KR20030008395A - 약제 전달 시스템 및 그것을 이용한 치료 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인체의 환부 주위에 약제을 집중시키는 약제 전달 시스템(drug delivery system) 및 그것을 이용한 치료 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 인위적으로 자성을 부여한 약제를 혈관을 통해 인체에 투여하고 환부(예를 들어, 암조직) 부위에 자장을 걸어 상기 약제가 환부에 집중된 뒤 서서히 방출되도록 하는 시스템 등을 제공한다. 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 약제 전달 시스템은 강자성 또는 페리자성을 가진 입자형의 약제 수단("자성 약제 수단")과, 상기 자성 약제 수단을 혈관에 투여하였을 때 환부 주위에 자장을 발생시켜 상기 자성 약제 수단을 환부에 집중시키는 외부 자장발생 수단을 포함하는 것으로 구성되어 있다.
본 발명의 약제 전달 시스템에 따르면, 적은 량의 약제를 투여하고도 환부 주위에 높은 약제 밀도를 나타내므로 치료효과가 대단히 높아지는 반면에 약제의 전신적인 부작용이나 합병증을 대폭 줄일 수 있다. 또한, 환부 주위에 일단 밀집된 약제들은 환부에 이르는 미세혈관 자체를 폐쇄하여 괴사시키거나 미세혈관의 일부에 충적된 뒤 서서히 방출되므로 한번의 약제 투여에 의해 장기간에 걸쳐 치료를 행할 수 있는 효과가 있다. 이러한 효과는 특히 암세포를 치료하기 위한 항암제에 매우 유용하다.

Description

약제 전달 시스템 및 그것을 이용한 치료 방법 {Drug delivery systems and treatments using them}
본 발명은 인체의 환부 주위에 약제을 집중시키는 약제 전달 시스템(drugdelivery system) 및 그것을 이용한 치료 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 인위적으로 자성을 부여한 약제를 혈관을 통해 인체에 투여하고 환부(예를 들어, 암조직) 부위에 자장을 걸어 상기 약제가 환부에 집중된 뒤 서서히 방출되도록 하는 시스템 및 그의 방법을 제공한다.
인체는 혈액이 주기적으로 순환하면서 조직 및 기관에 산소와 영양분을 공급하고 노폐물을 제거함으로 생명이 유지되는 유기체이다. 또한, 인체의 특정 부위에 발병 현상이 나타나면 백혈구, 임파구 등이 그곳에 집중되어 병원균을 죽임으로써 질병을 치유하게 된다. 과학 문명의 업적중의 하나는 그러한 질병을 치료할 수 있는 다양한 약제를 발명함으로써 수명을 연장시켰다는 사실이고, 지금도 수많은 새로운 약제의 개발이 계속되고 있다. 또한, 이러한 약제를 효과적으로 투여하는 방법 역시 많은 연구가 행해져왔으며, 질병의 종류와 약제의 특성에 따라 그 종류도 매우 다양하다. 그에 관한 몇가지 예를 살펴보면 다음과 같다.
미국특허 제5,372,579호에는 인체의 박동에 맞춰 피부를 통해 약물을 주입하는 방법이 개시되어 있는바, 상기 특허에 따르면, 신체 특정 부위의 혈관상의 피부에 약물 패치(drug patch)를 붙인뒤, 주기적인 박동에 따라 전기영동(electrophoretic)/전기삼투압(electro-osmotic)으로 피부를 통해 약물을 전달함으로써 인체의 자연적인 리듬에 부합하여 약물을 투여한다는 것이다.
미국특허 제5,403,595호에는 니코틴 중독 환자를 치료하기 위한 방법이 개시되어 있는바, 상기 특허에 따르면, 니코틴과 유사한 효과를 보이는 알카로이드계 화합물인 로베린(Lobeline)을 생분해성 고분자내에 포함시킨 조성물을 함유하고 있는 미세입자(microparticle)들로 구성된 전달계를 환자의 피하지방이나 근육내에 주사하여 상기 약물이 서서히 방출되도록 하여 니코틴 중독성을 치료한다고 하고 있다.
미국특허 제6,100,338호에는 구강투여시 특히 흡수력이 강력한 약물 운반체(drug carrier) 및 그것을 함유한 약제 조성물이 개시되어 있는바, 상기 특허에 따르면 폴리 N-알킬아크릴아마이드 또는 폴리 N-알킬메타크릴아미드의 그래프트쇄(graft chain)를 가진 그래프트 공중합체를 약물의 운반체로서 사용하면 구강투여 약물에 있어서 매우 우수한 흡수력을 발휘한다고 하고 있다.
WO99/29302호에는 2단계 추적 방식의 약제 전달 시스템이 개시되어 있는바, 상기 발명에 따르면 이러한 약제 전달 시스템은 그것을 특정 세포나 조직으로 이끄는 세포 추적제가 붙어있는 지질 운반체(lipid carrier)와, 그러한 지질 운반체내에 내포되어 있고 약제를 특정 타겟 세포의 핵으로 이끄는 DNA 추적제가 붙어있는 약제(drug)로 구성되어 있어서, 질병이 발생한 특정 세포 등으로 약제 유도와 특정 타겟 세포의 핵으로 약제 유도를 2원화시켜 약제투여 효과를 높인다는 것이다.
이러한 다양한 방법에도 불구하고 현재까지 완전한 성공에 이르지 못하고 있는 분야 중의 대표적인 것이 암을 치료하는 약제인 항암제 분야이다. 이는 암 자체의 특성에서 비롯되는바, 우선, 암세포는 보통의 세포("정상세포")와 거의 동일하고 다만 급속도로 분열 및 증식한다는 점에서 다르다. 따라서, 대부분의 항암제는 세포내 유전인자의 본체인 핵산의 합성을 억제하거나 핵산에 직접 결합하여 그 기능을 손상시킴으로써 효과를 나타낸다. 그러나, 이들 항암제는 암세포에만 선택적으로 작용하는 것이 아니라 정상세포, 특히 세포분열이 활발한 조직세포에도 손상을 입히기 때문에 골수기능저하, 위장관 점막손상, 탈모 등 여러 부작용이 나타난다. 즉, 일반 항암제 사용의 가장 큰 문제점은 다른 약제와는 달리 특이성이 없어서, 항암제는 분열이나 증식이 빠른 세포에는 모두 작용하므로 정상적으로 세포분열이 왕성한 세포(골수 세포, 위장관 상피세포, 모낭)에도 피해를 입혀 정도의 차이는 있으나 골수억제, 위장장애, 탈모 등의 부작용이 거의 모든 환자에게 발생한다. 다만, 정상세포와 암세포에 대한 항암제의 효과는 질적인 차이라기 보다는 양적인 차이여서 암세포가 좀더 예민하게 반응하므로 많이 파괴되고 또한 정상세포의 재생능력이 빠르기 때문에 치료를 거둘 수 있다.
한편, 정상세포와 암세포의 세포 주기(Cell Cycle)를 도 1을 참조하여 살펴보면, 하나의 세포가 두 개의 세포로 복제되는 과정은 크게 M, G1, S 및 G2로 분리할 수 있다. M은 유사분열에 의해 두 개의 딸세포로 분열이 일어나는 시기이고, G1은 DNA의 복제가 이루어지지 않는 세포 물질대사 기간(준비기)인데, G1상에서 장기간 세포분열이 휴지상태로 있게 되는바 이를 G0(휴지기)라 한다. S는 DNA 량이 2배가 되는 기간이며, G2는 S가 끝나고 M이 시작되기 전의 기간이다. 이러한 세포 순환 주기는 일반적으로 M이 0.5 내지 1 시간, G1이 2시간 내지 무한대, S가 6 내지 24 시간, G2가 2 내지 8 시간이 소요된다. 즉, S, G2, M에 소요되는 시간은 대개 일정하나 G1은 세포에 따라 큰 차이가 있으므로, 세포분열에 소요되는 시간을 결정하는 것은 G1이 된다.
대부분의 항암제는 DNA의 복제, 전사, 번역 과정을 차단하는 작용을 하는데, 그 작용기전과 화학구조에 따라 알킬화제, 대사 길항제, 항암성 항생물질, 식물성 알칼로이드, 호르몬제, 기타 약제 등의 6가지로 분류된다. 또한, 항암제 투여시 실제로 암조직에서 작용하는 약제의 양(C x T)은 약제의 농도(C)와 작용시간(T)에 의해 결정되며, 이 두가지는 인체에서의 약동학적 요인에 의하여 크게 좌우된다. 가장 중요한 약동학적 요인은 약제 용량이지만 그 외에 투여 경로와 흡수, 약제 운반과 체내분포, 대사, 배설 및 약제간의 상호작용 등의 요인들도 중요하다. 또한, 약제 선택시 반드시 고려해야 하는 것으로는 돌연변이에 의한 약제내성을 막기 위하여 이들 약제를 어떻게 조합하고 얼마나 강한 농도로 어떻게 투여할 것인지도 중요하다.
그러나, G1과 같은 기간은 매우 오랫동안 유지될 수도 있으므로, 어떠한 약제도 특정한 조직의 암세포에 특이적으로 작용하여 이를 완전히 박멸하지 못하기 때문에, 일부 암세포가 생존한 상태로 다른 부위로 전위되어 암이 재발하는 경우가 대단히 많다. 예를 들어, 직경 1㎜의 암조직에는 100만개의 암세포가 존재하므로, 그 중의 일부 암세포만이 전이되더라도 암이 재발할 수 있게된다. 그렇다고, 재발 방지를 위해 장시간에 걸쳐 계속적으로 항암제를 투여할 경우에는 앞서 설명한 것과 같은 중대한 많은 부작용이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 일거에 해결하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명의 첫 번째 목적은 일반 항암제와 같은 약제를 환부(예를 들어, 암발생 부위)에 집중시켜 치료 효과를 높일 수 있는 약제 전달 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 두 번째 목적은 환부에 집중된 약제가 환부에 이르는 미세 혈관을 막아 이를 괴사시키는 약제 전달 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 세 번째 목적은 일단 환부에 집중된 약제가 특별한 후속 조치없이도 장시간에 걸쳐 서서히 방출되도록 함으로써 치료 효과를 배가시키는 약제 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 네 번째 목적은 약제가 항암제인 경우에 상기 세 번째 목적에서와 같이 환부(암조직) 주위에 집중된 항암제가 서서히 방출되므로써 분열기에 있지 않은 암세포가 분열기에 접어들었을 때 공격할 수 있는 약제 전달 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기타 목적은 이러한 시스템을 이용하여 환부를 치료하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 정상세포 및 암세포의 분열 및 성숙 변화를 순서대로 보여주는 세포 분화 순서도이고;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 약제 전달 시스템을 사용하는 개략적 구성도이고;
도 3은 본 발명에 따른 효과로서 암조직의 미세혈관에 약제들이 밀집되는 현상을 도시한 개략도이다.
도면의 주요 부호에 대한 설명
100 : 주사기200 : 공급 혈관(feeding vessel)
300 : 암조직400 : 자장발생 장치
500 : 피부600 : 미세혈관
700 : 입자형 자성 약제
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 약제 전달 시스템은 강자성 또는 페리자성을 가진 입자형의 약제 수단("자성 약제 수단")과, 상기 자성 약제 수단을 혈관에 투여하였을 때 환부 주위에 자장을 발생시켜 상기 자성 약제 수단을 환부에집중시키는 외부 자장발생 수단을 포함하는 것으로 구성되어 있다.
본 발명의 약제 전달 시스템에 따르면, 강자성 또는 페리자성을 가진 입자형 약제 수단을 환자의 공급혈관(feeding vessel)에 투여하고 그러한 환부 주위에 외부 자장발생 수단을 위치시켜 상기 약제가 환부 주위로 이동되게 함으로써, 적은 약제를 투여하고도 환부의 약제 밀도를 높여 약제 투여에 따른 효과를 높이는 것이다.
본 발명에 사용될 수 있는 약제의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 항암제와 같이 환부(암세포)에 특이성을 나타내지 못하는 약제, 즉, 정상세포에도 작용하여 정상세포에 악영향을 주는 약제에 특히 유용하다.
입자형 약제에 강자성 또는 페리자성을 부여하여 자성 약제 수단을 제조하는 방법은 다양한 방법들이 가능하다. 예를 들어, 약리효과를 발휘하는 활성성분과 담체로 구성된 일반 입자형 약제에 있어서, (a) 강자성 또는 페리자성을 가진 자성 물질을 담체에 혼합하여 제조하거나, (b) 약제의 외면의 적어도 일부에 상기 자성 물질을 코팅하는, 또는 (c) 활성성분의 화합물 자체에 상기 자성의 금속 이온을 화학적으로 결합시키는 방법을 들 수 있다. 상기 방법(b)에 있어서, 자성 물질의 코팅 방법의 바람직한 예로는 자성물질을 혼합한 생분해성 물질(biodegradable material)로 약제의 외면을 코팅하는 방법이다. 상기 생분해성 물질의 바람직한 예로는 공지된 물질인 지질(lipid)을 들 수 있다. 종래 기술에 따르면 지질로 코팅한 약제는 인체에 전혀 해가 없을 뿐만 아니라 그것이 분해되기까지 일정한 시간이 소요되므로 약제가 혈관을 환부에 도달할 때까지 약제 자체가 자성을 잃지 않게도와주게 된다. 상기 방법(c)에 있어서, 활성성분의 화합물 자체에 자성 금속 이온을 결합시키는 방법은 이온의 형태에서도 자성을 갖는 물질(경우에 따라서는, 이온 상태에서 상대적으로 더 강한 자성을 가진 물질도 포함)을 화합물의 합성시에 화학적 결합에 의해 제조할 수 있다. 다만, 그러한 금속 이온의 화학적 결합에 의해 활성성분이 저하되지 말아야 한다. 기존 약제 중에는 활성성분 자체를 제조할 때 전이금속류의 금속 이온을 사용하여 착화합물(Complex)을 형성하는 경우도 있는바, 그 중 착화합물 형태의 약제가 상기 강자성 또는 페리자성을 가지는 경우에는 본 발명의 자성 약제 수단에 포함된다.
인체내의 미세혈관은 대략 3 내지 7㎛의 직경을 가지고 있다. 따라서, 상기 약제 입자의 최대 직경은 그러한 미세혈관의 최소 직경인 3㎛이어야 하며, 바람직하게는 0.1 내지 2㎛이다.
물질의 자성특성은 원자의 3d나 4f 궤도의 전자의 스핀배열에 기인하는바, 그에 따라, 물질을 상자성(Paramagnetism: 스핀의 배열이 무질서), 강자성(Ferromagnetism: 스핀배열이 한방향으로 평행하게 배열), 페리자성(Ferrimganetism: 스핀이 반평행하게 배열하나 한방향으로의 배열이 우세함), 반강자성(스핀이 완전하게 반평행)으로 구분한다. 그 중 자석과 같은 자장발생 장치에 끌어당겨지는 물질은 강자성체와 페리자성체이고, 상자성체와 반자성체는 끌어당겨지지 않는다. 따라서, 본 발명에 있어서 입자형 약제에 포함되거나 또는 코팅되는 물질은 생체적합성(잔류하더라도 인체에 해롭지 않음)이 있으면서 강자성 또는 페리자성을 가진 물질로서, 대표적인 예로는 철을 들 수 있다. 경우에따라서는, 이러한 물질의 합금형태로서 자성을 띠는 물질이 또한 사용될 수 있다.
상기 자장발생 수단은 자장(magnetic field)을 발생시켜 상기 자성 약제 수단을 환부쪽으로 끌어오는 장치로서 대표적인 예로는 자석과 전자석을 들 수 있다.
자석에는 다양한 종류가 있는데, 그 예로는 알리코 자석, 패라이트 자석, 희토류 자석 등이 있다. 알리코 자석은 잔류 자속밀도(Br)는 높지만 보자력(保磁力)은 그다지 크지않기에 최대 에너지적(BHmax)이 적다. 보자력이 작은 자석은 감자 되기 쉽기 때문에 자기회로가 완성되는 단계에서 착자 작업을 행한다. 이에 반해, 패라이트 자석과 희토류 자석(네오디뮴:Nd계 자석, 사마디움:Sm계 자석, 세륨:Ce계 자석)은 보자력이 크기 때문에 자석단체(單體)로 착자할 수 있다.
전자석은 전류에 의해 자기화(磁氣化)되고, 전류를 끊으면 자기화하지 않은 본래의 상태로 되돌아가는 자석으로서, 코일의 내부에 연철 막대 등을 넣어 전류가 흐르는 동안 막대 자석의 역할을 하게 된다. 전류가 흐르는 도선 주변에는 자기장이 발생하는데, 자기장의 방향은 전선을 중심으로 전류의 진행 방향에 대해 시계 방향으로 나타나며, 이러한 전선을 여러 차례 원통형으로 감고 그 사이에 연철 성분의 막대를 넣으면 전자석이 되는 것이다. 따라서, 전자석은 전선에 전류가 흐르는 동안에만 자장을 발생시킨다.
상기 자장발생 수단은 다양한 형태가 가능한데, 가장 간단한 구조로는 막대형 본체의 단부에 자석 또는 전자석을 설치한 형태를 들 수 있다. 경우에 따라서는, 자장을 집중시킬 수 있는 기타 부가적인 구조도 가능하다. 자장발생 수단에 의해 생성된 자장은 반드시 환부로만 한정될 필요는 없고 환부 주위의 일부 조직내지 기관까지 도달하도록 할 수도 있다. 그것은, 예를 들어, 검사에 의해 확인된 암조직(환부) 이외의 주변 조직 내지 기관에도 암세포가 미세하게 번져있는 경우에 이러한 주변 조직 등에도 항암제가 도달할 수 있도록 하고, 또한 이하에서 설명하는 바와 같이 환부주위로 일단 모여든 약제는 본 발명의 특별한 효과에 의해 서서히 장시간 방출되어 환부에 도달할 수 있기 때문이다.
암세포는 정상세포에 비해 빠르게 증식하는데, 이러한 빠른 증식을 위해서는 산소, 영양분 등의 영양공급이 원활히 이루어져야 한다. 따라서, 이러한 영양공급을 위하여 암세포가 분비하는 신생혈관유도 물질에 의해 암세포 부위에는 새로운 미세혈관(neovascularization)이 집중적으로 발생("자가 증식")하며, 더불어 인체의 방어기전(defense mechanism)에 의해서도 암세포에 백혈구, 임파구 등을 공급하기 위한 새로운 미세혈관이 발생("자기 방어")한다. 본 발명에 따른 시스템에 의해, 상기 자성 약제 수단은 신규 미세혈관을 통해 암세포로 들어가게 된다.
본 발명의 다른 중요한 효과중의 하나는 환부에 이르는 상기 신규 미세혈관을 입자형의 약제들이 막아 환부 조직을 괴사시킬 수도 있다는 것이다. 앞서의 설명과 같이, 약제의 입자의 최대 직경은 미세혈관의 최소 직경보다 작으므로 하나의 입자형 약제로는 미세혈관이 밀폐되지 않지만, 미세혈관의 특정 부위에 입자형 약제들이 충적될 경우에는 혈류를 차단할 수 있게된다. 이러한 충적 현상은 약제 자체만으로 이루어지거나 또는 적혈구, 혈소판 등과 같은 혈액 성분과 함께 응집되어 나타날 수도 있다. 따라서, 환부로의 혈액공급은 차단되고 암세포와 같이 왕성하게 분열 및 증식하는 암세포는 괴사할 수 있다.
본 발명의 또다른 중요한 효과중의 하나는 환부 또는 그 주위에 모인 자성 약제가 서방성(徐放性)을 발휘한다는 것이다. 즉, 본 발명의 시스템을 이용하여 환부 또는 환부 주위의 혈관에 일단 모여든 입자형 약제들이 서서히 방출되어 약리효과가 오랫동안 지속되게 할 수 있다는 사실이다. 이러한 서방성은 특히 항암제의 경우에 매우 유용하다. 앞서 설명한 바와 같이, 대부분의 항암제는 분열기의 암세포에만 작용하지만, 암세포의 순환기를 살펴보면 암세포가 생존하는 상당한 기간은 G1, G2등이다. 따라서, 언제 분열기에 들어설지 모르는 암세포를 항암제로 파괴시키기 위해서는 정상세포에도 독성을 나타내는 항암제를 지속적으로 투여해야 한다는 문제점이 발생한다. 특히, 휴지기 등의 암세포가 다른 부위로 전위되는 경우에는 이를 근본적으로 치료할 수 없게된다. 따라서, 본 발명의 시스템에 따른 특별한 효과인 서방성은 항암제에 의한 암치료에 매우 유용하다고 할 수 있다. 경우에 따라서는, 일정 기간동안 일정한 농도로 서서히 약물이 유리되는 서방형으로 상기 입자형 약제 자체를 만들어 상기 효과를 더욱 증진시킬 수도 있다.
본 발명은 또한 상기 시스템을 사용하여 약제를 환부에 집중시켜 치료하는 방법에 관한 것이다. 즉,
(1) 강자성 또는 페리자성을 가진 입자형의 약제 수단("자성 약제 수단")을 환부쪽으로의 혈류를 가진 혈관에 주입하고,
(2) 외부 자장발생 수단에 의해 환부 또는 그것의 주위에 자장을 발생시켜 상기 자성 약제 수단이 환부 또는 그것의 주위로 집중되도록 하고,
(3) 환부 또는 그것의 주위로 집중된 자성 약제 수단이 환부로 직접 공급되거나, 환부에 이르는 미세혈관의 일부에 충적되어 이를 폐쇄하거나 충적된 상태에서 서방적으로 방출되어 환부에 공급되도록 함으로써 환부를 치료하는 과정을 포함한다.
환부에 자장을 거는 방식은 다양한 형태가 가능한데, 외부 자장발생 장치를 인체의 외부에 위치시켜 간접적으로 환부에 자장을 거는 방식, 내시경을 통해 외부 자장발생 장치를 환부에 직접 위치시켜 자장을 거는 방식 등을 들 수 있다. 후자의 경우는, 위, 폐, 직장 등과 같이 외부로 통할 수 있는 조직 내지 기관에 예를 들어 암이 발생한 경우에 특히 유용하다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 설명하지만 도면에 도시된 내용으로 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
도 2에는 본 발명의 약제 전달 시스템을 구현한 하나의 예가 도시되어 있다. 자성을 띤 입자형 항암제를 식염수 등에 현탁시키거나 유화시켜 주사액(110)을 만들고, 그러한 주사액(110)을 주사기(100)에 넣어 공급혈관(200)에 주입된다. 주사 위치는 가능하면 암조직(300)에 근접한 위치로 하고, 혈류의 방향이 암조직(300)으로 향하는 부위에서 선택한다. 한편, 단부에 자석(410)이 붙어있는 자장발생 장치(400)를 암조직(300)에 가져가 위치시킨다. 도면상에는 인체 피부(500) 위쪽을 누르는 형태로 자석(410)을 암조직(300)상에 위치시키지만, 경우에 따라서는 피부(500)를 절개하여 자석(410)을 암조직(300)에 더욱 근접시킬 수도 있다. 다만, 이 경우 자석(410)이 관통하는 위치에 주사액(110)이 혈액을 따라 흘러가는 공급혈관(200)이 위치하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 그렇지 않으면, 자석(410)에서 발생하는 자장에 의해 자성 약제가 암조직(300) 보다는 자석(410)으로 밀집될 수 있기 때문이다. 암조직(300) 주위에는 공급혈관(200) 또는 그것의 분지 정맥(210)으로부터 많은 미세혈관(600)이 새로이 형성된다. 따라서, 주사기(100)를 통해 공급혈관(200)에 주입된 주사액(110)은 미세혈관(600)을 통해 암조직(300)으로 들어가게 되는데, 주사액(110)이 암조직으로 전달되는 구동력(driving force)은 자석(410)으로부터의 자장에 의해 자성을 가진 약제가 흡인(attraction)되는 힘과 암조직(300)이 영양공급을 받기 위해 혈액을 흡수(absorbtion)하는 힘에 의한다.
도 3에는 미세혈관을 통해 암조직에 자성 약제가 전달되는 현상이 개략적으로 도시되어 있다.
공급혈관(200)을 통해 흐르던 자성 약제(700)는 암조직(300) 주위에 형성된 자장에 의해 암조직(300)쪽으로 연결되어 있는 미세혈관(600)을 통해 암조직(300)으로 더 많이 이동하게 된다. 미세혈관(600)은 공급혈관(200)에 비해 직경 등이 대단히 작고 일부의 지점에서는 직경이 더욱 작아지는 곳도 있다. 따라서, 이러한 미세혈관(600)을 통과하여 암조직(300)으로 유입되는 입자형 자성 항암제(700)는 병목(bottle neck) 현상에 의해 응집되기 쉽다. 즉, 도면에서 보는 바와 같이, 큰 혈류의 공급혈관(200)이 작은 혈류의 미세혈관(600)으로 작아지는 지점(610)이나, 또는 미세혈관(600) 중에 직경이 작아지는 지점(620)에서 자성 약성들(700)이 응집되게 된다.
이러한 응집의 결과, 610 및 620에서와 같이 입자형 자성 항암제(700)의 충적된 공급부를 초래할 수도 있고, 경우에 따라서는 630에서와 같이 미세혈관(600)을 완전히 폐쇄할 수도 있다. 이러한 현상은 암조직(300) 주위의 자장을 제거하더라도 계속적으로 유지될 수 있다. 따라서, 전자(610 및 620)의 경우에는, 충적된 입자형 자성 항암제(700)가 서서히 방출되어 암조직(300)쪽으로 이동하게 되고, 이러한 항암제 자체가 서방형일 경우 그 지속적인 방출효과는 더욱 커져서, 한번의 항암제 투여에 의해 장기적인 치료가 가능하게 된다. 후자(630)의 경우에는 암조직(300)으로의 영양공급을 위한 혈액이 완전히 차단되어, 증식 및 성장 속도가 빠른 암조직(300)으로 스스로 괴사되게 된다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용 등을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형이 가능할 것이다.
본 발명의 약제 전달 시스템에 따르면, 적은 량의 약제를 투여하고도 환부 주위에 높은 약제 밀도를 나타내므로 치료효과가 대단히 높아지는 반면에, 극소량의 약제를 투여함으로써 약제의 부작용이나 그로인한 합병증을 현격히 줄이거나 차단할 수 있다. 또한, 환부 주위에 일단 밀집된 약제들은 환부에 이르는 미세혈관 자체를 폐쇄하여 괴사시키거나 미세혈관의 일부에 충적된 뒤 서서히 방출되므로 한번의 약제 투여에 의해 장기간에 걸쳐 치료를 행할 수 있는 효과가 있다. 이러한 효과는 특히 암세포를 치료하기 위한 항암제에 매우 유용하다.

Claims (10)

  1. 강자성 또는 페리자성을 가진 입자형의 약제 수단("자성 약제 수단")과, 상기 자성 약제 수단을 혈관에 투여하였을 때 환부 주위에 자장을 발생시켜 상기 자성 약제 수단을 환부에 집중시키는 외부 자장발생 수단을 포함하는 구성으로 되어있는 것을 특징으로 하는 약제 전달 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 약제가 항암제인 것을 특징으로 하는 약제 전달 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 입자형 약제에 강자성 또는 페리자성을 부여하여 자성 약제 수단을 제조하기 위하여, 약리효과를 발휘하는 활성성분과 담체로 구성된 일반 입자형 약제에 있어서, (a) 강자성 또는 페리자성을 가진 자성 물질을 담체에 혼합하여 제조하거나, (b) 약제의 외면의 적어도 일부에 상기 자성 물질을 코팅하거나, 또는 (c) 활성성분의 화합물 자체에 상기 자성의 금속 이온을 화학적으로 결합시키는 것을 특징으로 하는 약제 전달 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 자성 물질을 코팅하기 위하여, 자성물질을 혼합한 생분해성 물질(biodegradable material)로 약제의 외면을 코팅하는 것을 특징으로 하는 약제 전달 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 생분해성 물질이 지질(lipid)인 것을 특징으로 하는 약제 전달 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 약제 입자의 최대 직경이 0.1 내지 2㎛인 것을 특징으로 하는 약제 전달 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 자장발생 수단이 자석 또는 전자석인 것을 특징으로 하는 약제 전달 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 자성 약제 수단을, 일정 기간동안 일정한 농도로 서서히 약물이 유리되는 서방형으로 만드는 것을 특징으로 하는 약제 전달 시스템.
  9. (1) 강자성 또는 페리자성을 가진 입자형의 약제 수단("자성 약제 수단")을 환부쪽으로의 혈류를 가진 혈관에 주입하고,
    (2) 외부 자장발생 수단에 의해 환부 또는 그것의 주위에 자장을 발생시켜 상기 자성 약제 수단이 환부 또는 그것의 주위로 집중되도록 하고,
    (3) 환부 또는 그것의 주위로 집중된 자성 약제 수단이 환부로 직접 공급되거나, 환부에 이르는 미세혈관의 일부에 충적되어 이를 폐쇄하거나 충적된 상태에서 서방적으로 방출되어 환부에 공급되도록 함으로써 환부를 치료하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 약제를 환부에 집중시켜 치료하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 환부에 자장을 거는 방식은, 외부 자장발생 장치를 인체의 외부에 위치시켜 간접적으로 환부에 자장을 거는 방식이거나, 또는 내시경을 통해 외부 자장발생 장치를 환부에 직접 위치시켜 자장을 거는 방식인 것을 특징으로 하는 방법.
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