KR20030020294A - 분말 조성물 - Google Patents

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KR20030020294A
KR20030020294A KR1020027016801A KR20027016801A KR20030020294A KR 20030020294 A KR20030020294 A KR 20030020294A KR 1020027016801 A KR1020027016801 A KR 1020027016801A KR 20027016801 A KR20027016801 A KR 20027016801A KR 20030020294 A KR20030020294 A KR 20030020294A
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유-펀 마아
루 자오
스티븐 조셉 프리스트렐스키
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파우더젝트 백신, 인코포레이티드
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Abstract

백신으로 이용하기에 적합한 겔-형성 유동분말(gel-forming free-flowing powder)을 항원이 흡착된 알루미늄염 또는 칼슘염, 당류, 아미노산 또는 그의 염, 및 콜로이드성 물질을 포함하는 수성 현탁액을 분무건조 또는 분무 동결건조하여 제조하였다. 또한, 백신에 적합한 분말을 항원이 흡착된 어쥬번트를 포함하는 수성의 현탁액을 분무 동결건조하여 제조하였다. 아울러, 본 명세서에는 이러한 분말 조성물의 제조방법 및 예방접종에의 조성물의 이용방법이 기술되어 있다.

Description

분말 조성물{Powder Compositions}
의약제제(pharmaceutical agent)의 표피로의 전달력 또는 표피를 통과하는 전달(경피 전달)력은 경구 또는 비경구 전달 기술에 비해 많은 장점을 제공한다. 특히, 경피전달은 기존의 투여 시스템을 대체하여, 경구전달(예를 들면, 다양한 흡수와 대사속도, 위장 염증 및/또는 속쓰림, 또는 약물(drug)의 불쾌한 맛) 또는 비경구 전달(예를 들면, 주사의 고통, 처치되는 개체의 감염 위험성, 또는 주사바늘과 관련한 사고와 사용한 주사바늘의 처리에 의해 일어나는 건강관리 종사자들의 오염 위험성 또는 감염 위험성)과 관련된 주요한 문제점들을 회피할 수 있는, 안전하고 편리하며 세균감염의 위험이 없는(noninvasive) 시스템을 제공한다.
그러나, 이러한 명확한 장점에도 불구하고, 경피전달은 본래의 많은 문제점을 가진다. 피부를 통한 수동적인 전달은 약물을 혈액 또는 림프 시스템으로 진입시키기 위한, 각질층, 다양한 표피, 유두진피, 모세혈관 벽을 포함하는 구조적으로 다른 다수의 조직을 통한 분자이동을 필수적으로 수반한다. 그러므로, 경피전달 시스템은 각 종류의 조직에 나타나는 다양한 내성(resistance)을 극복할 수 있어야만 한다.
전술한 관점에서, 수동적인 경피 전달법에 대한 다수의 대체방법들이 발전되어 왔다. 이들 대체방법들은 전리요법(iontophoresis), 전기용출 (electroporation) 또는 초음파(ultrasound) 같은 비화학적 방법 뿐만 아니라, 피부 투과성을 증가시키는 피부침투 강화제(skin penetration enhancing agent) 또는 "투과 강화제(permeation enhancer)"의 이용을 포함한다. 그러나, 이들 대체방법들은 종종 피부염증 또는 피부감작 등의 그들만의 독특한 부작용을 야기시킨다. 그러므로, 전통적인 경피 전달방법에 의하여 안전하고 효과적으로 투여될 수 있는 물질의 범위(spectrum)는 여전히 제한되어 있다.
최근, 피부 또는 경피로 정해진 양의 분말(즉, 약물을 포함하는 고상(solid) 입자)을 분출하는 무바늘 주사기를 이용한 새로운 경피 약물전달 시스템이 보고되었다. 특히, 벨하우스(Bellhouse) 등의 미국특허 제 5,630,796호는 초음속의 가스 순환을 따라 이동할 수 있는 약제 입자를 전달하는 무바늘 주사기를 기술하고 있다. 무바늘 주사기는 분말형 약물 화합물과 조성물의 경피로의 전달을 위하여, 살아있는 세포내로의 유전물질(enetic material)의 전달(예를 들면, 유전자 요법)을 위하여, 또한, 피부, 근육, 혈액, 또는 림프로의 생약제의 전달을 위하여 이용된다. 또한, 무바늘 주사기는 약물과 생물제제(biologic)를 기관표면, 고형 종양및/또는 외과적 강(surgical cavity, 예를 들면 종양절제 후의 종양병상 또는 강)으로 전달하는 외과적 수술과 관련되어 이용된다. 이론적으로는, 이러한 장치(device)를 이용하면 고상의 미립자 형태로 제조된 어떤 약제 물질이라도 실제적으로 안전하고 쉽게 전달할 수 있다.
이러한 새로운 시스템을 이용한 운반과 특별히 관련이 있는 약학 분야의 한 영역은 백신 조성물 영역이다. 적합한 백신은 항원이 흡착된 염 어쥬번트(adjuvant)을 포함한다. 이러한 조성물은 당 분야에 잘 알려져 있으며(참조: 미국특허 제 5,902,565호), 어쥬번트가 백신의 면역력을 강화시키기 때문에 유리한 잇점이 있다.
그러나, 어쥬번트 백신의 저장 및 운송에는 문제점이 존재한다. 염 어쥬번트로 구성된 상업용 백신 조성물은 백신의 손상 없이는 동결시킬 수 없다. 또한, 현재 일반적인 백신 저장기술의 하나로 이용되고 있는 동결건조는 조성물로 구성된 염 어쥬번트에는 이용할 수 없다. 선행기술은 동결건조가 백신 조성물의 겔 구조 파괴의 원인이 되어, 결과적으로, 물에 재현탁할 때 어쥬번트 염의 침전 및 응집을 발생시킨다고 보고하고 있다(참조: Warrenet al, 1986, Annu. Rev. Immunol. 4: pages 369-388; Alvinget al, Ann. N.Y. Acad. Sci. 690: pages 265-275). 동결건조는 조성물에 포함된 수분의 결정화를 야기하며, 결과적으로, 동결 농축영역으로 알려진 특이영역에서 용질의 농축을 야기시킬 것이 확실하다. 이러한 동결 농축 영역에서는, 어쥬번트 염 입자들이 서로 근접하게 회합하고, 척력(repulsive force)에 대항하여 결과적으로 응집되게 된다. 염이 응집하면 원래의 현탁액으로재생될 수 없다. 이러한 효과는 백신의 면역력을 현저하게 감소시키며, 전기 사실은 2년 동안 4℃에 저장된 후 동결건조된 알루미늄(alum)-흡착 헤파티티스 B 표면 항원(HBsAg)의 면역력이 완전히 손실되었다는 기록을 통하여 증명된다(참조: Diminskyet al, Vaccine, 18: pages 3-17).
따라서, 어쥬번트 백신 조성물의 저장을 위한 대체방법을 위하여, 동결건조와 관련된 응집현상을 해결하고 면역력을 최대한 보유하도록 하는 것이 요구된다. 백신은 긴 저장기간이 기본적으로 충족되어야 하고, 상기에서 언급된 새로운 경피 약물운반 시스템 및 기존의 백신접종 기술에도 이용할 수 있어야 한다. 따라서, 동결건조의 효과적인 대체방법의 제공은 상업적으로 상당히 중요하다. 또한, 백신은 무바늘 주입(needleless injection)에 적합한 형태로 생산되어야 한다. 무바늘 주입을 위해서는 백신 조성물이 분말형태이고, 분말 내 각 입자는 경피운반에 적합한 크기와 강도를 가지며, 재현탁시에 겔을 형성하는 능력을 가져야 한다.
상기에서 기술한 종래의 동결건조 기술의 대체방법은 알루미늄 어쥬번트의 안정성을 증가시키기 위하여 백신 조성물에 첨가물(additive)을 가한다. 미국특허 제 4,578,270호는 알루미늄 겔 구조를 부분적으로 보유하기 위하여, 대량의 덱스트란 및 단백질을 첨가한다. 그러나, 첨가된 대량의 단백질은 알루미늄 겔의 백신 항원을 대신하며, 게다가 대부분의 경우에는 면역원이 되어 백신항원의 면역반응을 약화시키는 결과를 가져온다.
또한, EP-B-0130619는 라이오필(lyophilised) 또는 동결건조, 백신제제를 위한 안정제의 첨가에 관한 내용을 기술하고 있다. 헤파티티스 B 백신의 라이오필제제는 상기에서 기술된 안정제 및 알루미늄 겔에 흡착된 불활성 정제 헤파티티스 B 바이러스 표면 항원을 포함한다. 이러한 안정제는 적어도 하나의 아미노산 또는 그의 염, 적어도 하나의 당류 및 적어도 하나의 콜로이드성 물질로 구성되어 있다. 일반적으로는 0.1% 미만(중량)의 가장 낮은 농도의 알루미늄 염 어쥬번트가 이용된다. 그러나, 상기 문헌은 단지 헤파티티스 B 백신에 관한 것으로, 비-면역원-특이적인 일반적인 방법을 개시하지는 않았다.
면역원이 흡착된 알루미늄 염을 포함하는 동결건조 백신제제는 미국특허 제 5,902,565호에 개시되어 있다. 전기 문헌에서, 즉시-분비 제제는 항원이 흡착된 알루미늄 염을 포함하는 수성 현탁액을 분무-건조방법으로 제조되었다. 전기 사실에 관련된 유일한 실시예인 실시예 1에서 제조된 중심체(microsphere)는 3㎛정도의 직경 크기범위를 가진다. 미국특허 제 5,902,565호에 따르면, 안정화를 위해서 어떤 다른 물질을 첨가하지 않아도 분무건조하는 동안에 알루미늄 겔의 겔-형성 특성이 완벽하게 보유된다(일반적으로 1 내지 10 ㎍/㎖의 백신 항원의 최소량은 별도). 분무건조 분말에 수분을 가하면, 초기물질과 유사한 침전특성을 가지는 전형적인 겔이 즉각 형성된다.
본 발명은 백신 조성물에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 무바늘 주사기 시스템을 이용한 경피(transdermal)로의 입자운반에 적합한 백신 조성물에 관한 것이다.
도 1은 분무 동결건조 기술을 이용하여 건조하기 전(ⅰ) 및 건조한 후(ⅱ)의 물로의 재현탁시 알루미늄 겔에 흡착된 HBsAg의 입자크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 2는 종래의 동결건조 기술을 이용하여 건조하기 전 및 건조한 후의 알루미늄 겔에 흡착된 HBsAg의 입자크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 분무 동결건조(SFD) 또는 동결건조(FD)를 이용하여 건조시킨 HBsAg가 흡착된 알루미늄 백신의 마우스로의 주입에 의한 면역원성(immunogenicity) 연구결과이다. FD 분말은 다른 크기 분류별로 나누어서 면역원성을 시험하였다. 알루미늄이 서로 다른 두개의 SFD 제제를 시험하였다.
도 4는 바늘을 이용한 근육내 주입 또는 분말 전달장치를 이용한 표피 분말 면역법으로 면역화시킨 마우스에서의 세 개의 다른 분무 동결건조 분말의 면역원성 연구결과이다.
도 5는 기니아피그에서 분무 동결건조된 디프테리아-파상풍 유독소 백신의 면역원성 연구결과이다. 직경이 20-38㎛ 및 38-53㎛인 분무 동결건조 분말을 분말 전달장치를 이용하여 피부 복부내에 투여하였다.
본 발명을 자세히 기술하기 전에, 본 발명이 실시화된 조성물 또는 제조방법이 다양한 매개 변수로 제한되는 것이 아님을 분명히 하고자 한다. 또한, 본문에 사용된 용어 역시 오직 본 발명의 실시태양을 구체적으로 기술하기 위한 것일 뿐, 그것으로 제한하기 위한 것이 아님을 명백히 한다.
모든 출판물, 특허 및 상기 또는 하기의 본문에 인용된 특허출원 문헌은 온전한 상태로 본문에 참고 자료로 개시되었다.
본 명세서와 첨부의 청구항에 사용된 단수 형태 "a", "an", 및 "the"는 범위가 분명히 지정되지 않았다면, 복수의 대상을 포함하고 있다는 것에 주의해 주길 바란다. 그러므로, 예를 들면, "입자(particle)"는 두 개 이상의 입자의 혼합물을 포함하고, "부형제(excipient)"는 두 개 이상의 부형제를 포함하며, 비슷한 다른 것들 모두 이와 같다.
A. 정의
특별히 정의되지 않았다면, 본문에 사용된 기술적이고 과학적인 모든 용어들은 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구라도 공통적으로 이해하는 의미를 가진다. 본 명세서에 기술된 것과 유사하거나 또는 동일한 여러가지 방법 및 재료를 본 발명의 실험에 이용할 수 있지만, 본 명세서에서는 선호되는 방법 및 재료를 기술하고 있다.
본 발명의 기술에서, 하기의 용어가 사용되었고, 하기와 같이 정의한다. 하나 이상의 에피토프(epitope)로 구성된 분자를 의미하는 항원은 세포 항원-특이 면역반응 또는 체액성 항체반응을 유도하기 위해 숙주의 면역계를 자극할 수 있다. 따러서, 항원은 항원 단백질 단편, 올리고당류(oligosaccharide), 다당류등을 가지는 폴리펩티드를 포함한다. 추가로, 항원은 어느 알려진 바이러스, 세균, 기생충, 식물, 원생동물 또는 곰팡이로부터 유도된 것일 수도 있고, 완전한 조직일 수도 있다. 또한, 항원은 종양 항원을 포함한다. 유사하게, DNA 면역원과 같은 항원을 발현하는 올리고뉴클레오티드 또는 폴리뉴클레오티드도 또한 항원의 정의에 포함된다. 또한, 예를 들면, 폴리에피토프, 측면(flanking) 에피토프 및 다른 재조합 또는 합성된 유도항원도 합성항원에 포함된다(참조: Bergmannet al.(1993)Eur. J. Immunol. 23:2777-2781; Bergmannet al.(1996)J.Immunol. 157:3242-3249; Suhrbier, A.(1997)Immunol. and Cell Biol. 75:402-408; Gardneret al.(1998) 12thWorld AIDS Cinference, Geneva, Switzerland, June 28-July 3, 1998).
본 발명의 흡착된 항원을 가지는 어쥬번트는 일반적으로 하나 이상의 첨가물, 예를 들면 담체, 운반체 및/또는 부형제와 함께 결합한다. "담체(carrier)", "운반체(vehicles)" 및 "부형제(excipients)"는 일반적으로 비독성이며, 조성물의 다른 성분과 유독한 상호작용을 하지 않는 완전히 불활성화된 재료를 의미한다. 일반적으로 이용하는 "부형제"의 실례는 단당류, 이당류, 사이크로덱스트란 및 다당류(예, 덱스트로스, 슈크로스, 락토스, 트레할로스, 라피노스, 만니톨, 솔비톨, 이노시톨, 덱스트란 및 말토덱스트란)을 포함하는 약학등급의 탄수화물; 전분; 셀룰로스; 염(예, 소디움 또는 칼슘 포스페이트, 칼슘 설페이트, 마그네슘 설페이트); 시트르산; 타르타르산; 글리신; 고분자 폴리에틸렌글리콜(PEG); 플루오닉스; 계면활성제; 및, 그들의 조합을 포함한다. 일반적으로, 담체 및/또는 부형제는 약 0.1 내지 99%(중량) 범위의 양을 이용하였다.
본문에 사용된 용어 "분말(powder)"이란 무바늘 주사기 장치에 의해 경피로 전달되는 실질적인 고상 입자로 구성된 조성물로 정의한다. 분말로 구성된 입자는 평균 입자크기, 평균 입자밀도, 입자형태(예를 들면, 입자의 공기역학적 모양과 입자 표면의 특성), 및 입자의 침투에너지(P.E.)를 포함하지만, 그것으로 제한되지는않는 다수의 매개 변수에 기초하여 특성화될 수 있다.
본 발명의 분말의 평균 입자 크기는 매우 다양하지만, 일반적으로는 0.1 내지 250 μm, 구체화하면, 10 내지 100 μm, 보다 전형적으로는, 20 내지 70 μm이다. 분말의 평균 입자 크기는 현미경 기술(그룹의 통계적인 수치를 측정하기 보다는 직접적이고 개별적으로 입자의 크기를 측정), 가스의 흡수, 투과성 또는 비행 시간 같은 전통적인 기술을 이용하여 MMAD(mass means aerodynamic diameter)로 측정될 수 있다. 필요하다면, 평균 입자 크기를 확정하기 위해 자동 입자크기 카운터(automatic particle size counter)를 이용할 수 있다(예를 들면, Aerosizer Counter, Coulter Counter, HIAC Counter, 또는 Gelman Automatic Particle Counter).
실제 입자 밀도 또는 "절대 밀도"는 헬륨 피크노메트리(helium pycnometry) 및 그와 유사한 알려진 정량기술을 이용하여 쉽게 결정할 수 있다. 한편, 외피("탭(tap)")밀도 측정이 본 발명의 분말 밀도를 검증하기 위해 이용될 수 있다. 본 발명의 분말의 피막밀도는 일반적으로 0.1 내지 25 g/cm3, 바람직하게는, 0.8 내지 1.5 g/cm3이다.
피막 밀도 정보는 불규칙한 크기와 모양을 갖는 물체의 밀도를 특성화하는데 특히 유용하다. 피막 밀도는 물체의 질량을 그것의 부피로 나눈 값으로서, 부피는 물체의 공극(pore)과 작은 강(cavity)을 포함하지만, 격자 사이의 공간(interstitial space)은 배제한다. 왁스 이멀젼(wax immersion), 수은치환(displacement), 수분 흡수, 및 다양한 비중 기술을 포함하는 피막 밀도를 결정하는 다수의 방법이 당 업계에 잘 알려져 있다. 또한, 다수의 적절한 장치, 예를 들면, Micrometritics Instrument Corp의 GeoPycTM Model 1360은 피막 밀도 결정을 위해 이용가능하다. 절대밀도 간의 차이와 시료(sample) 약제 조성물의 피막 밀도는 시료의 전체 공극 백분율과 특이적인 공극 부피에 대한 정보를 제공한다.
입자 형태, 특히 입자의 공기역학적 모양은 기본적인 광학 현미경을 통해 쉽게 검증될 수 있다. 속성분말(instant powder)로 구성된 입자는 실질적으로 구형 또는 적어도 타원형의 공기역학적 모양을 갖는 것이 바람직하다. 그러므로, 막대모양 또는 바늘모양의 입자가 존재하지 않도록 하기 위해, 입자는 3 이하의 축 비(axis ratio)를 갖는 것이 좋다. 또한, 이와 같은 현미경 기술은 예를 들면, 표면 공백(void)의 양과 넓이 또는 공극의 정도 같은 입자 표면의 특성을 검증하기 위해서도 이용될 수 있다.
입자의 침투에너지는 다수의 전통적인 기술, 예를 들면, 금속화된(metallized) 필름 P.E. 조사를 이용하여 결정될 수 있다. 금속화된 필름 재료(예를 들면, 한쪽 면에 350Å 두께로 알루미늄이 피복된 125 μm의 폴리에스테르 필름)는 무바늘 주사기로부터 초기속도 약 100 내지 3000 m/sec로 분출되는 분말의 기질(substrate)로서 이용된다. 금속화된 필름은 금속으로 피복된 면이 위로 향하도록 적절한 표면위에 놓여지게 된다.
분말이 적재된 무바늘 주사기는 필름과 접촉하는 공간에 놓인 후에, 분말을 분출시킨다. 금속화된 필름 표면에 잔류하는 분말은 적절한 용매로 제거된다. 그런 다음, 침투 에너지가 금속화된 표면을 정밀 검사하는 BioRad Model GS-700 화상 농도계(imaging densitometer)에 의해 결정되고, SCSI 인터페이스, MultiAnalyst 소프트웨어(BioRad), Matlab 소프트웨어(Release 5.1, The MathWorks, Inc)를 장착한 컴퓨터가 농도계의 자료를 평가한다. 프로그램은 농도계의 투과율 방법 또는 반사율 방법을 이용하여 만들어진 정밀조사 결과를 가공하기 위해 이용된다. 분말의 침투에너지는 같은 크기의 재가공된 만니톨 입자(국제공개번호 WO 97/48485의 방법에 의해, 동결건조, 압축, 연마된 후, 정밀 조사된 마니톨 입자, 본문에 참고 자료로 개시되었다)의 침투에너지와 같거나 또는 그 이상이다.
"개체"란 용어는 인간과 침팬지, 다른 유인원, 및 원숭이 종 같은 인간이 아닌 영장류를 포함하는 다른 영장류; 소, 양, 돼지, 염소, 및 말 같은 농장 동물; 개와 고양이 같은 애완용 포유 동물; 생쥐, 쥐, 및 기니아피그 같은 설치 동물을 포함하는 실험 동물; 닭, 칠면조와 다른 가금(gallinaceous)의 새, 오리, 거위, 및 그와 유사한 것 등의 사냥감 새와 야생의 새 및 애완용 새를 포함하는 새를 포함하지만, 그것으로 제한되지는 않는 아문 콜테이타(subphylum cordata) 중의 어느 구성원을 의미한다. 전기 용어는 특정한 나이를 지정하지 않으며, 그러므로, 성체와 새로 태어난 개체 모두를 포함한다. 전기 척추 동물의 면역 시스템은 모두 비슷하게 작동되기 때문에, 전기의 척추 동물 종 중 어느 것에든 본문에 기술한 방법을 적용할 수 있다.
"경피 전달"이란 용어는 투여의 경피("피부를 통해서의") 경로와 경점막 경로를 모두 포함한다. 다시 말해, 그것은 피부와 점막조직을 통과하는 전달이다(참조:Transdermal Drug Delivery:Developmental Issues and Research Initiatives, Hadgraft and Guy (eds.), Marcel Dekker, Inc., (1989);Controlled Drug Delivery: Fundamentals and Applications, Robinson and Lee (eds.), Marcel Dekker, Inc., (1987); 및Transdermal Delivery of Drugs, Vols. 1-3, Kydonieus and Berner (eds.), CRC Press, (1987)).
B. 일반적인 방법
본 발명은 백신으로 이용하기에 적합한 겔-형성 유동분말에 관한 것이다. 이러한 분말은 무바늘 주사기 운반시스템을 이용한 경피 투여에 적합하다. 따라서, 분말 조성물을 구성하는 입자는 초음속으로 수차례 갑작스럽게 발생하는 가속력을 견디고, 피부 및 조직을 통과하며 피부 및 조직과 충돌하기에 적합한 물리적 강도를 유지해야만 한다. 이러한 입자는 하기를 포함하는 또는 기본적으로 하기로 구성되는 수성 현탁액을 분무건조 또는 분무 동결건조하여 제조하였다:
(a) 0.1 내지 0.95%(중량)의 항원이 흡착된 알루미늄 염 또는 칼슘 염 어쥬번트;
(b) 0.5 내지 6%(중량)의 당류;
(c) 0.1 내지 2%(중량)의 아미노산 또는 그의 염; 및,
(d) 0.02 내지 1%(중량)의 콜로이드성 물질.
수성 현탁액은 성분 (a)로서 1% 미만(중량)의 항원이 흡착된 어쥬번트를 포함한다. 바람직하게는, 현탁액은 0.2 또는 0.3 내지 0.6 또는 0.75%(중량), 바람직하게는 0.2 내지 0.4%(중량)의 항원이 흡착된 어쥬번트를 포함한다. 알루미늄 염 어쥬번트는 일반적으로 알루미늄 하이드록시드 또는 알루미늄 포스페이트이다. 또한, 어쥬번트로 알루미늄 설페이트 또는 칼슘 포스페이트를 이용할 수 있다.
본 명세서에서 정의된 어떤 적합한 항원도 이용될 수 있다. 이러한 항원은 바이러스 항원일 수 있다. 따라서 이 항원은 피코나바이러스 과(Picornaviridae)(예를 들면, 소아마비 바이러스(polioviruses), 등); 칼리시바이러스 과(Caliciviridae); 토가바이러스 과(Togaviridae)(예를 들면, 풍진 바이러스(rubella virus), 뎅기열 바이러스(dengue vieus), 등); 플라비바이러스 과(Filoviridae); 코로나바이러스 과(Coronaviridae); 레오바이러스 과(Reoviridae); 버나바이러스 과(Birnaviridae); 라보도바이러스 과(Rhabodoviridae)(예를 들면, 광견병 바이러스(mumps virus), 미슬레스 바이러스(measles virus), 호흡기 신시티움 바이러스(respiratory syncytial virus), 등); 오르쏘믹소바이러스 과(Orthomyxoviridae)(예를 들면, 인플루엔자 바이러스 타입 A, B, 및 C, 등); 번야바이러스 과(Bunyaviridae); 아레나바이러스 과(Arenaviridae); 레트로바이러스 과(Retroviridae)(예를 들면, HTLV-I; HTLV-II; HIV-1; 및 HIV-2); 및 그 밖의 것들에 속하는 원숭이의 면역결핍 바이러스(SIV)의 일원으로부터 유래된 항원일 수 있다.
추가적으로, 바이러스성 항원은 유두종 바이러스(예를 들면, HPV); 헤르페스 바이러스; 간염 바이러스(예를 들면, A형 간염 바이러스(HAV), B형 간염 바이러스(HBV), C형 간염 바이러스(HCV), 델타 D형 간염 바이러스(HDV), E형 간염바이러스(HEV), 및 G형 간염 바이러스(HGV)); 및 진드기 매개 뇌염 바이러스로부터 유래될 수 있다. 전기 바이러스 및 다른 바이러스에 관한 설명을 원한다면, Virology, 3rd Edition(W.K. Joklik ed. 1988); Fundamental Virology, 2nd Edition(B.N. Fields and D. M. Knipe, eds. 1991)을 참고하기 바란다.
본 발명의 이용하기에 적합한 세균성 항원은 디프테리아, 콜레라, 결핵, 파상풍, 백일해, 뇌막염, 및 수막구균 A, B, 및 C, 헤모필러스 인플루엔자 타입 B(HIB), 헬리코박터 파이로리, 비브리오 콜레라, 대장균, 켐필로박터, 시겔라, 살모넬라, 스트렙토코커스 속 및 스타필로코커스 속을 포함하는 다른 병원성 질병을 일으키는 생물체로부터 유래될 수 있다. 예를 들면 디프테리아, 백일해 및 파상풍 항원으로부터 결합된 세균성 항원이 제공될 것이다. 적합한 백일해 항원은 백일해 독성 및/또는 선상 헤마글루티닌(haemagglutinin) 및/또는 P69라고도 부르는 퍼텍틴(pertactin)이다. 항-기생(anti-parastic) 항원은 말라리아와 라임 병을 일으키는 생물체로부터 유래될 수 있다.
본 발명에 이용하기 위한 항원은 당 업계의 숙련가에 의해 다양한 방법으로 생산될 수 있다. 특히, 항원은 표준 정제기술을 이용해서 자연 재료로부터 분리 될 수 있다. 또한, 완전히 사멸된, 약화시킨 또는 불활성화된 세균, 바이러스, 기생충 또는 다른 미생물이 사용될 수 있다. 추가적으로, 항원은 잘 알려진 기술을 이용한 재조합을 통하여 생성될 수 있다(참조: Sambrook, Fritsch & Maniatis, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Vols. I 및 II, D.N. Glover et. 1985).
본 발명에서 이용되는 기재된 아미노산 서열에 기초한 항원은 고상 펩타이드합성과 같은 화학적 다량체 합성법을 통하여 합성할 수도 있다. 이러한 방법은 당 업계에 알려진 기술이다(참조: J.M. Stewart and J.D. Young,Solid Phase Peptide Synthesis, 2nd Ed., Pierce Chemical Co., Rockford, IL(1984) and G. Barany and R. B. Merrifield,The Peptides:Analysis,Synthesis,Biology,editors E. Gross and J. Meienhofer, Vol. 2, Academic Press, New York, (1980), pp. 3-254, for solid phase peptide synthesis techniques; and M. Bodansky,Principles of Peptide Synthesis, Springer-Verlag Berlin(1984) and E. Gross and J. Meienhofer, Eds.,The peptide: Analysis, Synthesis, Biology, supra,Vol. 1, for classical solution synthesis.).
수성 현탁액에는 성분 (b)로서, 하나 이상의 당류가 존재할 수 있다. 당류의 함유랑은 일반적으로 1.5 내지 5%(중량), 바람직하게는 2 내지 4%(중량)이다. 당류는 글루코스(glucose), 자일로스(xylose), 갈락토스(galactose), 프럭토스(fructose), D-만노스(mannose) 또는 솔보스(sorbose)와 같은 단당류; 락토스(lactose), 말토스(maltose), 사카로스(saccharose), 트레할로스(trehalose) 또는 슈크로스(sucrose)와 같은 이당류; 또는 만니톨(mannitol), 솔비톨(sorbitol), 자일리톨(xylitol), 글리세롤(glycerol), 에리트리톨(erythritol) 또는 아라비톨(arabitol)과 같은 당알콜일 것이다.
수성 현탁액은 성분 (c)로서, 하나 이상의 아미노산 또는 아미노산 염이 존재한다. 생리적으로 허용가능한 모든 아미노산 염이 이용될 수 있다. 염은 소디움, 포타슘 또는 마그네슘 염과 같은 알카리 또는 알카리 토금속염(earth metalsalt) 일 수 있다. 아미노산은 산성, 중성 또는 염기성 아미노산일 수 있다. 적합한 아미노산은 글리신, 알라닌, 글루타민, 알기닌, 라이신 및 히스티딘이다. 모노소디움 글루타민산은 적합한 아미노산 염이다. 일반적으로 수성 현탁액은 0.5 내지 1.5%(중량), 더 바람직하게는 0.75 내지 1.25%(중량)의 아미노산 및/또는 아미노산 염을 포함한다.
콜로이드성 물질 (d)는 현탁액 또는 용액에서 침전하지 않는 순수한 입자로 구성되었으며, 반-투과 막을 통과할 수 없는 분열된 물질이다. 적합한 콜로이드성 물질은 EP-B-0130619에 개시되어 있다. 성분 (d)는 덱스트란 또는 말토덱스트란과 같은 다당류; 젤라틴 또는 아가로스와 같은 하이드로겔; 인간 혈청 알부민과 같은 단백질로부터 선택될 수 있다. 이 물질은 예를 들면 1,000 또는 2,000 내지 30,000 또는 5,000 내지 25,000과 같이 500 내지 80,000 또는 그 이상의 분자량을 가질 것이다. 성분 (d)는 일반적으로 수성 현탁액에 0.05 내지 0.5%(중량), 바람직하게는 0.07 내지 0.3%(중량)의 양이 존재한다.
항원이 흡착된 어쥬번트, 당류, 아미노산 또는 그의 염 및 콜로이드성 물질을 물에 현탁하였다. 수성 현탁액을 분무건조 또는 분무 동결건조하였다. 분무건조 또는 분무 동결건조의 조건을, 바람직한 입자가 생성될 수 있도록 선택하였다. 따라서, 공기입구 온도, 공기출구 온도, 수성 현탁액의 공급비율, 공기유동비율 등은 목적하는 바에 따라 다양할 수 있다. 모든 적합한 분무건조기를 사용할 수 있다. 노즐(nozzle) 크기는 필요에 따라 다양할 수 있다. 구체적인 분무 동결건조 조건은 하기에서 더 자세하게 설명하였다.
따라서, 겔-형성 유동분말은 백신으로 이용하기 적합하게 제공될 수 있다. 분말의 다양한 성분 비율은 분무건조 또는 분무 동결건조된 현탁액의 조성물을 조절함으로써 맞출 수 있다. 그러나, 일반적으로 분말은 하기를 포함하며, 어떤 실시태양에서는, 기본적으로 하기로 구성된다.
(ⅰ) 5 내지 60%, 예를 들면 10 내지 30%와 같은 7 내지 50%(중량)의 항원이 흡착된 알루미늄 염 또는 칼슘 염 어쥬번트;
(ⅱ) 25 내지 90%, 예를 들면 40 내지 70%와 같은 30 내지 80%(중량)의 당류;
(ⅲ) 4.5 내지 40%, 예를 들면 10 내지 20%와 같은 7 내지 30%(중량)의 아미노산 또는 그의 염; 및,
(ⅳ) 0.5 내지 10%, 예를 들면 1 내지 3%와 같은 0.8 내지 6%(중량)의 콜로이드성 물질.
본 발명은 일반적으로 항원이 흡착된 알루미늄 염 또는 칼슘 염 어쥬번트를 포함하는 수성 현탁액을 분무 동결건조하여 제조되는, 백신으로 이용하기에 적합한 분말을 포함한다. 이러한 분말은 무바늘 주사기 운반시스템을 이용한 경피 투여에 적합하다. 따라서, 분말 조성물을 구성하는 입자는 초음속으로 수차례 갑작스럽게 발생하는 가속력을 견디고 피부 및 조직을 통과하며 피부 및 조직과 충돌하기에 적합한 물리적 강도를 유지해야만 한다.
바람직하게는, 분무 동결건조에 앞서서, 수성 현탁액은 10% 미만(중량), 예를 들면, 5% 미만(중량) 및 3% 미만(중량)의 항원이 흡착된 염 어쥬번트를 포함한다. 일반적으로 수성 현탁액은 적어도 0.05% 미만(중량), 예를 들면, 적어도 0.1%미만(중량) 또는 적어도 0.6% 미만(중량)의, 항원이 흡착된 어쥬번트를 포함한다. 보다 바람직하게는, 이러한 현탁액은 0.2 또는 0.3 내지 0.6%, 0.75% 또는 1%(중량), 바람직하게는 0.2 내지 0.4%(중량)의, 항원이 흡착된 어쥬번트를 포함한다. 수성 현탁액은 약 10%(중량)의 어쥬번트 염 농도인 경우에, 높은 점성을 가지게 되는데, 이러한 점성이 현탁액을 분쇄하는 능력을 제한한다.
분무 동결건조하기 전에 선호되는 최대한의 어쥬번트 농도를 수성 현탁액에 첨가하는 것이 바람직하다. 본 발명의 분무 동결건조 분말에서의 항원이 흡착된 어쥬번트 염의 함유량은 50%(중량)정도로 높거나 또는 그 이상이다.
일반적으로 어쥬번트는 알루미늄 염, 예를 들면, 알루미늄 하이드록시드 또는 알루미늄 포스페이트이다. 또한, 어쥬번트 염은 알루미늄 설페이트 또는 칼슘 포스페이트일 수 있다.
본 명세서에서 정의된 어떤 적합한 항원도 이용되어질 수 있다. 이러한 항원은 바이러스 항원일 수 있다. 따라서, 이 항원은 피코나바이러스 과(Picornaviridae)(예를 들면, 소아마비 바이러스(polioviruses), 등); 칼리시바이러스 군(Caliciviridae); 토가바이러스 과(Togaviridae)(예를 들면, 풍진 바이러스(rubella virus), 뎅기열 바이러스(dengue vieus), 등); 플라비바이러스 과(Filoviridae); 코로나바이러스 과(Coronaviridae); 레오바이러스 과(Reoviridae); 버나바이러스 과(Birnaviridae); 라보도바이러스 과(Rhabodoviridae)(예를 들면, 광견병 바이러스(mumps virus), 미슬레스 바이러스(measles virus), 호흡기 신시티움 바이러스(respiratory syncytialvirus), 등); 오르쏘믹소바이러스 과(Orthomyxoviridae)(예를 들면, 인플루엔자 바이러스 타입 A, B, 및 C, 등); 번야바이러스 과(Bunyaviridae); 아레나바이러스 과(Arenaviridae); 레트로바이러스 과(Retroviridae)(예를 들면, HTLV-I; HTLV-II; HIV-1; 및 HIV-2); 및 그 밖의 것들에 속하는 원숭이의 면역결핍 바이러스(SIV)의 일원으로부터 유래된 항원일 수 있다.
추가적으로, 바이러스성 항원은 유두종 바이러스(예를 들면, HPV); 헤르페스 바이러스; 간염 바이러스(예를 들면, A형 간염 바이러스(HAV), B형 간염 바이러스(HBV), C형 간염 바이러스(HCV), 델타 D형 간염 바이러스(HDV), E형 간염 바이러스(HEV), 및 G형 간염 바이러스(HGV)); 및 진드기 매개 뇌염 바이러스로부터 유래될 수 있다. 전기 바이러스 및 다른 바이러스에 관한 설명을 원한다면, Virology, 3rd Edition(W.K. Joklik ed. 1988); Fundamental Virology, 2nd Edition(B.N. Fields and D. M. Knipe, eds. 1991)을 참고하기 바란다.
본 발명에 이용하기에 적합한 세균성 항원은 디프테리아, 콜레라, 결핵, 파상풍, 백일해, 뇌막염, 및 수막구균 A, B, 및 C, 헤모필러스 인플루엔자 타입 B(HIB), 헬리코박터 파이로리, 비브리오 콜레라, 대장균, 켐필로박터, 시겔라, 살모넬라, 스트렙토코커스 속 및 스타필로코커스 속을 포함하는 다른 병원성 질병을 일으키는 생물체로부터 유래될 수 있다. 예를 들면, 디프테리아, 백일해 및 파상풍 항원으로부터 조합 세균성 항원이 제공될 것이다. 적합한 백일해 항원은 백일해 독성 및/또는 선상 헤마글루티닌 및/또는 P69라고도 부르는 퍼텍틴이다. 항-기생(anti-parastic) 항원은 말라리아와 라임 병을 일으키는 생물체로부터 유래될 수있다.
본 발명에 이용하기 위한 항원은 당 업계의 숙련자에 의해 다양한 방법으로 생산될 수 있다. 특히, 항원은 표준 정제기술을 이용해서 자연계로부터 분리될 수 있다. 또한, 완전히 사멸된, 약독화시킨 또는 불활성화된 세균, 바이러스, 기생충 또는 다른 미생물이 사용될 것이다. 추가적으로, 항원은 잘 알려진 기술을 이용해서 재조합함으로써 생성될 수 있다(참조: Sambrook, Fritsch & Maniatis, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Vols. I 및 II, D.N. Glover et. 1985).
본 명세서에서 이용하기 위한 항원은 또한 고상 펩타이드 합성과 같은 화학 폴리머 합성효소를 이용해서 기술된 아미노산 서열을 기초로 합성할 수도 있다. 이러한 방법은 당 업계에 알려진 기술이다(참조: J.M. Stewart and J.D. Young,Solid Phase Peptide Synthesis, 2nd Ed., Pierce Chemical Co., Rockford, IL(1984) and G. Barany and R. B. Merrifield,The Peptides:Analysis,Synthesis,Biology,editors E. Gross and J. Meienhofer, Vol. 2, Academic Press, New York, (1980), pp. 3-254, for solid phase peptide synthesis techniques; and M. Bodansky,Principles of Peptide Synthesis, Springer-Verlag Berlin(1984) and E. Gross and J. Meienhofer, Eds.,The peptide: Analysis, Synthesis, Biology, supra,Vol. 1, for classical solution synthesis).
수성 현탁액은 기본적으로 물 및 항원이 흡착된 어쥬번트로 구성될 수 있으며, 추가적으로 이 현탁액은 첨가물을 포함할 수 있다. 확실한 비-독성 및 약학적으로 불활성화되어 제공되는 모든 첨가물을 이용할 수 있다. 분무 동결건조 공정은 다른 다양한 범위의 첨가물을 포함하는 현탁액에 적용할때 효과적임이 밝혀졌으며, 이러한 공정은 본 발명의 분말을 독립적으로 각각 제제화할 수 있다는 것이 밝혀졌다.
일반적으로, 수성 현탁액은 적합한 부형제, 보호제(protectant)와 함께, 용매(solvent), 염, 계면활성제(surfactant), 완충제(buffering agent)등을 포함한다. 적합한 부형제는 그것의 약물학적 활성을 어느 정도 약화시키는 약학제제와 두드러지게 상호작용하지 않으며, 개인에게 투여시 무해하고 물과 접촉했을 때 밀집하거나 또는 폴리머를 형성하지 않는 유동 미립자 고형을 포함할 수 있다. 일반적으로 이용되는 부형제의 실례는 이에 제한되는 것은 아니나, 글루코스, 자일로스, 갈락토스, 프럭토스, D-만노스 또는 솔보스와 같은 단당류, 락토스, 말토스, 사카로스, 트레할로스 또는 슈크로스 등과 같은 이당류, 만니톨, 솔비톨, 자일리톨, 글리세롤, 에리트리톨 또는 아라비톨 등과 같은 당알콜, 덱스트란, 전분, 셀룰로스 또는 고분자 폴리에틸렌글리콜(PEG) 등과 같은 폴리머, 글리신, 알라닌, 글루타민, 아르기닌, 라이신 또는 히스티딘 등과 같은 아미노산 또는 그의 염, 소디움, 포타슘 또는 마그네슘 염 등과 같은 알칼리 또는 알칼리 토금속을 가지는 그들의 염, 소디움 또는 칼슘 포스페이트, 칼슘 카보네이트, 칼슘 설페이트, 소디움 시트레이트, 시트르산, 타르타르산 및 이들의 혼합물을 포함한다. 적합한 용매는 이에 제한되지 않지만, 메틸렌, 클로라이드, 아세톤, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 및 물을 포함한다. 일반적으로, 물을 용매로 이용한다. 일반적으로 약 1 mM 내지 2M 범위의 몰농도를 가지는 약학적으로 허용가능한 염이 이용될 수 있다. 약학적으로 허용가능한 염은 예를 들면, 하이드로클로라이드, 하이드로브로마이드, 포스페이트, 설페이트 등과 같은 광산염; 아세테이트, 프로피오네이트, 말로네이트, 벤조에이트 등과 같은 유기산염을 포함한다. 약학적으로 허용가능한 부형제, 운반체 및 보조물질에 관한 충분한 논의는 참고문헌으로 본 명세서에 포함되어 있는 REMINGTON'S PHARMACEUTICAL SCIENCES(Mack Pub. Co., N.J. 1991)에 나타나 있다.
수성 현탁액에 이용하기 위해 선호되는 부형제는 당류, 아미노산 또는 그의 염 및 폴리머가 포함된다. 일반적으로, 이 현탁액은 만니톨 및 트레할로스의 조합과 같은 하나 이상의 당류을 포함한다. 당류는 일반적으로 0.5 내지 30%(중량)의 양이 포함된다. 아르기닌, 글루타민산 또는 아스파라긴산과 같은 아미노 염은 0.1 내지 30%(중량)의 양, 및/또는 덱스트란과 같은 폴리머는 0 내지 30%(중량)의 양이 포함되며, 일반적으로는 0 내지 30%(중량)이다. 일반적인 부형제의 조합은 하나 이상의 당류 및 폴리머를 포함하며, 아미노염은 포함하지 않는다. 수성 현탁액에 존재하는 부형제의 총량은 일반적으로 0 내지 50%, 더 바람직하게는 10 내지 30%이다.
발명의 입자는 요구되는 어떤 첨가물 및 항원이 흡착된 어쥬번트를 물에 현탁시키고, 수성 현탁액을 분무 동결건조시킴으로써 형성된다. 당 업계에 잘 알려진 어느 기술이든 분무 동결건조 단계를 실행시키기 위해 이용할 수 있다(참조: Mumenthaleret al., Int. J. Pharmaceutics(1991) 72, pages 97-110 and Maaet al., Phar. Res.(1999) Vol. 16, page 249). 일반적인 분무 동결건조 기술은 교반되는 액체질소에서의 수성 현탁액의 분쇄를 포함한다. 그 다음에 동결입자를 포함하는 액체질소의 온도를 예를 들면 -60℃ 내지 -20℃의 온도로 내리고 바람직하게는 20 내지 500mT(2.666 내지 66.65 Pa)의 압력하에서 -50℃ 내지 0℃와 같은 낮은 온도에서 진공건조한다. 건조는 일반적으로 일차건조 및 이차건조와 같이 두 단계로 실행하였다. 일반적으로 일차건조시간은 4 내지 24시간 및 이차건조시간은 6 내지 24시간의 범위에서 실행하였다. 온도는 상온에 도달할 때 까지 낮은 압력하에서 점차적으로 증가시킬 수 있다.
이러한 기술은 작은 물방울의 수성 현탁액의 급속동결을 포함한다. 그 다음의 건조단계에서는 높은 대기온도를 수반하지 않고 승화에 의해 얼음을 제거시켰다. 이러한 분말은 잘 알려진 기술로 수집할 수 있다. 이용할 정확한 분무 동결건조 조건은 제조할 입자의 원하는 비율에 따라 선택될 수 있다. 따라서, 온도, 압력 및 다른 조건은 목적하는 바에 따라 다양하다.
일반적으로, 본 발명의 분말은 유동적이다. 이 분말은 응집된 어쥬번트 염이 아주 적거나 거의 존재하지 않으므로 물에 재현탁시킬때 겔을 형성할 수 있다. 일반적으로, 재현탁시 침전물은 생성되지 않는다. 분말에 증류수(1:500 중량비)를 첨가하고 3분 동안 교반하면, 어떠한 침전물도 생성하지 않는 겔-유사 현탁액이 수득된다. 3시간 후에도 어떠한 침전물도 생성되지 않는다. 밤새도록, 예를 들면 12시간을 방치해도 침전물이 생성되지 않을 수 있다.
침전물의 존재 및 재현탁시킨 겔-형성의 응집정도는 재현탁된 제제의 빛을 분산시키는 능력으로써 평가되었다. 또한, 응집정도는 표준 광학현미경 및/또는 침전을 이용하여 정량적으로 평가하였다. 입자응집을 결정하는 다른 적합한 방법을 이용하여, 다수의 표준입자 결정기술, 예를 들면, 레이저에 기초한 또는 빛의 흐릿함(obscuration)을 이용해서 재현탁 전 및 후의 입자크기를 결정할 수 있다.
본 발명의 입자는 일반적으로 피부각질층 또는 점막을 통과하는 고속의 경피운반을 위해 적합한 크기를 가진다. 입자의 MMAD는 약 0.1 내지 250㎛이다. MMAD는 5 내지 100㎛ 또는 10 내지 100㎛, 바람직하게는 10 내지 70㎛ 또는 20 내지 70㎛정도 일 것이다. 일반적으로, 10% 미만(중량)의 입자는 MMAD보다 적어도 5㎛만큼 크거나 또는 5㎛만큼 작은 직경을 가진다. 바람직하게는, 5% 정도(중량)의 입자는 MMAD보다 5㎛ 또는 그 이상 큰 직경을 가진다. 또한 바람직하게는, 5% 정도(중량)의 입자는 MMAD보다 5㎛ 또는 그 이상 작은 직경을 가진다.
입자는 0.1 내지 25g/㎤, 바람직하게는 0.8 내지 1.5g/㎤의 피막 밀도를 가진다. 개개의 입자 모양은 현미경하에서 관찰할 때 다양할 수 있지만, 바람직하게는 대체로 구형이다. 대축(major axis) 대 소축(minor axis)의 평균 비율은 일반적으로 3:1 내지 1:1, 예를 들면 2:1 내지 1:1이다.
분말 개개의 입자는 대체로 평평하고, 비다공성 표면을 가지는 구형의 공기역학적 모양을 가진다. 이러한 입자는 또한 무바늘 주사기 장치로 부터의 경피 운반에 적합한 입자 투과 에너지를 가질 것이다.
본 발명에 유용한 무바늘 장치에 대한 자세한 기술은 본 발명 이전의 제품에서도 발견된다. 이들 장치는 무바늘 주사기 장치로 언급되었고, 이들 장치 중 대표적인 것에는 진피 PowderJectR무바늘 주사기 장치와 경구 PowderJectR무바늘 주사기 장치(PowderJect Technologies Limited, Oxford, UK)가 있다. 이들 장치를 이용하여, 본 발명의 분말의 유효량을 개체로 전달할 수 있다. 유효량이란, 접종할 바람직한 항원을 효과적으로 운반하기위해 필요한 양을 의미하며, 전달된 항원의 특성에 따라 변화되고, 전달된 항원의 알려진 활성에 기초한 임상 조사를 통해 쉽게 결정할 수 있다. "Physicians Desk Reference"와 "Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics"는 유효량을 결정하는데 유용한 정보를 준다.
입자를 전달하는 무바늘 주사기 장치는 Bellhouseet al.의 미국특허 제 5,630,796호에 최초로 기술되었다(참고 자료로 본문에 개시). 이용가능한 특이한 장치 배열이 수없이 많이 있지만, 이들 장치는 모두 전형적으로 펜-모양의 기계이다. 꼭대기에서 바닥까지 순서대로 말하자면, 펜-모양의 기계는 가스 실린더, 입자 카세트 또는 포장기, 및 사일렌서 매체(medium)와 관련되어 있는 초음속의 노즐을 포함한다. 적절한 분말(본 발명의 경우, 본 발명의 분무건조 또는 분무 동결건조 분말)이 적절한 용기(예를 들면 두 개의 파열가능한(rupturable) 폴리머 막을 와셔(washer)-모양 공간으로 열 봉합함으로써 형성된 카세트)에 담겨진다. 막 재료는 특별 모드의 개방(opening)이 가능하고, 압력에 의해 초음속의 유동을 개시하는 것이 가능한 것으로 선택된다. 장치가 작동을 개시하면, 장치 내의 실린더로부터 확장챔버(expansion chamber)로 압축된 가스가 분출된다. 분출된 가스는 입자 카세트와 접촉하고, 충분한 압력이 생성되었을 때, 카세트 막이 파열되어 입자를 초음속의 노즐로 분출함으로써 다음 단계의 전달이 진행된다. 노즐은 선결 지역의표적 표면으로 입자를 전달할 수 있는 특정의 가스 속도와 유동 패턴을 갖도록 설계되었다. 사일렌서는 막 파열에 의한 잡음(noise)을 약화시키기 위해 이용된다.
입자를 전달하는 두 번째의 무바늘 주사기 장치는 국제공개번호 WO 96/20022에 기술되어 있다. 이 전달 시스템은 압축된 가스 원천의 에너지를 이용하여 분말형 조성물을 가속화시키고 전달한다. 그러나, 이 장치는 입자를 가속화하기 위해 가스 유동을 이용하는 대신 쇽 웨이브(shock wave)를 이용한다는 점에서 미국특허 제 5,630,796호의 시스템과는 구별된다. 자세히 설명하자면, 유동적인 돔(dome) 뒤에서 생성된 쇽에 의한 일시적인 압력이 돔의 뒤쪽(back)을 강타하고, 이로 인해 표적 방향으로 돔의 갑작스런 외반(eversion)이 일어난다. 그리고, 외반에 의해 분말형 조성물이 표적 조직(예를 들면, 경구 부분의 점막 조직)으로 충분한 속도로 발사되게 된다. 분말형 조성물은 돔이 완전하게 외전되는 시점에 분사된다. 그러므로, 돔은 조직과 접촉될 수 없도록, 고압력의 가스 유동을 철저히 포함하고 있어야만 한다. 전달되는 동안에는 가스가 분비되지 않기 때문에, 이 시스템은 고유의 상태를 유지한다. 이 시스템은 보다 민감한 적용 부위, 예를 들면, 침해되기 쉬운 외과 부위로 입자를 전달하기 위해서 이용할 수 있다.
본 발명의 추가적인 측면에서, 본 발명의 분말이 사용되기 전에 포장될 수 있는 단일단위 투약기 또는 멀티투약기는 적합한 용량으로 구성된 적절한 양의 분말이 봉입된 밀폐된 봉인용기를 포함한다. 분말은 멸균제제로 포장될 수 있고, 밀폐된 봉인용기는 그것이 사용되기 전까지 제제의 무균상태를 보존할 수 있도록 설계될 수 있다. 필요하다면, 상기 언급된 무바늘 주사기 시스템에 직접 사용할 수있도록 용기를 조정할 수 있다.
본 발명의 분말은 무바늘 주사기를 통해 전달되는 개별의 단위 투여량으로 포장된다. 본 발명에서 "단위 투여량(unit dosage)"이란, 치료적으로 효과적인 양의 분말을 탑재한 투약기를 의미한다. 투약기는 일반적으로 경피전달용 무바늘 주사기 장치 안에 꼭 맞도록 제작된다. 용기는 캡슐, 포일 파우치, 주머니(sachet), 카세트 또는 이와 유사한 것들이 될 수 있다.
분말이 포장된 용기는 조성물을 확인할 수 있도록 표지(label)될 수 있고, 관련된 투여 정보를 포함할 수 있다. 또한, 용기는 정부 기관, 예를 들면, FDA(Food and Drug Administration)에 의해 규정된 형태의 설명서를 포함할 수 있으며, 전기 설명서는 제품의 동맹법(Federal law)에 의거하여, 인간으로 투여되는 분말의 용도와 판매에 관한 정부 기관의 승인을 포함해야 한다.
입자가 전달되는 실제거리는 입자크기(예를 들면, 구형의 입자로부터 산출되는 실질적인 입자직경), 입자밀도, 입자가 표면과 충돌하는 초기속도, 표적 피부조직의 밀도와 역학적 속도에 따라 변화된다. 이러한 관점에서, 무바늘 주사에 이용되는 최적의 입자 밀도는 일반적으로 0.8 내지 1.7 g/cm3등의 0.1 내지 25 g/cm3이고, 바람직하게는, 0.9 내지 1.5 g/cm3의 범위이고, 주사속도는 일반적으로 100 내지 3,000 m/sec 범위이다. 적절한 가스 압력에서, 10 내지 70 μm의 평균직경을 가지는 입자는 노즐을 통해 초음속의 가스유동에 도달하는 속도까지 가속화될 수 있다.
필요하다면, 본 발명의 분말의 적절한 투여량을 미리 탑재하고 있는 형태의 무바늘 주사기를 생산할 수 있다. 상기 주사기는 전기에 기술된 바와 같이 추가로 표시할 수 있는 밀폐 봉인용기에 포장된다.
무바늘 주사기 장치의 실행을 특성화하기 위한 새로운 다수의 조사방법이 개발되거나 또는 변형된 조사방법으로 확립되었다. 상기 조사방법은 분말형 조성물의 특성화, 가스유동과 입자 가속화의 검증, 인위적인 또는 생물학적인 표적과의 충돌검증 및 시스템의 완벽한 실행검증을 위한 것이다. 조사방법 중의 하나, 다수 또는 그들 모두가 무바늘 주사기 시스템에 대한 본 발명의 분말의 물리적/기능적 적합성을 분석하는데 이용될 수 있다.
인공적인 필름 표적에 대한 영향력 검증
분말 주사 시스템의 많은 측면을 측정하는 기능적인 조사는 동시에 "금속화된 필름(metallized film)" 또는 "침투 에너지(PE)" 조사로서 지정되는데, 이것은 입자가 플라스틱 필름기질에 의해 지지되는 정밀하고 얇은 금속층에 주는 손상의 정량적인 검증에 기초한 것으로, 전기 손상은 역학적 에너지 및 입자의 다른 특성과 상호관련되어 있다. 조사에 대한 반응이 높아질수록(즉, 필름 손상/파괴가 커질수록), 장치에서 입자로 전달되는 에너지도 높아진다. 반사(reflectance)모드 또는 전도(transmission)모드의 전기적 내성변화 측정기 또는 화상 농도계는 통제가능하고 재생가능한 조사에서의 장치실행 또는 제제실행(formulation performance)을 검증하는 신뢰할만한 방법을 제공한다.
필름 조사-베드는 압력, 투여량, 입자크기 분포 및 재료 등을 포함하는 모든 주요 장치의 매개변수의 입자전달 변화에 대해 민감하지만, 가스에 대해서는 민감하지 않은 것으로 보여진다. 약 350Å의 두께로 알루미늄이 피막된 125 μm의 폴리에스테르 지지제가 60 bar까지에서 작동되는 장치를 조사하기 위해 통상적으로 이용된다.
공작된 포말(foam) 표적에 대한 충격효과 검증
무바늘 주사기 장치에 의해 전달되었을 때의 입자실행을 검증하는 다른 방법은 단단한 폴리메틸이미드 포말에 대한 충격 효과를 측정하는 것이다(참조: Rohacell 5 IIG, density 53 kg/m3, Rohm Tech Inc., Malden, MA). 본 조사를 위한 실험적 설치(set-up)는 금속화된 필름 조사에서의 경우와 비슷하다. 침투의 깊이는 정밀한 캘리퍼스(calipers)에 의해 측정된다. 각 실험을 위하여, 가공된 마니톨 대조군은 비교대상이 되고, 장치 압력, 입자크기 범위 등의 다른 모든 매개변수는 일정하게 유지된다. 자료는 본 방법이 입자의 크기와 압력의 차이에 민감하다는 사실을 보여준다. 약물의 부형제로서 제공된 가공된 마니톨 대조군의 농도는 전임상 실험에서 검증되었고, 그러므로, 포말투과 조사에서의 상대적인 실행측정치는 실질적인 생체내(in vivo) 근원을 가진다. 분말은 전임상 또는 임상연구에서 적절한 실행이 예상되는 만니톨과 동일한 또는 그보다 높은 투과성을 보여줄 것으로 기대된다. 간단하고 신속한 본 조사는 분말을 평가하는 상대적인 방법으로서의가치를 가지며, 단독으로 고려되어지지 않는다.
입자 마찰(attrition) 조사
입자실행의 추가의 지표는 다양한 후보 조성물이 고속입자주사 기술과 회합하는 힘을 견딜 수 있는지를 조사하는 것이다. 상기 힘은, 다시 말하자면, 갑작스런 고속 가스유동과 입자와의 접촉에서 생겨나는 힘, 분말이 무바늘 주사기를 통해 이동하는 동안 입자-입자 간의 충돌에서 생겨나는 힘, 분말이 장치를 통해 이동하는 동안 입자-장치 사이의 충돌에서 생겨나는 힘을 의미한다. 따라서, 초기 조성물과 무바늘 주사기 장치로부터 전달된 후의 조성물 사이의 입자크기 분포의 변화를 측정하는 간단한 입자 마찰 조사법이 고안되었다.
입자 조성물을 전기에 기술된 바와 같이 무바늘 주사기에 적재한 다음, 장치를 특정성분(예를 들면, 미네랄 오일, 실리콘 오일 등)이 용해되지 않은 담체 유동액을 포함하는 플라스크로 발사함으로써 조사된다. 담체 유동액이 수집되고, 초기 조성물과 발사된 조성물에서의 입자크기 분포가 적절한 입자크기 분류기구, 예를 들면, AccuSizerRmodel 780 Optical Particle Sizer를 이용하여 측정된다. 장치작동 후, 평균 지름이 약 50% 이하, 보다 바람직하게는, 약 20% 이하로 감소되었음이 증명된 조성물은 전기에 기술된 무바늘 주사기 시스템에 이용가능하다.
실험실적 조건(in vitro)에서의 인간 피부로의 전달 및 경피 수분 손실
궁극적인 실제의 이용과 보다 밀접한 관련성을 갖는 조성물실행 조사를 위하여, 후보 입자 조성물은 완전한 두께의 인간 하복부 피부 시료인, 피부판(dermatome)으로 주사될 수 있다. 주사 후에 복제된 피부 시료는 32℃의 물과 생리적 살린 또는 완충액(buffer)을 포함하는 변형된 프랜즈 확산 세포 위에 놓여진다. 계면활성제 등의 첨가물은 확산세포 성분으로의 결합을 억제하기 위하여 이용된다. 두 종류의 측정법으로 피부에서의 제제의 실행을 검증하였다.
물리적 효과, 즉, 피부의 방어막 기능에 대한 입자 주사의 효과를 측정하기 위하여, 경피수분손실(TEWL)을 측정할 수 있다. 측정은 ~ 12 mm 침니처럼 작용하는 확산세포 캡(cap)의 꼭대기에 놓여진 평형상태(약 1 시간)에서 Tewameter TM 210R(Courage & Khazaka, Koln, Ger)를 이용하여 수행된다. 거대입자와 높은 주사압력은 비례적으로 실험실적 조건(in vitro)에서 높은 TEWL 수치를 높이고, 이것은 생체내 조건(in vivo)에서의 결과와 상호관련된 것으로 보인다. 입자주사의 실험실적 조건에서의 TEWL 수치는 입자크기와 헬륨가스 압력에 따라서, 약 7 내지 27 (g/m2h)로 증가된다. 분말을 포함하지 않은 헬륨주사는 아무런 효과도 나타내지 않았다. 생체내 조건에서, 일반적인 크기의 입자를 이용한 경우, 피부 방어막 특성은 TEWL이 한 시간 안에 전처리 수치로 회복됨에 따라 정상으로 재빠르게 회복된다. 53 내지 75μm의 거대입자를 이용한 경우, 피부시료는 한 시간 후에 50%가 회복되었고, 24 시간이 되어서야 완전한 회복되었다.
실험실적 조건에서의 인간 피부로의 전달 및 약물 확산 속도
실험실적 조건에서의 제제실행을 측정하기 위하여, 후보 분말의 항원성분을 선결된 시간간격마다 프랜즈 세포 수여 용액과의 교체에 의해 수집하고, HPLC 또는 다른 적합한 분석 기술을 이용하여 화학적으로 분석할 수 있다. 농도자료에 의하여 전달 프로필을 생성하고, 정지상태(steady state)의 투과속도를 계산할 수 있다. 본 기술은 제제의 선별을 위해 이용되어, 생체내 조건에서의 연구에 앞서, 피부와의 항원결합, 항원용해, 각질층에 대한 입자의 투과 효능을 미리 확인할 수 있게 한다.
이들 및 다른 정량적이고 정성적인 조사는 고속입자주사 장치에 있어서 본 발명의 분말이 물리적 및 기능적 적합성을 갖는지를 검증하기 위해 이용된다. 분말의 입자에 있어, 하기의 특성은 선호되지만, 필수적이지는 않다: 구형의 모양(예를 들면, 가능한 1에 가까운 측비); 매끄러운 표면; 활성물질의 적절한 탑재량; 입자 마찰조사를 이용한 입자크기에서의 20% 이하의 감소; 성분의 실제 밀도에 가까운 외피 밀도(예를 들면, 약 0.8 g/mL 이상); 및, 약 20 내지 70 μm의 MMAD. 조성물은 전형적으로 자유유동적일 수 있다(예를 들면, 50% 상대 습도에서 8시간 동안 방치된 후의 자유 유동과 40% 상대 습도에서 24 시간 동안 방치된 후의 자유 유동). 상기의 요소 모두는 상기에 기술된 방법을 이용하여 검증할 수 있고, 다수의 출판물에서 추가로 구체화되었다(참조: Etzleret al., Part. Part. Syst. Charact. 12:217, 1995; Ghadiri,et al., IFPRI Final Report, FRR 16-02 University of Surrey, UK,1992; Bellhouseet al.,"Needleless delivery ofdrugs in dry powder form, using shock waves and supersonic gas flow", Plenary Lecture 6, 21st International Symposium on Shock Waves, Australia,1997; 및, Kwonet al.,Pharm. Sci. suppl,1(1), 103, 1998은 본문에 참고자료로 개시).
본 발명의 분말은 개체를 예방접종(vaccinate)하기 위하여 다른 경로를 통하여 이용될 수도 있다. 이러한 목적을 위하여, 분말은 적합한 담체 또는 주사수 또는 생리식염수 등의 희석제와 결합될 수 있다. 생성된 백신 조성물은 일반적으로, 예를 들면, 피하 또는 근육내 주사를 통해 투여될 수 있다.
선택된 어떤 경로로 투여되든지간에, 항원의 유효량은 접종될 개체로 전달된다. 일반적으로, 50ng 내지 1mg, 보다 바람직하게는, 1μg 내지 약 50μg 의 항원이 면역반응을 생성하기에 유용할 것이다. 정확한 필요량은 처리되는 개체의 나이와 일반적인 조건, 특정 항원 또는 선택된 항원, 투여위치 및 다른 요인들에 따라 변화된다. 적절한 투여량은 당업자가 용이하게 결정할 수 있다.
투여량 처리는 단일투여 또는 멀티투여로 조정될 수 있다. 멀티투여는 1 내지 10개의 분리된 투여량을 일차접종 단계에서 투여한 다음, 면역반응을 유지 및/또는 강화시키기 위하여 선택된 시간 간격마다, 예를 들면, 이차 접종을 1 내지 4개월에, 다른 투여량, 필요하다면, 몇개월마다 상응하는 투여량을 투여하도록 조정된다. 또한, 처방계획은 적어도 일부분에서 개체의 요구 및 실시자의 판단에 따라서 결정될 수 있다. 물론, 접종은 일반적으로 예방(보호)이 요구되는 병원체로 일차감염되기 전에 효력을 발휘할 것이다.
미국특허 제 5,902,565호에 기술된 바와 같은 알루미늄 염의 겔-형성 분무건조 분말이 실제로 형성되는지의 유무를 연구한 결과, 알루미늄 하이드록시드 또는 알루미늄 포스페이트 현탁액의 분무건조는 생성된 분무건조 분말내에서의 마이크론이하의 입자의 알루미늄 염의 응집에 의한 큰 입자의 생성을 야기하는 것을 발견하였다. 이러한 분말을 물에 재구성시킨 경우, 큰 입자는 작은 입자로 분해되지 않는다. 겔 현탁액은 형성되지 않았으며, 알루미늄 하이드록시드 또는 알루미늄 포스페이트의 응집입자가 현탁액에서 응집되거나 침전되었다.
추가적인 실험을 실행한 결과, 알루미늄 염을 다른 약제와 일정하게 조합하여 분무건조하였을때 적절한 분말이 형성됨을 발견하였다. 추가적으로, 특정 비율의 알루미늄 염과 다른 약제의 사용이 요구되었고, 이용된 특정의 건조방법이 어쥬번트 염의 응집정도에 현저한 영향을 준다는 사실을 발견하였다. 이상의 연구로부터, 무바늘 주입에 적합하고 물에 재현탁하였을 때 그의 겔 구조를 충분하게 유지하는 분말을 알루미늄 어쥬번트 백신 조성물을 분무 동결건조함으로써 수득할 수 있다는 결과를 얻었다.
분무 동결건조 방법은 액체질소에 부유된 백신 조성물의 분쇄(atomisation)를 포함한다. 이러한 제조방법은 두 가지 중요한 효과를 가지는데: 첫째, 액체질소는 열전달제로서 작용하고, 현탁액을 신속하게 동결시키며; 및, 둘째, 분쇄는 동결되는 각 물방울의 부피를 감소시키고, 동결율을 추가로 증가시킨다. 이러한 결합된 효과는 현탁액 내 작은 물방울을 신속하게 동결시키며, 고체에 극소의 얼음 결정을 형성하도록 한다. 따라서, 표준 동결건조기술이 실행되는 동안 형성되는 동결 농축영역의 크기가 현저하게 줄어든다. 입자의 신속한 동결 및 그의 작은 크기는 응집된 어쥬번트가 소량이거나 또는 없는 분말이 생성되도록 한다.
따라서, 본 발명은 장기간 저장하기에 적합한, 분말형태의 염 어쥬번트를 포함하는 백신 조성물을 제조하기위한 간단하고 효과적인 기술을 제공한다. 본 발명의 백신 조성물은 재현탁시에 응집이 일어나지 않으므로 면역력이 충분하게 유지된다. 또한, 본 발명의 조성물은 무바늘 주사기를 이용한 경피운반에 적합한 분말의 입자크기, 밀도 및 기계적 특성을 가진다.
추가적으로, 본 발명은 광범위한 범위의 백신조성물에 이용하기에 적합한 잇점을 가지며, 특히 유사한 응집의 문제점을 나타내는 다른 약학적 조성물에도 적용가능할 것이다. 이제까지, 분무 동결건조 기술은 어쥬번트 백신 조성물 분야와는 독립적으로 전체적인 제제화의 분야에서 이용되어 왔다.
따라서, 본 발명은 백신으로 이용하기에 적합한 겔-형성 유동분말을 제공하며, 전기 분말은 하기를 포함하는 수성 현탁액을 분무건조 또는 분무 동결건조함으로써 얻어질 수 있다:
(a) 0.1 내지 0.95%(중량)의 항원이 흡착된 알루미늄 염 또는 칼슘 염 어쥬번트;
(b) 0.5 내지 6%(중량)의 당류;
(c) 0.1 내지 2%(중량)의 아미노산 또는 그의 염; 및,
(d) 0.02 내지 1%(중량)의 콜로이드성 물질(colloidal substance).
따라서, 백신으로 이용하기에 적합한 유동분말 조성물을 제조할 수 있다. 이러한 조성물은 무바늘 주사기를 이용한 경피운반용 분말에 적합한 입자크기, 밀도 및 기계적 특성을 가진다.
추가로 본 발명은:
- 하기를 포함하는 수성 현탁액의 분무건조 또는 분무 동결건조를 포함하는, 백신으로 이용하기에 적합한 겔-형성 유동분말의 제조방법:
(a) 0.1 내지 0.95%(중량)의 항원이 흡착된 알루미늄 염 또는 칼슘 염 어쥬번트;
(b) 0.5 내지 6%(중량)의 당류;
(c) 0.1 내지 2%(중량)의 아미노산 또는 그의 염; 및,
(d) 0.02 내지 1%(중량)의 콜로이드성 물질;
- 본 발명의 분말의 유효량을 탑재한 무바늘 주사기용 투약기(dosage receptacle);
- 본 발명의 분말을 탑재한 무바늘 주사기;
- 약학적으로 허용가능한 담체(carrier) 또는 희석제(diluent) 및 본 발명의 분말을 포함하는 백신 조성물;
- 본 발명의 분말의 유효량을 개체(subject)에 투여하는 단계를 포함하는, 예방접종(vaccinating) 방법; 및,
- 하기를 포함하는, 백신으로 이용하기에 적합한 겔-형성 유동분말을 제공한다:
(a) 5 내지 60%(중량)의 항원이 흡착된 알루미늄 염 또는 칼슘 염 어쥬번트;
(b) 25 내지 90%(중량)의 당류;
(c) 4.5 내지 40%(중량)의 아미노산 또는 그의 염; 및,
(d) 0.5 내지 10%(중량)의 콜로이드성 물질.
추가적으로, 본 발명은 항원이 흡착된 알루미늄 염 또는 칼슘 염 어쥬번트를 포함하는 수성 현탁액을 분무 동결건조하여 수득되는, 백신으로 이용하기에 적합한 분말을 제공한다.
본 발명은 추가로:
- 항원이 흡착된 알루미늄 염 또는 칼슘 염 어쥬번트를 포함하는 수성 현탁액을 분무 동결건조하는 공정을 포함하는, 백신으로 이용하기에 적합한 분말의 제조방법;
- 본 발명의 분무 동결건조된 분말의 유효량을 탑재한 무바늘 주사기용 투약기;
- 본 발명의 분무 동결건조된 분말을 탑재한 무바늘 주사기;
- 약학적으로 허용가능한 담체 또는 희석제 및 본 발명의 분무 동결건조된 분말을 포함하는 백신 조성물; 및,
- 본 발명의 분무 동결건조된 분말의 유효량을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 예방접종 방법을 제공한다.
C. 실험
하기는 본 발명을 수행하는 특별한 실시태양의 실시예이다. 실시예는 오직 구체적인 설명을 위하여 제공되는 것일뿐, 어떠한 방식으로든 본 발명의 범위를 제한하고자 함이 아님을 분명히 밝혀둔다.
정확성(예를 들면, 양, 온도, 등)을 높이기 위해 수많은 노력을 기울였지만, 약간의 실험적 오류와 편차(deviation)는 허용하였다.
비교실시예 1
분무건조된 즉시분비 백신(immediate-release vaccine preparation) 제제를 미국특허 제 5,092,565호에 기재된 방법에 따라 수득하였다. 5%(중량)의 만니톨 및 5%(중량)의 알루미늄 포스페이트(Adju-Phos)를 포함하는 제제를 벤치-탑(bench-top) 분무건조기(Buchi 190)을 이용하여 하기의 조건 에서 분무건조하였다: 초기(inlet)온도=130℃, 후기(outlet)온도=70℃, 액체주입속도=3mL/min, 분무 공기흐름 속도=50L/hr 및 최대(full scale)의 건조공기. 수득된 자유유동분말은 약 10mm의 입자크기를 가진다. 분말을 증류수에 재현탁(1:500 중량비)시켰다. 용액은 15분내에 생성된 현탁된 분말과 겔을 형성하지 못하였다. 광학현미경에 의한관찰결과, 재현탁된 후의 입자는 그들의 형태와 크기를 유지하였고, 이것은 알루미늄(alum)이 응결된 상태를 유지하고, 분해되지 않는다는 것을 나타낸다.
실시예 1
하기의 제제를 하기의 표에 개시된 성분과 증류수를 혼합하여 제조하였다:
제제 알루미늄염 만니톨 글리신 텍스트란
1(비교예) 14.5g의 Alhydrogel1) 322mg 131mg 17.5mg
2(본 발명) 2.5g의 Alhydrogel1) 693mg 130mg 18mg
3(비교예) 15g의 Adju-Phos2) 438mg 173mg 16.9mg
4(비교예) 7.7g의 Adju-Phos2) 882mg 172mg 16.2mg
Alhydrogel: 3%(중량)의 알루미늄 하이드록시드
Adju-Phos: 2%(중량)의 알루미늄 포스페이트
상기 제제를 부치(Buchi) 190 미니-스핀 드라이기를 사용하여 하기의 조건에서 분무건조시켰다: 공기 초기온도=130℃, 공기 후기온도=70℃, Q 액체주입: 셋팅 5 및 Q 분무공기: 500L/hr. 건조공기는 최대로 작동되었다. 자유유동 분말을 수득하였고, 수득율은 하기와 같다:
제제 분말 수득율(g) % 수득율 MMAD
1 0.52 68.4 8 내지 10mm
2 0.48 53.9 8 내지 10mm
3 0.91 74.1 8 내지 10mm
4 0.38 31.0 8 내지 10mm
분무건조에 적용된 현탁액의 고형분 함량과 관련된 수득된 분말의 조성물은 하기와 같다:
Al(OH)3 만니톨 글리신 덱스트란 전체 고형분
제제 1분무건조된 현탁액 내고형분 함량(%)분말함량 2.948.3% 2.135.0% 0.915.0% 0.11.7% 6
제제 2분무건조된 현탁액 내고형분 함량(%)분말함량 0.58.2% 4.675.4% 0.914.8% 0.11.6% 6.1
제제 3분무건조된 현탁액 내고형분 함량(%)분말함량 448.8% 2.935.4% 1.214.6% 0.11.2% 8.2
제제 4분무건조된 현탁액 내고형분 함량(%)분말함량 112.3% 5.972.8% 1.113.6% 0.11.2% 8.1
분무건조된 분말을 증류수에 재현탁시켰다. 구체적으로, 각 분말을 증류수에 첨가(1:500 중량비)하고, 3분 동안 교반한 다음, 생성된 현탁액에서의 응집을 시험하였다. 오직 본 발명에 따른 제제 2만이 침전없이 겔-유사 현탁액을 형성하였다. 결과는 하기와 같다:
- 제제 1: 32.59mg의 분무건조된 분말을 1mL의 증류수에 첨가하였다. 밤새도록 현탁액을 방치시킨 후에 백색의 침전물이 형성되었다.
- 제제 2: 37.1mg의 분무건조된 분말을 1mL의 증류수에 첨가하였다. 회색이 도는 흰색(off-white), 회색의 겔-유사 현탁액이 형성되고, 밤새도록 방치시킨 후에도 침전물이 관찰되지 않았다.
- 제제 3: 44.34mg의 분무건조된 분말을 1mL의 증류수에 첨가하였다. 밤새도록 현탁액을 방치시킨 후에 백색의 침전물이 형성되었다.
- 제제 4: 29.4mg의 분무건조된 분말을 1mL의 증류슈에 첨가하였다. 밤새도록 현탁액을 방치시킨 후에 백색의 침전물이 형성되었다.
실시예 2
두 종류의 백신 제제를 하기와 같이 제조하였다:
제제 A:
농축된 알루미늄-HBsAg 현탁액을 500mg의 알루미늄(약 1500mg의 알루미늄 하이드록시드)이 흡착된 20mg의 HBsAg(약 1 인간 투여량)을 포함하는 알루미늄-흡착 HBsAg 백신(Rhein Americana S.A.)을 증류되고, 비이온화된 물로 처음 세척하여 완충염을 제거함으로써 준비하였다. 알루미늄 겔을 2 내지 8℃의 250-mL 협소한 입구를 가지는(Nalgene narrow-mouth) 사각의 폴리카보네이트 병안에서 밤새도록 정치시켰다. 상층액(150mL)을 제거하고, 동일한 양의 물을 침전물에 첨가하여 혼합하였다. 이러한 과정을 두 번 반복하였다.
사각의 병(Nalgene) 내에서 알루미늄-HBsAg 제제의 무게를 측정하여, 100g의 제제를 확인하고, 2 내지 8℃에서 밤새도록 정치시켰다. 90mL의 상층액을 제거한 후, 잔여의 상층액을 50mL 폴리프로필렌 원심분리용 튜브로 옮겨담고, 200rpm에서4분 동안 벤치-탑 원심분리기(Allegra 6R, Beckman)을 사용하여 원심분리하였다. 상층액을 추가로 제거하여 3.369g의 농축된 알루미늄-HBsAg 현탁액을 수득하였다. 전기 현탁액을 315.24mg의 만니톨, 81.73mg의 글리신, 101.91mg의 덱스트란 및 플라시보(placebo) 알루미늄 겔(2% Al2O3)과 혼합하고, 3%의 알루미늄 농도를 가지는 액상의 알루미늄-HBsAg 제제를 수득하였다.
제제 B:
알루미늄-HBsAg 현탁액을 제제 A를 위한 것과 동일한 방법으로 세척하였다. 50mL의 원심분리용 튜브에서 현탁액의 무게를 측정하여, 20.79g의 현탁액을 확인하고, 2 내지 8℃에서 밤새도록 정치시켰다. 17mL의 상층액을 제거한 후, 잔여의 농축된 현탁액(3.572g)을 113.06mg의 만니톨, 47.31mg의 글리신 및 23.22mg의 덱스트란과 혼합하여, 0.6%의 알루미늄 농도를 가지는 액상의 제제를 생산하였다.
두 제제를 하기의 표에 개시된 기술을 사용하여 건조시켰다:
건조기술
분말 제제 건조기술
1(비교예) A 동결건조
2(본 발명) A 분무 동결건조
3(본 발명) B 분무 동결건조
4(비교예) A C/G/S가 수반되는 동결건조(< 20mm 분획을 사용)
5(비교예) A C/G/S가 수반되는 동결건조(38 내지 45mm 분획을 사용)
6(비교예) A C/G/S가 수반되는 동결건조(53 내지 75mm 분획을 사용)
동결건조:
듀라-스탑 동결건조기(FTS system, Stone Ridge, NY)를 하기 표의 동결건조 주기에 기초하여, 알루미늄-흡착된 HBsAg를 동결건조시키는데 이용하였다.
동결건조 주기
단계/주기 조건
동결 선냉각 평판(pre-cool shelf) 온도(ST)=0℃ST=-55℃에서 1.0℃/min씩 하강(ramp), 15분 동안 정치
생산온도를 위한 대기(PT)=-48℃, 120분 동안 정치
일차 건조 농축기(condenser)/진공(C/V) 스위치 "on"농축기온도가 -40℃에 이르렀을 때, 진공펌프 작동개시챔버 진공이 150mT(20.0Pa)에 도달할 때까지 대기포어라인(foreline) 진공이 100mT(13.3Pa)에 도달할 때까지 대기ST=-25℃에서 1.0℃/min씩 하강, 18시간 동안 정치
이차 건조 ST=10℃에서 1.0℃/min씩 하강, 4시간 동안 정치ST=-55℃에서 1.0℃/min씩 하강, 11시간 동안 정치
100mT(13.3Pa)의 진공이 일차 및 이차 건조가 진행되는 동안 유지되었다.
분무 동결건조:
각 현탁액을 60kHz의 노즐진동수를 가지는 초음파 분무기(Sono T다corporation, Milton, NY)를 사용하여 스테인레스스틸 페인(pain) 내에서 교반되고 있는 액체질소로 분무하였다. 분무를 위한 음파에너지는 5.0 와트로 세팅되었다. 액체주입은 마스터플랙스 C/L 페리스탈틱 펌프(MasterFlex C/L peristaltic pump)를 사용하여 1.5mL/min으로 수행하였다. 액체질소 내에서 동결된 입자를 포함하는 팬(pan)을 -50℃로 선냉각된 듀라-건조기(Dura-lyophilizer)에 적재하고, 하기 표의 조건에 기초하여 동결건조시켰다.
동결건조 주기
단계/주기 조건
동결 선냉각 평판(pre-cool shelf) 온도(ST)=-50℃ST=-55℃에서 1.0℃/min씩 하강, 15분 동안 정치
생산온도를 위한 대기(PT)=-48℃, 120분 동안 정치
일차 건조 농축기/진공(C/V) 스위치 "on"농축기온도가 -40℃에 이르렀을 때, 진공펌프 작동개시챔버 진공이 150mT(20.0Pa)에 도달할 때까지 대기포어라인 진공이 100mT(13.3Pa)에 도달할 때까지 대기ST=-25℃에서 1.0℃/min씩 하강, 18시간 동안 정치
이차 건조 ST=20℃에서 1.0℃/min씩 하강, 9시간 동안 정치
200mT(16.6Pa)의 진공이 일차 및 이차 건조가 진행되는 동안 유지되었다.
압착/분쇄(grind)/분류(sieve)
건조된 물질은 압착, 분쇄 및 분류(C/G/S) 기술을 사용하여 특정한 형태로 제조될 수 있다. 보다 구제적으로, 건조된 물질은 13-mm 직경의 스테인레스 스틸 다이(dye)(Carver Press, Wabash, IN)를 사용하여, 12,000psi의 압력으로 5 내지10분 동안 압착되었다. 압착된 디스크는 막자와 막자사발을 사용하여 곱게 분쇄되었다. 분쇄된 분말은 체(직경 3-in)를 통하여 분류되어, 53 내지 75mm, 38 내지 53mm 및 20 내지 38mm의 세 개의 크기 분획으로 구분되었다.
실험예 1: 응집정도에 대한 건조공정의 효과
분말 1 내지 3을 1:500w/w의 비율로 물에 재현탁시키고, 광학현미경법을 사용하여 통상의 기술에 따라 검사하였다. 분말의 가시화 분석을 10x 아이피스(eyepiece) 렌즈 및 5x 대물렌즈를 가지는 광학현미경(Model DMR, Leica, Germany)을 사용하여 수행하였다. 이 시스템은 이미지의 현상을 위한 폴라로이드 카메라 시스템이 장착되어 있다. 광학현미경은 알루미늄의 응집정도에 대한 질적인 분석을 제공한다. 본 실험에서, 분말 1은 재현탁 상태에서 매우 커다란 응집체를 형성한 반면, 분말 2는 약간만이 응집되었고, 분말 3은 아무런 응집체도 전혀 생성하지 않았다.
또한, 재현탁된 분말의 입자크기를 정량적으로 측정하였다. 재현탁된 분말 시료를 혼합/초음파처리하여, 균질성의 현탁액을 제조하였다. 현탁액을 입자크기 분포의 측정을 위한 입자크기 분석기(AccuSizer 780, Particle Sizing Systems, Santa Barbara, CA)의 유리용기에 담았다. 분말 2 및 3의 분무 동결건조 이전 및 이후에 측정한 결과를 도 1에 나타내었다. 동결건조 이전 및 이후의 입자크기를 보여주는, 비교할만한 유사한 결과를 도 2에 나타내었다. 이들 결과는 분말 2 및2은 건조 이전과 이후에 유사한 입자크기 분포를 가지며, 동결건조되는 동안 알루미늄의 응집체는 아주 약간 생성되거나 거의 없다는 것을 보여준다. 반대로, 분말 1의 입자크기는 동결건조 후에 크게 증가하였고, 이것은 알루미늄의 응집체가 생성되었음을 의미한다.
실험예 2: 알루미늄을 포함하는 헤파티티스 B 백신의 안정성에 대한 응집의 효과
알루미늄-흡착된 헤파티티스 B 백신의 면역원성에 대한 알루미늄 응집의 효과를 분석하기 위한 연구를 수행하였다. 이미 언급한 바와 같이, 심각한 응집현상이 헤파티티스 B 백신(알루미늄 포함)을 동결건조방법으로 건조시키는 경우에 나타난 반면, 헤파티티스 B 백신의 분무 동결건조시에는 응집현상이 나타나지 않았다. 마우스를 이용한 실험에서, 동결건조된 및 분무 동결건조된 헤파티티스 B 백신의 면역원성이 비교되었다. 추가적으로, 분류되지 않고 건조되지 않은 백신 및 다양하게 분류된 분획(<20, 38 내지 45, 53 내지 75μm 직경)들이 어떠한 크기의 분획이 보다 큰 면역성을 가지는지를 결정하기 위하여 분석되고 비교되었다. 실험구상을 하기 표에 나타내었다.
그룹 제제 * 건조기술 입자 크기 주사경로(재현탁된)
1 A 동결건조 분류되지 않은 복강내
2 A 동결건조 < 20μm 복강내
3 A 동결건조 38 내지 45μm 복강내
4 A 동결건조 53 내지 75μm 복강내
5 A 분무 동결건조 10 내지 75μm 복강내
6 B 분무 동결건조 10 내지 75μm 복강내
7 비처리 이용되고 있는액상 알루미늄 백신 - 복강내
*: 제제 A 및 B의 구체적인 사항은 하기에 기재하였다.
분말을 증류수로 재현탁시키고, Balb/C 마우스(암컷, 그룹당 8마리, 생후 5-7주)를 면역화시키는데 사용하였다. 재현탁된 백신을 23 1/5 바늘을 사용하는 복강내 주사를 통해 투여하였다. 각 주사로는 알루미늄에 흡착된 2μg의 헤파티티스 B 표면항원을 포함하는 200μL의 용액을 투여하였다. 대조군 마우스는 비처리된 액상 헤파티티스 B 백신으로 면역화되었다. 최초(0 일째) 및 상승(boost) 투여(28일째) 이후에, 헤파티티스 B 백신에 대한 면역반응을 ELISA를 이용하여 42일째에 수집한 혈청으로부터 결정하였는데, 항체역가를 혈청을 표준으로 한 비교를 통해서 결정하였다.
도 3에 나타낸 상기 실험의 결과는 동결건조에 의해 발생하는 알루미늄 응집은 헤파티티스 B 백신의 면역원성을 감소시키고, 심지어는 면역원성을 상실시키기도 한다는 결과를 보여준다. 비처리된 액상 백신과의 비교에서는 동결건조된 헤파티티스 B 백신(그룹 1)은 감소된 면역원성을 갖는다는 사실을 보여주었다. 동결건조된 입자의 면역원성은 입자의 크기와 반비례한다(그룹 2, 3 및 4). 가장 큰 입자의 분획은 가장 작은 입자크기의 분획보다 낮은 면역원성을 나타냈고, 이상의 사실로부터 응집과 연관성을 가지는 큰 크기의 입자는 백신의 효과를 상실시킨다는 것을 알 수 있다. 분무 동결건조된 헤파티티스 B 백신(그룹 5 및 6)은 비처리된 백신과 비교하였을 때, 그의 면역원성이 유지되었다. 총 건조중량 중 알루미늄의 양(50% 또는 12%)은 건조분말의 효능에 영향을 끼치지 못한다. 분무 동결건조된 분말 중 어느것도 응집현상을 나타내지 않았다. 분무 동결건조 제제는 매우 높은 농도(3%(중량))에서 알루미늄 염 어쥬번트의 효능을 유지시킨다는 점은 매우 중요하다.
이상의 결과로부터, 알루미늄 응집은 알루미늄 백신이 동결건조되었을때의 효능상실과 연관되어 있음을 확인하였다. 실험실적 조건에서의 용해성을 감소시키는 응집된 입자의 큰 크기는 면역 시스템의 세포를 가동시킬 수 없고, 따라서, 효능을 가지지 않는다. 보다 중요하게는, 본 발명의 방법은 응집을 유도하지 않고, 알루미늄을 포함하는 백신으로 안정한 건조분말을 제조할 수 있게 한다. 분무 동결건조에 사용되는 액체질소에서의 신속한 동결은 응집의 억제와 백신의 효능의 유지에 필수적이다.
실험예 3: 분무 동결건조된 헤파티티스 B 백신의 안정성에 대한 건조공정과 부형제의 효과
알루미늄 백신의 안정성에 대한 부형제의 및 다양한 분무 동결건조 공정의 효과를 평가하였다. 알루미늄 하이드록시등 흡착된 헤파티티스 B 표면항원(HBsAg)을 모델 항원으로서 이용하였다. 추가로, 분무 동결건조 분말의 면역원성을 두 종류의 면역화 경로, 주사기를 이용한 근육내 주사 및 무바늘 주사기 전달장치를 이용한 표피 분말투여를 통하여 마우스에서 평가하였다. 분무 동결건조 제제를 이한 부형제를 하기 표에 나타내었다. 이 경우에 있어서, 분무 동결건조 제제는 두 종류의 당류와 한 종류의 다량체의 조합으로 이루어진다. 관련된 아미노산/염은 사용되지 않는다. 분무 동결건조의 조건은 압착/분쇄/분류 단계를 수행하지 않는 것을 제외하고는 표 3에 개시된 바와 동일하다. 분무 동결건조 분말의 입자크기 분호를 표 5에 나타내었다.
분무 동결건조 제제의 조성물
제제 백신 부형제 공정 입자 크기, μm(aerosizer)
Dv10 Dv50 Dv95
SFD-C 2μg HBsAg/50μg 알루미늄 트레할로스/만니톨/PEG(3:4:3) 분말 동결건조 23 38 57
SFD-C 2μg HBsAg/50μg 알루미늄 트레할로스/만니톨/37kD 덱스트란(3:4:3) 분말 동결건조 26 39 59
SFD-C 2μg HBsAg/50μg 알루미늄 트레할로스/만니톨/10kD 덱스트란(3:4:3) 분말 동결건조 24 36 56
분무 동결건조된 제제의 면역원성을 Balb/C 마우스(암컷, 그룹 당 8 마리, 생후 5 내지 7주)를 이용하여 평가하였다. 실험조건을 표 6에 나타내었다. 근육내(IM) 주사는, 분말을 증류수에 재현탁시키고, 알루미늄에 흡착된 헤파티티스 B항원 2μg을 포함하는 200μL의 용액을 23 1/5 바늘을 사용하는 주사를 통해 사두근(quadriceps)으로 투여함으로써 수행하였다. 표피 분말투여(EPI)는, 분말을 마우스의 면도한 복부피부로 분말 전달장치를 사용하여 투여함으로써 수행하였다. 대조군 마우스는 근육내 주사를 통하여 비처리된 액상의 헤파티티스 B 백신으로 면역화시켰다. 초기 및 상승투여 이후, 헤파티티스 B 백신에 대한 면역반응을 ELISA를 이용하여 42일째에 수집한 혈청으로부터 결정하였는데, 항체역가를 혈청을 표준으로 한 비교를 통해서 결정하였다.
마우스 면역원성 연구를 위한 실험조건
그룹 제제 재현탁 경로
1 SFD-C O IM
2 SFD-C O IM
3 SFD-C O IM
4 SFD-C X EPI
5 SFD-C X EPI
6 SFD-C X EPI
7 비처리 적용시키지 않음 IM
도 4에서 보듯이, 실험결과는 모두 세 그룹의 분무 동결건조된 헤파티티스 B 백신은 재현탁 후의 근육내 경로로 투여되는지 또는 분말로서 표피경로로 투여되는지에 상관없이, 마우스에서 면역원성을 나타내었음을 명확하게 확인하였다. 다양한 부형제가 이들 제제에 이용될 수 있으며, 그렇게 제조된 제제에서의 면역원성의 차이는 거의 나타나지 않았다. 모두 제 그룹의 제제는 증류수에서 재현탁되었을 때에도 응집의 문제점을 나타내지 않았다(자료는 개시하지 않음). 이것은 분무 동결건조 공정에서의 신속한 동결단계가 알루미늄을 안정화시키는데 중요한 단계라는 추가적인 증거가 된다. 부형제는 덜 중요한 역할을 한다. 또한, 본 연구는 분무 동결건조된 알루미늄이 흡착된 백신이 다양한 경로, 예를 들면, 재현탁되었을 경우의 근육내 주사 또는 분말형태로의 표피 분말투여를 통한 접종에 있어서 유용할 수 있다.
실험예 4: 분무 동결건조된 디프테리아-파상풍 변성독소(diphtheria-tetanus toxoid) 백신의 면역원성
분무 동결건조 공정을 알루미늄을 포함하는 다른 백신으로부터 안정한 분말을 제조하는데 이용할 수 있는지를 결정하기 위하여, 디프테리아-파상품 변성독소 백신(CSL Limited, Australia)을 이용하여 분무 동결건조된 분말을 제조하였다. 제조된 분말은 디프테리아 변성독소와 파상풍 변성독소가 각각 563Lf/mL로 흡착된 5%(w/v)의 알루미늄 포스페이트를 포함한다. 분무 동결건조된 디프테리아-파상풍 변성독소 백신을 표 3에 개시된 조건에서 제조하고, 압착/분쇄/분류를 수행하여, 평균크기가 직경 20 내지 38μm 및 38 내지 53μm인 입자를 생산하였다. 제제 정보를 표 7에 요약하여 기재하였다. 이들 입자를 물에서 재현탁시킨 후, 광학현미경으로 조사하였을 때, 응집현상을 나타내지 않았다(자료는 개시하지 않음).
HBsAg-알루미늄포스페이트(mg) 트레할로스디하이드레이트(mg) 글리신(mg) 덱스트란(mg) 총 고형분함량(%) DT 량(dose)
250 292.9 66.1 86.6 4 3Lf/1mg 분말
분무 동결건조된 디프테리아-파상풍 유독소 백신의 면역원성을 기니아피그(Charles River)에서 결정하였다. 기니아피그(그룹 당 4 마리)의 복부의 피부에 분말을 0일 및 28일째에 분말 전달장치를 이용하여 투여하였다. 전기 분말은 250μg의 알루미늄 포스페이트에 흡착된 1.5Lf 디프테리아 유독소 및 1.5Lf 파상풍 유독소를 포함하는 0.5mg의 분말이다. 대조군 동물은 23 1/2 바늘을 사용하는 근육내 주사를 통하여 비처리된 백신으로 접종시켰다. 디프테리아 유독소 및 파상풍 유독소에 대한 혈청 항체반응을 42일째에 수집된 혈청으로부터 ELISA를 이용하여 측정하였다.
면역원성 연구결과를 도 5에 나타내었다. 분무 동결건조된 알루미늄에 부착된 디프테리아 유독소에 의한 표피 분말투여는 각 백신성분에 대한 항체반응을 유도하였고, 역가는 비처리된 백신의 근육내 주사에 의해 유도되는 역가와 유사하였다. 분무 동결건조된 분말의 크기는 분말이 생체내 조건에서 응집현상을 나타내지 않기 때문에, 면역원성에 큰 영향을 끼치지 않을 것으로 보여진다. 또한, 본 연구는 분무 동결건조 공정은 건조된 고상 투여형태의 알루미늄을 포함하는 백신의 효능을 유지시킨다는 것을 증명하고 있다.
따라서, 신규의 동결 분무건조된 분말 조성물 및 전기 조성물을 생산하는 방법이 기재되었다. 본 발명의 바람직한 실시태양이 구체적으로 기재되었음에도 불구하고, 명백한 변형이 첨부된 청구항에 정의된 바와 같은 본 발명의 범위와 취지를 변화시키지 않고 이루어질 수 있다.

Claims (49)

  1. 하기의 성분을 포함하는 수성 현탁액을 분무건조(spray-drying) 또는 분무 동결건조(spray freeze-drying)함으로써 수득되며, 백신으로 이용하기에 적합한 겔-형성 유동분말(gel-forming free-flowing powder):
    (a) 0.1 내지 0.95%(중량)의 항원이 흡착된 알루미늄 염 또는 칼슘 염 어쥬번트(adjuvant);
    (b) 0.5 내지 6%(중량)의 당류;
    (c) 0.1 내지 2%(중량)의 아미노산 또는 그의 염; 및,
    (d) 0.02 내지 1%(중량)의 콜로이드성 물질(colloidal substance).
  2. 제 1항에 있어서,
    어쥬번트는 알루미늄 하이드록시드 또는 알루미늄 포스페이트인 것을 특징으로 하는
    분말.
  3. 제 1항에 있어서,
    어쥬번트는 알루미늄 설페이트 또는 칼슘 포스페이트인 것을 특징으로하는
    분말.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    항원은 세균 또는 바이러스 항원인 것을 특징으로 하는
    분말.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    당류는 단당류, 이당류 또는 당알콜(sugar alcohol)인 것을 특징으로 하는
    분말.
  6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    당류는 글루코스(glucose), 자일로스(xylose), 갈락토스(galactose), 프럭토스(fructose), D-만노스(mannose), 솔보스(sorbose), 락토스(lactose), 말토스(maltose), 당류, 트레할로스(trehalose), 슈크로스(sucrose), 만니톨(mannitol), 솔비톨(sorbitol),자일리톨(xylitol), 글리세린(glycerin), 글리세롤(glycerol), 에리트리톨(erythritol) 및 아라비톨(arabitol)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
    분말.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    아미노산은 산성, 중성 또는 염기성 아미노산인 것을 특징으로 하는
    분말.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    아미노산 또는 그의 염은 글리신(glycine), 알라닌(alanine), 글루타민(glutamine), 아르기닌(arginine), 라이신(lysine), 히스티딘(histidine) 및 모노소디움 글루타민산(monosodium glutamate)으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
    분말.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    콜로이드성 물질은 다당류(polysaccharide), 하이드로겔(hydrogel) 및 단백질로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
    분말.
  10. 제 9항에 있어서,
    전기 물질은 덱스트란(dextran), 말토덱스트란(maltodextran), 젤라틴(gelatin), 아가로스(agarose) 및 인간 혈청알부민(human serum albumin)으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
    분말.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    수성 현탁액은 0.2 내지 0.4%(중량)의 항원이 흡착된 어쥬번트, 2 내지 4%(중량)의 당류, 0.75 내지 1.25%(중량)의 아미노산 또는 그의 염 및 0.07 내지 0.3%(중량)의 콜로이드성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는
    분말.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    (ⅰ) 7 내지 50%(중량)의 항원이 흡착된 어쥬번트,
    (ⅱ) 30 내지 80%(중량)의 당류,
    (ⅲ) 7 내지 30%(중량)의 아미노산 또는 그의 염, 및
    (ⅳ) 0.8 내지 6%(중량)의 콜로이드성 물질을 포함하는 것을
    특징으로 하는
    분말.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    10 내지 100㎛의 MMAD(mass means aerodynamic diameter) 및 0.8 내지 1.5g/㎤의 피막 밀도(envelope density)를 가지는 것을 특징으로 하는
    분말.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    증류수(1:500 중량비)를 첨가하고 3분 동안 교반한 후, 침전물없이 겔-유사 현탁액을 형성하는 것을 특징으로 하는
    분말.
  15. (a) 0.1 내지 0.95%(중량)의 항원이 흡착된 알루미늄 염 또는 칼슘 염 어쥬번트;
    (b) 0.5 내지 6%(중량)의 당류;
    (c) 0.1 내지 2%(중량)의 아미노산 또는 그의 염; 및,
    (d) 0.02 내지 1%(중량)의 콜로이드성 물질을 포함하는 수성 현탁액을 분무건조 또는 분무 동결건조하는 공정을 포함하는, 백신으로 이용하기 적합한 겔-형성 유동분말의 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    수성 현탁액은 0.2 내지 0.4%(중량)의 항원이 흡착된 어쥬번트, 2 내지 4%(중량)의 당류, 0.75 내지 1.25%(중량)의 아미노산 또는 그의 염 및 0.07 내지 0.3%(중량)의 콜로이드성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는
    제조방법.
  17. 제 15항 또는 제 16항에 있어서,
    제조된 분말(resultant powder)은 증류수(1:500 중량비)를 첨가하고 3분 동안 교반된 후, 침전물없이 겔-유사 현탁액을 형성하는 것을 특징으로 하는
    제조공정.
  18. 제 1항 내지 14항 중 어느 한 항에 정의된 겔-형성 유동분말의 유효량을 탑재한 무바늘 주사기용 투약기(dosage receptacle).
  19. 제 18항에 있어서,
    투약기는 갭슐, 포일 파우치, 주머니(sachets) 및 카세트로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
    투약기.
  20. 제 1항 내지 14항 중 어느 한 항에 정의된 겔-형성 유동분말이 탑재된 무바늘 주사기.
  21. 약학적으로 허용가능한 담체 또는 희석제 및 제 1항 내지 14항 중 어느 한항에 정의된 겔-형성 유동분말을 포함하는 백신 조성물.
  22. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 정의된 겔-형성 유동분말의 유효량을 개체(subject)에 투여하는 단계를 포함하는 예방접종(vaccinating) 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    분말은 무바늘 주사기로 투여되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  24. 제 22항에 있어서,
    분말은 약학적으로 허용가능한 담체 또는 희석제로 제제화되는
    것을 특징으로 하는
    방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    제제는 피하 또는 근육내로 투여되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  26. (ⅰ) 5 내지 60%(중량)의 항원이 흡착된 알루미늄 염 또는 칼슘 염 어쥬번트;
    (ⅱ) 25 내지 90%(중량)의 당류;
    (ⅲ) 4.5 내지 40%(중량)의 아미노산 또는 그의 염; 및,
    (ⅳ) 0.5 내지 1%(중량)의 콜로이드성 물질을 포함하는 백신으로의 이용에 적합한 겔-형성 유동분말.
  27. 제 26항에 있어서,
    (ⅰ) 7 내지 50%(중량)의 항원이 흡착된 어쥬번트,
    (ⅱ) 30 내지 80%(중량)의 당류,
    (ⅲ) 7 내지 30%(중량)의 아미노산 또는 그의 염, 및,
    (ⅳ) 0.8 내지 6%(중량)의 콜로이드성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는
    분말.
  28. 제 26항 또는 제 27항에 있어서,
    증류수(1:500 중량비)를 첨가하고 3분 동안 교반한 후, 침전물없이 겔-유사 현탁액을 형성하는 것을 특징으로 하는
    분말.
  29. 항원이 흡착된 알루미늄 염 또는 칼슘 염 어쥬번트를 포함하는 수성 현탁액을 분무 동결건조하여 수득한, 백신으로 이용하기에 적합한 분말.
  30. 제 29항에 있어서,
    어쥬번트는 알루미늄 하이드록시드, 알루미늄 포스페이트, 알루미늄 설페이트 또는 칼슘 포스페이트인 것을 특징으로 하는
    분말.
  31. 제 29항 또는 제 30항에 있어서,
    항원은 세균 또는 바이러스 항원인 것을 특징으로 하는
    분말.
  32. 제 29항 내지 제 31항 중 어느 한 항에 있어서,
    수성 현탁액은 10%(중량) 미만의 항원이 흡착된 어쥬번트를 포함하는 것을 특징으로 하는
    분말.
  33. 제 29항 내지 제 32항 중 어느 한 항에 있어서,
    1 내지 100㎛의 MMAD 및 0.8 내지 1.5g/㎤의 피막 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는
    분말.
  34. 제 29항 내지 제 33항 중 어느 한 항에 있어서,
    현탁액은 비결정질 당(amorphous sugar), 결정질 당(crystalline sugar) 및 선택적으로는 폴리머(polymer) 및/또는 아미노산 또는 그의 염을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
    분말.
  35. 제 29항 내지 제 34항 중 어느 한 항에 있어서,
    증류수(1:500 중량비)를 첨가하고 3분 동안 교반한 후, 침전물없이 겔-유사 현탁액을 형성하는 것을 특징으로 하는
    분말.
  36. 항원이 흡착된 알루미늄 염 또는 칼슘 염 어쥬번트를 포함하는 수성 현탁액의 분무 동결건조 공정을 포함하는, 백신으로 이용하기에 적합한 분말의 제조방법.
  37. 제 36항에 있어서,
    어쥬번트는 알루미늄 하이드록시드, 알루미늄 포스페이트, 알루미늄 설페이트 또는 칼슘 포스페이트인 것을 특징으로 하는
    제조방법.
  38. 제 36항 또는 제 37항에 있어서,
    항원은 세균 또는 바이러스 항원인 것을 특징으로 하는
    제조방법.
  39. 제 36항 내지 제 38항 중 어느 한 항에 있어서,
    수성 현탁액은 10% 미만(중량)의 항원이 흡착된 어쥬번트를 포함하는 것을 특징으로 하는
    제조방법.
  40. 제 36항 내지 제 39항 중 어느 한 항에 있어서,
    현탁액은 비결정질 당(amorphous sugar), 결정질 당(crystalline sugar) 및 선택적으로는 폴리머(polymer) 및/또는 아미노산 또는 그의 염을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
    제조방법.
  41. 제 36항 내지 제 40항 중 어느 한 항에 있어서,
    제조된 분무 동결건조 분말은 증류수(1:500 중량비)를 첨가하고 3분 동안 교반한 후, 침전물없이 겔-유사 현탁액을 형성하는 것을 특징으로 하는
    제조방법.
  42. 제 29항 내지 35항 중 어느 한 항에 정의된 분말의 유효량을 탑재한 무바늘 주사기용 투약기.
  43. 제 42항에 있어서,
    투약기는 캡슐, 호일 파우치, 주머니 및 카세트로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
    투약기.
  44. 제 29항 내지 35항 중 어느 한 항에 정의된 겔-형성 유동분말이 탑재된 무바늘 주사기.
  45. 약학적으로 허용가능한 담체 또는 희석제 및 제 29항 내지 35항 중 어느 한 항에 정의된 분말을 포함하는 백신 조성물.
  46. 제 29항 내지 제 35항 중 어느 한 항에 정의된 분말의 유효량을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 예방접종 방법.
  47. 제 46항에 있어서,
    분말은 무바늘 주사기로 투여되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  48. 제 46항에 있어서,
    분말은 약학적으로 허용가능한 담체 또는 희석제로 제제화되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  49. 제 48항에 있어서,
    제제는 피하 또는 근육내로 투여되는 것을 특징으로 하는
    방법.
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