에 용해시켰다. 완충액내 올리고뉴클레오티드의 농도는 제조자의 추천에 따라 1 AU260= 올리고 33 ㎍으로 추정하고 측정하였다. 흡착 상청액내 미결합 약제는 표준 곡선을 사용하여 플루오레세인 형광(Exc. 495 ㎚, em. 549 ㎚)으로부터 측정하였다.
B. 감광제
헤마토포르피린 이염산염(시그마 케미컬, 미국, H-1875, Lot #23H0879)은 종양 치료에 유용한 감광제이다. 화합물은 특정 유형의 종양 조직에 생물학적 과정에 의해 축적된다. 레이저에 의해 제공되는 것과 같은 광에의 노출 시에, 화합물은 화학적으로 변형되어 그것이 축적되는 세포에 독성이 있는 산소 단일체를 생성한다. 흡착 원액을 제조하고, 본원에 그 전문을 참고로 인용하는 문헌[G. Garbo 등, Anal. Biochem. 151:70-81, 1985]에 따른 분광 측정에 의해 약제 농도를 측정하였다(1N HCl 중에서 λ403= 327 mM-1). 흡착 상청액 중의 미결합 약제는 1N HCl의 흡착 용액 중에 분광 분석법으로 측정하였다. 흡착식은 시판되는 소프트웨어를 사용하여 컴퓨터 분석으로 측정하였다: 403 ㎚에서 C(㎍/㎖) = 0.0984A2+ 1.85A.
C. 항염증제
6-메르캅토퓨린 나트륨 염(버로우즈 웰컴사의 그루버 박사 제공, Lot #7P2774)이 항염증제이다. 흡착 원액은 밀리Q 물 10 ㎖에 화합물을 함유하는 바이얼의 내용물을 용해시켜서 제조하였다. 흡착 상청액 중의 약제 농도는 분광 분석법으로 측정하였다(표준 곡선: 311 ㎚에서 C(㎍/㎖) = 9.0A-0.035, 0.9% NaCl 중에서 R=0.9999, pH는 NaOH로 10.4로 조정함).
D. 항진균제
암포테리신 B(시그마 케미컬스, A-4888, Lot 64H4005)는 진균 감염에 대해 유용한 치료확적 활성제이다. 주 화합물 함량(80%)에 대해 보정된 약제 중량으로부터 유래한 농도로 0.9% NaCl, 10 mM KOH(pH 12)에서 원액을 제조하였다. 분광 분석법으로 측정한 흡착 상청액 중의 약제 농도는 농도 곡선에 대해 다음 식을 산출하였다: 403 ㎚에서 C(㎍/㎖) = 3.61A2+ 18.1A + 0.14, 0.9% NaCl, 10 mM KOH 중에서 R=0.9997.
E. 항암제
캄프토테신(시그마 케미컬스, C-9911, Lot #34H0956)은 특정 유형의 종양 치료에 유용한 항증식제이다. 클로로포름 및 에탄올의 1:1 부피비(C/E 1:1)의 혼합물에 약제의 정확한 중량을 용해시켜서 1 ㎖당 캄프토테신 2 ㎎의 원액을 형성하였다. 분광 분석법에 의해 측정되는 바와 같은 흡착 상청액 중의 약제 농도는 농도 곡선에 대해 다음 식을 산출하였다:
C/E 1:1 중의 360 ㎚에서 C(㎍/㎖) = (16.7±0.26)A.
캄프토테신은 또한 DMSO 및 0.9% 염수 용액(pH 3.0)에 1 ㎎/㎖로 용해시켰다. 253 ㎚에서의 흡광도(염수 용액 중에서 λmax= 253 ㎚)로 농도를 측정하였다. 랭뮤어 결합 등온선을 측정하기 위해 첨가된 0.9% 염수 용액 및 MTC 입자를 사용하여 희석하였다.
하기 표 3에 측정된 흡착 매개 변수를 요약하였다.
약제 철:탄소 비 흡착 매질 평형시간(hrs) 최대 흡착량(담체 중량 %) 흡착 상수(㎎/㎖)-1
올리고뉴클레오티드 80:20K형 TE 완충액 1 1.48±0.10 (1.0±2.1)10-2
올리고뉴클레오티드 80:20K형 HEPES-NS1 2 5.42±0.34 (3.4±2.3)10-2
헤마토포르피린 80:20K형 0.9% NaCl 1 5.97±0.24 (3.0±1.8)10-4
6-MP 메러캅토퓨린 80:20K형 0.9% NaClpH 10.4 2 11.0±0.97 0.24±0.064
암포테리신 B 80:20K형 0.9% NaClpH 12(KOH) 24 10.4±0.55 (1.1±0.4)10-2
캄프토테신 80:20K형 C/E 1:1 3 02 --
캄프토테신 75:25K형 염수 용액 0.5 11 521
1. 0.15 M NaCl, 20 mM HEPES-Na, pH7.42. 검출 한계 이하
표 3의 결과는 흡착 용액 또는 매질의 조성에 의해 담체 입자에의 약제의 결합이 크게 영향받음을 나타내고 있다. 캄프토테신은 고도로 비극성인 분자이다. 고도로 비극성인 흡착 매질(클로로포름-에탄올)에서, 약제는 우선적으로 흡착 매질을 떠나서 탄소를 흡착하지는 않는다. 그러나, 극성이 더 큰 흡착 매질에서는, 담체 입자에의 흡착이 완전히 허용 가능한 것으로 생각된다. 담체 입자 중의 탄소에 대해 흡착 매질 중의 약제의 흡착에 영향을 끼치는 인자 중의 하나는 약제와 입자 사이의 소수성 반데르 발스 상호 작용이다. 한편, 약제는 증발 기법으로, 예컨대, 파클리탁셀 (PAC)의 흡착용으로 입자 상에서 건조시킬 수 있다.
실시예 5
파클리탁셀(PAC)의 흡착에 사용된 담체 입자는 철:탄소 함량비가 70:30이다. 탄소는 활성탄 E형이다. 철 함량을 분석 측정하기 위해 다음 절차를 사용하였다. 샘플 일부를 계량하고(진공 건조기에서 사전 건조시킴), 존재하는 모든 탄소와 철을 산화시키면서 2000℃에서 세척하였다. 이 절차 중에, 탄소는 CO2로 정량적으로 전환되어 휘발하여 Fe2O3잔류물을 남겼다. 철 함량은 Fe2O3이 초기에 존재하지 않는 것으로 가정하고 식 Fe = Fe2O3/1.42977로 계산하였다. 탄소가 잔류 분획인 것으로 추정되었다. 샘플의 또 다른 부분의 두 번째 분석은 LECO 탄소 연소 분석기 상에서 수행하였다. 샘플을 연소시킨 다음, CO를 제거하고, 총 탄소를 계산하였다. 두 방법으로 계산한 철 및 탄소 함량은 철 원소의 약 69 중량%의 상당한 결과를 제공하였다.
A. 복합 입자에 대한 파클리탁셀의 결합 성질
약제 흡착은 두 가지 방법으로 측정하였다: 1) 초기에 다양한 활성탄에 결합된 약제 검색을 위해 UV 분광 분석법을 개발하였다. HPLC 또는 분광 분석급 용매를 계속 사용하였다. 에탄올 중의 λmax를 측정한 결과 220 ㎚였다. 3 ㎖의 석영 셀과 함께 밀턴 로이 스펙트로닉 21 분광계를 사용하였다. 254 ㎚의 파장이 약제에 대해 양호한 민감성을 제공하기 때문에 UV 분석에 선택되었다. 그 파장에서는 다양한 분석 기법 또는 재료로부터 오염이 거의 또는 전혀 확인되지 않았다. HPLC 분석에도 동일한 파장을 사용하였다. UV 분석은 0.05~3.0 ㎎/㎖ 범위에 걸쳐 파클리탁셀에 대해 정비례하였다.
한 가지 시험에서, 담체 입자는 KB형 탄소를 함유하였다. 그것은 작은 포어 크기(~40 ㎚ 유효 반경)를 가지며, 표면적이 1000 ㎡/g보다 크고, 경도가 양호하였다. 그러나, PAC 흡착능은 제한되었다. 일부 20개의 기타 후보 활성탄의 조사는 유망한 약제 전달성을 가진 3가지 유형, 즉 A, B 및 E형 탄소로 축소되었다. 철 분말을 단독으로도 시험하였다. 이들 재료는 각각 시트레이트화된 에탄올 중에서 30 ㎎의 농도로 사용하였다. UV 방법에 의한 분석은 PAC 3 ㎎에 대해 다음과 같은 결과를 제공하였다. A형 탄소=74%, B형 탄소=65%, E형 탄소=33% 및 철 분말=0%(비결합). A 및 B형 탄소는 둘다 E형과 동등한 약제 방출 특성을 가지고 크기가 큰 포어의 큰 표면적(1,800 ㎡/g)의 탄소이다. E-형은 표면적이 더 작고 결국 분쇄성이 더 양호한 훨씬 더 경질의 탄소이다.
B. 상이한 활성탄에의 파클리탁셀 결합
활성탄 A, B 및 E형에 대한 부분 결합(fb)(PAC의 초기량 중의 결합된 양)은 탄소량(고정된 PAC 농도에서)의 증가에 따라 증가하였다. A 형 및 B 형은 PAC 100%에 결합하고, 고활성탄 함량의 결합 곡선에서 고평부에 이르는 것으로 나타날 수 있다. E형의 부분 결합률은 단지 68%였다. 결합능 Q(중량%/약제 담체 중량으로 표현됨)는 활성탄 양의 증가에 따라 감소하는 것으로 나타났다. A형 탄소의 경우, 결합능 Q는 탄소량이 40 ㎎으로부터 5 ㎎으로 감소함에 따라 8%로부터 44%로 증가하였다. AC E형의 경우 상응하는 Q값은 약 5%~7%였다.
A형 탄소에 대한 약제 결합의 기타 연구는 흡수제의 양의 함수로서 결합된 약제의 분획의 고평부가 담체 표면에 대한 다층 약제 피복의 결과이다. 대조적으로, 결합된 분획의 선형적 증가는 단층 피복의 지표이고, 따라서, 랭뮤어 등온선 분석의 규칙을 따른다.
우리의 연구는 A형 및 E형 탄소가 흡착 매질내 PAC의 상당한 분획(fb)을 흡착하는 능력을 가지며, 그 결합능 Q 역시 상당한 것임을 나타내고 있다. 한편, 철:탄소 비 70:30(E형 탄소)인 담체 입자는 감소된 능력과 부분 결합성을 둘다 가졌다. 이렇게 감소된 값은 탄소 단독의 경우와 비교할 때 담체 입자의 탄소 함량을 계속 비례적으로 낮춘다. 대조적으로, 보다 높은 결합능의 A형 탄소를 보유한 담체 입자에 대한 fb 및 Q값은 2% 미만이었다. 이것은 탄소내 포어가 제조 중 마모 분쇄 공정의 압축력을 견딜 수 없는 것에서 기인할 수 있다.
활성탄 A 및 B의 PAC에의 광범위한 결합에도 불구하고, 담체 입자 중에 E형 탄소를 사용하는 것이 상업적 이용성 및 결합성과 유리성 사이의 적절한 균형으로 인해 바람직하다. 또한, E형 탄소가 미국 약전(22판) 품질을 가지는 것으로 확립되었기 때문에 약체 담체 중에 사용하기에 바람직한 활성탄이다. 도 6은 철:탄소 비가 70%:30%인 E형 탄소를 보유한 (-O-) 담체 입자 및 (--) E형 탄소 단독에 대한 PAC 결합의 랭뮤어 흡착 플롯을 도시한 것이다. 데어터는 단순 비가중 선형 회귀법으로 최적화하였다.
철:탄소 비 70:30인 담체 입자(E형 탄소)에 대한 PAC의 친화도(Km) 및 최대 결합(Qm) 상수를 일정 범위의 담체 양에 걸쳐 측정하였다. 하기 표 4는 상기 조성물의 흡착 등온선의 결과를 나타낸다. 그 값은 도 6 및 랭뮤어 식으로터 그래프에 의해 측정하였다.
흡착제 Km(L/㎎) Qm(㎎/㎎%)
E형 탄소 단독 0.014 9.1
E형 탄소를 보유한 담체 입자(70:30) 0.014 3.6
친화도 상수= (Km); 및 최대 결합량(약제 ㎎/담체 ㎎ = (Qm)
PAC를 담체 입자 상에 적재하고 약제 함량에 대해 HPLC로 분석한 다음 24 시간 이상 동안 약제를 방출시켰다. 측정 및 유동액 대체는 2 시간 간격으로 최고 10 시간까지, 그 후에는 매일 일어났다. 최초 2 시간 도안 0.54 테슬라의 자기장을 입자를 함유하는 두 개의 튜브 한 세트에 가한 반면에, 대조군 튜브 세트에는 자기장을 가하지 않았다. 약제가 자기적으로 보유되는 담체 입자와 자기장에 적용시키지 않은 담체 입자 사이의 PAC 유리 프로필에서는 아무런 통계학적 차이도 확인되지 않았다(데이터 미제시).
다양한 양의 PAC를 사용하여 PAC-흡착된 담체 입자와 AC E형을 사전 적재하였다. 돼지 혈청(4 ㎖)에서 37℃로 72 시간 후에, 유리 PAC를 에틸 아세테이트 5 ㎖로 1회 추출하였다. 에틸 아세테이트 추출물은 개별적으로 공기 중에서 건조시키고, 메탄올 5 ㎖ 중에서 재구성하고, 밀렉스 GV 필터를 통해 여과시켰다. 후속 HPLC 분석 결과, 24 시간내 및 72 시간후의 누적 약제 방출량은 담체 입자(53%~86% 범위)의 경우 평균 67%에 이르렀고, E형 탄소의 경우는 평균 64%에 이르렀다. 저레벨의 유리된 PAC는 이어서 후술하는 생분석 시스템으로 독립적으로 확인하였다.
C. 유동 흐름에서 담체 입자의 자기장 포집
문헌[Senyei 등, J. Appl. Phys. 49(6):3578, 1978)]에 기재된 것과 유사한 동적 유체 유동 순환 모델을 사용하여 저(물) 및 고(35% 글리세롤) 점도의 유동 유체 중의 담체 입자 또는 철을 포집, 보유 및 축적시키는 데 필요한 힘과 거리를 평가하였다. 글리세롤은 혈액 점도를 모의하는 데 사용하였다. 정맥 및 동맥 유속은 유속 및 튜브 직경을 사용하여 모의하였다. 정밀 시린지 펌프를 사용하여 검정 유체 유동을 얻었다. 자석은 네오다이뮴-철-붕소 자석(2.4 ㎝ x 3.5 ㎝)이었다. 자기장은 자석 표면으로부터 다양한 거리에서 가우스미터를 사용하여 측정하였다. 자석은 유출물의 5 ㎝ 위에 놓고, 철 또는 담체 입자를 포집하는 데 필요하게 수평으로 내외로 이동하였다. 완전한(1005) 포집 또는 보유가 실험의 최종점이었다. 담체 입자 또는 철 분말은 펌프 주사 시린지에서 약 40 ㎝ 및 유출물에서 40 ㎝인 시린지 밸브를 통해 현탁액으로서 도입되었다. 글리세롤에서, PAC-흡착 입자 또는 철을 100% 보유하는데 필요한 자기장은 물에서보다 약 10% 더 컸다.
PAC가 적재된 담체 입자로부터 종양 세포독성의 생물학적 검정은 인간의 인상(鱗狀) 암 세포주인 SCC-9를 사용하여 수행하였다. 세포 생존능은 다음 각각과 6일 항온처리한 다음, 독립적으로 측정하였다: 1) 파클리탁셀, 2) PAC-적재된 담체 입자, 3) E형 활성탄, 4) 유리 담체 입자 및 5) 철 원소. 분석은 모스먼의 MTT 세포독성 기법을 약간 변형시킨 것이다. 이 분광 분석법은 생세포의 미토콘드리아에 의해 3-[4,5-디메틸티아졸-2-일] 2,5-디페닐-테트라졸륨 브로마이드]의 황색 테트라졸륨 염을 그 자주색 포르마잔 유도체로 절량적으로 환원시키는 지를 측정한다. 상기 실험에 사용된 담체의 양은 0.5~117 g/㎖였다. DMSO(파클리탁셀 단독으로 사용됨)를 포함하는 대조군은 SCC-9 종양 세포에 독성이 없었다.
별도의 장기 CF 클론 형성 분석은 동시에 평가하였다. 이 분석에서는, 세포들을 35 ㎜ 페트리 접시 상에 도말하고, 상기 요약한 바와 같이 약제 및 대조군에 노출시켰다. 처리된 세포는 콜로니가 형성될 수 있는 기간인 2~3 주 동안 항온배양하였다. 이들 콜로니를 2% 아세트산 및 8% 에탄올에 고정시키고, 크리스탈 바이올렛으로 염색하였다. 벨라 글래스 플레이트 리더 하에 콜로니를 계수하였다. CF 분석을 위한 IC50은 파클리탁셀 흡착된 마이크로 담체의 경우는 1 x 10-2g/㎖, 파클리탁셀 단독의 경우는 3 x 10-3이었다. 담체 입자로부터 유리된 PAC 및 파클리탁셀 단독에 대한 MTT 분석에 의한 IC50은 500개 및 1000개 도말된 세포 둘다에서 동일하게 9 x 10-3g/웰이었다. 약제 또는 화학적 유도 세포 독성에 대한 MTT 분석은 "진정한" 세포 살해용 대리 마커이다. 그러므로, 통상 콜로니 형성(CF) 분석으로 세포 살해의 주어진 레벨을 입증하는 데는 더 많은 약제가 필요하다. 결국, 용량 반응 곡선은 보다 고농도의 파클리탁셀 농도로 이동한다.
또한, 배양물내 종양 세포 상의 무약제 담체 입자의 자기장 보유로부터는 역효과가 확인되지 않았다. 유리 파클리탁셀 단독에 대한 IC50은 자석(5 ng/㎖)의 유무와 무관하게 담체 입자로부터 유리된 파클리탁셀과 동일하였다(5 ng/㎖). 두 경우 모두 담체 입자는 시험관내 세포 독성 평가 중에 세포 상에 역효과를 나타내지 않았다.
상기 결과는 약리학적 활성 파클리탁셀이 본 발명의 담체 입자로부터 유리될 수 있고, 흡착 및 유리된 약제의 화학적 분석은 생물학적으로 확인할 수 있다. 유사한 용량 반응 곡선이 유리 파클리탁셀 및 담체 입자로부터 탈착된 파클리탁셀에 대해 얻어졌다.
95:5~45:55로 다양한 철:탄소 비를 가진 철:탄소 담체 입자를 탄소원으로서 A형 활성탄을 이용하여 본 실시예에 기재한 대로 제조하였다. 입자들은 염수-시트레이트 완충액(pH 7.4) 중에 독소루비신(Dox) 0.67 ㎎/㎖을 함유하는 흡착 용액에서 항온 처리하여 Dox가 상이한 조성의 복합 입자에 결합하는 능력을 측정하였다. 하기 표 5는 상기 연구의 결과를 나타낸 것이다.
철:탄소 비 95:5 85:15 75:25 65:35 60:40 55:45 45:55
*결합능 10.9% 12.2% 14.1% 15.6% 15.9% 15.8% 15.7%
**결합률(%) 69.0% 78.7% 89.4% 99.5% 100% 100% 99.7%
두드림 밀도(g/㎤) 1.39 0.90 0.46 0.48 0.49 0.48 0.62
평균 크기(μ) 0.73 0.80 0.74 0.74 0.76 0.71 0.82
* 결합능 = Dox ㎎/담체 입자㎎. ** 결합률(%) = Dox 4 ㎎/첨가된담체 입자 25 ㎎
표 5의 데이터는 입자들의 철:탄소 함량과 입자에 대한 약제 결합률 사이의 관계를 나타낸다.
실시예 6
추가의 연구를 수행하여 철:탄소 비가 60:40~80:20의 범위인 담체 입자에의 Dox의 결합에 미치는 흡착 용액의 조성물의 효과를 비교하였다. Dox의 흡착 중에 담체 입자를 물리적으로 분리된 채로 유지하기에 충분한 점도를 제공하도록 다음 6종의 시험 흡착 매질 조성물을 제형화하였다. 입자들은 점도제 중에 먼저 넣고 Dox/염수 용액을 나중에 첨가하였다.
1. 50 mM 시트레이트 포스페이트 완충액 중에서 10% 만니톨; 2% 나트륨 카르복시메틸 셀룰로스(CMC)(매질 점도); 2% 폴리비닐 피롤리돈(PVP)
2. 50 mM 시트레이트 포스페이트 완충액 중에서 5% 만니톨; 2% CMC; 2% PVP
3. 50 mM 시트레이트 포스페이트 완충액 중에서 5% 만니톨; 2% CMC; 2% PVP; 5% 소르비톨
4. 10 mM 칼륨 포스페이트 완충액 중에서 10% 만니톨; 1% CMC; 2% PVP (K15)
5. 칼륨 포스페이트 완충액(pH 7.4) 중에서 10% 만니톨; 1% 나트륨 CMC
6. 칼륨 포스페이트 완충액(pH 7.4) 중에서 5% 소르비톨; 1% 나트륨 CMC; 2% PVP(K15); 5% 만니톨
상기 흡착 매질 각각을 사용한 흡착 연구는 담체 입자에의 Dox의 최대 흡착이 상기 군의 제형 4, 5 및 6을 사용하여 얻었다.
한편, 입자들은 Dox/염수 용액과 먼저 배합하고, 점도제를 나중에 첨가할 수 있다. 이 공정에서 10% 만니톨과 5% CMC가 바람직한 결과를 제공하였다.
실시예 7
특정 포르피린이 종양에 대한 광역학적 치료에 유용한 감광성 화합물이다. 소위 "2 세대" 감광제는 파장 650 ㎚에서 주 흡착 피크를 보유하며, 이들 화합물중 다수는 미국, 일본 및 유럽에서 임상 실험 중에 있다. 감광제의 여러 부류를 다양한 조성물의 철:탄소 입자에의 비교 결합으로 검색하였다. 특정 감광제의 활성화 파장(종종 최대 파장) 근처의 파장을 정량 약제 측정에 사용하였다. 포스페이트 완충 염수(PBS) pH 7.4 중의 80 mcg/㎖(0.11 mM)의 농도가 초기 결합 연구에 편리한 것으로 확인되었다. 시험한 감광제는 헤마토포르피린 유도체(HPD); 벤조포르피린 유도체 모노산 A(BPD-ma); 포토프린R포르피머 나트륨(PF2); 클로린 e6였다. 결합 연구의 경우, 탄소 10 ㎎ 또는 철:탄소 입자 50 ㎎이 최적이었다. 4종의 화합물에 대한 옥탄올/완충제(pH 7.4) 분배 계수는 다음과 같다: HPd = 1; 클로린 e6 = 1.1; PF2 = 0.1; 및 BPD-ma = 4000.
결합 연구의 결과를 하기 표 6에 요약한다.
철:탄소 비 HPD결합률(%)㎎/㎎% % 클로린 e6결합률(%)㎎/㎎% % PF2결합률(%)㎎/㎎% % BPD-ma결합률(%)㎎/㎎% %
30:70 E형 0.4 37.0 0.7 68.8 0.08 7.2 0.25 23.0
30:70 A형 0.5 41.9 0.8 69.9 0.13 11.4 0.33 30.1
BPD-ma의 보다 많은 적재 레벨을 얻기 위해, 4종의 원형(prototype) 철:탄소 담체 입자(MTC, 즉 자기 표적 화합물)에 대한 약제의 결합능 및 부분 결합성을 흡착 매질로서 이소프로판올중의 1.4 mM 약제(0.5% 0.02 M 아세트산과 함께) 및 보다 긴 평형 기간 18 시간을 사용하여 시험하였다. 하기 표 7에 나타낸 바와 같이, 이 기법으로 약제의 초기 농도의 10배 증가로부터 결합능의 30배 증가가 얻어졌다.
BPD-ma의 결합 및 해리의 요약
탄소형 AMTC26.2 AMTC15.1 EMTC5241 EMTC5273
철:탄소 비 70:30 60:40 70:30 60:40
결합능(㎎/㎎%) 9.5 13.9 11.0 11.7
부분 결합률(%) 43.5 63.5 53.6 57.7
해리율(%)(㎎/결합 ㎎) 54.7 13.7 9.1 7.9
상기 결과는 철:탄소 비가 60:40인 A형 탄소(MTC 15.1)를 사용하는 담체 입자는 사용된 약제의 총량의 부분 결합률 및 결합능과 관련하여 시험한 기타 입자들과 상당히 상이한 것임을 나타낸다. 미결합 BPD-ma로부터 유리된 담체 각각을 용이하게 세척하기 위해 자기장을 사용하였을 때, MTC 15.1 담체 입자는 다른 것들과 같이 투명한 용액을 제공하지는 못했다. 상당량의 탄소는 결합 공정에서 입자 표면으로부터 유리되는 것으로 추정되었다. 대조적으로, 철:탄소 비가 70:30 인 A형 탄소(MTC 26.2)를 사용한 담체 입자가 양호한 레벨의 초기 흡착률을 보유하면서 시험된 기타 담체보다 더 효율적으로 결합된 BPD-ma를 제공하였다.
실시예 8
한 가지 멸균 기법에서, 감마선을 사용하는 유리병 내에서 입자들을 멸균시킬 수 있다. 이 시스템에서는, 1000개 이상의 바이얼을 코발트원으로부터 감마선 2.5~3.5 Mrad를 사용하여 한 번에 멸균시킬 수 있다. 예를 들면, 입자 번호 0198(탄소 A로 이루어짐) 및 0498(탄소 KB로 이루어짐)을 이러한 유형으로 멸균되었다. 멸균 후 각각을 시험하고 모든 제조된 성질, 예컨대, 입자 크기 분포 및 독소루비신 결합능을 보유하는 것을 확인하였다. 유사하게, 부형제 수용액은 121℃에서 30분 동안 오토클레이브 처리를 통해 멸균시킬 수 있다. 예컨대, 번호 0398(100 ㎖/바이얼) 및 번호 0598(20 ㎖/바이얼)을 이런 유형으로 멸균시켰다. 멸균 후 각각을 시험하고 모든 제조된 성질, 예컨대, 인체 투여에 적합한 부형제에 입자를 현탁시키는 능력을 보유하는 것을 확인하였다.
실시예 9
캄프토테신이 중량비 75:25의 Fe:C의 K 탄소로 제조한 MTC 입자에 결합하는 것으로 나타났다. 캄프토테신은 0.9% 염수 용액 또는 10% 락토즈 용액으로부터 입자에 결합될 수 있으나, 염수로부터 우선적으로 결합된다. 다음 그래프는 용액 농도 범위에 걸쳐서 결합을 나타내며, 염수로부터 최대 결합능 약 110 ㎍/㎎ MTC(11%)을 나타낸다.
캄프토테신은 두 가지 상업적 유도체인 토포테칸 및 이리노테칸과, 임상 실험에서 아미노캄프토테신으로 불리는 세 번째 화학적 유도체를 가진다. 이들 유도체는 캄프토테신 분자에 최소의 화학 변화를 나타낸다. 이들 및 기타 화학적 유도체 역시 결합하여야 한다.
실시예 10
메토트렉세이트는 중량비 75:25의 Fe:C의 K 탄소로 제조한 MTC 입자에 결합하는 것으로 나타났다. 메토트렉세이트는 0.9% 염수 용액 또는 10% 락토즈 용액으로부터 입자에 결합될 수 있으나, 염수로부터 우선적으로 결합된다. 다음 그래프는 용액 농도 범위에 걸쳐서 결합을 나타내며, 염수로부터 최대 결합능 약 100 ㎍/㎎ MTC(11%)을 나타낸다.
메토트렉세이트는 한 가지 화학적 유도체인 아미노프테린을 가진다. 이 유도체는 메토트렉세이트 분자에 최소의 화학적 변화를 나타낸다. 상기 및 기타 화학적 유도체 역시 결합한다. 메토트렉세이트는 폴레이트 길항물질로 불리는 분자 종류에 속한다. 상기 분자는 암 세포에서 폴레이트의 합성을 간섭한다. 그 작용 방식이 특이 효소에 결합하여 그 작용을 저해할 필요가 있기 때문에 폴레이트 길항물질은 구조적으로 유사하다. 기타 폴레이트 길항물질의 예는 피리트렉신; 10-에틸, 10-데아자아미노프테린; 트리메트렉세이트; 5,10-데아자, 10-프로파글리폴산; 및 5,10-디데아자테트라히드로폴레이트이다. 상기 및 기타 폴레이트 길항물질 역시 결합하여야 한다.
실시예 11
파클리탁셀은 중량비 75:25의 Fe:C의 K 탄소로 제조한 MTC 입자에 결합하는 것으로 나타났다. 파클리탁셀은 에탄올 또는 크레마포르 EL 제제로부터 입자에 결합될 수 있으나, 시트레이트 완충 수성 에탄올 혼합물로부터 우선적으로 결합된다. 다음 그래프는 용액 농도 범위에 걸쳐서 결합을 나타내며, 시트레이트화된 완충 수성 에탄올로부터 최대 결합능 약 160 ㎍/㎎ MTC(16%)을 나타낸다. 결합은 0%~16%의 모든 농도에 미친다.
파클리탁셀은 3가지 다른 탄소로 이루어진 입자에 결합하였다. 각각의 경우 관찰된 최대 결합능은 하기 표에 나타낸다.
탄소형 최대 결합능(㎍/㎎)
A 190
B 174
E 82
KB 160
파클리탁셀은 또 다른 화학적 유도체인 탁소테어를 갖는 탁솔의 화학적 유도체이다. 탁솔 및 파클리탁셀과 유사한 구조를 가진 대부분 반합성의 기타 탁솔 유도체가 있다. 상기 유도체는 탁솔 분자에 최소의 화학적 변화를 나타낸다. 상기 및 기타 화학적 유도체 역시 결합하여야 한다.
실시예 12
베라파밀은 중량비 75:25의 Fe:C의 K 탄소로 제조한 MTC 입자에 결합하는 것으로 나타났다. 베라파밀은 락토즈 또는 염수 용액으로부터 입자에 결합될 수 있으나, 수성 염수 용액으로부터 우선적으로 결합된다. 다음 그래프는 용액 농도 범위에 걸쳐서 결합을 나타내며, 염수로부터 최대 결합능 약 140 ㎍/㎎ MTC(16%)을 나타낸다. 결합은 0%~14%의 모든 농도에 미친다.
실시예 13
페로카본 입자를 제조하고, 독소루비신 1 ㎖당 0.4 ㎎ 및 담체 1 ㎖당 5.0 ㎎의 생성된 용량 용액용으로 독소루비신을 흡착시켰다. 요크셔 가축 돼지로 전달하기 위해 간동맥의 선택적인 카테테르화를 수행하였다. 동물에게는 14.2~18 ㎎의 독소루비신의 누적 용량을 위해 10~30분 마다 3~6회 박동식 주입하였다. 동물은 28일에 걸쳐 평가한 후, 사망시켰다. 조직학적 평가 결과, 15분 마다 7.5 ㎖ 주입 사이클에 제공된 독소루비신 18 ㎎이 최대 허용 용량으로 나타났다. 이 측정은 간의 괴사 및 문맥 영역 변화의 발생에 주로 근거하였다.

Claims (74)

  1. 탄소 및 철을 포함하는 입자를 함유하는 자기 반응성(magnetically responsive) 조성물로서, 탄소는 입자 부피 전체에 실질적으로 균일하게 분포되어 있고, 각 입자의 횡단면 크기는 약 5 ㎛ 미만이며, 탄소는 A, B, E, K, KB형 및 그 화학적 변형체로 구성된 군에서 선택되는 것인 자기 반응성 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 입자들은 횡단면의 크기가 약 0.1 ㎛~5.0 ㎛이고, 각 입자는 철:탄소의 중량비가 약 95:5~50:50이며, 입자 상에 흡착된 독소루비신의 치료적 양을 함유하는 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 약 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 독소루비신의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 입자들은 횡단면의 크기가 약 0.1 ㎛~5.0 ㎛이고, 각 입자는 철:탄소의 중량비가 약 95:5~50:50이며, 입자 상에 흡착된 캄프토테신 또는 그 유사체의 치료적 양을 함유하는 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 캄프토테신의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  8. 제5항에 있어서, 캄프토테신의 유사체가 토포테칸인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 약 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 토포테칸의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  11. 제5항에 있어서, 캄프토테신의 유사체가 이리노테칸인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 약 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 이리노테칸의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  14. 제5항에 있어서, 캄프토테신의 유사체가 아미노캄프토테신인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 약 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  16. 제15항에 있어서, 아미노캄프토테신의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  17. 제1항에 있어서, 입자들은 횡단면의 크기가 약 0.1 ㎛~5.0 ㎛이고, 각 입자는 철:탄소의 중량비가 약 95:5~50:50이며, 입자 상에 흡착된 탁솔 또는 그 유사체의 치료적 양을 함유하는 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 탁솔 유사체가 탁소테어인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  20. 제19항에 있어서, 탁소테어의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  21. 제17항에 있어서, 탁솔 유사체가 파클리탁셀인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  22. 제21항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 약 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  23. 제22항에 있어서, 파클리탁셀의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  24. 제1항에 있어서, 입자들은 횡단면의 크기가 약 0.1 ㎛~5.0 ㎛이고, 각 입자는 철:탄소의 중량비가 약 95:5~50:50이며, 입자 상에 흡착된 베라파밀 또는 그 유사체의 치료적 양을 함유하는 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  25. 제24항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  26. 제25항에 있어서, 베라파밀의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  27. 제1항에 있어서, 입자들은 횡단면의 크기가 약 0.1 ㎛~5.0 ㎛이고, 각 입자는 철:탄소의 중량비가 약 95:5~50:50이며, 입자 상에 흡착된 폴레이트 길항물질의 치료적 양을 함유하는 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  28. 제27항에 있어서, 폴레이트 길항물질이 메토트렉세이트인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  29. 제28항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  30. 제29항에 있어서, 메토트렉세이트의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  31. 제27항에 있어서, 폴레이트 길항물질이 아미노프테린인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  32. 제31항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 약 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  33. 제32항에 있어서, 아미노프테린의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  34. 제27항에 있어서, 폴레이트 길항물질이 피리트렉신인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  35. 제34항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  36. 제35항에 있어서, 피리트렉신의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  37. 제27항에 있어서, 폴레이트 길항물질이 10-에틸, 10-데아자아미노프테린인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  38. 제37항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 약 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  39. 제38항에 있어서, 10-에틸, 10-데아자아미노프테린의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  40. 제27항에 있어서, 폴레이트 길항물질이 트리메트렉세이트인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  41. 제40항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  42. 제41항에 있어서, 트리메트렉세이트의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  43. 제27항에 있어서, 폴레이트 길항물질이 5,10-데아자, 10-프로파글리폴산인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  44. 제43항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 약 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  45. 제44항에 있어서, 5,10-데아자, 10-프로파글리폴산의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  46. 제27항에 있어서, 폴레이트 길항물질이 5,10-디데아자테트라히드로폴레이트인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  47. 제46항에 있어서, 철:탄소의 중량비가 80:20~60:40인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  48. 제47항에 있어서, 5,10-디데아자테트라히드로폴레이트의 평균량이 입자 질량의 최대 20%인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  49. 제1항에 있어서, 입자들은 횡단면의 크기가 약 0.1 ㎛~5.0 ㎛이고, 각 입자는 철:탄소의 중량비가 약 95:5~50:50이며, 입자 상에 흡착된 방사성 동위원소의 치료적 양을 함유하는 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  50. 제49항에 있어서, 방사성 동위원소의 양이 약 10 pg~700 ng인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  51. 제1항에 있어서, 입자들은 횡단면의 크기가 약 0.1 ㎛~5.0 ㎛이고, 각 입자는 철:탄소의 중량비가 약 95:5~50:50이며, 입자 상에 흡착된 방사성 동위원소의 진단적 양을 함유하는 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  52. 제51항에 있어서, 방사성 동위원소의 양이 약 10 pg~700 ng인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  53. 제1항에 있어서, 입자들은 횡단면의 크기가 약 0.1 ㎛~5.0 ㎛이고, 각 입자는 철:탄소의 중량비가 약 95:5~50:50이며, 입자 상에 흡착된 생물학적 활성 물질의 치료학적 양을 함유하는 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  54. 제53항에 있어서, 생물학적 활성 물질이 약제, 방사성 물질 또는 유전 물질인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  55. 제54항에 있어서, 방사성 물질이186Re,188Re,123I,125I 또는90Y인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  56. 제1항에 있어서, 입자들은 횡단면의 크기가 약 0.1 ㎛~5.0 ㎛이고, 각 입자는 철:탄소의 중량비가 약 95:5~50:50이며, 입자 상에 흡착된 생물학적 활성 물질의 진단적 양을 함유하는 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  57. 제56항에 있어서, 생물학적 활성 물질이 방사성 동위원소, 대조제, 염료 또는 유전물질인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  58. 제57항에 있어서, 방사성 물질이186Re,188Re 또는99Tc인 것이 특징인 자기 반응성 조성물.
  59. a) 횡단면의 크기가 약 0.1 ㎛~5.0 ㎛이고, 각각 철:탄소의 중량비가 약 95:5~50:50이며 그 부피 전체에 분포된 탄소를 가진 건식 페로카본 입자의 단위 용량; 및 b) 수용액일 때 생물학적 활성 물질의 입자에의 흡착을 증가시키는 양의 1종 이상의 건식 부형제를 함유하는 용기를 포함하여, 환자의 생체내 부위로 생물학적 활성 물질을 투여하는 용도의 키트.
  60. 제59항에 있어서, 단위 용량이 입자 약 0.05~약 0.5g인 것이 특징인 생물학적 활성 물질 투여용 키트.
  61. 제59항에 있어서, 부형제가 수용액에 첨가될 때 입자의 분리용으로 생물학적 적합성 중합체를 포함하는 것이 특징인 생물학적 활성 물질 투여용 키트.
  62. 제59항에 있어서, 부형제가 만니톨, 나트륨 카르복시 메틸 셀룰로스 또는 그 배합물을 포함하는 것이 특징인 생물학적 활성 물질 투여용 키트.
  63. 제59항에 있어서, 키트의 내용물이 생물학적 활성 물질의 상업적으로 제조된 제제와 배합된 것이 특징인 생물학적 활성 물질 투여용 키트.
  64. a) 횡단면의 크기가 약 0.1 ㎛~5.0 ㎛이고, 각각 철:탄소의 중량비가 약 95:5~50:50이며 그 부피 전체에 분포된 탄소를 가진 건식 페로카본 입자의 단위 용량을 포함하는 제1 용기; 및 b) 수용액일 때 생물학적 활성 물질의 입자에의 흡착을 증가시키는 양의 1종 이상의 부형제를 함유하는 수용액을 포함하는 제2 용기를 포함하여, 환자의 생체내 부위로 생물학적 활성 물질을 투여하는 용도의 키트.
  65. 제64항에 있어서, 단위 용량이 입자 약 0.05~약 0.5g인 것이 특징인 생물학적 활성 물질 투여용 키트.
  66. 제64항에 있어서, 부형제가 수용액에 첨가될 때 입자의 분리용으로 생물학적 적합성 중합체를 포함하는 것이 특징인 생물학적 활성 물질 투여용 키트.
  67. 제64항에 있어서, 부형제가 만니톨, 나트륨 카르복시 메틸 셀룰로스 또는 그 배합물을 포함하는 것이 특징인 생물학적 활성 물질 투여용 키트.
  68. 제67항에 있어서, 만니톨의 양이 10%이고, 카르복시 메틸 셀룰로스의 양이 5%인 것이 특징인 생물학적 활성 물질 투여용 키트.
  69. 제64항에 있어서, 키트의 내용물이 생물학적 활성 물질의 상업적으로 제조된 제제와 배합된 것이 특징인 생물학적 활성 물질 투여용 키트.
  70. 제64항에 있어서, 페로카본 입자의 단위 용량이 감마선 조사에 의해 멸균된 것이 특징인 생물학적 활성 물질 투여용 키트.
  71. 제64항에 있어서, 부형제를 포함하는 수용액이 오토클레이브에 의해 멸균된 것이 특징인 생물학적 활성 물질 투여용 키트.
  72. 감마선 조사의 사용을 포함하는 페로카본 입자를 포함하는 조성물의 멸균 방법.
  73. 제71항에 있어서, 사용된 감마선 조사량이 2.5~3.5 Mrad인 것이 특징인 페로카본 입자를 포함하는 조성물의 멸균 방법.
  74. 횡단면의 크기가 약 0.1 ㎛~5.0 ㎛이고, 각각 철:탄소의 중량비가 약 95:5~50:50이며 그 부피 전체에 분포된 탄소를 가진 페로카본 입자의 단위 용량을 함유하여, 환자의 생체내 부위로 생물학적 활성 물질을 투여하는 용도의 키트.
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