KR20020001724A - 생분해성 폴리에스테르 및 생물활성 폴리펩타이드의이온성 분자 공액체 - Google Patents

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샬라비샬라비더블유.
잭슨스티븐에이.
모로우자끄-피에르
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다푸르 가브리에
소시에떼 더 콘세이유 더 레세르세 에 다플리까띠옹 시엔띠피끄, 에스.아.에스.
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폴리-메드, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 서방형 약물 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 적어도 하나의 유효 이온발생 아민을 포함하는 생물활성 폴리펩타이드와 이온적으로 공액결합되어 있는 유리 COOH기를 함유하는 폴리에스테르를 포함하고, 이 조성물에 존재하는 폴리펩타이드 중의 적어도 50 중량%가 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합되어 있다.

Description

생분해성 폴리에스테르 및 생물활성 폴리펩타이드의 이온성 분자 공액체 {IONIC MOLECULAR CONJUGATES OF BIODEGRADABLE POLYESTERS AND BIOACTIVE POLYPEPTIDES}
많은 약물 전달 시스템이 약물 조성물의 시험관 내 제어된 방출을 위해 개발되고 시험 및 활용되어 왔다. 예를 들면, 폴리(DL-락트산), 폴리(글리콜산), 폴리(ε-카프로락톤)과 같은 폴리에스테르 및 여러 가지 다른 공중합체가 프로제스테론과 같은 생물활성 분자를 방출하는 데 사용되어 왔으며; 이들은 마이크로캡슐, 필름 또는 봉상(rod) 형태로 되어 있었다(Pitt CG, Marks, TA, 및 Schindler, A. 1980). 예를 들면 피하 또는 근육내와 같이 폴리머/치료제 조성물을 이식할 때, 치료제는 특정한 시간 주기에 걸쳐 방출된다. 그러한 생체적합성(biocompatible) 생분해성 폴리머 시스템은 갇혀있는 치료제가 폴리머 매트릭스로부터 확산하도록 설계된다. 치료제의 방출 시, 폴리머는 생체 내에서 분해되어 이식의 외과적 제거를 미연에 방지한다. 폴리머의 분해에 기여하는 인자에 관해 잘 이해되어 있지 않지만, 폴리머에 대한 그러한 분해는 에스테르 결합이 가지는 고분자성 화합물의 비효소적 자체촉매적 가수분해로 접근 가능성에 의해 조절될 수 있는 것으로 믿어진다.
여러 건의 EPO 공보물 및 미국 특허에 폴리머 매트릭스 설계 문제 및 그러한 설계가 생체 내 치료제의 방출 속도 및 범위를 조절하는 데 있어서의 역할이 제시되어 있다.
예를 들면, Deluca(EPO 공보 0 467 389 A2/켄터키 대학)는 소수성 생분해성 폴리머와 단백질 또는 폴리펩타이드 사이의 물리적 상호작용을 설명하고 있다. 형성된 조성물은 치료제와 소수성 폴리머의 혼합물로서, 상기 폴리머는 치료 대상에 도입된 후 매트릭스로부터 치료제의 확산형 방출을 지속시킨다.
Hutchinson(미국특허 제4,767,628/ICI)은 폴리머 장치 내에 균일한 분산에 의해 치료제의 방출을 제어하였다. 이 제제는 두 가지 상의 중첩에 의해 제어된 연속적 방출을 제공하는 것으로 기재되어 있는 바, 그 첫째는 제제의 표면으로부터 약물의 확산 의존형 침출(leaching)이고, 둘째는 폴리머의 분해에 의해 유도되는 수계 채널에 의한 방출이다.
본 발명은 생물활성 폴리펩타이드의 지속적 방출(sustained release)에 관한 것이다.
도 1은 폴리카복실산-말단화 락타이드/글리콜라이드(말산 형) 공중합체의 이성체를 예시하는 것이고,
도 2는 락타이드/글리콜라이드(말산 형) 공중합체와 소마튤린(BIM-23014) 사이의 화학적 상호반응을 나타내는 이온성 분자 공액체를 예시하는 것이고,
도 3은 28일간에 걸쳐 이온성 분자 공액체로부터 37℃의 PBS 완충액으로 방출된 펩타이드의 백분율을 나타내는 그래프이다.
일반적으로, 본 발명은 적어도 1종의 유효한 이오노제닉 아민(ionogenic amine)으로 구성되는 생물학적으로 활성인 폴리펩타이드와 이온적으로 공액결합을 이루는 유리 COOH기를 함유하며, 조성물 중에 존재하는 폴리펩타이드의 적어도 50 중량%가 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합을 이루는 폴리에스테르를 조성물로 가지는 서방형 약물 제형을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에서, 상기 폴리에스테르는 카복실 말단기 대 하이드록실 말단기의 비율을 1 이상 무한대로 증가시키도록, 즉 모든 하이드록실기가 카복실기로 치환될 수 있도록 변형된다. 적합한 폴리에스테르의 예는 L-락트산, D-락트산, DL-락트산, ε-카프로락톤, p-디옥사논, ε-카프로산, 치환 및 비치환 트리메틸렌 카보네이트(TMC), 1,5-디옥세판-2-온, 1,4-디옥세판-2-온, 글리콜라이드, 글리콜산, L-락타이드, D-락타이드, DL-락타이드, 메조-락타이드, 알킬렌 옥살레이트, 사이클로알킬렌 옥살레이트, 알킬렌 숙시네이트, (β-하이드록시부티레이트), 및 상기 임의의 물질의 광학활성 이성체, 라세미체 또는 공중합체와 같은 화합물로부터 유래하는 것이며, 상기 치환된 TMC는 (C1-C4)알킬기, 바람직하게는 메틸기로 치환된다.
종래의 폴리에스테르와 관련된 다른 헤테로체인 폴리머가 사용될 수도 있다(예: 폴리오르토에스테르, 폴리오르토카보네이트 및 폴리아세탈).
바람직하게, 상기 폴리에스테르는 말산, 시트르산 또는 타타르산과의 반응에 의해 폴리카복실화된다.
바람직한 실시예에서, 상기 폴리에스테르는 무수 글루타르산을 사용하여 부분적으로 산-말단화(acid-tipped)된다. 다른 바람직한 실시예에서, 상기 폴리에스테르는 무수 글루타르산으로 완전 산-말단화된다. 바람직하게는 상기 폴리에스테르가 10 내지 300의 평균 중합도, 더욱 바람직하게는 20 내지 50의 평균 중합도를 가진다.
본 발명의 이온성 분자 공액체는 적어도 하나의 유효 이오노제닉 아민기를 갖는 1염기성 및 다염기성 생물활성 폴리펩타이드로 공액결합을 이룬 폴리카복실산-말단 폴리에스테르로 만들어지는 것이 바람직하다.
이외는 달리, 본 발명의 이온성 분자 공액체를 형성하는 데에는 예를 들면 NaOH와 같은 적합한 염기로 전처리되는 경우에 임의의 폴리에스테르를 사용할 수 있다. 또한, 예를 들면 성장호르몬 분비 펩타이드(GHRP), 황체화 호르몬 분비 호르몬(LHRH), 소마토스타틴, 봄베신, 가스트린 분비 펩타이드(GRP), 칼시토닌, 브라디키닌, 갈라닌, 멜라닌세포 자극 호르몬(MSH), 성장호르몬 유리 인자(GRF), 아밀린, 타키키닌, 세크레틴, 부갑상선 호르몬(PTH), 엔케팔린, 엔도텔린, 칼시토닌 유전자 분비 펩타이드(CGRP), 뉴로메딘, 부갑상선 호르몬 관련 단백질(PTHrP), 글루카곤, 뉴로텐신, 부신피질 자극성 호르몬(ACTH), 펩타이드 YY(PYY), 글루카곤 분비 펩타이드(GLP), 혈관활성 장관 펩타이드(VIP), 하수체 아데닐산 사이클라제 활성화 펩타이드(PACAP), 모틸린, 물질 P, 신경펩타이드 Y(NPY), TSH, 및 이들의 동족체 및 단편(fragments)과 같은 임의의 산-안정성 펩타이드를 사용할 수 있다.
그러한 이온성 분자 공액체는 화학적 구조, 분자량 및 이들 공액체의 양 구성 성분의 pKa에 의해 결정된 소정의 속도로 생체 내에서 그 물질의 생물활성 성분을 방출할 수 있다. 약물의 방출에 관한 메커니즘은, 부분적으로 소수성 폴리에스테르의 가수분해를 통해 불용성 공액 형태를 수용성 성분으로 변화하는 단계를 수반한다. 따라서, 생물활성 폴리펩타이드의 방출은 독립적으로, (a) 생물활성 폴리펩타이드와 폴리에스테르 사이의 pKa 차이의 감소, (b) 카보닐 친핵성(carbonylnucleophilicity)에 반영되는 폴리에스테르 체인의 화학적 반응성, (c) 유리전이온도 및 최소 결정화도에 관계되는 폴리에스테르 밀도의 감소, 및 (d) 매트릭스 친수성의 증가와 함께 증가한다.
바람직한 실시예에서, 상기 폴리에스테르는 총 중량 기준으로 1∼50 중량%의 이온성 분자 공액체를 포함하고, 조성물 중에 존재하는 바람직하게는 85% 이상, 더욱 바람직하게는 95% 이상, 특히 바람직하게는 99% 이상의 폴리펩타이드가 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합을 이루고; 이온성 분자 공액체의 폴리에스테르 성분은 클로로포름 중에서 약 0.05 내지 0.7 dl/gm의 점도를 가지며; 상기 폴리에스테르는 약 1,200∼40,000의 평균 분자량을 갖는다.
본 발명의 고분자 이온성 분자 공액체는 다중 상의 에멀젼 또는 비수계 2상 시스템을 수반하는 처리를 활용할 필요가 없이 주사형 미세 구체 또는 마이크로캡슐, 및 이식 가능한 필름 또는 봉으로 만들 수 있다. 바람직하게는, (a) 조성물을 비양성자성(aprotic)이고, 물에 섞이는 유기 용매 중에 용해하는 단계; (b) 유기 용매를 물에 혼합하는 단계; 및 (c) 미립자를 물에서 분리하는 단계를 통해 미립자(microparticle)가 제조될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 유기 용매는 아세톤, 아세토니트릴, 테트라하이드로푸란, 디메틸포름아미드, 및 디메톡시 에틸렌글리콜로 이루어진 군에서 선택된다.
바람직한 실시에에서 폴리에스테르/폴리펩타이드 이온성 분자 공액체가 적어도 20일, 더욱 바람직하게는 95일 이내 7일 이상의 기간에 걸쳐 치료학적 유효량의 생물활성 폴리펩타이드를 생체 내에 방출할 수 있다. 또 다른 실시예에서 치료형이온성 분자 공액체의 방출은 본질적으로 단일상(monophase)이다.
본 발명의 서방형 조성물은 바람직하게 (a) 유리(free) COOH기 및 적어도 하나의 유효 이온발생 아민을 갖는 생물활성 폴리펩타이드를 가지는 폴리에스테르를 제공하고, (b) 폴리에스테르를 폴리펩타이드에 이온적으로 공액결합하여 이온성 분자 공액체를 형성함으로써 제조되며, 여기서 조성물에 존재하는 폴리펩타이드 중의 적어도 85 중량%가 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합을 이룬다. 폴리에스테르는 충분한 유리 COOH기를 가지고, 또는 처음부터 원하는 펩타이드 부하 레벨에 관해 활용할 수 있는 그러한 기가 불충분할 경우, 폴리에스테르는 (1) 에스테르화 또는 작용기 상호교환을 통해 예를 들면 말산, 시트르산 또는 타타르산과 반응을 시작하거나 반응할 수 있고, 또는 (2) 예를 들면 무수 글루타르산과 산-말단화를 시작하거나 이룰 수 있고, 또는 (3) 폴리에스테르가 NaOH와 같은 염기로 처리되어 산기를 노출시킬 수 있다. 최종적으로, 폴리에스테르/폴리펩타이드 이온성 분자 공액체는 이식 가능한 필름이나 봉, 또는 폴리펩타이드를 생체 내에 방출할 수 있는 주사 가능한 미세 구체나 마이크로캡슐로 변환할 수 있다.
바람직하게, 폴리에스테르는 예를 들면 말산, 시트르산 또는 타타르산과 같은 소정 농도의 폴리카복실 하이드록시산의 존재 하에 글리콜산 및 락트산과 같은 하나 이상의 하이드록시산의 직접 축합을 촉매화하거나 자체촉매화하여 합성된다. 이렇게 형성된 폴리에스테르는 바람직하게 부분적으로 또는 완전히 산-말단화되어 있는 산-말단화 하이드록시 말단기를 가진다.
폴리에스테르는 또한 락톤의 개환 중합반응을 촉매화하거나, 하이드록시 폴리카복실산과 같은 체인 개시제의 존재 하에 ε-카프로락톤, p-디옥사논, 트리메틸렌 카보네이트, 1,5-디옥세판-2-온, 또흔 1,4-디옥세판-2-온과 같은 고리형 모노머를 중합함으로써 합성할 수 있다.
또 다른 합성 방법은 하이드록시산을 고리형 다이머와 반응시키고, 이어서 폴리카복실산의 존재 하에 개방쇄 시스템(open chain system)을 축합하는 것이다.
또 다른 합성 방법은 유기 폴리카복실산을 에비 성형된 폴리에스테르와 반응시키는 것이다.
전술한 바람직한 실시예에서, 산-말단화 폴리에스테르가 가지는 하이드록실 말단기에 대한 카복실기의 비율은 1이상으로 무한대(즉, 모든 하이드록실기가 배제됨)에 접근하고, 평균 중합도는 10 내지 300이고 특히 바람직한 실시예에서는 20 내지 50이다.
이와는 달리, 폴리에스테르를 NaOH와 같은 염기로 처리하여 생물활성 폴리펩타이드와 이온성 분자 공액체를 형성할 수 있는 능력을 부여한다.
바람직하게, 폴리에스테르/폴리페타이드 이온성 분자 공액체는 예를 들면 유리 상태의 폴리에스테르와 폴리펩타이드를 적합한 액상 매체 중에서 직접 상호반응시켜 합성된다. 다른 바람직한 실시예에서 상기 공액체의 형성에 적합한 용매는 비양성자성 용매[예를 들면, 아세톤, 테트라하이드로푸란(THF), 또는 에틸렌글리콜 디메틸에테르] 및 펩타이드용으로 적합한 용매(예를 들면, 물)가 혼합될 수 있는 비율로 이루어지는 혼합물이다. 폴리펩타이드는 pKa가 3.5 이상인 모노카복실산의 염인 것이 바람직하고, 적어도 하나의 유효 이온발생 아민기를 갖는 것이 바람직하다.
바람직한 실시에에서 폴리펩타이드는 폴리에스테르/폴리펩타이드 이온성 분자 공액체의 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 10 내지 20 중량%이다. 바람직한 실시예에서, 폴리에스테르의 접근 가능한 카복실기는 알칼리 금속 이온 또는 유기 염기로 부분적으로 중화된다. 또 다른 바람직한 실시예에서 알칼리 처리가 폴리에스테르의 체인 해리(chain dissociation) 및 저분자량 결합 사이트의 형성을 제공한다.
다른 양태에서 본 발명은 하나 이상의 유리(free) COOH기를 함유하고 하이드록실기에 대한 카복실기의 비가 1 이상인 폴리에스테르로서, 시트르산, ε-카프로락톤 및 글리콜라이드가 상기 폴리에스테르의 멤버인 조건에서, 상기 폴리에스테르가 L-락트산, D-락트산, DL-락트산, 말산, 시트르산, ε-카프로락톤, p-디옥사논, ε-카프로산, 알킬렌 옥살레이트, 사이클로알킬렌 옥살레이트, 알킬렌 숙시네이트, β-하이드록시부티레이트, 치환되거나 치환되지 않은 트리메틸렌 카보네이트, 1,5-디옥세판-2-온, 1,4-디옥세판-2-온, 글리콜라이드, 글리콜산, L-락타이드, D-락타이드, DL-락타이드, 메조-락타이드, 및 이들의 임의의 광학 활성 이성체, 라세미체 또는 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 멤버를 함유하는 폴리에스테르를 제공하는 것이다.
전술한 폴리에스테르의 바람직한 실시예(폴리에스테르 B라 칭함)는 시트르산, ε-카프로락톤 및 글리콜라이드를 포함하는 것이다. 바로 앞의 폴리에스테르의 바람직한 폴리에스테르(폴리에스테르 C라 칭함)는 폴리에스테르 내의 글리콜라이드에 대한 ε-카프로락톤의 비는 ε-카프로락톤 : 글리콜라이드로 90 : 10 내지 99 : 1이다. 바로 앞의 폴리에스테르의 바람직한 폴리에스테르(폴리에스테르 D라 칭함)는 폴리에스테르 내의 글리콜라이드에 대한 ε-카프로락톤의 비가 ε-카프로락톤 : 글리콜라이드로 97 : 3이다.
또 다른 양태에서 본 발명은 폴리에스테르 A, 폴리에스테르 B, 폴리에스테르 C 또는 폴리에스테르 D를 포함하는 조성물로서, 적어도 하나의 유효 이온발생 아민을 포함하는 하나 이상의 생물활성 폴리펩타이드에 이온적으로 공액결합을 이루며, 조성물에 존재하는 폴리펩타이드 중의 적어도 50 중량%가 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합하는 조성물을 제공하는 것이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 상기 생물활성 폴리펩타이드가 LHRH, 소마토스타틴, 봄베신/GRP, 칼시토닌, 브라디키닌, 갈라닌, MSH, GRF, 아밀린, 타키키닌, 세크레틴, PTH, CGRP, 뉴로메딘, PTHrP, 글루카곤, 뉴로텐신, ACTH, GHRP, GLP, VIP, PACAP, 엔케팔린, PYY, 모틸린, 물질 P, NPY, TSH, 및 이들의 동족체 또는 그 단편(fragments)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 상기 생물활성 폴리펩타이드가 LHRH, 소마토스타틴 및 이들의 동족체 또는 단편으로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 상기 LHRH 동족체가 식 pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-D-Trp-Leu-Arg-Pro-Gly-NH2로 표기되고, 상기 소마토스타틴 동족체가 식H2N-β-D-Nal-Cys-Tyr-Trp-Lys-Val-Cys-Thr-NH2로 표기되고, 상기 소마토스타틴 동족체의 두 개의 Cys 잔기가 서로 결합한 조성물이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 봉(rod) 형태인 조성물이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 상기 봉이 폴리에스터 코팅을 가지는 조성물이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 상기 봉을 코팅하는 폴리에스테르가 흡수성(absorbable) 폴리에스테르인 조성물이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 상기 흡수성 폴리에스테르가 하나 이상의 유리 COOH기를 함유하고 하이드록실기에 대한 카복실기의 비가 1 이상인 폴리에스테르로서, 상기 폴리에스테르가 L-락트산, D-락트산, DL-락트산, 말산, 시트르산, 타타르산, ε-카프로락톤, p-디옥사논, ε-카프로산, 알킬렌 옥살레이트, 사이클로알킬렌 옥살레이트, 알킬렌 숙시네이트, β-하이드록시부티레이트, 치환되거나 치환되지 않은 트리메틸렌 카보네이트, 1,5-디옥세판-2-온, 1,4-디옥세판-2-온, 글리콜라이드, 글리콜산, L-락타이드, D-락타이드, DL-락타이드, 메조-락타이드, 및 이들의 임의의 광학 활성 이성체, 라세미체 또는 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 멤버를 함유하는 폴리에스테르이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 봉을 코팅하는 흡수성 폴리에스테르가 조성물에 포함된 폴리에스테르와 동일한 것이다.
또 다른 양태에서 본 발명은 하나 이상의 유리 COOH기를 함유하고 하이드록실기에 대한 카복실기의 비가 1 이상인 폴리에스테르(폴리에스테르 E라 칭함)로서, 타타르산이 상기 폴리에스테르의 멤버인 조건에서, 상기 폴리에스테르가 L-락트산, D-락트산, DL-락트산, 말산, 시트르산, 타타르산, ε-카프로락톤, p-디옥사논, ε-카프로산, 알킬렌 옥살레이트, 사이클로알킬렌 옥살레이트, 알킬렌 숙시네이트, β-하이드록시부티레이트, 치환되거나 치환되지 않은 트리메틸렌 카보네이트, 1,5-디옥세판-2-온, 1,4-디옥세판-2-온, 글리콜라이드, 글리콜산, L-락타이드, D-락타이드, DL-락타이드, 메조-락타이드, 및 이들의 임의의 광학 활성 이성체, 라세미체 또는 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 멤버를 함유하는 폴리에스테르를 제공하는 것이다.
전술한 폴리에스테르의 바람직한 실시예(폴리에스테르 F라 칭함)는 폴리에스테르가 L-락트산이나 D-락트산을 포함하고; 또는 L-락트산이나 D-락트산 및 글리콜산을 포함하는 것이다. 폴리에스테르 E의 바람직한 실시에(폴리에스테르 G라 칭함)는 폴리에스테르가 타타르산, ε-카프로락톤 및 트리메틸렌 카보네이트를 포함하는 것이다. 바로 앞 폴리에스테르의 바람직한 실시예(폴리에스테르 H라 칭함)는 폴리에스테르 내에서 트리메틸렌 카보네이트에 대한 ε-카프로락톤의 비율이 ε-카프로락톤 : 트리메틸렌 카보네이트로 90 : 10 내지 99 : 1인 것이다. 바로 앞 폴리에스테르의 바람직한 실시예(폴리에스테르 I라 칭함)는 폴리에스테르 내에서 트리메틸렌 카보네이트에 대한 ε-카프로락톤의 비율이 ε-카프로락톤 : 트리메틸렌 카보네이트로 98 : 2인 것이다.
또 다른 양태에서 본 발명은 폴리에스테르 E, 폴리에스테르 F, 폴리에스테르G, 폴리에스테르 H 또는 폴리에스테르 I를 포함하는 조성물로서, 적어도 하나의 유효 이온발생 아민을 포함하는 하나 이상의 생물활성 폴리펩타이드에 이온적으로 공액결합을 이루며, 조성물에 존재하는 폴리펩타이드 중의 적어도 50 중량%가 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합하는 조성물을 제공하는 것이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 상기 생물활성 폴리펩타이드가 LHRH, 소마토스타틴, 봄베신/GRP, 칼시토닌, 브라디키닌, 갈라닌, MSH, GRF, 아밀린, 타키키닌, 세크레틴, PTH, CGRP, 뉴로메딘, PTHrP, 글루카곤, 뉴로텐신, ACTH, GHRP, GLP, VIP, PACAP, 엔케팔린, PYY, 모틸린, 물질 P, NPY, TSH, 및 이들의 동족체 또는 그 단편으로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 상기 생물활성 폴리펩타이드가 LHRH, 소마토스타틴 및 이들의 동족체 또는 단편으로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 상기 LHRH 동족체가 식 pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-D-Trp-Leu-Arg-Pro-Gly-NH2로 표기되고, 상기 소마토스타틴 동족체가 식 H2N-β-D-Nal-Cys-Tyr-Trp-Lys-Val-Cys-Thr-NH2로 표기되고, 상기 소마토스타틴 동족체의 두 개의 Cys 잔기가 서로 결합한 조성물이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 봉 형태인 조성물이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 상기 봉이 폴리에스터 코팅을 가지는 조성물이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 흡수성 폴리에스테르가 하나 이상의 유리 COOH기를 함유하고 하이드록실기에 대한 카복실기의 비가 1 이상인 것으로서, 상기 폴리에스테르가 L-락트산, D-락트산, DL-락트산, 말산, 시트르산, 타타르산, ε-카프로락톤, p-디옥사논, ε-카프로산, 알킬렌 옥살레이트, 사이클로알킬렌 옥살레이트, 알킬렌 숙시네이트, β-하이드록시부티레이트, 치환되거나 치환되지 않은 트리메틸렌 카보네이트, 1,5-디옥세판-2-온, 1,4-디옥세판-2-온, 글리콜라이드, 글리콜산, L-락타이드, D-락타이드, DL-락타이드, 메조-락타이드, 및 이들의 임의의 광학 활성 이성체, 라세미체 또는 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 멤버를 함유하는 것이다.
바로 앞 조성물의 바람직한 실시예는 봉을 코팅하는 흡수성 폴리에스테르가 조성물에 포함된 폴리에스테르와 동일한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 "폴리펩타이드"란 단백질, 펩타이드, 올리고펩타이드 또는 합성 올리고펩타이드를 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 "폴리카복실"이란 예를 들면 말산, 시트르산 및 타타르산과 같이 하나 이상의 카복실기를 갖는 화합물을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 "평균 중합도"란 반복되는 모노머 시퀀스의 수를 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 "유효 이온발생 아민"이란 주변 조건 하에 이온을 형성할 수 있는 적어도 하나의 아민기를 함유하는 폴리펩타이드를 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 "산-말단"이란 산 말단을 갖는 화합물을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 "부분적 산-말단"이란 하이드록실 말단기의 1∼99%가 산-말단된 화합물을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 "완전 산-말단"이란 하이드록실기의 99.9% 이상이 산-말단된 화합물을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 "하이드록시산"이란 하이드록실기 및 카복실기를 함유한 임의의 화합물을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 "모노카복실 하이드록시산"이란 하나의 카복실기와 하나 이상의 하이드록실기를 갖는 유기산을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 "폴리카복실 하이드록시산"이란하나 이상의 카복실기를 갖는 하이드록시산을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 "유기 공비첨가제(organic entrainer)"란 물과 공비하는 유기 액체를 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 "생물활성"이란 생물학적 결과를 유도하거나 거기에 영향을 주는 분자를 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 "반사이클화(acyclize)"란 개환(ring opening)에 의해 일어나는 화학 반응을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 "중축합"이란 두 개 이상의 분자의 축합에 의해 폴리에스테르가 형성되는 반응을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 "흡수성" 폴리에스테르란 물에 불용성인 폴리에스테르로서 생물학적 환졍에서 체인 해리 반응을 함으로써 수용성 부산물을 생성하는것을 가리킨다.
본 발명은
생물학적 상용성을 가지며 생분해성인 폴리에스테르를 균질한 이온성 물질로서 올리고펩타이드, 폴리펩타이드, 펩타이드 및/또는 단백질에 화학적으로 결합시키는 새로운 약재학적 조성물을 제공한다. 상이한 분자량을 갖는 폴리에스테르를 치료제에 화학적으로 결합시킴으로써 조성물의 화학적 특성은 생체 내에서 생물학적으로 활성인 폴리펩타이드의 제어된 단일상 방출에 대한 요구에 더욱 정밀하게 맞추어질 수 있다. 또한 본 발명의 조성물은 치료학적으로 활성인 폴리펩타이드를 더욱 많이 장입할 수 있는 작용기 특성을 가지도록 용이하게 최적화시킬 수 있다.
본 발명의 다른 특징과 이점은 이하에 제시되는 바람직한 실시예의 상세한 설명 및 청구의 범위로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 생분해성 또는 흡수형 폴리에스테르는 소정의 조성과 분자량을 가지는 체인을 형성하도록 구성 성분인 모노머, 코모노머(co-monomer) 또는 코머(comer)를 적절히 선택함으로써 제어된 체인 가수분해성을 제공하고, 생리적 pH에서 순 정전하(net positive charge)를 갖는 올리고펩타이드, 폴리펩타이드 또는 단백질에 대한 최대 결합능력을 나타내도록 원하는 화학적 반응성을 가지도록 되어 있다.
당업자의 능력 범위 내에서, 본 발명의 조성물을 제조하기 위해 세 가지 합성 방법이 도입되는 바, 그것은 다음과 같은 단계를 포함한다: (1) 폴리카복실산-말단 폴리에스테르(polycarboxylic acid-tipped polyester)를 합성하는 단계; (2) 폴리카복실산-말단 폴리에스테르(또는 염기로 처리한 폴리에스테르)와 생물활성 폴리펩타이드의 이온성 상호반응에 의한 폴리에스테르/폴리펩타이드 이온성 공액체를 합성하는 단계; 및 (3) 치료제를 생체 내에서 적어도 7일 동안 방출할 수 있는 삽입물(implants), 봉상체(rod), 미세구체 또는 미립자로 이온성 공액체를 변환하는 단계.
(1) 폴리카복실산-말단 폴리에스테르의 합성
본 발명의 폴리카복실산-말단 폴리에스테르 체인은 2-하이드록시산과 폴리카복실 유기산의 직접 축합, 개환된(acyclized) 산물의 단계-성장식(step-growth) 중합, 락톤 또는 락톤 혼합물의 개환 중합, 또는 폴리카복실 유기산과 예비 성형된 고분자량 폴리에스테르의 작용기 상호교환(functional interchange)과 같은 방법에 의해 합성된다(도 1 참조).
무기 또는 유기금속촉매의 존재 하에 또는 부재 하에 광학적 활성 및/또는광학적 불활성 형태의 2-하이드록시산과 소정량의 폴리카복실 유기산의 직접 축합, 예를 들면 글리콜산, DL-락트산 및 DL-말산의 축합은 인반적으로,건조 질소를 연속적으로 흐르게 하고 교반할 수 있는 장치를 구비한 유리 반응기에서, 폴리카복실 하이드록시산 분획의 존재 하에 모노카복실 하이드록시산 또는 2종 이상의 그 혼합물을 가열함으로써 이루어진다(표 1 참조, 1A형 폴리에스테르로 표기). 일반적으로 상기 중축합은 150∼170℃에서 4∼72시간에 행해진다. 반응 혼합물의 교반은 자석식 교반기에 의하거나, 폴리에스테르를 통과하여 질소를 기포화함으로써 이루어진다. 중축합 반응은 원하는 평균 분자량(용액 점도를 환산하여 산출) 및/또는 산기(acid number)(말단기 적정으로 결정됨)가 얻어질 때까지 계속된다. 말단기 적정에 의한 폴리에스테르 분석은 다음과 같이 행해진다. 폴리에스테르 시료 무게(300mg∼500mg)를 정확히 달고 최소량(10∼30ml)의 아세톤에 용해시킨다. 용해 후, 용액을 벤질알콜(Mallinckrodt, 분석용 시약)을 사용하여 100ml가 되도록 희석하고, 벤질알콜 중의 수산화칼륨 용액(Normalized vs. HCl Standard)를 사용하여 엷은 분홍색 완결점에 도달할 때까지 적정한다(페놀프탈레인). 시료에 대해 사용된 염기용액의 체적(ΔVs)를 용매 블랭크에 대해 사용된 염기의 체적(ΔVo)와 비교하여 폴리에스테르에 대한 산가를 결정한다.
중합반응이 완결되면, 폴리에스테르를 분리하고, 적합한 유기 용액으로부터 수용성 또는 용해화 가능한 저분자량 체인을 제거하기 위해 물 또는 묽은 수산화나트륨 수용액으로 추출한다.
GPC에 의한 폴리에스테르 분석은 다음과 같이 이루어진다. Waters 모델 6000 용매 이송 펌프 및 Dynamax(Rainin) 모델 UV-D 검출기를 사용하는 GPC에 의해 폴리에스테르의 평균 분자량(MW)을 결정한다. 실험은 테트라하이드로푸란(Burdick & Jackson, UV 등급)을 용매로 하여 Jordi Gel DVB 1000Å, 50cmx10mm 칼럼(Jordi Associates)을 사용하고 25℃에서 1.2ml/분의 유속으로 실시하였다. 피크 검출은 220nm에서 1.0 AUFS이었다. 상기 칼럼은 좁은 밴드 폴리스티렌 참고 표준(Polysciences Inc.)를 사용하여 MW=4,000, 9,200 및 25,000에서 보정하였다.
직접 축합 방법의 변형은 유기 동반체(organic entrainer) 및 양이온 교환수지를 축합용 촉매로 사용하는 방법이다(표 1 참조, 1B형 폴리에스테르로 표기). 이 방법은 상기 촉매와 동반체를 제거하기 위해 각각 여과 및 증발 단게를 필요로 한다. 이들 방법으로 제조되는 폴리에스테르의 일반적 예 및 관련되는 분석 데이터를 표 1에 기재한다.
[표 1] 직접 축합 방법으로 제조되는 폴리에스테르
1A형 폴리에스테르
폴리머 # 투입량 중합 조건 산가 ηinh Tg,℃*
1 L-락트산(88%)글리콜산시트르산2 L-락트산(88%)글리콜산말산 35.7gm(0.349M)4.65gm(0.612M)1.75gm(0.0091M)25.6gm(0.25M)19.2gm(0.25M)1.5gm(0.011M) 100℃/0.7시간165℃/17.5시간165℃/22시간 563820 0.240.14 1127
1B형 폴리에스테르
폴리머 # 투입량 중합 조건 산가 ηinh Tg,℃*
3 L-락트산(88%)글리콜산시트르산앰벌리스트촉매비드#15톨루엔4 L-락트산(88%)글리콜산말산앰벌리스트톨루엔 25.6gm(0.25M)19.2gm(0.25M)2.13gm(0.011M)0.5gm150ml25.6gm(0.25M)19.2gm(0.25M)1.5gm(0.011M)100ml 132℃/53시간Dean-Stark 트랩 사용,경사분리, 아세톤 중에서여과, 건조, 물로 세척,진공 건조132℃/68시간Dean-Stark 트랩 사용,경사분리, 여과, 건조,물로 세척, 진공 건조 8421421 0.110.20 1528
* 시료 2∼10mg을 사용하고 질소 분위기 하에서 10℃/분의 가열 속도로
시차주사 열량계(TA 2100 DSC)로 측정하였음
개환된 산물의 단계-성장식 중합에서는 하이드록시산이 고리형 이량체와 반응할 수 있고, 이어서 소정량의 폴리카복실산의 존재 하에 적절한 축합용 촉매, 예를 들면 글리콜산, L-락타이드 및 DL-말산의 존재 하에 또는 부재 하에서 얻어진 개방 체인 시스템의 축합 반응이 허용되며, 이것은 모노카복실 하이드록시산, 2차하이드록시산의 고리형 이량체 및 하이드록시 폴리카복실산의 혼합물을 도입하는 것 외에는 앞에서 기재한 축합공정과 동일하다. 이 방법으로 제조되는 폴리에스테르의 예 및 관련 분석 데이터를 표 2에 종합한다. 고리형 이량체를 물을 사용하여 전처리해 놓을 경우 상기 시스템은 간단한 단계-성장식 중합으로서 처리된다.
[표 2] 개환된 산물의 단계-성장식 중합
II형 폴리에스테르
폴리머 # 투입량 중합 조건 산가 ηinh Tg,℃*
1 L-락타이드 모노머글리콜산말산2 L-락타이드 모노머글리콜산말산 10.0gm(0.07M)10.7gm(0.14M)0.79gm(0.0061M)20.6gm(0.139M)7.1gm(0.093M)1.01gm(0.0075M) 160℃/29시간25℃-155℃/1.5시간155℃/70시간DCM에 용해, 물로 세척하고 진공 하에 건조 12001800 0.210.13 2027
* 시료 2∼10mg을 사용하고 질소 분위기 하에서 10℃/분의 가열 속도로
시차주사 열량계(TA 2100 DSC)로 측정하였음
체인 개시제로서 소정 농도의 하이드록시-폴리카복실산 및 촉매량의 유기 금속촉매, 예를 들면 스태너스 옥토에이트의 존재 하에 L-락타이드, 글리콜라이드 및 DL-말산의 혼합물의 존재 하에 락톤 또는 락톤 혼합물의 개환 중합은 건조 고리형 단량체 또는 고리형 단량체들의 혼합물, 하이드록시 폴리카복실산 및 미량의 스태너스 옥토에이트(톨루엔 중의 0.33M 용액으로 사용됨)를 사용하며, 이것들은 건조한 무산소 분위기 하에 자석식 교반기 또는 기계식 교반기를 구비한 유리 반응기로 옮겨진다. 상기 중합반응은 질소 분위기에서 계속되고, 이어서 원하는 분자량(용액 점도를 환산하여 산출)을 얻을 때까지 적절한 가열반응을 진행한다. 중합반응의 완결 시점에서, 온도를 낮추고 미반응 모노머는 감압 하에 증류시킨다. 이어서 폴리에스테르 매스를 냉각하고 수용성 저분자량 유분을 적합한 유기 용액으로부터 저온 추출에 의해 제거한다. 다음에, 상기 용액을 건조하여 용매를 제거한 다음, 고유 점도를 환산하여 분자량을 산출하고, 말단기 적정 방법으로 산가를 결정한다. 이 방법으로 제조된 폴리에스테르의 예 및 관련 분석 데이터를 표 3에 제시한다.
[표 3] 개환 중합에 의해 제조된 폴리에스테르
Ⅲ형 폴리에스테르
폴리머 # 투입량 중합 조건 산가 ηinh Tg,℃*
1 글리콜라이드L-락타이드말산2 글리콜라이드D,L-락타이드말산3 글리콜라이드D,L-락타이드시트르산4 글리콜라이드D,L-락타이드말산5 글리콜라이드D,L-락타이드1,6-헥산디올 3.22gm(0.028M)10.7gm(0.14M)0.79gm(0.0061M)2.84gm(0.0245M)20.0gm(0.139M)0.876gm(0.00541M)2.84gm(0.0245M)20.0gm(0.139M)1.256gm(0.00654M)8.06gm(0.0694M)10.0gm(0.0694M)0.744gm(0.00555M)8.06gm(0.0694M)10.0gm(0.0694M)0.656gm(0.00555M) 120℃/0.5시간150℃/6시간120℃/11시간120℃/0.5시간180℃/2.5시간130℃/15시간155℃/1시간185℃/2.5시간190℃/2.5시간160℃/13시간180℃/1시간185℃/2시간195℃/7시간120℃/9시간150℃/0.5시간185℃/4시간150℃/1.5시간120℃/3시간 2,1501,20693797010,138 0.79**0.080.100.260.39 3826272330
* 시료 2∼10mg을 사용하고 질소 분위기 하에서 10℃/분의 가열 속도로
시차주사 열량계(TA 2100 DSC)로 측정하였음
** 헥사플루오로이소프로판올 용매 중
바람직하게는 유기 금속촉매의 존재 하에서, 폴리카복실 유기산 또는 하이드록시-다염기성 유기산과 COOH/OH 비율이 1 내지 사실상 제로인 예비 성형된 고분자량 폴리에스테르의 작용기 상호교환은, 예를 들면 85/15 락타이드/글리콜라이드 공중합체(분자량이 5,000 이상이고 COOH/OH ≤1인)와 DL-말산이 스태너스 옥토에이트 준재 하에 용융반응(melt-reaction)하여 C00H/OH ≥1인 저분자량 폴리에스테르를 생성하는 것과 같이, 미량의 스태너스 옥토에이트와 같은 유기 금속촉매 존재 하에 소정량의 폴리카복실산 또는 하이드록시-폴리카복실산과 함께 고분자량 폴리에스테르를 가열하는 단계를 포함한다. 상기 반응물들은 건조 질소 분위기에서 격렬하게 교반하면서 작용기 상효교환이 완결될 때(잔류 미반응 폴리카복실산의 소멸로 측정됨)까지 150℃ 이상으로 가열된다. 사실상, 이것은 생성되는 저분자량 폴리에스테르의 분자량(모세관 점도계를 사용하여 28℃에서의 용액 점도를 환산하여 산출) 및 미반응 폴리카복실산의 존재를 모니터하여 결정된다. 이것은 폴리에스테르 시료를 수계 추출하고, 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 추출물을 분석함으로써 달성된다. 잔류하는 모노머, 이량체, 및 폴리카복실산의 레벨은 Waters 모델 6000 용매 이송 펌프 및 Dynamax(Rainin) 모델 UV-D 검출기(205nm, 1.0 AUFS)를 사용하는 HPLC에 의해 결정되었다. 실험은 Nucleosil C18.5um, 25cmx4.6mm 칼럼을 사용하고 0.025N Na2PO4완충액을 사용하여 pH=3.5{등용매 유량(isocratic flowrate) = 1.0ml/분}에서 행하였다.
개환 중합반응에 관하여 앞에서 설명한 바와 같이, 원하는 폴리에스테르를 분리하고 정제하였다. 이 방법으로 제조한 폴리에스테르의 예 및 관련 분석 데이터를 표 4에 제시한다.
[표 4] 작용기 상효교환에 의해 제조된 폴리에스테르
Ⅳ형 폴리에스테르
폴리머 # 투입량 중합 조건 산가 ηinh Tg,℃*
1 Boehringer A001시트르산** 8gm(50/50 dl-락타이드/글리콜라이드)0.8gm(0.00417M) 150℃/5시간 670 0.26 25
* 시료 2∼10mg을 사용하고 질소 분위기 하에서 10℃/분의 가열 속도로
시차주사 열량계(TA 2100 DSC)로 측정하였음
** 촉매량의 스태너스 옥토에이트(액적 2방울의 0.33M 용액, 약 0.03nmole)
본 발명에서 사용되는 폴리에스테르의 합성에 적합한 모노머로서 그 밖의 것으로는 L-락트산, DL-락트산, ε-카프로락톤, p-디옥사논, ε-카프로산, 트리메틸렌 카보네이트, 1,5-디옥세판-2-온, 1,4-디옥세판-2-온, 글리콜라이드 및 메조-락타이드가 포함된다. 유용한 폴리카복실 체인 개시제 및/또는 체인 개질제의 예로는 말산, 시트르산 및 타타르산이 포함된다.
(2) 폴리카복실산-말단 폴리에스테르 및 생물학적 활성 폴리펩타이드의 이온성 상호반응에 의한 폴리에스테르/폴리펩타이드 이온성 공액체의 합성
전술한 폴리카복실산-말단 생분해성 폴리에스테르는 이용가능한 유효 이온발생 아민기를 가진 모노- 또는 폴리카복실 올리고펩타이드, 폴리펩타이드 또는 단백질과 함께 이온성 분자 공액체를 형성하는 데 사용된다(도 2 참조). 또한, 임의의 폴리에스테르가 예를 들면 0.1N NaOH와 같은 염기로 처리될 경우 폴리펩타이드와 함께 이온성 분자 공액체를 형성할 수 있게 된다. 그러한 처리는 폴리에스테르의 산기(acid groups)를 양이온성 폴리펩타이드와 다중 사이트 이온성 상호반응을 하도록 노출시킨다.
이와 같이, 이들 공액체의 형성은, 염기성 약물에 대한 결합률 용량을 최대화하기 위해 폴리에스테르를 무기 염기로 미리 처리하거나 미처리한 상태로, 적합한 용매 중에서 구성 성분들의 직접적인 분자간 상호반응에 의해 이루어진다. 앞에서 언급한 바와 같이, 이온성 공액체 성분들의 이온성 상호반응은 그것들의 pKa값의 차이 범위 내에서 증가한다.
상기 폴리에스테르는 2% 내지 20% W/V의 농도로 적합한 비양성자성 용매 중에 용해된다. 그러한 용매는 폴리에스테르를 용해시키는 것이 틀림없으나, 동시에 부분적으로 물과도 혼합할 수 있다. 이 목적으로 사용되는 적합한 용매는 테트라하이드로푸란, 아세톤, 및 아세틸렌글리콜 디메틸에테르를 포함한다. 폴리에스테르의 결합 용량을 최대화하기 위해 이러한 용액에 수산화나트륨, 수산화칼륨 또는 수산화암모늄과 같은 염기의 수용액이 첨가된다. 일반적으로 첨가되는 염기의 양은 사용되는 염기성 펩타이드의 상대 음이온(counter anion) 레벨로 표시되는 산의양에 상응한다.
폴리에스테르-염기 조합물을 단시간 혼합한 후, 펩타이드 또는 펩타이드 염의 수용액을 펩타이드/폴리에스테르 부하 레벨이 2% 내지 50% W/W(펩타이드/폴리에스테르)로 첨가한다. 이 혼합물을 소정 시간 동안(3시간 이내) 교반하고, 이어서 용매를 제거하고 생성물을 진공 하에 건조한다. 얻어진 산물을 투여용 제형으로 추가 처리할 수 있다. 얻어지는 약물 조성물은 완전히 이온성 분자 공액체로 민들어진 화학적으로 균일한 조성물로서, 미시적으로나 거시적으로 생분해성 매트릭스 내에 활성 약물이 분산된 영역이 본질적으로 없도록 설계되어 있다. 제조된 이온성 분자 공액체의 예 및 관련된 분석 데이터를 표 5에 제시한다.
[표 5] 이온성 분자 공액체-펩타이드 결합1
사용된 폴리머 펩타이드2 부하 (%) 유지력 (%)
1 50/50 dl-락타이드/글리콜라이드(시판품)산가 = 22,000ηinh= 0.53 IIⅡⅢ 10202020 47257348.5
2 폴리 L-락타이드(시판품)평균 분자량 = 2,000산가 = 850 IⅡ 1020 6240
3 폴리 L-락타이드(시판품)평균 분자량 = 50,000산가 = 2100 I 10 54
4 48/48/4 폴리 d,l-락타이드/글리콜라이드/1,6-헥산디올(방법 Ⅲ)산가 = 10,138ηinh= 0.39 I 20 43
5 49/49/2 폴리 L-락트산/글리콜산/말산(1B 형)산가 = 1400ηinh= 0.20 IIIIIⅡⅢ 10203040502020 1009995.596.099.899.877.5
6 83.3/14.7/2 폴리 L-락트산/글리콜산/시트르산(1A 형)산가 = 563ηinh= 0.24 I 20 96
7 49/49/2 폴리 d,l-락타이드/글리콜라이드/말산(Ⅱ 형)산가 = 1200ηinh= 0.21 IⅢ 2020 9673.9
8 48/48/4 폴리 d,l-락타이드/글리콜라이드/시트르산(Ⅲ 형)산가 = 589ηinh= 0.22 I 10 90
1: 모든 경우에, 공액체는 명세서에 기재된 바와 같이, 용매로서 아세톤,
염기로서 수산화나트륨을 사용하여 형성하였다. 모든 펩타이드는 아세트산염의 형태였다.
2: 펩타이드: I BIM-21003 D-Trp6-LHRH(pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-D-Trp-Leu-Arg -Pro-Gly NH2) pKa=10.1
3: % 유지력(retention): 건조된 폴리에스테르/펩타이드 이온성 공액체를
탈이온수로 세정하고 HPLC에 의해 세정액 중의 용해성 펩타이드를 정량하여 측정하였다.
(3) 치료제를 생체 내에서 적어도 20일 동안 단일상 프로파일로 방출할 수 있는 삽입물, 봉상체, 미세구체 또는 미립자로 이온성 공액체를 변환하는 공정
본 발명의 이온성 공액염은 다음 형태로 벼환될 수 있다: (A) 본질적으로 단일상 프로파일(monophasic profile)에 따라 방출될 수 있는 폴리펩타이드를 1 내지 50중량% 함유하고 약제학적 활성을 1주일 내지 12주일 동안 유지시키는 무균 주사제용 미세구체(microsphere)(처리 조제로서 0.1 내지 10%의 고형 폴리하이드릭 알콜을 갖거나 갖지 않음); (B) 약제학적으로 불활성인 처리 조제와 함께 캐스팅, 프레싱 또는 압출하여 만들어지고, 상기 (A)에 기재된 바와 같은 방출 프로파일을 제공할 수 있는 무균 삽입형 필름; 및 (C) 압출 또는 프레싱하여 만들어지고, 상기 (A)에 기재된 바와 같은 방출 프로파일을 제공할 수 있는 무균 주사용 봉상체(rod). 또한 봉상체는 치료제의 방출 속도에 대한 추가 제어층을 제공하기 위해 폴리에스테르로 코팅될 수 있다. 바람직하게, 상기 봉상체는 흡수성 폴리에스테르로 코팅되고, 더욱 바람직하게는 상기 흡수성 폴리에스테르가 본 명세서에서 정의되는 것이며, 가장 바람직하게는 상기 흡수성 폴리에스터 코팅제가 상기 봉상체에 포함된 폴리에스테르와 동일한 것이다.
시험관 내 방출물 분석:
건조되고 미분한 이온성 공액 물질의 시료 50mg씩을 각각 직경 25mm인 섬광 바이얼에 넣었다. 변성 PBS 완충액(PBS 완충액: Na2HPO42.87gm, NaH2PO40.654gm, NaCl 5.9gm, NaN30.5gm, Q.S. 1.0리터 및 탈이온수; pH=7.27)의 5ml를 각각의 바이얼에 첨가하고, 바이얼을 Lab-Line Orbit Environ-Shaker에 넣고 120 R.P.M. 및 37℃로 선회시켰다. 바이얼을 주기적으로 빼내어 경사 분리하고 새로운 PBS 용액을 채웠다. HPLC에 의해 경사 분리된 PBS 용액으로부터 펩타이드의 방출량을 결정하였다.
이온성 공엑체로부터 펩타이드의 추출;
이온성 분자 공액체의 시료 50mg을 메틸렌클로라이드 20ml에 혼합하였다. 상기 혼합물을 2N 아세트산 50ml, 20ml 및 20ml로 순차적으로 추출하였다. 아세트산 추출액을 합치고 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)에 의해 펩타이드 함량을 분석하였다. HPLC에 의한 펩타이드 분석은 다음과 같다. Waters 모델 M-45 용매 이송 펌프 및 EM Science MACS 700 검출기를 사용하여 파장 220nm 및 1.0 AUFS에서 HPLC 분석을 행하였다. Lichrospher(EM separations) C18, 100Å, 5㎛, 25cmx4.6mm 칼럼을 사용하고 등용매 완충액으로서 30% 아세토니트릴/0.1% TFA를 사용하여 펩타이드를 흐르게 하였다.
하기 데이터는 49:49:2 L-락트산/글리콜산/말산＼D-Trp6[LHRH] (실시예 8), 49:49:2 L-락트산/글리콜산/말산＼소마토스타틴-종양 억제 동족체 (실시예 9), 및 73.5:24.5:2 폴리-L-락타이드/글리콜산/말산:D-Trp6[LHRH] (실시예 10) 이온성 분자 공액체에 대해 28일 기간에 걸쳐 방출된 펩타이드의 양을 나타내는 시험관 내 분석에 대한 구체예(표 6)이다.
[표 6]시험관 내 분석 데이터
분석일 방출된 펩타이드 총량의 백분율
실시예 8 실시예 9 실시예 10
171417212428 5.5%26.9%55.2%84.4%98.6%100%--- 12.5%21.3%47.3%72.2%82.5%98.2%99.6% 11%53%55%60%66%75%---
이온성 공액체 내의 펩타이드 정량
공액체 산물 내의 이온적으로 결합된 펩타이드를 아세톤과 트리플루오로아세트산 0.1M 수용액의 9:1 혼합물 5.7ml 중에 시료 10mg을 용해하여 측정하였다. 상기 용액을 약 25℃에서 약 15∼24시간 선회시킨 후 0.5㎛ 테플론 필터 카트리지를 통해 여과하였다. 이어서 여과액을 HPLC로 펩타이드 함량에 대해 분석하였다. HPLC에 의한 펩타이드 분석은 Millipore 모델 717 Wisp Autosampler, 모델 510 펌프 및 220nm로 설정해 놓은 모델 486 UV 검출기를 사용하여 행하였다. Lichrospher(EM separations) 25cmx4.6mm C18, 5㎛ 100Å 칼럼에서 등용매 eluent 계로서 0.14% 소듐 퍼클로레이트 완충액을 사용하여 분당 1.0ml의 유속으로 펩타이드를 흐르게 하였다. 시험한 시료의 정확한 피크의 면적과 주입시킨 포준 펩타이드의 면적을 비교하여 펩타이드를 정량하였다.
용도
산이 결합된 본 명세서에 기재의 폴리에스테르/폴리펩타이드 이온성 공액체는 어느 것이나 단독으로 또는 약제학적으로 허용 가능한 매체와 조합하여 수용자에게 투여될 수 있다. 치료용 제제를 피하, 근육 내, 비경구, 좌약 또는 비강을 통해 투여하는 것이 편리할 수 있지만, 치료되는 조건에 따라 투여된다. 본 발명의 제형에 있는 조성물의 농도는 투여할 용량 및 투여 경로를 포함하는 여러 가지 요인에 따라 달라질 것이다.
이상과 같은 설명을 이용하여 당업자는 추가의 수고 없이 본 발명을 최대한 활용할 수 있을 것으로 믿어진다. 따라서 다음의 실시예는 단지 예시적인 것으로 간주되어야 하며 어떠한 방식으로도 본 발명의 나머지 내용을 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다.
실시예 1 - 직접 축합 방법 - Amerlyst 15 촉매 하에 50/50 폴리(D,L-락틱-코-글리콜릭)의 합성
자석식 교반기, Dean-Stark 트랩 및 수냉식 응축기를 구비한 둥근 바닥 플라스크에서 D,L-락트산(85% 수계 혼합물; 13.7gm, 0.13몰)을 글리콜산(10gm, 0.13몰)과 혼합하였다. 톨루엔(100ml) 및 Amberlyst 15 비드(100mg)를 첨가하고, 혼합물을 질소 분위기 하에서 72시간 동안 환류시켜 혼합물로부터 물을 제거하였다. 혼합물을 냉각하고, 응고된 산물로부터 톨루엔을 따라낸 다음 생성물을 메틸렌클로라이드(250m)에 용해하였다. 메틸렌클로라이드 용액을 활성탄(Darco, 500mg)으로 처리하고 여과 후 회전식 증발기에 넣고 진공 건조시켰다. 얻어진 폴리에스테르를 40℃에서 고진공(1mm Hg) 하에 추가 건조시켜 백색 분말을 얻었다. (CHCl3내에서의 ηinh=0.3, 산가=2439, Tg=12℃)
실시예 2 - 직접 축합 방법 - Amberlyst 15 촉매 하에 49/49/2 폴리(L-락틱-코-글리콜릭/시트릭)의 합성
앞에서와 동일한 시스템을 이용하여, 둥근 바닥 플라스크에서 L-락트산(88% 수계 혼합물; 25.6gm, 0.25몰)을 글리콜산(19.2gm, 0.25몰), 시트르산 1수화물(2.33gm, 0.011몰), Amberlyst 15 비드(500mg) 및 톨루엔(150ml)과 혼합하였다. 상기 혼합물을 교반하면서 51시간 동안 환류시키고, Dean-Stark 트랩으로 물을 제거하였다. 반고체 상태의 산물로부터 톨루엔을 따라내고 나서 폴리에스테르를 아세톤(300ml) 중에 용해시키고 여과한 후 회전식 증발기로 건조시켰다. 이어서 고체 폴리에스테르를 메틸렌클로라이드 중에 재용해시키고 물로 2회(2x150ml) 세척하여 용해성 올리고머를 제거하였다. 유기 용액을 회전식 증발기로 농축하고 산물을 진공 하에 고르게 건조하여 백색 고체를 얻었다(표 1 참조, 1B형 폴리에스테르, 폴리머 #4).
(CHCl3내에서의 ηinh=0.11, 산가=842, Tg=15℃)
실시예 3 - 단계 성장식 중합 방법 - 말산 촉매 하에 73.5/24.5/2 폴리(L-락타이드-코-글리콜릭/말릭)의 합성
공기 포집 기구를 갖춘 150ml 용량의 원통형 앰플을 사용하여 L-락타이드(20mg, 0.139몰)를 글리콜산(7.1gm, 0.093몰) 및 (d,l)-말산(1.0gm, 0.0075몰)과 혼합하였다. 상히 혼합물을 상기 포집 입구를 통해 질소를 폭기시킴으로써 교반하고(100ml/분), 100분에 걸쳐 25℃ 내지 155℃로 가열하였다. 반응온도를 155℃에 70시간 동안 유지하고 중합반응에서 생성되는 물을 반응기 배출 라인 상의 저온 트랩에서 제거하였다. 70시간 후 반응물을 100℃로 냉각하고 냉각된 스텐레스강 용기에 붓고 응고시켰다. 이어서 고체 폴리에스테르를 메틸렌클로라이드에 용해시키고 용해성 올리고머를 제거하기 위해 물로 2회(2x150ml)세척하였다. 얻어진 유기 용액을 회전식 증발기에서 농축하고 산물을 진공 하에서 완전히 건조하여 백색 고체를 얻었다(표 2 참조, II형 폴리에스테르, 폴리머 #2).
(CHCl3내에서의 ηinh=0.13, 산가=1800, Tg=27℃)
실시예 4 - 개환 중합 방법 - 말산에 의해 개시된 75/25폴리(L-락타이드-코-글리콜라이드)의 합성
건조 질소 분위기 하에서 L-락타이드(12.0g, 0.0833몰), 글리콜라이드(3.21g, 0.0277몰), 말산(0.3042g,0.00227몰), 및 스태너스 옥토에이트 촉매(톨루엔 중에 0.33M, 67㎕, 0.022몰)를 자석식 교반기가 장착된 유리 앰풀에 투입하였다. 상기 계를 N2로 불어내고 앰풀을 밀봉하기 전에 여러 번 진공으로 소기하였다. 이어서 반응물을 140℃에서 용융시키고 180℃, 190℃, 180℃, 및 150℃에서 각각 1시간, 4.5시간, 12시간 및 2시간 동안 가열하였다. 실온으로 냉각한 후, 폴리에스테르를 1mmHg 이하의 진공 하에서 약 1시간 동안 110℃로 재가열하여 모노머를 제거하고, 다시 실온으로 냉각한 후 액화 질소에 침지하고 분리하여 진공 하에 건조시켰다. (CHCl3내에서의 ηinh=0.20, 산가=2560, Tg=39℃)
실시예 5 - 개환 중합 방법 - 시트르산에 의해 개시된 75/25 폴리(L-락타이드-코-글리콜라이드)의 합성
건조 질소 분위기에서 D,L-락타이드(10.0g, 0.0694몰)을 글리콜라이드(8.06g, 0.0694몰), 시트르산(1.07g, 0.00555몰) 및 스태너스 옥토에이트 촉매(톨루엔 중에 0.33M, 84㎕, 0.0278몰)을 자석식 교반기가 장착된 유리 앰풀에 투입하고 진공 하에 밀봉하였다. 반응물을 용융시키고 180℃, 185℃, 195℃, 및 120℃에서 각각 1시간, 2시간, 7시간 및 9시간 동안 가열하였다. 폴리에스테르를 실온으로 냉각하고 액화 질소 중에 침지한 후 분리하고 건조시켰다.
(CHCl3내에서의 ηinh=0.26, 산가=970, Tg=23℃)
실시예 6 - 개환 중합 방법 - 1,6-헥산디올에 의해 개시된 50/50 폴리(D,L-락타이드-코-글리콜라이드)의 합성
전술한 바와 유사한 시스템을 이용하여, 건조 질소 분위기 하에 D,L-락타이드(10.0g, 0.0694몰), 글리콜라이드(8.06g, 0.0694몰), 1,6-헥산디올(0.656g, 0.00555몰), 및 스태너스 옥토에이트(톨루엔 중에 0.33M, 84㎕, 0.0278밀리몰)을 유리 앰풀에 투입하고 이어서 진공 하에 밀봉하였다. 상기 반응물을 150℃, 185℃, 150℃, 및 120℃에서 각각 0.5시간, 4시간, 1.5시간 및 3시간 동안 가열하였다. 생성된 폴리에스테르를 회수하고 건조시켰다(표 3 참조, Ⅲ형 폴리에스테르, 폴리머 #5). (CHCl3내에서의 ηinh=0.39, 산가=10,138, Tg=30℃)
실시예 7 - 작용기 상호교환 방법 - 카복실기를 갖는 50/50 폴리(D,L-락타이드-코-글리콜라이드)의 합성
건조 질소 분위기 하에 50/50 폴리(D,L-락타이드-코-글리콜라이드)(Boehringer A001, 8g), 시트르산(0.8g, 4.16밀리몰), 및 스태너스 옥토에이트(2 방울)을 유리 앰풀에 투입하고 밀봉하였다. 상기 혼합물을 150에서 4시간 동안 가열한 후, 실온까지 냉각하고 액화 질소 중에 침지하고 분리하여 건조시켰다(표 4 참조, Ⅳ형 폴리에스테르, 폴리머 #1). (CHCl3내에서의 ηinh=0.26, 산가=670, Tg=23℃)
실시예 8 - 49:49:2 L-락트산/글리콜산/말산(표 1 참조, 폴리머 #4) 및 D-Trp 6 [LHRH] 이온성 분자 공액체의 합성
49:49:2 L-락트산/글리콜산/말산(직접 축합법으로 합성된 것; Mw=9,500; 산가=1420) 500mg을 아세톤(Nallinckrodt 분석용 시약) 10ml에 용해하였다. 적량의 0.1N 수산화나트륨 용액(1.14ml)을 첨가하고 혼합물을 실온에서 15분간 교반하였다. D-Trp6[LHRH](BIM-21003 펩타이드 I; 염기 함량 87%) 100mg이 물 1.0ml에 용해된 용액을 첨가하고 실온에서 1시간 동안 교반하였다. 이어서, 1차로 40℃ 미만의 온도에서 Rotovap을 사용한 다음, 데시케이터 내에서 1mmHg 진공 하에 실온에서 1시간 동안 처리하여 용매를 제거하였다. 건조된 고형물을 분말화하고 탈이온수 100ml 중에서 교반하고, 여과하여 분리하였다. 수계 여과액을 HPLC로 분석한 결과 용해성 펩타이드를 ＜1mg 함유하는 것으로 밝혀졌다. 고체 물질을 진공 하에 수일 동안 건조시켜 540mg의 백색 분말을 얻었다. 상기 분말을 시험관 내 분석에 사용하였다(표 4 참조, 실시예 #8).
실시예 9 - 49:49:2 L-락트산/글리콜산/말산(표 1 참조, 폴리머 #4) 및 소마토스타틴/종양 억제 동족체 이온성 분자 공액체의 합성
49:49:2 L-락트산/글리콜산/말산(직접 축합법으로 합성된 것; Mw=9,500; 산가=1420) 100mg을 아세톤(Nallinckrodt 분석용 시약) 2ml에 용해하였다. 적량의 0.1N 수산화나트륨 용액(0.32ml)을 첨가하고 혼합물을 실온에서 15분간 교반하였다. 소마토스타틴/종양 억제 동족체(BIM-23014 펩타이드 II; 염기 함량 83%, 아세테이트 함량 9.8%) 20mg이 물 1.2ml에 용해된 용액을 첨가하고, 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반하였다. 이어서, 1차로 40℃ 미만의 온도에서 Rotovap을 사용한다음, 데시케이터 내에서 1mmHg 진공 하에 실온에서 1시간 동안 처리하여 용매를 제거하였다. 건조된 고형물을 분말화하고 탈이온수 20ml 중에서 교반하고, 여과하여 분리하였다. 수계 여과액을 HPLC로 분석한 결과 용해성 펩타이드를 ＜0.05mg 함유하는 것으로 밝혀졌다. 고체 물질을 진공 하에 수일 동안 건조시켜 106mg의 백색 분말을 얻었다. 상기 분말을 미분하여 시험관 내 방출 분석에 사용하였다(표 4 참조, 실시예 #9).
실시예 10 - 73.5:24.5:2 폴리 L-락타이드/글리콜산/말산(표 2 참조, 폴리머 #2) 및 D-Trp 6 [LHRH] 이온성 분자 공액체의 합성
73.5:24.5:2 폴리L-락타이드/글리콜산/말산(개환된 산물의 단계 성장법으로 합성됨; 산기=1800) 800mg을 아세톤(16ml)에 용해하였다. 적량의 0.1N 수산화나트륨 용액(2.8ml)을 첨가하고 용액을 실온에서 20분간 교반하였다. D-Trp6[LHRH](BIM-21003; 염기 함량 87%, 아세테이트 함량 7%) 200mg이 물 2ml에 용해된 용액을 첨가하고 실온에서 90분 동안 교반하였다. 용매를 제거하고 얻어진 1% 이하의 용해성 펩타이드 염의 존재를 나타내는 실시예 8에서와 같이 고형물을 탈이온수 중에서 분말화한다. 분리된 고형물을 진공 하에 4일간 건조하여 백색 불말 839mg을 얻었다. 분말을 미분하고 시험관 내 방출 분석용으로 사용하였다(표 4 참조, 실시예 #10).
실시예 11 - L-락타이드/글리콜라이드/d,l 말산 폴리에스테르(65:33:2)의 펩타이드-폴리머 이온성 공액체 1.50의 형성
실시예 4에서와 같이 개환 중합반응에 의해 공액체(MW=4700 폴리분산도=1.3, Jordi Gel 50x1cm 혼합 선형 베드 칼럼, THF eluent, Wyatt Mini Dawn 광산란 검출기 장착 GPC 사용, dn/dc=0.05, 적정에 의한 산기 1475, Tg=42℃)를 합성하고 아세톤 40ml 중에 용해하였다. 산성기를 0.5M 수산화나트륨 용액 2.0ml로 중화하고 5분간 교반하였다. BIM-23.14(펩타이드 함량 83.7%, 아세테이트 함량 11.5%) 0.5g이 Milli-Q 물 20ml에 용해된 용액을 혼합하면서 폴리머 용액에 첨가하였다. 또한 펩타이드를 첨가하는 동안 침전을 방지하기 위해 추가의 아세톤 40ml를 소량씩 첨가하였다. 투명 무색의 용액을 1시간 교반하고 이어서 진공 하에 건조될 때까지 증발시켰다. 얻어진 백색 고형물을 아세톤 20ml와 Milli-Q 물 2ml의 혼합액에 용해하여 투명한 용액을 형성하였다. 이 용액을 0.2μ 테플론 여과기를 통해 4℃의 Milli-Q 물 500ml이 담긴 빠르게 교반 중인 용기에 주입하였다. 폴리머/펩타이드 복합체상은 물과 접촉하는 즉시 작은 입자로 분리되었다. 슬러리를 4℃에서 30분간 교반한 후, 잔류 아세톤을 감압 하에 제거하고 고형물을 원심분리하여 분리하고, Milli-Q 물 100ml에 재현탁하고 다시 원심분리하였다. 분리된 고형물을 냉동건조법으로 건조하여 1530mg의 백색 자유 유동형 분말을 얻었다. 입자 크기는 2∼ 100㎛ 범위였다. 이온성 공액체의 Tg는 53℃에서 일어나는 것으로 나타났다. 수성 상등액 중의 잔류(비결합) 펩타이드 총량은 HPLC에 의해 63mg인 것으로 밝혀졌다. 초기 펩타이드의 총함량은 원소 질소 분석에 의해 19.9 중량%인 것으로 측정되었다. 공액체로부터 추출 가능한 펩타이드의 백분율은 아세톤/0.1M TFA 추출 기법을 사용하여 16.9 중량%인 것으로 측정되었다. 따라서 얻어지는 공액체는 84.8%이온성(추출 가능한) 특성을 유지한다.
봉상체 전달 시스템 타입 1(CONC2 및 CGC1)
실시예 A-1: 시트르산 개시 97/3 카프로락톤/글리콜라이드 공중합체(CGC1)의 제조
기계식 교반기가 장착된 둥근 바닥 플라스크를 2회의 화염 건조시키고 건조 아르곤으로 배기시켰다. 상기 플라스크에 ε-카프로락톤(1.455몰, 166g), 글리콜라이드(0.08865몰, 10.3g), 시트르산(0.075몰, 14.4g) 및 스태너스 옥토에이트(0.0003몰, 톨루엔 중 0.8M 용액 375㎕)를 투입하였다. 하기와 같은 방법으로 중합반응을 행하였다: 아르곤 기류 하에 상기 투입물을 약 1시간에 걸쳐 실온으로부터 약 150℃로 가열하고 용융 후 약 20분간 교반을 계속하였다(70 rpm). 투입물을 약 150℃에서 약 11.5시간 유지하였다. 중합반응의 종결 시점에서 소량의 미반응 모노머를 진공(약 0.1mmHg) 하에 약 120℃에서 약 15분간 증류하였다. 생성물을 용기에 옮겨 붓고 방치 냉각하였다.
폴리머를 GPC(Mn-3543, Mw=7708), FTIR, DSC(Tm 52.0℃) 및 적정 방법으로 카복실 함량(평균 당량=623Da)에 대해 분석하였다.
폴리머 20gm을 아세톤 50.0ml에 용해하고, 용액을 얼음물 중에서 교반하면서 침전시켰다. 고체 산물을 여과하여 분리하였다.
정제된 폴리머를 GPC(Mn=4214, Mw=9688), DSC(Tm 45.2℃), 및 적정(평균 당량=780)에 의해 분석하였다.
실시예 B-1: 이온성 공액체(CONC1)의 제조
정제된 폴리머(CGC1) 1.5g을 유리 바이얼에서 아세토니트릴 7.5ml에 용해하였다. 다른 바이얼에 LHRH-아세테이트 250.0mg을 증류수 1.5ml에 용해하였다. 용해된 폴리머를 0.45 Acrodisc 시린지 필터를 통해 여과하여 탄산나트륨 83.8mg을 담고 있는 바이얼에 주입하였다(LHRH 아세테이트를 중화하기 위함). 여과된 폴리머 용액으로 LHRH 용액을 적하하여 첨가하였다. 혼입된 용액을 실온에서 약 1.5시간 동안 자석식 교반봉으로 혼합하였다. 상기 용액을 교반중인 액화 질소로 냉각된 이소프로필 알콜(IPA) 중에 적하하여 첨가함으로써 공액체를 침전시켰다. 침전물을 원심분리하여 수집하고 진공 하에 철야 건조하였다. 공액체의 수율은 73.5%였다. 공액체를 DSC(Tm 50.9℃) 및 FTIR로 분석하였다. 상기 물질의 원소분석 결과 질소가 1.81%였다. 이를 기초로 LHRH 함량은 10.0%인 것으로 산출되었다.
실시예 C-1: 봉상체 전달 시스템의 제조
이온성 공액체(0.3978g의 CONC2) 및 폴리머(1.206g의 CGC1)를 부드럽게 연마하여 혼합하고 가열 블록 내에서 약 58℃의 온도에서 용융하였다. 용융된 물질을 혼합하고 나서 18G 모세관 속으로 밀어넣고 방치하여 냉각하였다. 산물을 압출하고 얻어진 봉상체를 적량의 약물을 갖는 길이로 절단하고 무균 10-게이지 나선형 바늘 속에 넣었다(주사 준비상태). 실시예 C-1의 모든 단계는 층류 후드에서 이루어졌다. 봉상체는 2.5%의 LHRH 함량을 가졌다.
봉상체 전달 시스템 타입 2(CONC2 및 CGC1)
실시예 A-2: 시트르산 개시 97/3 카프로락톤/글리콜라이드 공중합체(CGC1)의 제조
실시예 A-1에서 제조한 것과 동일한 폴리머(CGC1)를 이 실시예에서 사용하였다.
실시예 B-2: 이온성 공액체(CONC2)의 제조
실시예 B-1에 기재된 절차에 따라 CONC2를 제조하였다. 원소분석에 의한 질소의 백분율은 2.31%였다. 이를 기초로 산출한 LHRH 함량은 12.76%였다.
실시예 C-2: 봉상체 전달 시스템의 제조
CONC2(0.1854g) 및 정제된 CGC1 0.5565g을 기계적으로 혼합한 후 약 60℃로 가열하였다. 혼합되어 용융된 물질을 18-게이지 모세관 속으로 밀어내고 플런저를 사용하여 사출하였다. 얻어진 봉상체를 적량의 약물을 갖는 길이로 절단하고 무균 18-게이지 나선형 바늘 속에 넣었다(주사 준비상태). 실시예 C-2의 모든 단계는 층류 후드에서 이루어졌다. 봉상체는 3.2%의 LHRH 함량을 가졌다.
봉상체 전달 시스템 타입 3
실시예 A-3: 타타르산 개시 98/2 카프로락톤/트리메틸렌 카보네이트(TMC) 공중합체(CTT1)의 제조
기계식 교반기가 장착된 둥근 바닥 플라스크에 3회의 화염 건조를 실시하고 건조 아르곤으로 배기시켰다. 상기 플라스크에 ε-카프로락톤(1.47몰, 168g), TMC(0.03몰, 3.06g), 타타르산(0.0142몰, 2.134g) 및 스태너스 옥토에이트(0.0003몰, 톨루엔 중 0.8M 용액 375㎕)를 투입하였다. 하기와 같은 방법으로 중합반응을 행하였다: 아르곤 기류 하에 상기 투입물을 약 1시간에 걸쳐 실온으로부터 약 150℃로 가열하고 용융된 혼합물을 계속 교반하였다(60 rpm). 투입물을 약 150℃에서약 9시간 동안 유지하였다. 미반응 모노머를 감압(약 0.1mmHg) 하에 약 100℃에서 약 1시간 동안 증류하였다. 얻어진 폴리머를 용기에 옮겨 붓고 방치 냉각하였다.
폴리머를 GPC로 분석하였다(Mn=13221, Mw=35602).
실시예 B-3: 이온성 공액체(CONCTT1)의 제조
실시예 A-3으로부터의 정제된 폴리머 1.5g을 유리 바이얼에서 아세토니트릴 7.5ml에 용해하였다. 다른 바이얼에 LHRH-아세테이트 250mg을 증류수 1.5ml에 용해하였다. 용해된 폴리머를 0.45 Acrodisc 시린지 필터를 통해 여과하여 탄산나트륨 56.5mg을 담고 있는 바이얼에 주입하였다(LHRH 아세테이트를 중화하기 위함). 여과된 폴리머 용액으로 LHRH 용액을 적하하여 첨가하였다. 혼입된 용액을 실온에서 약 3시간 동안 자석식 교반봉을 사용하여 혼합하였다. 상기 용액을 교반중인 액화 질소로 냉각된 이소프로필 알콜(IPA) 중에 적하하여 첨가함으로써 공액체를 침전시켰다. 침전물을 원심분리하여 수집하고 진공 하에 철야 건조하였다.
공액체의 수율은 81.1%였다. 상기 물질의 원소분석 결과 질소가 2.04%였다. 이를 기초로 LHRH 함량은 11.3%인 것으로 산출되었다.
실시예 C-3: 봉상체 전달 시스템의 제조
CTT1(0.8909g)을 약 55℃에서 용융하였다. 여기에 CONCTT1 0.2250g을 첨가하고, 계 전체를 약 65℃로 가열하였다. 다음에 용융된 시스템을 18-게이지 모세관 속으로 밀어내고 플런저를 사용하여 사출하였다. 얻어진 봉상체를 적량의 약물을 갖는 길이로 절단하고 무균 18-게이지 나선형 바늘 속에 넣었다(주사 준비상태). 실시예 C-3의 모든 단계는 층류 후드에서 이루어졌다. 봉상체는 2.3%의 LHRH 함량을 가졌다.
봉상체 전달 시스템 타입 4
실시예 A-4: 타타르산 개시 94/6 카프로락톤/글리콜라이드 공중합체(CGT6)의 제조
기계식 교반기가 장착된 둥근 바닥 플라스크에 3회의 화염 건조를 실시하고 건조 아르곤으로 배기시켰다. 상기 플라스크에 ε-카프로락톤(1.41몰, 161g), 글리콜라이드(0.09몰, 10.4g), 타타르산(0.005몰, 0.73g) 및 스태너스 옥토에이트(0.0003몰, 톨루엔 중 0.8M 용액 375㎕)를 투입하였다. 다음와 같은 방법으로 중합반응을 행하였다: 아르곤 기류 하에 상기 투입물을 약 1시간에 걸쳐 실온으로부터 약 150℃로 가열하고 용융된 혼합물을 계속 교반하였다(60 rpm). 투입물을 약 150℃에서 약 1시간 동안 유지하고 나서 4시간에 걸쳐 약 180℃로 가열하였다. 반응물을 약 107℃까지 냉각하고 1.5mmHg의 진공 하에 약 1.5시간 동안 두었다. 상기 물질을 용기에 옮겨 붓고 방치하여 냉각시켰다.
폴리머를 수집한 후 DSC(Tm=54.5℃) 및 GPC(Mn=26254, Mw=68101)로 분석하였다.
실시예 B-4: 이온성 공액체(CONCTT2)의 제조
LHRH-아세테이트 및 실시예 A-4의 공중합체를 사용한 것 이외에는 실시예 B-1과 같은 방법으로 CONCTT2를 제조하였다.
실시예 C-4: 봉상체 전달 시스템의 제조
CGT6(1.4g) 및 CONCTT2(0.4779g)을 약 57℃로 가열하고, 냉각한 후 잘게 절단하고, 다시 동일한 온도로 가열하였다. 다음으로, 용융된 시스템을 18-게이지 모세관 속으로 밀어내고 플런저를 사용하여 사출하였다. 얻어진 봉상체를 적량의 약물을 갖는 길이로 절단하고 무균 18-게이지 나선형 바늘 속에 넣었다(주사 준비상태). 실시예 C-4의 모든 단계는 층류 후드에서 이루어졌다. 봉상체는 2.8%의 LHRH 함량을 가졌다.
실시예 D-4: 불활성 공중합체 전구체를 사용한 시스템 C-4 봉상체의 코팅
CGT6(1.4g)을 디클로로메탄 1.5ml 중에 용해하였다. 실시예 C-4에서 얻은 봉상체를 이 폴리머 용액 중에 침지하고 즉시 꺼내어 층류 후드 내에서 주변 조건 하에 건조시켰다.
이상과 같은 설명으로부터 당업자는 본 발명의 본질적인 특징을 용이하게 확인할 수 있을 것이며, 본 발명의 사상과 범위를 일탈함이 없이 본 발명이 다양한 용도와 조건에 적합하도록 여러 가지 변화와 변경을 행할 수 있을 것이다. 그러므로 그러한 다른 실시형태도 본 발명의 청구범위에 포함된다.

Claims (42)

  1. 하나 이상의 유리(free) COOH기를 함유하고 하이드록실기에 대한 카복실기의 비가 1 이상인 폴리에스테르로서,
    시트르산, ε-카프로락톤 및 글리콜라이드가 상기 폴리에스테르의 멤버인 조건에서, L-락트산, D-락트산, DL-락트산, 말산, 시트르산, ε-카프로락톤, p-디옥사논, ε-카프로산, 알킬렌 옥살레이트, 사이클로알킬렌 옥살레이트, 알킬렌 숙시네이트, β-하이드록시부티레이트, 치환되거나 치환되지 않은 트리메틸렌 카보네이트, 1,5-디옥세판-2-온, 1,4-디옥세판-2-온, 글리콜라이드, 글리콜산, L-락타이드, D-락타이드, DL-락타이드, 메조-락타이드, 및 이들의 임의의 광학 활성 이성체, 라세미체 또는 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 멤버를 함유하는 폴리에스테르.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르가 시트르산, ε-카프로락톤 및 글리콜라이드를 포함하는 폴리에스테르.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 중의 ε-카프로락톤 대 글리콜라이드의 비율이 ε-카프로락톤 90 : 글리콜라이드 10 내지 ε-카프로락톤 99 : 글리콜라이드 1인 폴리에스테르.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 중의 ε-카프로락톤 대 글리콜라이드의 비율이 ε-카프로락톤 97 : 글리콜라이드 3인 폴리에스테르.
  5. 적어도 하나의 유효 이온발생 아민(ionogenic amine)을 포함하는 하나 이상의 생물활성 폴리펩타이드에 이온적으로 공액결합을 이룬 제1항에 따른 폴리에스테르를 포함하는 조성물로서,
    상기 조성물에 존재하는 상기 폴리펩타이드 중의 적어도 50 중량%가 상기 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합을 이루는 조성물.
  6. 적어도 하나의 유효 이온발생 아민을 포함하는 하나 이상의 생물활성 폴리펩타이드에 이온적으로 공액결합을 이룬 제2항에 따른 폴리에스테르를 포함하는 조성물로서,
    상기 조성물에 존재하는 상기 폴리펩타이드 중의 적어도 50 중량%가 상기 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합을 이루는 조성물.
  7. 적어도 하나의 유효 이온발생 아민을 포함하는 하나 이상의 생물활성 폴리펩타이드에 이온적으로 공액결합을 이룬 제3항에 따른 폴리에스테르를 포함하는 조성물로서,
    상기 조성물에 존재하는 상기 폴리펩타이드 중의 적어도 50 중량%가 상기 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합을 이루는 조성물.
  8. 적어도 하나의 유효 이온발생 아민을 포함하는 하나 이상의 생물활성 폴리펩타이드에 이온적으로 공액결합을 이룬 제4항에 따른 폴리에스테르를 포함하는 조성물로서,
    상기 조성물에 존재하는 상기 폴리펩타이드 중의 적어도 50 중량%가 상기 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합을 이루는 조성물.
  9. 하나 이상의 유리 COOH기를 함유하고 하이드록실기에 대한 카복실기의 비가 1 이상인 폴리에스테르로서,
    타타르산이 상기 폴리에스테르의 멤버인 조건에서, L-락트산, D-락트산, DL-락트산, 말산, 시트르산, 타타르산, ε-카프로락톤, p-디옥사논, ε-카프로산, 알킬렌 옥살레이트, 사이클로알킬렌 옥살레이트, 알킬렌 숙시네이트, β-하이드록시부티레이트, 치환되거나 치환되지 않은 트리메틸렌 카보네이트, 1,5-디옥세판-2-온, 1,4-디옥세판-2-온, 글리콜라이드, 글리콜산, L-락타이드, D-락타이드, DL-락타이드, 메조-락타이드, 및 이들의 임의의 광학 활성 이성체, 라세미체 또는 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 멤버를 함유하는 폴리에스테르.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 폴리에스테르가 L-락트산 또는 D-락트산을 포함하거나;
    상기 폴리에스테르가 L-락트산 또는 D-락트산과 글리콜산을 포함하는 폴리에스테르.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 폴리에스테르가 타타르산, ε-카프로락톤 및 트리메틸렌 카보네이트를 포함하는 폴리에스테르.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 중의 트리메틸렌 카보네이트에 대한 ε-카프로락톤의 비율이 ε-카프로락톤 : 트리메틸렌 카보네이트로 90 : 10 내지 99 : 1인 폴리에스테르.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 중의 트리메틸렌 카보네이트에 대한 ε-카프로락톤의 비율이 ε-카프로락톤 : 트리메틸렌 카보네이트로 98 : 2인 폴리에스테르.
  14. 적어도 하나의 유효 이온발생 아민을 포함하는 하나 이상의 생물활성 폴리펩타이드에 이온적으로 공액결합을 이룬 제9항에 따른 폴리에스테르를 포함하는 조성물로서,
    상기 조성물에 존재하는 상기 폴리펩타이드 중의 적어도 50 중량%가 상기 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합을 이루는 조성물.
  15. 적어도 하나의 유효 이온발생 아민을 포함하는 하나 이상의 생물활성 폴리펩타이드에 이온적으로 공액결합을 이룬 제11항에 따른 폴리에스테르를 포함하는 조성물로서,
    상기 조성물에 존재하는 상기 폴리펩타이드 중의 적어도 50 중량%가 상기 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합을 이루는 조성물.
  16. 적어도 하나의 유효 이온발생 아민을 포함하는 하나 이상의 생물활성 폴리펩타이드에 이온적으로 공액결합을 이룬 제12항에 따른 폴리에스테르를 포함하는 조성물로서,
    상기 조성물에 존재하는 상기 폴리펩타이드 중의 적어도 50 중량%가 상기 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합을 이루는 조성물.
  17. 적어도 하나의 유효 이온발생 아민을 포함하는 하나 이상의 생물활성 폴리펩타이드에 이온적으로 공액결합을 이룬 제13항에 따른 폴리에스테르를 포함하는 조성물로서,
    상기 조성물에 존재하는 상기 폴리펩타이드 중의 적어도 50 중량%가 상기 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합을 이루는 조성물.
  18. 적어도 하나의 유효 이온발생 아민을 포함하는 하나 이상의 생물활성 폴리펩타이드에 이온적으로 공액결합을 이룬 제10항에 따른 폴리에스테르를 포함하는 조성물로서,
    상기 조성물에 존재하는 상기 폴리펩타이드 중의 적어도 50 중량%가 상기 폴리에스테르에 이온적으로 공액결합을 이루는 조성물.
  19. 제5항에 있어서,
    상기 생물활성 폴리펩타이드가 LHRH, 소마토스타틴, 봄베신/GRP, 칼시토닌, 브라디키닌, 갈라닌, MSH, GRF, 아밀린, 타키키닌, 세크레틴, PTH, CGRP, 뉴로메딘, PTHrP, 글루카곤, 뉴로텐신, ACTH, GHRP, GLP, VIP, PACAP, 엔케팔린, PYY, 모틸린, 물질 P, NPY, TSH, 및 이들의 동족체 또는 그 단편(fragments)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 생물활성 폴리펩타이드가 LHRH, 소마토스타틴, 봄베신/GRP, 칼시토닌, 브라디키닌, 갈라닌, MSH, GRF, 아밀린, 타키키닌, 세크레틴, PTH, CGRP, 뉴로메딘, PTHrP, 글루카곤, 뉴로텐신, ACTH, GHRP, GLP, VIP, PACAP, 엔케팔린, PYY, 모틸린, 물질 P, NPY, TSH, 및 이들의 동족체 또는 그 단편으로 이루어진 군으로부터선택되는 조성물.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 생물활성 폴리펩타이드가 LHRH, 소마토스타틴, 봄베신/GRP, 칼시토닌, 브라디키닌, 갈라닌, MSH, GRF, 아밀린, 타키키닌, 세크레틴, PTH, CGRP, 뉴로메딘, PTHrP, 글루카곤, 뉴로텐신, ACTH, GHRP, GLP, VIP, PACAP, 엔케팔린, PYY, 모틸린, 물질 P, NPY, TSH, 및 이들의 동족체 또는 그 단편으로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 생물활성 폴리펩타이드가 LHRH, 소마토스타틴 및 이들의 동족체 또는 단편으로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 생물활성 폴리펩타이드가 LHRH, 소마토스타틴 및 이들의 동족체 또는 단편으로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 생물활성 폴리펩타이드가 LHRH, 소마토스타틴 및 이들의 동족체 또는 단편으로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 LHRH 동족체가 식 pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-D-Trp-Leu-Arg-Pro-Gly-NH2로 표기되고, 상기 소마토스타틴 동족체가 식 H2N-β-D-Nal-Cys-Tyr-Trp-Lys-Val-Cys-Thr-NH2로 표기되고, 상기 소마토스타틴 동족체의 두 개의 Cys 잔기가 서로 결합된 조성물.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 LHRH 동족체가 식 pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-D-Trp-Leu-Arg-Pro-Gly-NH2로 표기되고, 상기 소마토스타틴 동족체가 식 H2N-β-D-Nal-Cys-Tyr-Trp-Lys-Val-Cys-Thr-NH2로 표기되고, 상기 소마토스타틴 동족체의 두 개의 Cys 잔기가 서로 결합된 조성물.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 LHRH 동족체가 식 pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-D-Trp-Leu-Arg-Pro-Gly-NH2로 표기되고, 상기 소마토스타틴 동족체가 식 H2N-β-D-Nal-Cys-Tyr-Trp-Lys-Val-Cys-Thr-NH2로 표기되고, 상기 소마토스타틴 동족체의 두 개의 Cys 잔기가 서로 결합된조성물.
  28. 제19항에 있어서,
    상기 조성물이 봉(rod) 형태인 조성물.
  29. 제20항에 있어서,
    상기 조성물이 봉(rod) 형태인 조성물.
  30. 제21항에 있어서,
    상기 조성물이 봉(rod) 형태인 조성물.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 봉이 폴리에스테르 코팅을 가지는 조성물.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 봉을 코팅하는 폴리에스테르가 흡수성(absorbable) 폴리에스테르인 조성물.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 흡수성 폴리에스테르가 하나 이상의 유리 COOH기를 함유하고 하이드록실기에 대한 카복실기의 비가 1 이상이며,
    상기 폴리에스테르가 L-락트산, D-락트산, DL-락트산, 말산, 시트르산, 타타르산, ε-카프로락톤, p-디옥사논, ε-카프로산, 알킬렌 옥살레이트, 사이클로알킬렌 옥살레이트, 알킬렌 숙시네이트, β-하이드록시부티레이트, 치환되거나 치환되지 않은 트리메틸렌 카보네이트, 1,5-디옥세판-2-온, 1,4-디옥세판-2-온, 글리콜라이드, 글리콜산, L-락타이드, D-락타이드, DL-락타이드, 메조-락타이드, 및 이들의 임의의 광학 활성 이성체, 라세미체 또는 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 멤버를 함유하는 조성물.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 봉을 코팅하는 상기 흡수성 폴리에스테르가 상기 조성물에 포함되는 폴리에스테르와 동일한 조성물.
  35. 제29항에 있어서,
    상기 봉이 폴리에스테르 코팅을 가지는 조성물.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 봉을 코팅하는 폴리에스테르가 흡수성 폴리에스테르인 조성물.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 흡수성 폴리에스테르가 하나 이상의 유리 COOH기를 함유하고 하이드록실기에 대한 카복실기의 비가 1 이상이며,
    상기 폴리에스테르가 L-락트산, D-락트산, DL-락트산, 말산, 시트르산, 타타르산, ε-카프로락톤, p-디옥사논, ε-카프로산, 알킬렌 옥살레이트, 사이클로알킬렌 옥살레이트, 알킬렌 숙시네이트, β-하이드록시부티레이트, 치환되거나 치환되지 않은 트리메틸렌 카보네이트, 1,5-디옥세판-2-온, 1,4-디옥세판-2-온, 글리콜라이드, 글리콜산, L-락타이드, D-락타이드, DL-락타이드, 메조-락타이드, 및 이들의 임의의 광학 활성 이성체, 라세미체 또는 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 멤버를 함유하는 조성물.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 봉을 코팅하는 상기 흡수성 폴리에스테르가 상기 조성물에 포함되는 폴리에스테르와 동일한 조성물.
  39. 제30항에 있어서,
    상기 봉이 폴리에스테르 코팅을 가지는 조성물.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 봉을 코팅하는 폴리에스테르가 흡수성 폴리에스테르인 조성물.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 흡수성 폴리에스테르가 하나 이상의 유리 COOH기를 함유하고 하이드록실기에 대한 카복실기의 비가 1 이상이며,
    상기 폴리에스테르가 L-락트산, D-락트산, DL-락트산, 말산, 시트르산, 타타르산, ε-카프로락톤, p-디옥사논, ε-카프로산, 알킬렌 옥살레이트, 사이클로알킬렌 옥살레이트, 알킬렌 숙시네이트, β-하이드록시부티레이트, 치환되거나 치환되지 않은 트리메틸렌 카보네이트, 1,5-디옥세판-2-온, 1,4-디옥세판-2-온, 글리콜라이드, 글리콜산, L-락타이드, D-락타이드, DL-락타이드, 메조-락타이드, 및 이들의 임의의 광학 활성 이성체, 라세미체 또는 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 멤버를 함유하는 조성물.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 봉을 코팅하는 상기 흡수성 폴리에스테르가 상기 조성물에 포함되는 폴리에스테르와 동일한 조성물.
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