KR20030006788A - 치주질환 치료용 서방출성 고분자제제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 (a)방출 조절성분으로, 카보폴을 20~60 중량% 함유하며 (b)활성성분으로, 치주질환치료용 항생제를 20~60 중량% 함유하며 (c)강도유지를 위한 성분으로, 키토산 부직포를 10~40 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제에 관한 것이다.

Description

치주질환 치료용 서방출성 고분자제제 {Sustained release polymeric preparation for treatment of periodontal disease}

본 발명은 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

치주염을 치료하기 위한 약제들은 주로 연고제 액제 등의 형태로 적용되고있으나 타액에 의해 쉽게 용해 제거되어 지속적인 효과를 기대할 수 없으며 따라서 하루에도 수회씩 약제를 적용해야 하는 불편함이 있었다. 또한 경구투여 제제는 위장관통과 기간동안 음식물의 소화효소 등에 의에 약효가 변화하고 흡수 후 대사에 의한 변화를 받게되어 유효혈중농도에 도달할 수 없는 단점이 있다.

치주염을 치료하기 위해서는 항생제를 투여해야 하는데 전신투여에 의한 부작용 및 낮은 유효농도를 막고자 치주낭에 항생제를 포함한 제제를 투여하는 방법이 여러 가지 제시되었다. 이러한 예로서 에틸비닐아세테이트 공중합체, 히드록시프로필 셀룰로오스, 지질 등의 기제를 이용하여 여기에 항생제를 함유시켜 섬유(fiber), 연고 등의 형태로 치주낭에 적용시켜왔다. 그러나 이들은 타액에 용해되어 항생제가 치주낭에서 유효농도를 일정기간 유지하지 못하거나 유지하더라도 기제가 대부분 비분해성 고분자 소재를 이용하였으므로 이의 제거를 위한 2차 시술을 요하므로 이에 따른 부작용을 안고있는 실정이다. 또한 분해성 고분자로 폴리락트산류를 이용하여 항생제를 함유시킨 예도 있으나 이들은 분해속도가 약효유지기간보다 현저히 느리므로 이 역시 치료기간 이후에 제거를 해주어야 하는 불편함이 있다.

이에 본 발명자들은 이러한 문제점을 개선하여 치은 열구에서 약물이 일정기간동안 유효량이상 유지되며 작용 후에 빠르게 제거되어 2차 시술이 필요 없는 국소적용 서방형 제제를 개발하였다.

본 발명의 목적은 약물이 일정기간 동안 유효농도이상 지속적으로 방출되며 적당한 강도를 갖고 있어서 적용시 편리하고 치주낭 내에서 유연성을 갖기 때문에이물감이 적으며 동시에 적용기간 후에는 빠르게 제거되어 제거를 위한 2차 시술이 필요없는 치주질환치료용 항생제를 함유하는 서방형 고분자 제제를 제공하는 것이다.

도 1는, 실시예 2 (■), 실시예 3 (●), 실시예 1 (▲)의 치주질환 치료용 서방출성 고분자제제로부터 시간 경과에 따라 방출되는 약물의 누적 방출량을 나타낸 그래프이다.

도 2은, 실시예 6 의 치주질환 치료용 서방출성 고분자제제로부터 시간 경과에 따라 방출되는 약물의 누적 방출률을 나타낸 그래프이다.

도 3는, 실시예 5의 치주질환 치료용 서방출성 고분자제제의 체외분해 실험 후 각 시점에 측정된 중량을 나타낸 그래프이다.

본 발명은 (a)방출 조절성분으로, 카보폴을 20~60 중량% 함유하며 (b)활성성분으로, 치주질환치료용 항생제를 20~60 중량% 함유하며 (c)강도유지를 위한 성분으로, 키토산 부직포를 10~40 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제에 관한 것이다. 바람직하게는, 카보폴의 함량이 30~50 중량%, 치주질환 치료용 항생제의 함량이 30~50 중량%, 그리고 키토산 부직포의 함량이 15~30 중량%이다.

본 발명에 따른 국소투여용 서방출형 고분자제제는 고분자를 담체로 이용하여, 치주낭에 국소 적용시에 일정기간(7일) 동안 유효량이상의 약물을 지속적으로 방출하도록 하며, 이때 제제는 치주낭 내에서 빠르게 흡수 제거되어 적용 후에 별도로 제제의 잔류물 제거를 위한 2차 시술이 필요없도록 하는 특징을 갖는다.

본 발명에 방출조절성분으로 사용되는 카보폴은 폴리아크릴 산을 가교시킨 하이드로겔의 한 종류로 치은열구 내액의 존재하에 겔을 형성하면서 녹아서 일정시간이 지나면 치주낭내의 펌핑작용에 의하여 적용 부위로부터 자연적으로 제거된다. 또한 치주낭 내에서 겔을 형성하여 유연성을 갖게 되어 이물감을 최소로 한다.

본 발명에서 방출조절 성분으로 사용되는 카보폴로서는, 카보폴 #934, 940,941, 971, 974 등이 바람직하며, 특히 바람직하게는 카보폴 971P-NF (BF Goodrich Co., USA)를 사용하는 것이다.

본 발명에서 활성물질로 사용되는 치주질환용 항생제로서는 미노사이클린, 테트라 사이클린, 독시싸이클린, 클로로헥시딘, 크린다마이신, 오플록사신, 메트로니다졸, 티니다졸, 케토코나졸 등을 예로 들 수 있다. 상기 약물들은 2종 이상의 혼합물로서도 사용될 수 있다.

본 발명에서 강도유지를 위한 성분으로 사용되는 키토산 부직포는 생분해성 고분자인 키토산을 사용하여 제조한다. 그 제조는 통상의 방법에 따르며 예를들면, 키토산 실을 방사로 제조하여 세절한 후 이를 이용하여 부직포를 제조하는 것이다. 키토산 부직포는 방출조절성분과 활성성분의 고체 분산체의 바깥쪽에 적용됨으로써 키토산에 의해 카보폴의 산이 어느정도 중화되는 기전에 의해 염증반응 및 조직 독성을 감소시키는 효과를 제공할 뿐만아니라 지지체의 역할을 하여 적당한 기계적 강도와 탄성을 갖게 함으로써 투약을 편리하게 한다. 본 발명에 있어서 키토산 부직포의 함량은, 원하는 정도의 약물의 용출율과 기계적 강도및 탄성을 갖도록 적절히 조절될 수 있다.

본 발명의 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제에는 또한, 코팅용 피막물질을 사용하여 제제 표면에 코팅함으로써 용출속도를 추가로 제어할 수도 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 코팅용 피막물질로서는 폴리(엘-락타이드) [Poly(L-lactide)], 폴리글리콜산 [Polyglycolic acid], 키토산, 폴리(락틱-코글리콜산) [Poly(lactic-co glycolic acid)], 에틸셀룰로오스 등을 들 수 있다. 상기 물질들은 2종 이상의 혼합물로 적용될 수도 있다.

또한 본 발명의 제제 표면에 코팅용 피막물질을 코팅할 때 치주질환 치료용 항생제를 분산시켜 함께 코팅하는 방법 등으로, 코팅된 피막물질에 치주질환 치료용 항생제가 함유 또는 분산되어 있도록 함으로써 초기의 약물 방출양을 조절할 수 있다. 이때 코팅된 피막물질에 함유 또는 분산된 치주질환 치료용 항생제의 함량은 코팅피막 중량에 대하여 10~50 중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 20~30 중량%인 것이다.

본 발명의 제제 표면에 코팅된 피막물질의 막 두께는 200~600 ㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 400~450 ㎛인 것이다.

본 발명에 따르는 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제의 제조방법은, a) 방출 조절성분인 카보폴과 항생 활성성분인 치주질환 치료용 항생제와의 혼합분말을 형성시키는 단계, 그리고 b) 형성된 혼합분말을 키토산 부직포로 씌우는 단계를 포함한다. 구체적으로는 a)의 단계가 카보폴과 치주질환 치료용 항생제를 각각 분말상태로 하여 균일하게 혼합하는 단계이며, 그리고 b)의 단계가 상기 혼합물의 양쪽에 키토산 부직포를 위치시키고 프레서로 압착하여 키토산 부직포로 씌우는 단계이다.

상기의 제조방법에서, 상기 코팅용 피막물질을 메틸렌 클로라이드에 녹여서 코팅하는 단계를 더 추가할 수도 있다.

본 발명에서 코팅을 하지 않은 제제의 용출은 보통 3일 정도 지속되고 초기의 속방출이 50%이상으로 커지는 단점을 가지고 있으나 제제의 코팅에 의해서 용출이 1주일 이상 지속되는 제제를 제조하는 것이 가능해 진다.

이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.

실시예 1. 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제의 제조

고분자 카보폴 30 g에 미노사이클린 염산염 30 g을 파우더의 상태로 균일하게 혼합하였다.

키토산 실을 방사로 제조하여 세절하였다. 이를 이용하여 부직포를 만들었다. 이렇게 만든 키토산 부직포 총 15 g을 상기의 혼합분말의 양쪽에 적용하여 프레서로 10 ton의 압력을 주어 펠렛 형태로 제조하여 적용시 잘 부서지지 않는 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제를 제조하였다.

실시예 2. 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제의 제조

실시예 1의 방법을 적용하여 키토산 부직포의 함량은 20 중량%으로 고정하고 방출조절성분인 카보폴과 항생 활성물질인 미노사이클린 염산염의 비를 2:1 즉, 카보폴 40g과 미노사이클린 염산염 20g을 잘 혼합한 후 양쪽에 키토산 부직포 20 중량% (15g)를 함유하도록 하여 펠렛을 제조하였다.

실시예 3. 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제의 제조

실시예 2의 방법을 적용하여 키토산 부직포의 함량은 20 중량%으로 고정하고 방출조절성분인 카보폴과 항생 활성물질인 미노사이클린 염산염의 비를 1:2 즉, 카보폴 20g과 미노사이클린 염산염을 40g을 잘 혼합한 후 양쪽에 키토산 부직포 20 중량% (15g)을 함유하도록 하여 펠렛을 제조하였다.

실시예 4. 코팅용 피막물질로 코팅된 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제의 제조

실시예 1에서 제조한 제제를 얇은 막을 형성할 수 있는 고분자 제제로 코팅하기 위하여 PLGA 50:50 공중합체 1g을 6 ml의 메틸렌 클로라이드에 녹여서 코팅하였고 초기의 지연시간을 줄이기 위하여 코팅기제 내에 항생활성 물질인 미노사이클린 25 중량%를 분산시켜 제조하였다.

실험예 1. 용출실험

실시예 1, 2, 3 및 4에서 제조된 각각의 제제를 200 메쉬(mesh)의 내부로둘러싸인 바스켓에 채운다. 이를 0.1 M HEPES 완충액에 (pH 7.4) 에 넣은 후 진동수조(shaking water bath)에서 37 ℃, 15rpm을 유지시켰다. 일정시간 간격으로 전체 매질 교환(whole media exchange)법으로 샘플을 취해서 UV-흡광도 법으로 272 nm에서 흡광도를 측정하여 용출된 약물량을 계산하고, 실험결과는 각각 도1 및 도2 에 나타내었다.

도 1은 실시예 1, 2, 3에 따르는 제제의 방출조절성분과 항생 활성성분의 비를 다르게 하여 이에 따른 제제의 누적 방출률을 그래프로 나타낸 것이다. 이때 카보폴과 미노사이클린의 비를 2:1 (실시예 2), 1:2 (실시예 3), 1:1 (실시예 1) 로 다르게 적용하였으며 키토산 부직포의 비는 20중량%로 고정하였다. 실험결과, 일정기간 동안 서서히 방출하는 제제가 제조되었음을 확인할 수 있었으며 특히 카보폴과미노사이클린의 비가 1:1인 경우 가장 서서히 방출됨을 확인할 수 있었다.

도 2는 실시예 4에 따르는 제제의 누적 방출률을 보인 것이다. 그래프에서 볼 수 있는 바와 같이 코팅하지 않은 제제보다 약물이 1주일간에 걸쳐서 더욱 서서히 방출됨을 확인할 수 있다.

실험예2. 체외 분해 실험

실시예 1에 의하여 제조된 미노사이클린함유 고분자 제제를 200메쉬의 내부로 둘러싸인 바스켓에 채운다. 이를 라이소짐이 첨가된 0.1M HEPES 완충액에 가하고 진동수조에서 37 ℃, 15rpm을 유지시켰다. 일정시간 간격으로 샘플을 채취하여 동결건조하였다. 분해된 샘플의 무게를 측정하여 분해정도를 계산하고, 그 결과를 도 3으로 나타내었다.

체외 분해 실험 결과 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이 카보폴은 일주일 경과시 다 녹아서 제거되며 키토산 부직포만이 남아 일주일 후면 전체 중량의 70%정도 제거된다. 삼주후에는 키토산 부직포가 서서히 분해되어 약 10%만이 남게 된다. 또한 실제 치주낭에 적용시에 키토산 부직포는 평균 굵기 50㎛정도의 얇은 실을 세절한 것으로 액과 닿는 표면적이 넓어서 빠른 시간내에 분해되어 제거되고 시간에 지남에 따라 풀어져서 치주낭 내를 빠져나와 제거 될 것으로 예상된다.

실험예 3. 섬유아세포 독성 억제능력 평가

계대 배양한 치은 섬유 아세포를 0.25% 트립신-EDTA (Gilco, Grand Island, N.Y. U.S.A.)용액으로 처리한후 원심분리하여 배양액으로부터 세포 부유액을 만들고 표준혈구 계산기를이용하여 1 ×10⁵cell/well 이 되게 하여 마이크로 테스트 플레이트 웰(microtest plate well: 덴마크 너크사 (Nuck) 제품)에 옮겨 접종한 후 배양하였다. 24시간후 배양액을 교환하고 48시간 후 배양액을 제거한 후 항크스 균형염류용액(Hank's balanced salt solution) (Gilco, Grand Island, N.Y. U.S.A.)으로 세척하였다. 실시예 1에서 제조된 제제를 이용하여 제조한 샘플의 용출액을 20㎕를 각 웰에 넣고 배양액을 200㎕가 되게 하였다. 이들을 24시간 배양하고 생리식염수에 용해한 3-(4,5-디메틸 티아졸-2-yl)-2,5-디페닐테트라 졸리움 브로마이드 (MTT)(Sigma , St. Louis, M.O., U.S.A.)를 50㎕씩 첨가하였다. 플레이트를 잘 흔든후 ELISA측정기 (THERMO max, Molecular devices, Bohannon, CA, U.S.A.)로 570nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조군은 시료가 들어있지 않은 α-MEM배양액 웰을 사용하였고 모든 실험결과는 대조군에 대한 백분율로 계산하였다. 그결과는 다음 표 1에의해 제시되는데 보여지는 것처럼 인체의 치은 섬유아세포를 이용한 활성시험에서 섬유아세포의 성장억제는 통계적 유의성이 없었다. 즉 본 발명의 제제가임상적으로 안전함을 확인할 수 있었다.

시료	PDL 세포의 활성(%)	MG63 세포의 활성(%)
1	119.142	100.215
2	134.87	106.304
3	114.102	110.690
4	120.715	96.248

상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제는 구강내 삽입하면 치주 열구에서 약물이 일정기간 유효농도 이상 방출 지속되고 작용 후에는 빠른 시간내에 제거 되어 제거를 위한 재수술이 필요없다. 또 키토산 부직포를 지지체로 적용함으로서 적당한 유연성과 함께 적당한 강도를 갖고 있어 적용이 편리하며 카보폴의 용해시 나오는 산을 중화하여 염증반응 및 세포독성을 저하할 수 있다. 또한 치주낭 내에서는 겔을 형성함으로 이물감이 없어서 치주 질환 치료에 적합한 특징을 갖는다.

Claims (14)

1. (a)방출 조절성분으로, 카보폴을 20~60 중량% 함유하며 (b)활성성분으로, 치주질환치료용 항생제를 20~60 중량% 함유하며 (c)강도유지를 위한 성분으로, 키토산 부직포를 10~40 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제.
2. 제1항에 있어서, 카보폴의 함량이 30~50 중량%, 치주질환 치료용 항생제의 함량이 30~50 중량%, 그리고 키토산 부직포의 함량이 15~30 중량%인 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제.
3. 제1항에 있어서, 카보폴이 카보폴 934, 940, 941, 971 및 974로 이루어진 군중에서 선택된 1종 이상의 성분임을 특징으로 하는 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제.
4. 제1항에 있어서, 치주질환 치료용 항생제가 미노사이클린, 테트라 사이클린, 독시싸이클린, 클로로헥시딘, 크린다마이신, 오플록사신, 메트로니다졸, 티니다졸, 케토코나졸로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분인 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제.
5. 제1항에 있어서, 코팅된 피막물질을 더 포함하는 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제.
6. 제5항에 있어서, 코팅된 피막물질이 폴리(엘-락타이드), 폴리글리콜산, 키토산, 폴리(락틱-코글리콜산), 에틸셀룰로오스로 이루어진 군중에서 선택된 1종 이상의 성분으로 이루어진 것인 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제.
7. 제5항에 있어서, 코팅된 피막물질에 치주질환 치료용 항생제가 함유되어 있는 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제.
8. 제7항에 있어서, 코팅된 피막물질에 함유된 치주질환 치료용 항생제의 함량이 코팅피막 중량에 대하여 10~50 중량%인 것인 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제.
9. 제8항에 있어서, 코팅된 피막물질에 함유된 치주질환 치료용 항생제의 함량이 코팅피막 중량에 대하여 20~30 중량%인 것인 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제.
10. 제5항에 있어서, 코팅된 피막물질의 막 두께가 200~600 ㎛인 것인 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제.
11. 제5항에 있어서, 코팅된 피막물질의 막 두께가 400~450 ㎛인 것인 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제.
12. a) 방출 조절성분인 카보폴과 항생 활성성분인 치주질환 치료용 항생제와의 혼합분말을 형성시키는 단계, 그리고 b) 형성된 혼합분말을 키토산 부직포로 씌우는 단계를 포함하는, 제1항의 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제를 제조하는 방법.
13. 제12항에 있어서, a)의 단계가 카보폴과 치주질환 치료용 항생제를 각각 분말상태로 하여 균일하게 혼합하는 단계이며, 그리고 b)의 단계가 형성된 혼합분말 의 양쪽에 키토산 부직포를 위치시키고 프레서로 압착하여 키토산 부직포로 씌우는 단계인, 제1항의 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제를 제조하는 방법.
14. 제12항 및 제13항에 있어서, 코팅용 피막물질을 메틸렌 클로라이드에 녹여서 코팅하는 단계를 더 포함하는, 제1항의 치주질환 치료용 서방출형 고분자 제제의 제조 방법.