KR20070031931A - Gel composition comprising charged polymers - Google Patents

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토메 소피 롤란데 반
스텐베르겐 마리누스 야콥 반
노스트럼 코르넬리스 프란시스쿠스 반
빌헬무스 에베르하르두스 헨닌크
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유니버시테이트 우트레크트 홀딩 비.브이.
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Abstract

본 발명은 비경구 데포트 제형과 같은 조절성 전달 적용을 위한 약물 담체로서 유용한 수성 겔 조성물에 관한 것이다. 상기 겔은 이온성 미세입자를 포함하며, 바람직하기로는 반대로 하전된 미세입자들의 혼합물을 포함한다. 미세입자에는 치료 펩티드 및 단백질과 같은 활성 화합물이 적재될 수 있다. 겔은 물의 존재하에 반대로 하전된 미세입자들을 조합함으로써 제조할 수 있다.The present invention relates to aqueous gel compositions useful as drug carriers for controlled delivery applications such as parenteral depot formulations. The gel comprises ionic microparticles and preferably comprises a mixture of oppositely charged microparticles. Microparticles can be loaded with active compounds such as therapeutic peptides and proteins. Gels can be prepared by combining the oppositely charged microparticles in the presence of water.

하전된 미세입자, 담체 Charged Microparticles, Carriers

Description

하전된 폴리머를 포함하는 겔 조성물{GEL COMPOSITION COMPRISING CHARGED POLYMERS}GEL COMPOSITION COMPRISING CHARGED POLYMERS

본 발명은 겔 형태의 약학적 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 비경구 투여에 매우 적합하고/하거나 활성 화합물의 느린, 지속적인 또는 조절성 방출성을 제공할 수 있는 수성 겔에 관한 것이다. 또한, 이들 겔은 조직 공학용으로 매우 적합하다. 다른 측면으로, 본 발명은 상기 겔의 용도 및 겔의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 약학적 조성물을 제공하기 위한 키트를 제공한다. The present invention relates to a pharmaceutical composition in gel form. More particularly, the present invention relates to aqueous gels that are well suited for parenteral administration and / or can provide slow, sustained or controlled release of the active compounds. In addition, these gels are well suited for tissue engineering. In another aspect, the present invention relates to the use of such gels and to a process for preparing the gels. The present invention also provides a kit for providing a pharmaceutical composition.

겔은 본래 그것의 유동학적인 특징들로 정의될 수 있다. 약학적 투여 형태로서 사용될 수 있는 거시적인 겔은 반고형이며, 전단력이 낮을 때에는 고체처럼 행동하지만 "항복점(yield point)"이라고 하는 특정 힘 역치 이상에서는 점성 유체로 행동한다. 이는 본 발명의 상세한 설명 및 첨부한 청구범위에서 사용한 용어 "겔"에 대한 정의이다.A gel can be defined by its rheological characteristics inherently. Macroscopic gels that can be used as pharmaceutical dosage forms are semi-solid and behave like solids at low shear forces but as viscous fluids above certain force thresholds called "yield points". This is the definition of the term "gel" as used in the description and the appended claims.

수성 겔은 수년간 약학적 또는 화장품의 조제 형태로서 알려져 있다. 본래, 진피, 눈, 질, 구강 점막 또는 직장 적용과 같은 국소 투여용으로 대부분 사용되고 있다. 약학 및 화장품 제형 과학 분야에서, 겔은 협의의 정의로 전형적으로 점착 성 액체상과 유동에 대한 내성을 부여하는 3차 구조의 콜로이달 고체 망을 포함하는 투명 조제물이다. 이러한 개념에 따라, 연고 및 페이스트(paste)와 같이 유동학적으로 유사하지만 물리적 구조는 다른 계는 겔로 간주하지 않는다.Aqueous gels have been known for many years as pharmaceutical or cosmetic preparations. In essence, it is mostly used for topical administration such as dermis, eye, vagina, oral mucosa or rectal application. In the field of pharmaceutical and cosmetic formulation science, gels, by definition, are transparent preparations comprising a colloidal solid network of tertiary structure, which typically confers a tacky liquid phase and resistance to flow. According to this concept, other systems, such as ointments and pastes, are rheologically similar but the physical structure is not considered a gel.

그외 관련 물리화학적 개념으로는 하이드로겔이 있다. 하이드로겔은 조직 공학용 재료들 및 치료 단백질과 같은 약학적으로 활성인 화합물의 지속적인 또는 조절성 방출을 위한 재료들의 중요 클래스이다. 하이드로겔은 친수성 폴리머의 화학적 또는 물리적 가교에 의해 형성된 3차 구조의 폴리머 망이다. 화학적으로 가교된 겔에서, 폴리머는 공유 결합에 의해 주로 연결되어 있다. 물리적으로 가교된 겔에서, 망은 상이한 폴리머 체인간의 물리적인 상호작용, 예컨대, 정전기적 상호작용에 의해 형성되어 있다. 즉, 해당 하이드로겔은 때때로 물리적 하이드로겔이라고도 하며, 화학적으로 가교된 하이드로겔은 또한 화학적 하이드로겔이라고도 한다. 본 발명의 내용에서, 화학적 또는 물리적 하이드로겔은 전술한 거시적 겔과 반드시 일치되는 것은 아니다. 이들은 전술한 바와 같이 겔의 전형적인 유동학적 행태를 가질 경우에만 거시적 겔로 표현할 수 있다. 그런데, 겔의 유동학적 행태를 나타내지 않는, 즉 고체 물질인 하이드로겔 역시 거시적 겔의 성분이거나 구성물일 수 있다.Another related physicochemical concept is hydrogel. Hydrogels are an important class of materials for the sustained or controlled release of pharmaceutically active compounds such as tissue engineering materials and therapeutic proteins. Hydrogels are tertiary structured polymer networks formed by chemical or physical crosslinking of hydrophilic polymers. In chemically crosslinked gels, the polymers are mainly linked by covalent bonds. In physically crosslinked gels, the net is formed by physical interactions between different polymer chains, such as electrostatic interactions. That is, such hydrogels are sometimes referred to as physical hydrogels, and chemically crosslinked hydrogels are also referred to as chemical hydrogels. In the context of the present invention, chemical or physical hydrogels are not necessarily consistent with the macroscopic gels described above. They can be expressed as macroscopic gels only if they have the typical rheological behavior of the gel as described above. However, hydrogels that do not exhibit rheological behavior of the gel, ie, solid materials, may also be components or components of the macroscopic gel.

느린 약물 방출 특성을 가지는 비경구 투여 형태는 약물 성분의 물리화학적 특성으로 인해 경구 투여할 수 없거나 또는 경구 투여에 거의 적합하지 않으며, 비교적 반감기가 짧아 자주 주사하여야하는 약물 성분의 치료학적 이용성을 개선시킬 필요성 의해 개발되었다. 잦은 주사는 환자에게 불편하며, 의사나 간호사가 주사 하는 경우 비용이 다소 많이 든다. 불편함 및 통증 경험은 환자의 불순응을 초래할 수 있으며, 치료 요법의 성공을 위태롭게 할 수 있다.Parenteral dosage forms with slow drug release properties are not suitable for oral administration or are rarely suitable for oral administration due to the physicochemical properties of the drug component, and have a relatively short half-life to improve the therapeutic availability of drug components that must be frequently injected. Was developed by necessity. Frequent injections are inconvenient for the patient and cost more if they are injected by a doctor or nurse. Discomfort and pain experiences can lead to patient noncompliance and can jeopardize the success of the treatment regimen.

주로 약학 분야에서 최근 바이오테크놀로지 연구의 진보에 의해, 바람직한 경구 경로로 투여할 수 없거나 또는 적합하지 않은 약물 성분의 수가 현재 증가하고 있으며, 효능이 우수한 펩티드 및 단백질 약물의 수도 증가하고 있다. 일부 소형 펩티드를 제외하고는, 아마도 이들 화합물들은 위장액에서 비교적 불안정하며, 장 점막을 통해 실체 부위에 흡수되기에는 분자가 너무 크며, 친수성을 가지고 있다. 이들 약물 성분들 중 일부는 투여 빈도를 낮추어 환자 불편함을 감소시키고, 순응도 및 치료 성공율을 높이기 위해, 주입가능하거나 또는 이식가능한 조절성 방출 제형으로 개발중에 있다.With recent advances in biotechnology research, mainly in the pharmaceutical field, the number of drug components that are not or not suitable for administration by the preferred oral route is now increasing, and the number of peptide and protein drugs with good efficacy is also increasing. With the exception of some small peptides, perhaps these compounds are relatively unstable in gastrointestinal fluids, and the molecules are too large and hydrophilic to be absorbed into the entity site through the intestinal mucosa. Some of these drug components are under development in injectable or implantable controlled release formulations to reduce the frequency of administration to reduce patient discomfort and increase compliance and treatment success.

비경구용 조절성 방출 투여 형태는 일반적으로 거시적인, 고형의 단일 또는 다중 유닛 임플란트(폴리머 막대 및 웨이퍼), 미세입자 현탁액 및 최근에는 인 시츄(in situ) 형성 겔을 포함한 겔 형태이다. 약물이 적재된 고형 임플란트는 지정된 약물 작용 기간 이후에 외과적으로 제거하여야 하는 미분해성 폴리머, 세라믹 또는 금속 기구로서, 또는 제거 필요가 없는 생분해성 폴리머 형태로 이용가능하다. 미분해성 임플란트의 예로는 베이어사(Bayer)의 Viadur®이 있으며, 이는 1년동안 펩티드 약물인 루프로라이드(leuprolide)를 방출한다. 생분해성 임플란트의 예로는 각각 한달 및 석달간 펩티드 약물인 고세렐린(goserelin)을 방출할 수 있는 폴리머 막대인 아스트라제네카사의 Zoladex®가 있다.Parenteral controlled release dosage forms are generally in the form of gels, including macroscopic, solid single or multi-unit implants (polymer rods and wafers), microparticle suspensions and, more recently, in situ forming gels. Drug loaded solid implants are available as undegradable polymers, ceramics or metal instruments that need to be surgically removed after a designated drug action period, or in the form of biodegradable polymers that do not need to be removed. An example of an undegradable implant is Baydur's Viadur ® , which releases the peptide drug leuprolide for one year. Examples of biodegradable implants may have one months and three months, respectively, between the peptide drug, goserelin (goserelin) can release the polymer in the bar AstraZeneca's Zoladex ®, which.

임플란트의 주된 단점은 직경이 매우 큰 바늘을 삽입해야 하거나, 일부 경우에서는 외과적 절개가 필요하다는 것이다. 국소 마취제를 이용한 예비 마취없이 진행하는 이식 시술은 다수 환자들이 수용하기 어려울 것으로 보인다. 그러나, 국소 마취로 시술중에 통증이 없게 할 수 있다.The main disadvantage of the implant is the need to insert a very large needle or in some cases surgical incisions. Transplantation without preoperative anesthesia with local anesthesia is likely to be unacceptable for many patients. Local anesthesia, however, can be pain free during the procedure.

최초 생분해성 임플란트가 시장에 소개된 이후에 곧 각각 한달, 석달 및 넉달동안 루프로라이드를 방출하는 타케다사의 Lupron® 데포트 제형과 같은 조절성 방출 미세입자가 상용화되었다. 이러한 미세입자를 주입하기 위해서는, 이를 수성 담체중에 현탁하여야 한다. 그러나, 안정성 때문에 데포트 미세입자는 수성 현탁액로서 일반적으로 보관할 수 없으며, 건조 분말을 사용하여 재구성하여야 한다.Shortly after the first biodegradable implants were introduced to the market, controlled release microparticles such as Takeda's Lupron ® Depot formulation, which release leuprolide for one month, three months and four months respectively, were commercialized. To inject these microparticles, they must be suspended in an aqueous carrier. However, due to their stability, depot microparticles cannot generally be stored as aqueous suspensions and must be reconstituted with dry powder.

약물이 적제된 다양한 미세입자 디자인 및 이들의 제조 방법들은 E. Mathiowitz et al., Microencapsulation, in: Encyclopedia of Controlled Drug Delivery (ed. E. Mathiowitz), Vol. 2, (1999) 493-546, John Wiley & Sons에 개시되어 있으며, 이는 원용에 의해 본 발명에 포함된다.Various microparticle designs with drug loading and methods for their preparation are described in E. Mathiowitz et al., Microencapsulation, in: Encyclopedia of Controlled Drug Delivery (ed. E. Mathiowitz), Vol. 2, (1999) 493-546, John Wiley & Sons, which is hereby incorporated by reference.

미세입자 현탁액 주입용 필수 바늘 크기(전형적으로 19 내지 22 gauche)를 고려한다면, 주사 용액을 비교적 통증없이 투여하기는 매우 어렵다. 더 작은 직경의 바늘은 이론적으로 일부 미세입자 조제물에 대해선 실현 가능하지만, 매우 조심스럽게 재구성을 수행하지 않은 경우에는 바늘을 막을 위험성이 있다.Given the required needle size (typically 19-22 gauche) for injecting microparticle suspensions, it is very difficult to administer the injection solution relatively painlessly. Smaller diameter needles are theoretically feasible for some microparticle formulations, but there is a risk of clogging the needles unless very carefully reconstruction is performed.

이러한 문제들을 해결하기 위해, 최근 몇년간 약물 전달 분야의 과학자들은 피하 또는 근육내 데포트를 형성할 수 있는 주입용 겔을 개발하여 왔다. 그중 한 가지 개념은, 겔 제형을 전단 담화(shear thinning) 및 요변성(thixotropic)이 높게 설계하는 것이다. 투여하기 전에 전단력을 적용함으로써, 이들 겔의 점성이 실질적으로 감소되어 비교적 작은 바늘로 주사가능하며, 투여 후 겔 내구력은 서서히 회복된다. 다른 개념은, 액체 조성물을 투여 후에 pH, 온도, 이온 세기와 같은 환경 변화에 따라 겔로 형성되도록 제형화하는 것이다. 세번째 방법은, 비수성 용매를 포함하는 액체 폴리머 제형을 주입하는 것이다. 투여시, 용매는 주입부로부터 확산되며, 따라서 폴리머 입자가 침착되거나 겔이 형성되게 된다.To address these problems, scientists in the field of drug delivery have developed injectable gels that can form subcutaneous or intramuscular reports in recent years. One concept is to design gel formulations with high shear thinning and thixotropic. By applying the shear force prior to administration, the viscosity of these gels is substantially reduced and injectable with a relatively small needle, and the gel durability gradually recovers after administration. Another concept is to formulate the liquid composition to form a gel after administration, depending on environmental changes such as pH, temperature, ionic strength. The third method is to inject a liquid polymer formulation comprising a non-aqueous solvent. At the time of administration, the solvent diffuses from the infusion, thereby causing polymer particles to deposit or gel to form.

생분해성 주사용 겔은 A. Hatefi et al., Journal of Controlled Release 80 (2002), 9-28에 구체적으로 논의되어 있으며, 이는 원용에 의해 본 발명에 포함된다.Biodegradable injectable gels are discussed in detail in A. Hatefi et al., Journal of Controlled Release 80 (2002), 9-28, which is incorporated herein by reference.

최근 조절성 약물 전달을 위한 주사가능한 겔 제형의 설계 및 제조가 진행중에 있지만, 현재 상용가능한 겔의 한가지 이상의 문제점을 해결하는, 추가적인 개선된 겔, 조성물 및 제조 방법이 요구되고 있다. While design and manufacture of injectable gel formulations for controlled drug delivery are currently underway, there is a need for additional improved gels, compositions and methods of preparation that address one or more of the problems of currently available gels.

본 발명은 비경구 투여에 적합하며, 사용이 편리하고, 허용가능한 바늘 크기로 주사할 수 있는 특징을 가지는, 개선된 약학적 겔을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 안전하며, 수 일, 수 주 및 수 개월동안 방출 속도를 조정할 수 있는 폴리머 약물 담체를 포함하는 겔을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 이러한 겔 제조용 키트 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또다른 목적은 하기 발명의 설명 및 실시예를 통해 명확해질 것이다.It is an object of the present invention to provide an improved pharmaceutical gel, which is suitable for parenteral administration, which is convenient to use and which can be injected at an acceptable needle size. It is also an object of the present invention to provide a gel comprising a polymeric drug carrier which is safe and which can adjust the release rate for days, weeks and months. It is also an object of the present invention to provide a kit and method for producing such a gel. Still other objects will be apparent from the following description and examples.

본 발명에 따른 수성 겔 조성물은 제1형의 미세입자, 구체적으로는 양이온성 폴리머 물질을 포함하는 양으로 하전된 미세입자와, 제2형의 미세입자, 구체적으로는 음이온성 폴리머 물질을 포함하는 음으로 하전된 미세입자를 포함한다. 선택적으로, 상기 겔은 실질적으로 중성의 미세입자를 더 포함한다. 또한, 상기 겔은 선택적으로 활성 화합물을 포함한다.The aqueous gel composition according to the invention comprises microparticles of type 1, specifically positively charged microparticles comprising a cationic polymer material, and microparticles of type 2, specifically anionic polymer materials. Negatively charged microparticles. Optionally, the gel further comprises substantially neutral microparticles. In addition, the gel optionally comprises an active compound.

다른 측면으로, 본 발명은 활성 화합물과 양으로 또는 음으로 하전된 폴리머 미세입자를 포함하며, 상기 미세입자는 미세입자의 전하와 반대 전하를 가지는 이온성 폴리머 용액 또는 분산액에 현탁된, 수성 겔 조성물을 제공한다.In another aspect, the present invention comprises an aqueous gel composition comprising a polymer microparticle positively or negatively charged with an active compound, the microparticle suspended in an ionic polymer solution or dispersion having a charge opposite to that of the microparticle. To provide.

겔에 존재하는 미세입자는 이온 하전된 것이다. 이들은 폴리머 기재, 바람직하기로는 약학적 적용에 적합한 생분해성 폴리머 기재가 바람직하다. 양으로 또는 음으로 하전된 미세입자를 구성하기 위해, 미세입자를 형성하는 폴리머 분자의 적어도 일부분은 적어도 하나 이상의 이온 전하를 가진다.The microparticles present in the gel are ion charged. They are preferably polymeric substrates, preferably biodegradable polymeric substrates suitable for pharmaceutical applications. In order to construct positively or negatively charged microparticles, at least a portion of the polymer molecules forming the microparticles have at least one ionic charge.

수성 겔을 형성하기 위해, 상기 조성물은 상당량의 물을 함유하여야 한다. 상기 겔의 점탄성 특징은 반대로 하전된 2가지 타입의 미세입자간에 발생되는 이온성 상호작용에 의해 부여되거나, 또는 하전된 미세입자와 겔의 연속 수성 상(phase)에 용해 또는 분산된 반대로 하전된 폴리머간의 이온성 상호작용에 의해 부여된 것으로 여겨진다.To form an aqueous gel, the composition must contain a significant amount of water. The viscoelastic properties of the gels are imparted by ionic interactions occurring between the two types of oppositely charged microparticles, or oppositely charged polymers dissolved or dispersed in the continuous aqueous phase of the gel with the charged microparticles. It is believed to be imparted by ionic interactions of the liver.

다른 측면으로, 본 발명은 수성 겔 조성물의 제조용 키트를 제공한다. 이러한 키트는 상기 겔 조성물을 재구성하기 위한 수성 액체와 건조 고형 성분을 포함할 수 있으며, 상기 고형 성분은 활성 분자를 포함한다. 선택적으로, 상기 건조 고형 성분은 또한 적어도 하나의 하전된 미세입자 타입을 포함한다.In another aspect, the present invention provides a kit for preparing an aqueous gel composition. Such kits may comprise an aqueous liquid and a dry solid component for reconstituting the gel composition, wherein the solid component comprises the active molecule. Optionally, the dry solid component also includes at least one charged microparticle type.

다른 측면으로, 본 발명은 수성 겔의 제조 방법을 제공한다. 바람직한 일 예에서, 상기 방법은 수 존재하에 양으로 하전된 폴리머 미세입자와 음으로 하전된 폴리머 미세입자를 조합하는 단계를 포함한다. 다른 주된 예로, 상기 방법은 수 존재하에 이온 하전된 폴리머 미세입자와 상기 미세입자와 반대로 하전된 이온 폴리머를 조합하는 단계를 포함한다.In another aspect, the present invention provides a process for preparing an aqueous gel. In a preferred embodiment, the method includes combining the positively charged polymer microparticles and the negatively charged polymer microparticles in the presence of water. In another main example, the method includes combining an ion charged polymer microparticle in the presence of water with a charged ion polymer as opposed to the microparticle.

또한, 본 발명은 활성 화합물, 및 상기 활성 화합물의 비경구 전달용 느린, 지속적인 또는 조절성 방출 담체로서 양이온성 폴리머를 포함하는 양으로 하전된 미세입자 및 음이온성 폴리머를 포함하는 음으로 하전된 미세입자를 포함하는 수성 겔 조성물의 용도를 개시한다.In addition, the present invention provides a negatively charged microparticle comprising an anionic polymer and positively charged microparticles comprising the active compound and a cationic polymer as a slow, sustained or controlled release carrier for parenteral delivery of the active compound. Disclosed is the use of an aqueous gel composition comprising particles.

제1 측면으로, 본 발명은 수성 겔 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 양으로 하전되고 양이온성 폴리머 물질을 포함하는 제1형 미세입자와, 음으로 하전되고 음이온성 폴리머 물질을 포함하는 제2형의 미세입자를 포함한다. 보다 상세하게는, 제1형의 미세입자는 생리적 pH인 대략 중성에서 양으로 하전되며, 음이온성 폴리머 물질을 포함하는 제2형의 미세입자는 생리적 유동액, 예컨대 혈장 또는 장액의 pH와 같이 비교적 중성 pH에서 음으로 하전된다.In a first aspect, the present invention provides an aqueous gel composition. The composition comprises a first type microparticle that is positively charged and comprises a cationic polymer material, and a second particle that is negatively charged and includes an anionic polymer material. More specifically, the microparticles of type 1 are positively charged at about neutral to physiological pH, and the microparticles of type 2 comprising anionic polymer material are relatively vulnerable, such as the pH of physiological fluids such as plasma or intestinal fluids. It is negatively charged at neutral pH.

본원에서, 겔은 낮은 전단력에서는 고체로 행동하지만 전단력이 항복점이라는 역치를 초과하게 되면 점성 유체로 행동하는 반고형 물질이다. 다르게, 겔은 유한하고 다소 작은 항복 응력(yield stress)을 가지는 계이다.As used herein, a gel is a semi-solid material that behaves as a solid at low shear forces but behaves as a viscous fluid when the shear force exceeds the threshold of yield point. Alternatively, the gel is a system with finite and somewhat small yield stress.

바람직하기로는, 상기 겔 조성물은 활성 화합물을 추가적으로 포함한다. 활성 화합물은 신체의 질병, 징후 및 그외 증상을 진단, 예방 또는 치료하거나 신체 기능에 작용하는데 유용한 임의의 화학 물질, 생물학적 물질 또는 이들 물질의 혼합이다. 활성 시스템이기 위해서는, 상기 겔 조성물은 적어도 하나, 선택적으로 2 이상의 상기 활성 화합물들을 포함한다.Preferably, the gel composition further comprises an active compound. The active compound is any chemical, biological substance, or mixture of these substances useful for diagnosing, preventing or treating a disease, signs and other symptoms of the body or acting on the body's functions. To be an active system, the gel composition comprises at least one, optionally two or more of the active compounds.

바람직한 활성 화합물은 만성 치료 요법 또는 장기적인 치료 요법에 사용되거나/되고, 경구 이용성이 낮은, 예컨대 호르몬, 성장 인자, 호르몬 길항제, 항정신제, 항우울제, 심혈관제 등이다. 다른 측면으로, 활성 화합물의 바람직한 클래스는 특정 단백질들에서, 본 발명의 겔 조성물을 효과적으로 전달할 수 있어, 오랜 기간동안 약물 방출을 제공하며, 따라서 이들 화합물을 자주 주사할 필요가 없는 펩티드 및 단백질 클래스이다.Preferred active compounds are used in chronic or long-term treatment regimens and / or have low oral availability such as hormones, growth factors, hormonal antagonists, antipsychotics, antidepressants, cardiovascular agents and the like. In another aspect, the preferred class of active compounds is a class of peptides and proteins that can effectively deliver the gel composition of the present invention, in particular proteins, to provide long term drug release and thus do not require frequent injection of these compounds. .

이중에서, 바람직한 펩티드 및 단백질은 에리트로포이에틴(erythropoetin), 예컨데 에포이틴 알파(epoetin alpha), 에포이틴 베타, 다르베포이틴(darbepoetin), 헤모글로빈 라피머(haemoglobin raffimer) 및 이들의 유사체 또는 유도체; 인터페론, 예컨대, 인터페론 알파, 인터페론 알파-2b, PEG-인터페론 알파-2b, 인터페론 알파-2a, 인터페론 베타, 인터페론 베타-1a 및 인터페론 감마; 인슐린; 항체, 예컨대 리투시맵(rituximab), 인플릭시맵(infliximab), 트라스투주맵(trastuzumab), 아달리무맵(adalimumab), 오말리주맵(omalizumab), 토시투모맵(tositumomab), 에팔리주맵(efalizumab) 및 세투시맵(cetuximab); 혈액 인자들, 예컨대, 알테팔라제(alteplase), 테넥테플라제(tenecteplase), 팩터 VII(a), 인자 VIII; 콜로니 자극 인자, 예컨대 필그라스팀(filgrastim), 페그필그라스팀(pegfilgrastim); 성장 호르몬, 예컨대 인간 성장 인자 또는 소마트로핀(somatropin); 인터루킨, 예컨대, 인터루킨-2 및 인터루킨-12; 성장 인자, 예컨대, 베클라페르민(beclapermin), 트라페르민(trafermin), 안세티즘(ancetism), 케라티노사이트 성장 인자; LHRH 유사체, 예컨대, 루프로라이드(leuprolide), 고세렐린(goserelin), 트립토렐린(triptorelin), 부세렐린(buserelin), 나파렐린(nafarelin); 백신, 에타네르셉트(etanercept), 이미글루세라제(imiglucerase), 드로트레코긴 알파(drotrecogin alpha)가 있다.Among them, preferred peptides and proteins are erythropoetin, e. Epoetin alpha, epoetin beta, darbepoetin, hemoglobin raffimer and analogs or derivatives thereof. ; Interferons such as interferon alpha, interferon alpha-2b, PEG-interferon alpha-2b, interferon alpha-2a, interferon beta, interferon beta-1a and interferon gamma; insulin; Antibodies such as rituximab, infliximab, trastuzumab, adalimumab, omalizumab, tositumomab, efaliizumab and efalizumab Perspective maps (cetuximab); Blood factors such as alteplase, tenecteplase, factor VII (a), factor VIII; Colony stimulating factors such as filgrastim, pegfilgrastim; Growth hormones such as human growth factor or somatropin; Interleukins such as interleukin-2 and interleukin-12; Growth factors such as beclapermin, trafermin, anestism, keratinocyte growth factor; LHRH analogues such as leuprolide, goserelin, tryptorelin, buserelin, nafarelin; Vaccines, etanercept, imiglucerase, drotrecogin alpha.

그외 바람직한 활성 화합물은 다당류 및 올리고- 또는 폴리뉴클레오티드, DNA, RNA, iRNA, 항생제 및 살아있는 세포이다. 그외 바람직한 활성 화합물 클래스는 소형 분자이고, 경구 이용가능하더라도 중추 신계에 작용하는 약 물질을 포함하며, 그 예로는, 리스페리돈, 주클로펜티솔(zuclopenthixol), 플루페나진(fluphenazine), 퍼페나진(perphenazine), 플루펜티솔(flupentixol), 할로페리돌(haloperidol), 플루스피릴렌(fluspirilen), 퀘티아핀(quetiapine), 클로자핀(clozapine), 아미설프리드(amisulprid), 설피리드(sulpirid), 지프라시돈(ziprasidon) 등이 있다.Other preferred active compounds are polysaccharides and oligo- or polynucleotides, DNA, RNA, iRNAs, antibiotics and living cells. Other preferred active compound classes are small molecules and include drug substances that act on the central nervous system, even if orally available, such as risperidone, zuclopenthixol, fluphenazine, perphenazine ( perphenazine, flupentixol, haloperidol, fluspirilen, quetiapine, quetiapine, clozapine, amisulfprid, sulfidrid, ziprasidone (ziprasidon) and the like.

대안적으로, 활성 화합물은 천연의 살아있는 세포, 변형 세포 또는 다수개의 세포일 수 있다. 캡슐화된 또는 고정화된 세포를, 특정 질병이나 증상으로 인해 없거나 불충분하게 존재하는 생리적 기능을 대체하기 위해 환자에게 주입 또는 이식할 수 있다. 예컨대, 당뇨병 환자는 인슐린을 합성 및 분비시킬 수 있는 겔-캡슐화된 랑게르한스섬 세포를 이용하여 치료할 수 있다. 이러한 사용시, 살아있는 세포와 인슐린 모두 활성 화합물로서 간주될 수 있다.Alternatively, the active compound may be natural living cells, modified cells or a plurality of cells. Encapsulated or immobilized cells can be infused or implanted into a patient to replace physiological functions that are missing or present insufficiently due to a particular disease or condition. For example, diabetic patients can be treated with gel-encapsulated islet cells capable of synthesizing and secreting insulin. In this use, both living cells and insulin can be considered as active compounds.

미세입자는 그 조성, 기하학적 모양, 또는 내부 구조와 상관없이, 약 0.1 내지 약 1.000 ㎛, 일반적으로 약 1 내지 약 500 ㎛의 무게- 또는 부피 평균 직경을 가지는 실질적으로 고형 또는 반고형의 입자로서 정의된다. 예컨대, 흔히 마이크로스피어 또는 나노스피어로 언급되는 구형 미세입자는 캡슐 구조, 예컨대 마이크로캡슐 또는 나노캡슐과 같이 용어 미세입자에 포함된다. 전술한 바와 같이 미세입자를 설명하는 여러가지 다른 동의어도 존재할 수 있다. 입자의 크기를 결정하기 위한 적정 방법은 하기 실시예에 기재되어 있다.Microparticles are defined as substantially solid or semisolid particles having a weight- or volume average diameter of about 0.1 to about 1.000 μm, generally about 1 to about 500 μm, regardless of their composition, geometric shape, or internal structure. do. For example, spherical microparticles, often referred to as microspheres or nanospheres, are included in the term microparticles, such as capsule structures, such as microcapsules or nanocapsules. As mentioned above, several other synonyms may be present describing the microparticles. Titration methods for determining the size of the particles are described in the Examples below.

폴리머는 IUPAC 명명법에 따라 마크로분자로 구성된 물질로서 정의된다. 마크로분자 또는 폴리머 분자는, 비교적 분자량이 낮은 분자들로부터 실제 또는 개념적으로 파생된 다중 반복 단위를 필수적으로 포함하는, 구조를 가진 비교적 분자량이 높은 개별 분자이다. 그러나, 일반적인 사용에서, 용어 폴리머는 물질과 폴리머 물질을 구성하는 마크로분자 둘 다에 흔히 사용된다. 본원에서는 보다 광의의 정의로 사용하며, 즉 상기 용어는 적용가능한 및 해당 문맥에서 분명히 알 수 있는 바에 따라서, 물질 또는 폴리머 분자 또는 마크로분자를 나타낸다.Polymers are defined as substances consisting of macromolecules according to the IUPAC nomenclature. Macromolecules or polymer molecules are relatively high molecular weight molecules having a structure that essentially include multiple repeat units derived from actual or conceptually low molecular weight molecules. However, in general use, the term polymer is commonly used for both materials and macromolecules that make up the polymeric material. It is used herein in a broader sense, ie the term refers to a substance or polymer molecule or macromolecule, as applicable and as is apparent in the context.

본원에서, 폴리머 재료는 폴리머, 폴리머 혼합, 가교된 폴리머, 이들의 혼합물 또는 폴리머 망을 의미할 수 있다. 종종, 폴리머 재료는 간단하게 폴리머로서 지칭한다.As used herein, a polymer material may mean a polymer, a polymer blend, a crosslinked polymer, a mixture thereof, or a polymer network. Often, polymeric materials are referred to simply as polymers.

따라서, 본원에서와 같이, 양이온성 폴리머 재료는 하나 이상의 프로톤 소전하(elementary charge)를 가지는 선택적으로 가교된 마크로 분자로 구성된 폴리머 재료를 나타내거나, 또는 그러한 마크로분자 그 자체를 의미할 수 있다. 음이온성 폴리머 재료는 마크로분자 또는 하나 이상의 전자 소전하를 가지는 선택적으로 가교된 마크로분자로 구성된 폴리머 재료이다.Thus, as herein, a cationic polymer material may refer to a polymer material composed of selectively crosslinked macromolecules having one or more proton elementary charges, or may refer to such macromolecules themselves. Anionic polymeric materials are polymeric materials consisting of macromolecules or optionally crosslinked macromolecules having one or more electron charges.

본 발명의 겔 조성물에 존재하는 양으로 하전된 미세입자는, 따라서 하나 이상의 프로톤 소전하를 가지는 입자이고, 보다 전형적으로는 비교적 중성 pH에서 2이상의 프로톤 소전하를 가지는 입자이며, 음으로 하전된 미세입자는 이러한 조건에서 하나 이상의 전자 소전하를 가진다. The positively charged microparticles present in the gel composition of the present invention are therefore particles having one or more proton small charges, more typically particles having two or more proton small charges at relatively neutral pH, and negatively charged fines. The particles have one or more electron charges under these conditions.

그러나, 상기 조성물에 존재하는 모든 미세입자가 양으로 또는 음으로 하전되는 것이 필수적이진 않다. 특정 예에서, 상기 조성물은 실질적으로 중성의 미세입자를 추가적으로 포함한다. 본 발명에서, 실질적으로 중성은 어느쪽 이온 전하를 실질적으로 띄지 않거나 또는 양전하와 음전하가 대략적으로 동일한 수로 존재하여 전체적으로 중성 양상을 보이는 것을 의미한다.However, it is not essential that all microparticles present in the composition be positively or negatively charged. In certain instances, the composition further comprises substantially neutral microparticles. In the present invention, substantially neutral means that either ionic charge is substantially insignificant or positive and negative charges are present in approximately the same number so that the overall neutrality is exhibited.

예로, 특정 활성 화합물은 이온을 띄는 미세입자내에서보다 중성의 폴리머 재료내에서 더 효율적으로 혼입될 수 있다. 그외 활성 화합물은 하전된 미세입자중에서 안정적이지 않을 수 있으며, 이러한 이유로 중성 담체에 혼입된다. 중성 미세입자를 함유하는 다른 이유는, 하전된 미세입자의 양을 증가 또는 감소시킬 필요없이 상기 겔의 강도를 조절하고자 하는 것일 수 있다. 만약, 예컨대 하나 또는 두가지 타입의 하전된 미세입자가 활성 화합물의 유력한 담체이라면, 겔 강도와 조성물내 활성 화합물의 함량은 중성 미세입자를 여러가지 함량으로 사용함으로써 독립적으로 조절할 수 있다.For example, certain active compounds can be incorporated more efficiently in neutral polymeric materials than in ionic microparticles. Other active compounds may not be stable among the charged microparticles and for this reason are incorporated into neutral carriers. Another reason for containing neutral microparticles may be to control the strength of the gel without the need to increase or decrease the amount of charged microparticles. If, for example, one or two types of charged microparticles are a potent carrier of the active compound, the gel strength and the content of the active compound in the composition can be independently controlled by using neutral microparticles in various amounts.

또한, 수성 겔 조성물은 조성물의 총 중량에 대해 실질적인 함량으로 물이 존재하는 것으로 정의된다. 전형성인 수성 겔에서, 물은 시스템에 겔 강도를 부여하는 고형 성분이 분산된 형태로 연속적인 상을 형성한다. 이러한 분산물이 젤라틴 겔과 같은 콜로이달인 경우, 인터페이스(interphase)를 결정할 수 없으므로 상기 시스템은 단일상으로 간주될 수 있다. 그러나, 본 발명의 겔 조성물은 적어도 2상, 즉 응집성 수상 및 미세입자로 구성된 분산성, 불연속성 또는 비응집성 고형 또는 반고형상을 가지는 계이다. 활성 화합물과 그외 선택 성분의 성질에 따라, 상기 조성물은 분상된 액체상 또는 추가적인 분산된 고형상과 같은 그외의 상을 더 포함할 수 있다.In addition, an aqueous gel composition is defined as the presence of water in a substantial amount relative to the total weight of the composition. In a typical aqueous gel, water forms a continuous phase in a dispersed form of solid components that impart gel strength to the system. If this dispersion is a colloidal like gelatin gel, the system can be regarded as a single phase since the interphase cannot be determined. However, the gel composition of the present invention is a system having a dispersible, discontinuous or non-aggregating solid or semi-solid phase composed of at least two phases, namely, a coherent aqueous phase and fine particles. Depending on the nature of the active compound and other optional ingredients, the composition may further comprise other phases such as a powdered liquid phase or an additional dispersed solid phase.

상기 겔 조성물내 존재하는 (음이온 및/또는 양이온)으로 하전된 미세입자는 수용성이 불량한 유기 또는 무기 물질과 같은 여러가지 타입의 물질, 예컨대 지질, 왁스, 염 또는 폴리머로 구성될 수 있다. 바람직한 예로, 미세입자는 불용성 폴리머 또는 가교되어 하이드로겔을 형성하는 친수성 폴리머와 같은 폴리머 성분이 기본이다.The microparticles charged with (anions and / or cations) present in the gel composition may consist of various types of materials such as lipids, waxes, salts or polymers, such as poorly water-soluble organic or inorganic materials. In a preferred embodiment, the microparticles are based on a polymer component such as an insoluble polymer or a hydrophilic polymer that crosslinks to form a hydrogel.

본원에서, 하이드로겔은 친수성 폴리머의 화학적 또는 물리적 가교에 의해 형성된 3차 구조의 폴리머망이다. 화학적으로 가교된 겔에서, 폴리머는 공유 결합에 의해 주로 연결된다. 물리적 가교된 겔에서, 망은 상이한 폴리머 체인들 간에 물리적 또는 물리화학적 상호작용에 의해 형성된다. 따라서, 해당 하이드로겔은 가끔 물리적 하이드로겔이라고도 하며, 화학적으로 가교된 하이드로겔 역시 화학적 하이드로겔이라고도 한다. 혼동되지 않도록, 본 발명의 내용에서는 화학적 또는 물리적 하이드로겔은 전술한 바와 같이 거시적 겔과 반드시 동일한 것은 아님을 강조한다. 이들이 겔의 전형적인 유동학적 행태를 가질 경우에 한해, 이들 하이드로겔은 동시에 거시적 겔로 표현할 수 있다. 한편, 하이드로겔은 본 발명의 겔 조성물에 존재하는, 미세입자를 형성하는 물질이 바람직하다.As used herein, a hydrogel is a polymer network of tertiary structure formed by chemical or physical crosslinking of hydrophilic polymers. In chemically crosslinked gels, the polymers are mainly linked by covalent bonds. In physically crosslinked gels, nets are formed by physical or physicochemical interactions between different polymer chains. Therefore, such hydrogels are sometimes referred to as physical hydrogels, and chemically crosslinked hydrogels are also referred to as chemical hydrogels. Not to be confused, the context of the present invention emphasizes that chemical or physical hydrogels are not necessarily identical to macroscopic gels as described above. As long as they have the typical rheological behavior of gels, these hydrogels can be expressed simultaneously as macroscopic gels. On the other hand, the hydrogel is preferably a material for forming microparticles, which is present in the gel composition of the present invention.

하이드로겔 미세입자는 여러가지 다른 방법으로 제조할 수 있다. 물리적으로 가교된 친수성 폴리머 유래 입자는, 예컨대, 폴리비닐 알코올 또는 특정 덱스트란과 같은 다당류로부터 결정화 작용에 의해 제조될 수 있다. 이러한 미세입자 및 이의 제조 방법은, 예컨대 WO 02/17884에 개시되어 있다. 물리적 가교의 다른 예는 WO 00/48576에 개시된, 스테레오컴플렉스(stereocomplexe)의 형성이다. 상기 두 문헌은 본 발명에서 사용가능한 하이드로겔 제조를 위한 참조문헌으로 원용에 의해 본 발명에 포함된다.Hydrogel microparticles can be prepared by several different methods. Physically crosslinked particles derived from hydrophilic polymers can be produced by crystallization from polysaccharides such as, for example, polyvinyl alcohol or certain dextran. Such microparticles and their preparation are disclosed, for example, in WO 02/17884. Another example of physical crosslinking is the formation of a stereocomplexe, disclosed in WO 00/48576. These two documents are incorporated herein by reference as references for the preparation of hydrogels usable in the present invention.

예로, WO 00/48576의 실시예 5는 한 가지 타입의 폴리머를 포함하는 하이드로겔을 개시하며, 이는 본 발명에 필수적인 음이온성 폴리머 입자와 양이온성 폴리머 입자 둘다를 개시하진 않는다.For example, Example 5 of WO 00/48576 discloses a hydrogel comprising one type of polymer, which does not disclose both anionic and cationic polymer particles which are essential to the present invention.

또한, 물리적으로 가교된 하이드로겔은 젤라틴, 알기네이트, 잔탄검, 카라기난, 알부민 또는 키토산과 같은 고분자 전해질(polyelectrolyte)을 칼슘 및 시트레이트 이온과 같은 반대로 하전된 다가 이온 또는 고분자 전해질과 이온 가교함으로써 제조할 수 있다.In addition, physically crosslinked hydrogels are prepared by ion crosslinking a polyelectrolyte such as gelatin, alginate, xanthan gum, carrageenan, albumin or chitosan with anticharged polyvalent ions or polymer electrolytes such as calcium and citrate ions. can do.

화학적으로 가교된 하이드로겔 미세입자는, 예컨대 라디칼 중합(radical polymerisation)에 의해 서로 반응할 수 있는 에틸렌계 불포화기와 같은 중합가능한 기를 가지도록 변형된 친수성 폴리머로부터 제조할 수 있다. 프리폴리머(prepolymer)(추가적으로 중합가능한 폴리머, 즉 중합 반응에서 모노머처럼 작용할 수 있는 폴리머)로 변형된 생리학적으로 허용가능한 친수성 폴리머의 예로는 덱스트란이 있다. 여러가지 타입의 아크릴기 또는 메타크릴기를 가지는 덱스트란은 WO 98/00170, WO 98/22093, WO 01/60339 및 WO 03/035244에 개시된 바와 같이 제조 및 특정화하며, 덱스트란 및 그의 유도체에 대한 설명은 원용에 의해 본 발명에 포함된다. WO 00/48576, WO 98/00170 및 WO 93/09176에서, 음이온 입자와 양이온 입자를 동시에 포함하는 조성물은 기재되어 있지 않다.Chemically crosslinked hydrogel microparticles can be prepared from hydrophilic polymers modified to have polymerizable groups such as ethylenically unsaturated groups that can react with one another, for example, by radical polymerisation. An example of a physiologically acceptable hydrophilic polymer modified with a prepolymer (an additional polymerizable polymer, ie a polymer that can act as a monomer in a polymerization reaction) is dextran. Dextran having various types of acrylic or methacryl groups is prepared and characterized as disclosed in WO 98/00170, WO 98/22093, WO 01/60339 and WO 03/035244, and the description of dextran and derivatives thereof It is included in the present invention by reference. In WO 00/48576, WO 98/00170 and WO 93/09176, compositions comprising simultaneously anionic particles and cationic particles are not described.

바람직한 예로, 본 발명의 겔 조성물내 미세입자는 하이드록시에틸 메타크릴기가 카보네이트 링커를 통해 덱스트란 벡본에 연결된 형태인 하이드록시에틸 메타크릴기(덱스트란 하이드록시에틸 메타크릴레이트, dexHEMA)를 가지는 변형된 덱스트란과 같은, 덱스트란 유도체를 기본으로 한다. 바람직한 두번째 예로, 상기 미세입자는 락테이트 및/또는 글리콜레이트 단위로 구성된 가수분해가능한 올리고머 측쇄를 가진 덱스트란으로부터 유래된다. 메타크릴기의 중합 반응으로 덱스트란 벡본들간에 공유 가교가 형성되며, 그로인해 화학적 하이드로겔이 수득된다.In a preferred embodiment, the microparticles in the gel composition of the present invention have a hydroxyethyl methacryl group (dextran hydroxyethyl methacrylate, dexHEMA) in which the hydroxyethyl methacryl group is linked to dextran backbone via a carbonate linker. Based on dextran derivatives, such as dextran. In a second preferred embodiment, the microparticles are derived from dextran having hydrolyzable oligomer side chains composed of lactate and / or glycolate units. Copolymerization of methacryl groups forms covalent crosslinks between dextran backbones, thereby obtaining a chemical hydrogel.

이러한 하이드로겔의 특성은 덱스트란 분자당 가교가능한 치환기나 측쇄의 수에 따라, 즉 치환 정도(DS)에 따라 영향을 받는다. 예로, 치환 정도의 증가는 가교 밀도 증가와 분해율 감소를 유도한다. 프리폴리머로서 사용중인 deHEMA과 같이 변형된 덱스트란의 경우, 치환 정도는 약 3 내지 약 30이 바람직하며, 더 바람직하기로는 약 5 내지 약 20이다.The properties of such hydrogels are influenced by the number of crosslinkable substituents or side chains per molecule of dextran, ie depending on the degree of substitution (DS). For example, an increase in the degree of substitution leads to an increase in crosslinking density and a reduction in degradation rate. In the case of modified dextran, such as deHEMA in use as the prepolymer, the degree of substitution is preferably from about 3 to about 30, more preferably from about 5 to about 20.

이러한 화학적 하이드로겔은 간질액(interstitial fluid)과 같은 생리 환경에서 가수분해에 의해 분해된다. 실제, 본 발명의 겔 조성물에 존재하는 미세입자는 이들이 생리 조건하에서 가수분해가능하다는 의미에서 생분해가능하다. 이러한 맥락에서, 가수분해성은 수일, 수주, 수개월 또는 수년동안과 같이 비경구 조절성 방출 적용에 이용가능한것으로 전형적으로 간주되는 기간동안 분해 및 소거를 유도하는 가수분해율을 나타낸다. 바람직하기로는, 분해 및 가수분해는 특정 효소의 존재없이도 화학적 가수분해만으로도 이루어진다. 이러한 분해 행태는 dexHEMA와 같은 가수분해가능한 폴리머로부터 미세입자를 제조함으로써 이룰 수 있다.Such chemical hydrogels are degraded by hydrolysis in a physiological environment such as interstitial fluid. Indeed, the microparticles present in the gel compositions of the present invention are biodegradable in the sense that they are hydrolysable under physiological conditions. In this context, hydrolysis refers to the rate of hydrolysis that induces degradation and scavenging for a period of time typically considered to be available for parenteral controlled release applications, such as for days, weeks, months or years. Preferably, the degradation and hydrolysis consist only of chemical hydrolysis without the presence of specific enzymes. This degradation behavior can be achieved by making microparticles from hydrolyzable polymers such as dexHEMA.

잘못된 이해를 막기 위해, 가수분해성은 하이드로겔 또는 미세입자가 해당 모노머 단위로 분해되어야한다는 의미는 아니다. 가수분해 또는 분해는 뇨 배출에 의한 것과 같이 유기체로부터 제거될 수 있는 가용성 분자 종으로 유도하는 것으로도 충분하다.To avoid misunderstanding, hydrolyzable does not mean that hydrogels or microparticles must be broken down into the corresponding monomeric units. Hydrolysis or degradation is sufficient to induce soluble molecular species that can be removed from the organism, such as by urine excretion.

양으로 또는 음으로 하전된 미세입자는 미세입자의 구성성분들이 부분적으로 이온 하전되었을때 수득된다. 폴리머 미세입자의 경우, 미세입자의 폴리머 분자 모두 또는 일부가 하전되어 있다. 바람직한 예 중 하나로, 폴리머 분자의 단지 한 부분만이, 예컨대 미세입자의 폴리머 분자의 약 1 내지 약 60 중량%이 하전되어 있다. 다른 예로, 폴리머 분자의 약 5 내지 35 중량%, 바람직하기로는 약 10 내지 약 20 중량%가 이온 하전되어 있다. 가교된 폴리머 또는 폴리머 망을 나타내는 폴리머 물질의 경우, 상기 수치는 망에 참여하는 마크로분자의 주 체인의 퍼센트로 적용되어야 한다. 즉, 상기 중량%는 교차연결에 의해 형성된 하이드로겔에서 총 프리폴리머내 하전된 프리폴리머 분획의 중량%이다.Positively or negatively charged microparticles are obtained when the components of the microparticles are partially ion charged. In the case of polymer microparticles, all or part of the polymer molecules of the microparticles are charged. In one preferred embodiment, only one portion of the polymer molecule is charged, for example about 1 to about 60% by weight of the polymer molecule of the microparticles. In another example, about 5 to 35 weight percent, preferably about 10 to about 20 weight percent, of the polymer molecules are ion charged. In the case of polymer materials representing crosslinked polymers or polymer nets, this value should be applied as a percentage of the main chain of macromolecules participating in the net. That is, the weight percentage is the weight percentage of charged prepolymer fraction in the total prepolymer in the hydrogel formed by crosslinking.

본 발명의 설명 및 첨부된 청구항에서, "하전된 폴리머"는 모노모로 구성된 폴리머로, 하전되지 않은 모노머에 대한 하전된 모노머의 몰비는 1/100 내지 100/1, 바람직하기로는 1/20 내지 20/1, 더 바람직하기로는 1/10 내지 10/1, 가장 바람직하기로는 1/4 내지 4/1이다. 상기 비에서, "하전된 모노머"는 폴리머가 사용된 계의 pH에서 폴리머내에 음전하 또는 양전하를 가지는 모노머를 의미한다. 하나의 폴리머내에 음전하 및 양전하를 가지는 여러가지 모노머가 있어야 하며, 상기 수치는 상이하게 사용되어야 한다. 하전되지 않거나 또는 중성의 모노머는 폴리머에서 하전되지 않은 빌딩 단위(building unit)나 중성의 빌딩 단위를 도출한다. 폴리머를 구성하는 하전된 모노머 모두 또는 대부분이 양이온인 경우, 양이온성 폴리머가 수득된다. 하전된 모노머 모두 또는 대부분이 음이온이면, 음이온성 폴리머가 수득된다.In the description of the invention and the appended claims, the "charged polymer" is a polymer consisting of monomo, wherein the molar ratio of charged monomers to uncharged monomers is from 1/100 to 100/1, preferably from 1/20 to 20 / 1, more preferably 1/10 to 10/1, most preferably 1/4 to 4/1. In this ratio, "charged monomer" means a monomer having a negative or positive charge in the polymer at the pH of the system in which the polymer is used. There should be various monomers with negative and positive charges in one polymer, and the values should be used differently. Uncharged or neutral monomers lead to uncharged building units or neutral building units in the polymer. If all or most of the charged monomers constituting the polymer are cations, a cationic polymer is obtained. If all or most of the charged monomers are anions, anionic polymers are obtained.

예를 들어, 폴리머를 하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA) 및 디메틸아미노 에틸메타크릴레이트(DMAEMA)(양이온성 폴리머의 경우), 또는 HEMA 및 메타크릴산(MAA)(음이온성 폴리머의 경우)를 이용하여 제조하는 바람직한 예에서, HEMA/DMAEMA 및 HEMA/MAA의 몰 비는 0.25 내지 1.5, 바람직하기로는 약 0.5일때, 가장 적절한 결과가 수득된다.For example, the polymer may be hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and dimethylamino ethyl methacrylate (DMAEMA) (for cationic polymers), or HEMA and methacrylic acid (MAA) (for anionic polymers). In a preferred example prepared using, when the molar ratio of HEMA / DMAEMA and HEMA / MAA is 0.25 to 1.5, preferably about 0.5, the most appropriate result is obtained.

덱스트란 유도체를 사용하여 미세입자를 제조하는 경우, 양이온으로 변형된 덱스트란, 예컨대 DEAE-덱스트란의 혼입에 의해 양이온 전하를 이룰 수 있을 것이다. 또한, 양으로 하전된 고분자 전해질, 예컨대 키토산, 특정 타입의 젤라틴, 프로타민, 폴리-스페르미딘, 양으로 하전된 폴리포스파젠 및 폴리스티렌, 또는 폴리디메틸아미노에틸 메타크릴레이트(pDMAEMA)를 사용할 수 있다. 현재 미세입자에 양이온 전하를 유도하기 위한 바람직한 모노머 단위는 DMAEMA이다.When microparticles are prepared using dextran derivatives, cationic charges may be achieved by incorporation of cationically modified dextran, such as DEAE-dextran. It is also possible to use positively charged polymer electrolytes such as chitosan, certain types of gelatin, protamine, poly-spermidine, positively charged polyphosphazenes and polystyrenes, or polydimethylaminoethyl methacrylate (pDMAEMA). . Currently, the preferred monomeric unit for inducing cationic charge in microparticles is DMAEMA.

음이온 전하는 음이온으로 변형된 덱스트란 또는 그외 음이온성 폴리머, 예컨대 카르복시메틸 셀룰로스, 카르복시메틸 전분, 알긴산, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 특정 타입의 젤라틴, 히알루론산, DNA, 음으로 하전된 폴리포스파젠 또는 카라기난의 혼입에 의해 이룰 수 있다.Anionic charges are dextran or other anionic polymers modified with anions such as carboxymethyl cellulose, carboxymethyl starch, alginic acid, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, certain types of gelatin, hyaluronic acid, DNA, negatively charged polyphosphazenes Or by incorporation of carrageenan.

음이온 종으로서 아크릴산 또는 메타크릴산, 또는 양이온 종으로서 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트를 dexHEMA와 같은 중성의 변형 덱스트란과 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 조합 사용시, 이온 모노머 단위는 3차 구조의 폴리머 망 형성을 유도하는 dexHEMA의 중합 또는 가교 반응에 참여할 것이다.Preference is given to using acrylic acid or methacrylic acid as the anionic species or dimethylaminoethyl methacrylate as the cationic species in combination with neutral modified dextran such as dexHEMA. When using this combination, the ionic monomer units will participate in the polymerization or crosslinking reaction of dexHEMA leading to the formation of tertiary polymer networks.

바람직한 일예에서, 겔 조성물에 존재하는 활성 화합물은 미세입자에 혼입되며, 바람직하기로는, 상기 조성물에 존재하는 미세입자의 적어도 일부분 이상에 활성 화합물이 적재된다. 2종 이상의 활성 화합물이 상기 조성물에 혼입되는 경우, 그것들중 적어도 하나 이상, 바람직하기로는 이들 모두는 미세입자내로 공급된다. 이러한 예를 기초로, 방출 속도는 미세입자를 형성하는 폴리머의 가수분해성을 조정함으로써 맞출 수 있다. 예로, 활성 화합물이 단백질과 같은 마크로분자 물질이고, 미세 입자가 수 팽창성의 다공성 3차 구조의 폴리머 망을 나태내는 하이드로겔인 경우, 미분해성 하이드로겔의 구멍은 전형적으로 매우 작아 확산에 의한 약물 방출이 허용되지 않기 때문에 약물 방출은 하이드로겔의 분해 및 부식(erosion)에 의해 주로 이루어질 것이다.In a preferred embodiment, the active compound present in the gel composition is incorporated into the microparticles, and preferably, at least a portion or more of the microparticles present in the composition is loaded with the active compound. When two or more active compounds are incorporated into the composition, at least one or more of them, preferably all of them, are fed into the microparticles. Based on this example, the release rate can be tailored by adjusting the hydrolyzability of the polymer forming the microparticles. For example, if the active compound is a macromolecular material such as a protein, and the microparticles are hydrogels exhibiting a polymer network of porous, tertiary structure, which is water-swellable, the pores of the non-degradable hydrogel are typically so small that drug release by diffusion Since this is not acceptable, drug release will mainly be due to the decomposition and erosion of the hydrogel.

그러나, 활성 화합물의 일부는 미세입자가 아닌 수성 겔 상으로 혼입 가능하며, 특정 상황에서는 적합하다. 예로, 신속 또는 현저한 작용 개시와 같은 초기 치료 효과를 위해, 일부의 보다 신속하게 방출가능한 복용량이 필요한 경우, 지정 복용량 일부는 그러한 비-지연성 상태로 혼입될 수도 있다.However, some of the active compounds can be incorporated onto aqueous gels rather than microparticles and are suitable in certain circumstances. For example, for some early release effects, such as rapid or prominent onset of action, some of the more rapidly releasable dosages may be incorporated into such non-delayed conditions.

그러나, 종종 활성 화합물은 조성물에 존재하는 미세입자내로 혼입된다. 이는 본 발명의 이러한 예로, 혼입된 약물 복용량의 약 90 중량% 이상이, 바람직하기로는 95 중량% 이상이 미세입자내로 혼입된다. 보다 더 바람직하기로는, 적어도 겔 조성물의 제조 후, 또는 겔 조성물을 투여하기 직전에, 겔 조성물을 제조할 수 있는 키트로부터 제조한 후에, 활성 화합물 모두 또는 실질적으로 모두는 미세입자내에 위치된다.However, often the active compound is incorporated into the microparticles present in the composition. This is an example of the invention, in which at least about 90% by weight of the incorporated drug dose, preferably at least 95% by weight, is incorporated into the microparticles. Even more preferably, at least immediately after the preparation of the gel composition, or just prior to administration of the gel composition, after preparation from the kit from which the gel composition can be prepared, all or substantially all of the active compounds are located in the microparticles.

또한, 활성 화합물이 겔 조성물에 존재되는 경우, 그것의 특성에 따라, 두가지 타입의 하전된 미세입자나, 또는 이들중 하나에만, 또는 상기 입자의 중성 미세입자에 활성 화합물이 혼입될 수 있다. 예로, 음전하 또는 총 음전하인 활성 화합물은 양으로 하전된 미세입자에 보다 효과적으로 혼입될 것이다. 실제, 하전된 특정 활성 화합물은 동일한 전하를 가지는 미세입자에 혼입되는 것은 불가능할 수도 있다. 따라서, 특정 예로 하전된 활성 화합물은 두가지 타입의 하전된 미세입자가 아닌 한가지 타입의 하전된 미세입자에만 존재하는 것이 바람직하다.In addition, when the active compound is present in the gel composition, the active compound may be incorporated into two types of charged microparticles, or only one of them, or the neutral microparticles of the particles, depending on their properties. For example, active compounds that are negatively charged or totally negatively charged will be more effectively incorporated into positively charged microparticles. Indeed, certain charged active compounds may not be incorporated into microparticles having the same charge. Thus, in certain instances, the charged active compound is preferably present only in one type of charged microparticle, not in two types of charged microparticles.

단백질과 같은 마크로분자 활성 화합물의 경우에서, 다양한 이온 전하가 동시에, 음성 및 양성 모두가 존재할 수 있다. 여기서, 단백질이 각각 양으로 하전된 미세입자 또는 음으로 하전된 미세입자로 혼입될 수 있는지를 결정할 수 있는 것은 순 전하(net charge)이다. 예로, 본 발명자들은 등전위점이 약 9.3이므로 중성 또는 생리 pH에서는 음으로 하전되는 라이소자임은 음으로 하전된 미세입자에 쉽게 혼입되지만, 양으로 하전된 미세입자에는 효과적으로 혼입되지 않는다는 것을 확인하였다. 등전위점이 약 4.7이고, 중성 또는 생리 pH에서 음으로 하전되는 소 혈청 알부민의 경우에는 이와 반대이다. In the case of macromolecular active compounds such as proteins, various ionic charges may be present simultaneously, both negative and positive. Here, it is the net charge that can determine whether the protein can be incorporated into positively charged or negatively charged microparticles, respectively. For example, the inventors have found that lysozyme, which is negatively charged at neutral or physiological pH, is easily incorporated into negatively charged microparticles at neutral or physiological pH, but is not effectively incorporated into positively charged microparticles. The isoelectric point is about 4.7 and vice versa for bovine serum albumin which is negatively charged at neutral or physiological pH.

대안적으로, 입자들이 겔에 존재하는 경우에, 활성 화합물은 중성 미세입자에 혼입될 수 있다.Alternatively, if the particles are present in the gel, the active compound may be incorporated into the neutral microparticles.

미세입자는 혼입된 활성 화합물의 방출율을 조절하는데 주된 역할을 하면서, 또한 크게는 겔의 유동학적 행태를 결정한다. 반대로 하전된 입자의 전하 세기가 높을 수록 전단력에 의해 겔 변형에 내성을 부여하는 그것들 간의 전기적 상호작용은 증가된다.The microparticles play a major role in controlling the release rate of the incorporated active compounds, and also largely determine the rheological behavior of the gel. Conversely, the higher the charge intensity of the charged particles, the greater the electrical interaction between them, which imposes resistance to gel deformation by shear forces.

겔의 유동학적 특성에 작용하는 다른 요인은 그것의 총 입자 함량이다. 입자의 크기, 화학적 특성 및 표면 전하 세기 뿐만 아니라 겔의 연속 수상의 조성물에 의존적인, 입자의 역치 함량(threshold particle)은 입자 조합을 허용하고 계에 겔 특성을 부여하기 위해 과량이어야 한다. 한편, 입자의 매우 높은 함량은 항복점을 가지지 않거나, 또는 본 발명에서 고려된 활용 이상으로 높은 항복점을 가지는 고체계를 유도할 수 있다. 전형적으로, 상기 조성물의 유용한 입자(또는 고형) 함량은 약 1 내지 약 70 중량%이다. 보다 바람직하게는, 약 5 내지 약 50 중량%이다. 다른 바람직한 예로, 입자 함량은 약 10 내지 약 30 중량%이고, 구체적으로는 약 15 내지 약 25 중량%이다.Another factor that affects the rheological properties of the gel is its total particle content. The threshold particle of the particle, depending on the particle size, chemical properties and surface charge intensity as well as the composition of the continuous aqueous phase of the gel, must be excessive to allow particle combination and impart gel properties to the system. On the other hand, a very high content of particles may lead to a solid system that does not have a yield point or has a higher yield point than the application contemplated by the present invention. Typically, useful particle (or solid) content of the composition is about 1 to about 70% by weight. More preferably about 5 to about 50 weight percent. In another preferred embodiment, the particle content is about 10 to about 30 weight percent, specifically about 15 to about 25 weight percent.

겔 조성물의 유동 특성 뿐만 아니라 그외 여러가지 특성들은 양으로 하전된 미세입자와 음으로 하전된 미세입자들간의 중량비를 선택함으로써 조절할 수 있다. 본 발명의 일예로, 양으로 하전된 미세입자대 음으로 하전된 미세입자의 중량비는 약 50:50이다. 이 비율은 예컨대 두가지 타입의 하전된 미세입자가 거의 동일한 크기이고 표면 전하 세기가 동일한 경우, 그리고 활성 화합물의 비가 다를 필요가 없는 경우에, 겔 조성물 다양화에 유용할 수 있다. The flow properties of the gel composition as well as various other properties can be controlled by selecting the weight ratio between the positively charged microparticles and the negatively charged microparticles. In one embodiment of the invention, the weight ratio of positively charged microparticles to negatively charged microparticles is about 50:50. This ratio can be useful for diversifying gel compositions, for example, when the two types of charged microparticles are about the same size and have the same surface charge intensity, and the ratio of active compounds need not be different.

다른 경우로, 여러가지 이유로 두가지 타입의 하전된 마이크로스피어를 서로다른 함량- 50:50이 아닌 비율로 선택할 수 있다. 예를 들어, 양으로 하전된 미세입자가 음으로 하전된 미세입자와 실질적으로 크기 및/또는 표면 전하 세기가 다르다면, 겔 강도는 비율을 이러한 차이를 고려하여 선택하였을 때 더 높을 수 있다. 다른 경우에서, 활성 화합물은 한가지 타입의 하전된 미세입자에만 혼입될 수 있으며, 조성물내 활성 화합물의 함량을 특히 높이거나 낮추기 위해 두 가지 타입의 미세입자들 각각의 비를 선택하는 것이 유용할 수 있다.In other cases, two types of charged microspheres can be selected for different ratios-not 50:50. For example, if the positively charged microparticles are substantially different in size and / or surface charge intensity from the negatively charged microparticles, the gel strength may be higher when the ratio is selected taking these differences into account. In other cases, the active compound may be incorporated into only one type of charged microparticles, and it may be useful to select the ratio of each of the two types of microparticles to specifically increase or decrease the content of the active compound in the composition. .

또한, 미세입자의 크기는 유동학적 특성에 영향을 줄 것이다. 그러나, 입자 크기는 우선적으로 겔 조성물의 용이한 투여가 가능하도록 선정되어야 한다. 예컨대, 조성물을 근육내 또는 피하 투여한 후 활성 화합물의 조절성 방출을 위한 주사용 데포트 제형으로서 사용하는 경우, 삽입시 통증이 전혀 또는 거의 없을만큼 작은 바늘로 주사가능하여야 한다. 바람직하기로는, 본 발명의 겔 조성물은 17 게이지 또는 그이상의 바늘, 더 바람직하기로는 20 게이지 또는 그 이상의 바늘, 보다 더 바람직하기로는 22 게이지, 24 게이지, 26 게이지 또는 그 이상의 바늘로 투여가능하도록 설계된다.In addition, the size of the microparticles will affect the rheological properties. However, the particle size should first be chosen to allow for easy administration of the gel composition. For example, when the composition is used as an injectable depot formulation for controlled release of the active compound after intramuscular or subcutaneous administration, it must be injectable with a needle that is small or almost painless in insertion. Preferably, the gel composition of the present invention is designed to be administrable with 17 gauge or more needles, more preferably 20 gauge or more needles, even more preferably 22 gauge, 24 gauge, 26 gauge or more needles. do.

본원에서, 투여되는 능력은 약 25N 이하의 주입력으로도 특정 바늘 타입으로 주사가능한 유동학적 특성을 의미한다. 보다 바람직하기로는, 약 20N 이하의 힘으로 주사가능하도록, 보다 더 바람직하기로는 약 15N 이하의 힘으로 주사가능하도록, 또한 의사, 간호사 또는 특히 강건하지 않은 환자가 수행할 수 있도록, 유동학적 특성을 설계하고, 바늘 크기를 결정한다.As used herein, the ability to be administered means rheological properties that are injectable with a particular needle type even with an injection force of about 25 N or less. More preferably, the rheological properties are adapted to be injectable with a force of about 20 N or less, even more preferably to be injectable with a force of about 15 N or less, and also to be performed by a doctor, nurse or particularly not robust patient. Design and determine needle size.

미세입자가 작은 바늘을 막는 것을 방지하기 위해, 그것의 중량 또는 부피 평균 입자 크기를 최대 약 100 ㎛의 범위로 선정하여야 한다. 보다 바람직하기로는, 평균 입자 크기는 약 1 내지 약 50 ㎛이어야 한다. 가장 바람직하기로는, 평균 입자 크기는 약 2 내지 약 20 ㎛이며, 이는 매우 가는 피하 주사용 바늘의 사용이 가능한 범위이다.In order to prevent microparticles from clogging small needles, their weight or volume average particle size should be selected in the range of up to about 100 μm. More preferably, the average particle size should be about 1 to about 50 μm. Most preferably, the average particle size is about 2 to about 20 μm, which is the range within which very thin hypodermic needles can be used.

겔 조성물 및 특히 입자 함량은 일반적으로 하기 실시예 4에서 측정된 항복점이 약 5 내지 약 300 Pa, 바람직하기로는 10 내지 250 Pa, 더 바람직하기로는 약 25 내지 약 200 Pa인 겔을 수득하도록 선택되어야 한다. The gel composition and especially the particle content should generally be chosen to yield a gel having a yield point of about 5 to about 300 Pa, preferably 10 to 250 Pa, more preferably about 25 to about 200 Pa, as measured in Example 4 below. do.

항복점 이상의 겔 조성물의 점성 행태는 바람직하기로는 선형 또는 뉴턴형(Newtonian)이어야 하거나, 또는 전단 박화(shear-thinning) 특징을 가져, 전단응력 증가시 점성이 낮아져야 한다. 투여하기 위해, 많은 힘을 가하지 않고도 조성물을 더 신속하게 주입할 수 있음을 의미하므로, 항복점 보다 높은 전단 박화 행태가 더 유용하다. 다른 측면에서, 상기 조성물은 바람직하기로는 전단 박화와 동시에 는 요변성을 가지며, 이는 전단 응력 인가 후 본래 겔 강도로 회복되는데 얼마간의 시간이 소요됨을 의미한다. 특정 이론에 결부되지 않고, 겔에서 반대로 하전된 미세입자들간의 정전기적 상호작용은 항복점 보다 높은 전단 응력 인가시 적어도 부분적으로 파괴되고, 전단 응력 해지후 유동 상태로의 회귀는 각 미세입자가 다시 조합하여 겔을 형성하는 것을 의미하는 것으로, 여겨진다.The viscous behavior of the gel composition above the yield point should preferably be linear or Newtonian, or have a shear-thinning feature, which should lower the viscosity upon increasing shear stress. For administration, a shear thinning behavior higher than the yield point is more useful, which means that the composition can be injected more quickly without exerting much force. In another aspect, the composition preferably has thixotropy at the same time as shear thinning, meaning that it takes some time to return to the original gel strength after shear stress is applied. Without wishing to be bound by any theory, the electrostatic interaction between the microparticles reversely charged in the gel is at least partially destroyed upon application of shear stress above the yield point, and the regression to the flow state after release of the shear stress causes each microparticle to recombine. It is considered to mean forming a gel.

항복점을 넘어선 조성물의 점성 특성들보다 더 중요한 것은 전단 응력이 제거되었을때 다시 설정된다는 것이다. 즉, 겔은 쉽게 유동파괴(rheodestruction)되지 않아야 하는데, 유동파괴는 전단을 통한 일부 겔의 비가역적 액화를 의미한다.More important than the viscous properties of the composition beyond the yield point is that it is reset when the shear stress is removed. That is, the gel should not be easily rheodestruction, which means irreversible liquefaction of some gels through shear.

본 발명의 겔 조성물은 미리 결정된 시기동안, 예컨대 수일간, 수주간 또는 수개월간 서서히 활성 화합물을 방출할 수 있다. 그러므로, 이는 약 성분의 전달, 특히 비경구 투여에 유용한 담체이다. 본 발명에서, 느린 방출(slow release)은 조절성 방출, 지속 방출(sustained release), 장기 방출(prolonged release), 지연성 방출(delayed release), 펄스 방출(pulsed release) 등과 같은 변형 방출 양상의 모든 타입을 포함한다. 예로, 펄스 방출은 조성물의 수성 겔내에 활성 성분의 일부를 혼입하고, 약물 방출의 이차 펄스에서 방출되는 나머지 투약물은 미세입자내에 혼입함으로써, 달성할 수 있다.The gel composition of the present invention may release the active compound slowly for a predetermined time period, such as for several days, weeks or months. Therefore, it is a carrier useful for the delivery of the drug component, in particular parenteral administration. In the present invention, slow release includes all of the modified release modalities such as controlled release, sustained release, prolonged release, delayed release, pulsed release, and the like. Contains a type. For example, pulse release can be achieved by incorporating a portion of the active ingredient in the aqueous gel of the composition and the remaining dosage released in the secondary pulse of drug release into the microparticles.

다른 예로, 활성 화합물은 약물이 적재된 콜로이달 담체, 예컨대, 나노입자, 나노캡슐, 리포좀, 리포플렉스, 지질 컴플렉스, 이스콤(iscom), 폴리플렉스, 고형 지질 나노입자, 바이로솜(virosome) 또는 약물 접합체의 형태로 혼입될 수 있다.In another embodiment, the active compound may be a drug loaded colloidal carrier, such as nanoparticles, nanocapsules, liposomes, lipoplexes, lipid complexes, iscoms, polyplexes, solid lipid nanoparticles, virosomes. Or in the form of drug conjugates.

겔 조성물은 국소, 경구, 직장, 질, 눈 또는 폐 투여, 바람직하기로는 비경구 또는 폐 투여용으로 설계될 수 있다. 본원에서, 비경구 투여는 진피하, 경피, 피하, 근육내, 국소부위(locoregional), 종양내, 복막내, 세포간내, 상처내와 같은 모든 침투성 투여 경로를 포함하며, 본 발명의 범위에 또한 정맥내, 동맥내 등도 일부 바람직하다. 가장 바람직한 겔 조성물의 투여 경로는, 피하, 근육내, 및 종양내이다. 폐 투여는 예컨대 분무기(nebuliser), 산제 흡입기(powder inhaler) 또는 정량 투약 흡입기에 의한 경구 또는 코 흡입을 포함한다.The gel composition may be designed for topical, oral, rectal, vaginal, ocular or pulmonary administration, preferably parenteral or pulmonary administration. As used herein, parenteral administration includes all permeable routes of administration, such as subdermal, transdermal, subcutaneous, intramuscular, locoregional, intratumoral, intraperitoneal, intracellular, intratrauma, and within the scope of the present invention. Intravenous, intraarterial, etc. are also preferred. The most preferred route of administration of the gel composition is subcutaneous, intramuscular, and intratumoral. Pulmonary administration includes, for example, oral or nasal inhalation by nebulisers, powder inhalers or metered dose inhalers.

본 발명이 조직 공학적 적용에 사용되는 경우, 주입 또는 이식부는 기능이 치환되거나 증강되는 특정 조직 또는 기관에 따라 매우 상이하다. 전술한 바와 같이, 이러한 적용에서 활성 화합물은 살아있는 세포에 위치된다.When the present invention is used in tissue engineering applications, the infusion or transplant is very different depending on the particular tissue or organ whose function is to be substituted or enhanced. As mentioned above, in such applications the active compound is located in living cells.

또한, 비경구 투여로 순응하는 것은 이러한 겔 조성물이 비경구 투여 형태의 필수조건을 총족하기 위해 제형화되고 가공되는 것을 의미한다. 이러한 필수조건은 예컨대, 주 약전에 개시되어 있다. 일 측면으로, 상기 조성물, 또는 상기 조성물을 투여하기 전에 제조하는 프리믹스 또는 키트는 멸균 상태이어야 한다. 다른 측면으로, 부형제는 안전하며 비경구 투여에 허용가능하도록 선택되어야 한다. 다른 측면으로, 상기 조성물은 약 150 내지 500 mOsmol/kg, 바람직하기로는 약 250 내지 400 mOsmol/kg과 같이 비교적 등장(또는 삼투압이 서로 동일한 등장)성이도록 제형화된다. 더욱이, pH는 주입시 통증과 국소 불허용을 방지하기 위해 대략 생리적 범위내여야 한다. 바람직하기로는, 상기 조성물의 pH는 약 4 내지 8.5, 더 바람직하기로는 약 5.0 내지 7.5이다.In addition, compliance with parenteral administration means that such gel compositions are formulated and processed to meet the requirements of parenteral dosage forms. Such prerequisites are disclosed, for example, in the main pharmacopoeia. In one aspect, the composition, or premix or kit made prior to administering the composition, must be sterile. In another aspect, the excipient should be selected to be safe and acceptable for parenteral administration. In another aspect, the composition is formulated to be relatively isotonic (or isotonic with equal osmotic pressure), such as about 150 to 500 mOsmol / kg, preferably about 250 to 400 mOsmol / kg. Moreover, the pH should be approximately in the physiological range to prevent pain and topical dissolution upon infusion. Preferably, the pH of the composition is about 4 to 8.5, more preferably about 5.0 to 7.5.

안정화제, 벌킹제, 매트릭스 형성제, 동결건조 보조제, 항산화제, 킬레이팅제, 보존제, 용매, 공용매, 계면활성제, 삼투성 물질, pH 조절용 산 또는 알카리 부형제 등과 같은 추가적인 부형제가 겔 조성물에 혼입될 수 있다. Additional excipients such as stabilizers, bulking agents, matrix formers, lyophilization aids, antioxidants, chelating agents, preservatives, solvents, cosolvents, surfactants, osmotic materials, pH adjusting acids or alkaline excipients, etc. may be incorporated into the gel composition. Can be.

다른 예로, 본 발명은 활성 화합물 및 양 또는 음으로 하전된 폴리머 미세입자를 포함하는 수성 겔 조성물을 제공하며, 상기 미세입자는 미세입자와 전하가 반대인 이온 폴리머 용액 또는 분산물에 현탁되어 있다. 즉, 이들 겔 조성물은 또한 이온을 띄는 미세입자 뿐만 아니라 입자 형태가 아닌 반대로 하전된 폴리머-바람직하기로는 고분자 전해질-과 전기적으로 상호작용하는 한가지 타입의 입자를 기본으로 한다. 동일하게, 조성물에 포함된 폴리머와 함량이 적절하게 선택되면, 상호작용에 의해 거시적 수성 겔이 형성된다. 일반적으로, 반대로 하전된 미세입자를 포함하는 겔 조성물에 대한 전술한 바와 동일한 구성 및 예는 단지 하나로 하전된 폴리머가 입자의 형태를 취하는 겔 조성물에 적용된다.In another embodiment, the present invention provides an aqueous gel composition comprising an active compound and positive or negatively charged polymeric microparticles, the microparticles being suspended in an ionic polymer solution or dispersion in which the microparticles are opposite in charge. That is, these gel compositions are also based on one type of particles that electrically interact with not only the ionic microparticles but also the oppositely charged polymer—preferably a polymer electrolyte—not in the form of particles. Equally, if the polymer and content included in the composition are properly selected, the macroscopic aqueous gel is formed by interaction. In general, the same configurations and examples as described above for gel compositions comprising reversely charged microparticles apply to gel compositions in which only one charged polymer takes the form of particles.

양으로 하전된 미세입자 및 음으로 하전된 미세입자 모두를 포함하는 본 발명의 겔 조성물은 여러가지 방법들, 예컨대 물 존재하에 음으로 하전된 미세입자와 양으로 하전된 미세입자를 조합하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.Gel compositions of the present invention comprising both positively charged microparticles and negatively charged microparticles comprise a variety of methods, such as combining negatively charged microparticles with positively charged microparticles in the presence of water. It can be manufactured by the method.

일예에서, 양으로 하전된 미세입자 및 음으로 하전된 입자는 전술한 방법 및 원용에 의해 본 발명에 혼입된 방법에 따라 각각 제조된다. 바람직하기로는, 미세입자의 한가지 타입 또는 두가지 타입에 입자의 제조 중에 또는 제조 후에 활성 화합이 적재된다. 대안적으로, 활성 화합물은 겔 제조 중이나 제조 후에 혼입될 수 있다. 일반적으로, 입자의 형성 및/또는 약 성분의 적제는 용액, 현탁액 또는 에멀젼과 같은수계에서 이루어진다. 그 결과, 미세입자의 두가지 타입을 조합하기 위한 여러가지 선택사항이 존재하게 된다. 제1 선택사항에 있어서, 각 타입의 미세입자들의 일부 수성 현탁액을 조합 및 혼합하며, 이로써 자발적으로 겔 형성이 유도된다.In one embodiment, the positively charged microparticles and the negatively charged particles are each prepared according to the methods described above and by the methods incorporated in the present invention. Preferably, one or both types of microparticles are loaded with active compounds during or after the production of the particles. Alternatively, the active compound may be incorporated during or after gel preparation. In general, the formation of particles and / or the loading of the drug component takes place in an aqueous system such as a solution, suspension or emulsion. As a result, there are several options for combining the two types of microparticles. In a first option, some aqueous suspensions of microparticles of each type are combined and mixed, which leads to spontaneous gel formation.

대안적으로, 각 타입의 미세입자는 건조 형태로 각각 제공될 수 있다. 건조 분말은 이후 실질적으로 건조한 혼합물을 제조하기 위해 조합될 수 있다. 상기 혼합물은 이후 수성 액체와 혼합될 수 있으며, 이로써 미세입자의 수화와 겔 형성이 유도될 것이다.Alternatively, each type of microparticles can each be provided in dry form. The dry powder can then be combined to produce a substantially dry mixture. The mixture can then be mixed with an aqueous liquid, which will lead to hydration and gel formation of the microparticles.

또다른 선택사항은 한가지 타입의 미세입자를 함유하고 있는 수성 현탁액을 다른 타입의 미세입자를 포함하고 있는 분말과 같은 건조한 성분들과 조합 및/또는 혼합하는 것이다.Another option is to combine and / or mix an aqueous suspension containing one type of microparticles with dry ingredients, such as a powder containing other types of microparticles.

전술한 바와 같이, 양으로 하전된 미세입자와 음으로 하전된 미세입자간의 비는 약 50:50일 수 있지만, 또한 90:10, 75:25, 25:75, 10:90 등과 같이 상이할 수 있다. 비율 선정은 겔의 유동학적 특성에 영향을 미칠 것이다. 전형적으로, 혼합되어 겔을 형성하는 두가지 각각의 미세입자 집단의 크기 분포 및 전하 세기가 유사한 경우, 약 50:50 비율에서 가장 높은 겔 강도가 수득되어야 한다. 실질적으로 50:50과 상이한 비를 선택하는 것이, 미세입자의 총 함량을 감소시키지 않고도 보다 겔 강도가 낮으로 잠재적으로 보다 우수한 상승력을 가진 겔을 수득하는 유용한 방법일 수 있다. 활성 화합물을 음으로 하전되거나 또는 양으로 하전된 단지 하나의 미세입자 종에만 효과적으로 캡슐화할 수 있는 경우, 50:50과 상이한 비를 선택하는것은 또다른 이점이 있을 수 있다. 이 경우, 활성 화합물을 포함하는 미세입자의 함량은, 중간 정도의 겔 강도에서 특히 약물이 다량 적재된 겔을 수득하기 위하여, "불활성" 미세입자보다 더 높게 선택될 수 있다. 즉, 겔의 약 함량과 유동학적 특성은 양으로 하전된 미세입자와 음으로 하전된 미세입자들간의 비를 최적화함으로써 각각 조절할 수 있다. 적합한 계를 수득하기 위한 양으로 하전된 미세입자와 음으로 하전된 미세입자들간의 비는 95:5 내지 5:95, 바람직하기로는 90:10 내지 10:90으로 다양하다.As mentioned above, the ratio between the positively charged microparticles and the negatively charged microparticles may be about 50:50, but may also differ, such as 90:10, 75:25, 25:75, 10:90, and the like. have. The ratio selection will affect the rheological properties of the gel. Typically, if the size distribution and charge intensity of the two individual microparticle populations that mix to form the gel are similar, the highest gel strength should be obtained at a ratio of about 50:50. Choosing a ratio that is substantially different from 50:50 may be a useful way to obtain gels with potentially lower synergistic power with lower gel strength without reducing the total content of microparticles. If the active compound can be effectively encapsulated in only one microparticle species that is negatively or positively charged, choosing a ratio different from 50:50 may have another advantage. In this case, the content of the microparticles comprising the active compound can be chosen higher than the "inert" microparticles, in order to obtain a gel with a high drug load, especially at moderate gel strengths. That is, the drug content and rheological properties of the gel can be controlled by optimizing the ratio between the positively charged microparticles and the negatively charged microparticles, respectively. The ratio between positively charged microparticles and negatively charged microparticles to obtain a suitable system varies from 95: 5 to 5:95, preferably 90:10 to 10:90.

또한, 양이온 및 음이온을 띄는 미세입자는 여러가지 분해율을 가질 수 있다. 예컨대, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트(DMAEMA)를 함유하는 양으로 하전된 dexHEMA, 메타크릴산(MAA)를 함유하는 dexHEMA 미세입자. 이론에 결부되지 않으며, 생리 pH에서 가교된 dexHEMA의 가수분해성 분해에는 하이드록시 이온의 촉매 작영이 관여하는 것으로 추정된다. 이 이온은 DMAEMA 기에 의해 끌어당겨지고, MAA 기에 의해반발되는데, 이로 분해 행태의 차이를 설명할 수도 있다. 따라서, 음으로 하전된 미세입자와 양으로 하전된 미세입자간의 비 선택은 분해 프로파일과 그로인한 겔의 약물 방출 프로파일을 잠재적으로 최적화하기 위한 수단일 수 있다.In addition, microparticles bearing a cation and an anion may have various decomposition rates. For example, dexHEMA charged in an amount containing dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA), dexHEMA microparticles containing methacrylic acid (MAA). Without being bound by theory, it is assumed that the hydrolytic degradation of crosslinked dexHEMA at physiological pH is involved in the catalysis of hydroxy ions. These ions are attracted by the DMAEMA group and repelled by the MAA group, which may explain the difference in degradation behavior. Thus, the non-selection between negatively charged microparticles and positively charged microparticles can be a means for potentially optimizing the degradation profile and thus the drug release profile of the gel.

한가지 타입의 하전된 미세입자만을 포함하는 본 발명의 조성물은 미세입자의 전하와는 반대인 이온 폴리머를 이온을 띄는 폴리머 미세입자와 수 존재하에 조합하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.Compositions of the present invention comprising only one type of charged microparticles can be prepared by a method comprising combining an ionic polymer in opposition to the charge of the microparticles with ionic polymer microparticles in the presence of water.

바람직하기로는, 미세입자에는 제조 중 또는 제조 후에 활성 화합물이 적재된다. 이후, 미세입자의 수성 현탁액은 반대로 하전된 폴리머의 수성 액체 또는 분산물과 조합한다. 대안적으로, 미세입자는 분말과 같은 건조된 형태로 제공되며, 반대로 하전된 폴리머의 용액 또는 분산물과 조합한다. 다른 선택사항에 있어서, 미세입자의 건조 혼합물과 반대로 하전된 폴리머를 제조하고, 이후 수성 액체로 수화한다.Preferably, the microparticles are loaded with the active compound during or after preparation. The aqueous suspension of microparticles then combines with an aqueous liquid or dispersion of the oppositely charged polymer. Alternatively, the microparticles are provided in a dry form, such as a powder, and inversely combined with a solution or dispersion of charged polymer. In another option, a charged polymer is prepared as opposed to a dry mixture of microparticles, which is then hydrated with an aqueous liquid.

전술한 선호 사항에 따라 선택한 활성 화합물은 그러나 매우 자주 수성 조건에서는 불안정하다. 따라서, 상업적으로 수용가능한 저장성(shelf-life)을 이루기 위하여, 투여전에 적절한 수성 담체로 재구성할 수 있는 건조 상태로 본 발명의 겔 조성물을 저장하는 것이 필요할 수 있다. 바람직하기로는, 키트는 최종 사용자, 예컨대, 의사, 간호사, 약사, 또는 환자에게 제공되며, 겔 조성물 제조에 필요한 모든 성분들을 포함한다.Active compounds selected according to the aforementioned preferences are, however, very often unstable in aqueous conditions. Thus, to achieve a commercially acceptable shelf-life, it may be necessary to store the gel compositions of the present invention in a dry state that can be reconstituted with a suitable aqueous carrier prior to administration. Preferably, the kit is provided to an end user, such as a doctor, nurse, pharmacist, or patient, and contains all the ingredients necessary to prepare the gel composition.

키트는 겔 조성물 제조에 필요한 만큼 수개의 개별적으로 포장된 성분들을 포함한다. 바람직하기로는, 상기 키트는 건조된 고형 성분과 겔을 재구성하기 위한 수성 액체를 포함한다. 상기 건조한 고형 성분은 부형제에 따라 동결건조한 분말과 같은 분말 형태이거나 수성 현탁액을 동결건조한 결과로서 다공성 단일 유닛 형태일 수 있다. 활성 화합물이 미세입자로 혼입되거나, 적어도 겔의 한가지 타입의 미세입자로 혼입되는 것이 바람직하므로, 고형 성분은 약물이 적재된 미세입자를 통상적으로 포함할 것이다.The kit includes as many individually packaged components as are necessary for preparing the gel composition. Preferably the kit comprises a dried solid component and an aqueous liquid for reconstitution of the gel. The dry solid component may be in powder form, such as a lyophilized powder depending on the excipient, or in the form of a porous single unit as a result of lyophilizing the aqueous suspension. Since the active compound is preferably incorporated into the microparticles, or at least one type of microparticles of the gel, the solid component will typically include the microparticles loaded with the drug.

일예에서, 키트의 고형 성분은 두가지 타입의 미세입자들, 즉 양이온 및 음이온을 띄는 미세입자를 모두 포함하며, 상기 두가지 타입의 미세입자에는 활성 성분(들)이 적재되고, 선택적으로 하나 이상의 추가적인 부형제, 예로 하나 이상의 안정화제, 벌킹제, 매트릭스 형성제, 동결건조 보조제, 항산화제, 보존제, 계면활성제, 삼투성 물질, pH를 조절하기 위한 산성 또는 알카리 부형제 등이 선택적으로 적재된다. 상기 키트의 고형 성분은 바이얼, 앰플 또는 시린지에 패키지된 멸균된 것이다.In one embodiment, the solid component of the kit includes two types of microparticles, both microparticles bearing positive and negative ions, wherein the two types of microparticles are loaded with the active ingredient (s) and optionally one or more additional excipients. For example, one or more stabilizers, bulking agents, matrix formers, lyophilization aids, antioxidants, preservatives, surfactants, osmotic materials, acidic or alkaline excipients for adjusting pH, and the like. The solid component of the kit is sterile packaged in a vial, ampoule or syringe.

수성 액체는 주로 물을 포함한다. 선택적으로, 하나 이상의 삼투성 물질(예, 소듐 클로라이드, 당 또는 당 알코올) 또는 계면활성제(예, 트윈 80), 또는 pH 조절하기 위한 부형제와 같은 추가적인 부형제를 함유할 수 있다. 일부 경우들에서, 예컨대 미세입자의 한 타입이 그것에 혼입된 고형 성분의 저장성을 감소시키는 경우, 키트의 액체 성분중에 상기 미세입자를 제공하는 것이 이로울 수 있다. 상기에서, 수성은 물은 액체 성분에서 단독이거나 또는 가장 다량인 액체 성분중 어느 것임을 의미한다. 즉, 다른 액체는 약학적으로 바람직하다면 선택적으로 존재될 수 있으며, 그 예로는 에탄올, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 트리아세틴 등이 있다.The aqueous liquid mainly contains water. Optionally, it may contain additional excipients, such as one or more osmotic materials (eg sodium chloride, sugar or sugar alcohols) or surfactants (eg tween 80), or excipients for pH adjustment. In some cases, it may be beneficial to provide the microparticles in the liquid component of the kit, for example when one type of microparticles reduces the shelf life of the solid component incorporated therein. In the above, aqueous means that water is either the sole or the highest amount of liquid component in the liquid component. That is, other liquids may optionally be present if pharmaceutically desirable, for example ethanol, glycerol, propylene glycol, polyethylene glycol, triacetin and the like.

액체 성분은 키트의 건조된 고형 성분을 보유하는 멸균 병, 바이얼, 앰플내 또는 시린지의 개별적으로 밀봉된 챔버에 패키지될 수 있다. 바람직하기로는, 키트의 기본적인 팩키지 각각은 1회 투약 단위를 제조하는데 필요한 고형 또는 액체 성분의 정량을 보유한다.The liquid component may be packaged in a sterile bottle, vial, ampoule or in a individually sealed chamber of a syringe holding the dried solid component of the kit. Preferably, each of the basic packages of the kit has a quantitative amount of solid or liquid component necessary to prepare a single dosage unit.

다른 예로, 키트는 주사용 물 또는 등장성 소듐 클로라이드 용액과 같은 수성 액체 담체를 제외한 겔 조성물 제조에 필요한 모든 성분들을 함유한 상태로 제공되며, 이는 각각 제공될 수 있다.In another embodiment, the kit is provided containing all components necessary for preparing the gel composition except for an aqueous liquid carrier such as water for injection or isotonic sodium chloride solution, which may each be provided.

추가적인 예는 본 발명의 주된 측면들의 일부를 설명하기 위한 하기 실시예를 통해 명확해질 것이나, 본 발명의 범위를 한정하지 않는다.Further examples will be apparent from the following examples to illustrate some of the main aspects of the invention, but do not limit the scope of the invention.

도 1은 20 ℃에서의 겔의 저장 탄성률 G'(-), 손실 탄성률 G"(∞∞) 및 tan(δ)(---)을 진동수의 함수로서 나타낸 것이다.1 shows the storage modulus G '(-), loss modulus G "(∞∞) and tan (δ) (---) of the gel at 20 ° C as a function of frequency.

도 2는 20 ℃에서의 겔의 저장 탄성률 G'(-), 손실 탄성률 G"(∞∞) 및 tan(δ)(---)을 변형력의 함수로서 나타낸 것이다.FIG. 2 shows the storage modulus G ′ (−), loss modulus G ″ (∞∞) and tan (δ) (−−) of the gel at 20 ° C. as a function of strain.

도 3은 20 ℃에서의 겔의 저장 탄성률 G'(-), 손실 탄성률 G"(∞∞) 및 tan(δ)(---)을 시간의 함수로서 나타낸 것이다.FIG. 3 shows the storage modulus G ′ (−), loss modulus G ″ (∞∞) and tan (δ) (−−) of the gel at 20 ° C. as a function of time.

도 4는 적용 응력이 10 Pa를 초과하였을 때 겔이 흐르기 시작하는 것을 명확하게 나타낸 것이다.Figure 4 clearly shows that the gel starts to flow when the applied stress exceeds 10 Pa.

도 5는 실시예 6에서 수득한 방출 프로파일을 나타낸 것이다.5 shows the release profile obtained in Example 6.

도 6은 겔의 팽창 및 분해를 나타낸 것이다.6 shows the expansion and degradation of the gel.

도 7은 겔의 팽창 및 분해를 나타낸 것이다.7 shows the expansion and degradation of the gel.

실시예 1: 양이온을 띄는 미세입자의 제조Example 1 Preparation of Microparticles with a Cation

덱스트란 하이드록시에틸 메타크릴레이트(dexHEMA) 및 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트(DMAEMA)를 기본 구성으로 한 양이온을 띄는 마이크로스피어는 하기와 같이 제조하였다. DexHEMA는 WO 98/00170에 따라 제조하였다. 치환 정도 DS, 즉 100개의 글루코피라노스 단위당 HEMA 기의 수는 6이었다. DMAEMA를 판매사로부터 구입하였다.Microspheres bearing cations based on dextran hydroxyethyl methacrylate (dexHEMA) and dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) were prepared as follows. DexHEMA was prepared according to WO 98/00170. Degree of substitution DS, ie, the number of HEMA groups per 100 glucopyranose units was 6. DMAEMA was purchased from a vendor.

폴리에틸렌 글리콜(PEG, 40 %(w/w)) 및 dexHEMA(20 %(w/w))의 수용액을 Hepes 완충액(100 mM pH 7) 중에서 준비하였다. PEG, dexHEMA 및 완충 용액 각각 197.6 g, 18.3 g 및 284.1 g을 유리 실린더로 옮겼다. 이후, DMAEMA 12.5 mmol을 2상계(HEMA/DMAEMA 몰비 =0.53)에 첨가하였다. 이 용액에 질소로 플러쉬하고, IKA Ultra-Turrax® T25 베이직(30분, 11,000 rpm)을 이용하여 강하게 혼합하였다. 이러한 방식으로, 분산된 상에 dexHEMA 및 DMAEMA가 많은 수중수 에멀젼이 형성되었다. 이 에멀젼을 15분간 안정화시켰다.Aqueous solutions of polyethylene glycol (PEG, 40% (w / w)) and dexHEMA (20% (w / w)) were prepared in Hepes buffer (100 mM pH 7). 197.6 g, 18.3 g and 284.1 g respectively of PEG, dexHEMA and buffer solution were transferred to a glass cylinder. Then, 12.5 mmol of DMAEMA was added to the biphasic system (HEMA / DMAEMA molar ratio = 0.53). Flushed with nitrogen and the solution was mixed strongly by using the Ultra-Turrax ® T25 basic IKA (30 minutes, 11,000 rpm). In this way, a water-in-water emulsion with high dexHEMA and DMAEMA was formed in the dispersed phase. This emulsion was stabilized for 15 minutes.

이후, 폴리머의 메타크릴기를 중합하여 3차 구조의 폴리머 망을 만들었다. N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민(TEMED, 10 mL, 20 % v/v, 4 M HCl로 pH 7 적정) 용액과 포타슘 페록소디설페이트(KPS, 18 mL, 50 mg/mL) 용액 모두 신선하게 준비하여, 상기 혼합물에 첨가하였다. 에멸젼화된 입자는 대기 온도에서 30분간 중합반응이 이루어지도록 두었다. 가교된 입자를 모아 여러차례 세정 및 원심 분리(역삼투성 물로 3회, 15분, 3000 rpm)로 정제하였다. 평형수(equilibrium water)의 함량은 70 중량%이었다. 보관하기 위해, 미세입자를 동결건조하였다.Thereafter, the polymer methacryl group was polymerized to form a polymer network having a tertiary structure. N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine (TEMED, 10 mL, 20% v / v, pH 7 titration with 4 M HCl) and potassium peroxodisulfate (KPS, 18 mL, 50 mg / mL ) Both solutions were freshly prepared and added to the mixture. The emulsified particles were allowed to undergo polymerization for 30 minutes at ambient temperature. The crosslinked particles were collected and purified several times by washing and centrifugation (3 times with reverse osmosis water, 15 minutes, 3000 rpm). The content of equilibrium water was 70% by weight. For storage, the microparticles were lyophilized.

입자의 크기 분포를 측정하기 위해, 동결건조된 마이크로스피어를 Isoton II (Beckman Coulter GmbH, Germany)에 재현탁하고, 초음파로 분산물을 균질화하였다. 측정은 실온에서 100 ㎛ 입구가 장착된 Coulter Counter Multisizer® 3을 이용하여 수행하였다. 장비 교정(calibration)은 20 ㎛ 라텍스 비드(Coulter CC size standard L20)로 수행하였다. 그 결과, 평균 부피 직경은 7.5 ㎛이었고, 입자의 약 90%는 12.5 ㎛ 미만이었다.To determine the size distribution of the particles, lyophilized microspheres were resuspended in Isoton II (Beckman Coulter GmbH, Germany) and the dispersion was homogenized by ultrasound. Measurements were performed using a Coulter Counter Multisizer ® 3 equipped with a 100 μm inlet at room temperature. Instrument calibration was performed with 20 μm latex beads (Coulter CC size standard L20). As a result, the average volume diameter was 7.5 μm and about 90% of the particles were less than 12.5 μm.

실시예 2: 음이온을 띄는 미세입자의 제조Example 2: Preparation of Fine Particles with Anions

덱스트란 하이드록시에틸 메타크릴레이트(dexHEMA) 및 메타크릴산(MAA)을 기본 구성으로 한 음이온을 띄는 마이크로스피어는 실시예 1과 같이 제조하였으며, DMAEMA 대신 MAA로 대체하였다.Anionic microspheres based on dextran hydroxyethyl methacrylate (dexHEMA) and methacrylic acid (MAA) were prepared as in Example 1 and replaced with MAA instead of DMAEMA.

평형수 함량이 70 중량%인 미세입자가 수득되었다. 평균 부피 직경은 8.3 ㎛이었고, 입자의 약 90%는 12.5 ㎛미만이었다.Microparticles with a ballast water content of 70% by weight were obtained. The average volume diameter was 8.3 μm and about 90% of the particles were less than 12.5 μm.

실시예Example 3: 음이온을 띄는 미세입자와 양이온을 띄는 미세입자를 포함하는  3: containing microparticles bearing anions and microparticles bearing cations 겔의Gel 제조 Produce

방법(a). 동결건조된 미세입자를 실시예 1 및 2와 같이 준비하고, 각각 HEPES 완충액 (100 mM pH 7)에 분산하였다. 각 타입의 미세입자로부터 고형 함량이 10, 15 및 25 중량%인 분산물을 제조하였다. 이 분산물은 4 ℃에 2시간 두어 마이크로스피어가 완전히 수화되도록 하였다. 고형물 함량이 10%인 분산물은 자유 유동하였지만, 25%인 분산물은 점성이 매우 높았다. 이후, 반대로 하전되었으나 고형 함량이 동일한 마이크로스피어가 있는 분산물들을 분주 피펫(displacement pipette)을 이용하여 동일 부피(200 ㎕)로 혼합하였다. 혼합 즉시 겔화가 관찰되었다.Method (a). Lyophilized microparticles were prepared as in Examples 1 and 2 and dispersed in HEPES buffer (100 mM pH 7), respectively. Dispersions with solid contents of 10, 15 and 25% by weight were prepared from each type of microparticles. This dispersion was placed at 4 ° C. for 2 hours to allow the microspheres to fully hydrate. The 10% solids dispersion was free flowing, while the 25% dispersion was very viscous. Afterwards, dispersions with microspheres that were oppositely charged but had the same solids content were mixed in the same volume (200 μl) using a dispensing pipette. Gelation was observed upon mixing.

방법(b). 동결건조된 미세입자를 실시예 1 및 2와 같이 준비하고, 동량으로 혼합한 다음 HEPES 완충액 (100 mM, pH 7)에 1시간동안 4 ℃에서 분산시켰다. 수득된 겔은 방법(a)에서 수득한 것과 유사하였다.Method (b). Lyophilized microparticles were prepared as in Examples 1 and 2, mixed in equal amounts and then dispersed in HEPES buffer (100 mM, pH 7) at 4 ° C. for 1 hour. The gel obtained was similar to that obtained in process (a).

실시예Example 4: 양이온을 띄는 미세입자와 음이온을 띄는 미세입자를 포함하는  4: containing microparticles bearing cations and microparticles bearing anions 겔의Gel 유동학적Rheology 특성 characteristic

고형 함량이 15 중량%인 실시예 3(방법 a)에 따라 제조한 겔의 점탄성을, 20 mm의 아크릴 플랫 플레이트 구조 및 500 ㎛의 갭이 장착된 조절성 스트레스 레오미터(ARlOOO-N, TA Instruments)를 이용하여, 조절성 스트레인 실험으로 평가하였다. 겔 형성 후 바로, 샘플을 플레이트 사이에 두었다. 용매 트랩을 이용하여 용매 증발을 방지하였다. 샘플의 점탄성은 1% 일정 변형력, 1 Hz 일정 진동수로 20 ℃에서 G'(전단 저장 탄성률: shear storage modulus) 및 G"(손실 탄성률: loss modulus)을 측정하여 결정하였다. 주파수 스윕(Frequency sweep) 및 변형력 스윕(strain sweep) 실험 역시 수행하였다.Viscoelasticity of gels prepared according to Example 3 (method a) with a solids content of 15% by weight, an adjustable stress rheometer (ARlOOOO-N, TA Instruments) equipped with a 20 mm acrylic flat plate structure and a 500 μm gap ), Was evaluated by a controlled strain experiment. Immediately after gel formation, samples were placed between plates. Solvent traps were used to prevent solvent evaporation. The viscoelasticity of the sample was determined by measuring G '(shear storage modulus) and G "(loss modulus) at 20 ° C. at 1% constant strain, 1 Hz constant frequency. Frequency sweep And strain sweep experiments were also performed.

그 결과, 저장 탄성률(G')은 곧 서서히 증가되었지만(+500 Pa 까지), 손실 탄성률(G")은 매우 낮게 유지되었다(+30 Pa). G"/G' 비율 또는 tan(δ)은 0.1 보다 낮았는데, 이는 수득한 겔에 대체로 탄성이 있음을 의미한다.As a result, the storage elastic modulus (G ') has been shortly gradually increased (up to + 500 Pa), loss modulus (G ") was kept very low (+ 30 Pa). G" / G' ratio or tan (δ) is It was lower than 0.1, which means that the gel obtained is generally elastic.

도 1은 20 ℃에서의 겔의 저장 탄성률 G' (-), 손실 탄성률 G" (∞∞) 및 tan(δ)(---)을 진동수의 함수로서 나타낸 것이다.Figure 1 shows the storage modulus G '(-), loss modulus G "(∞∞) and tan (δ) (---) of the gel at 20 ° C as a function of frequency.

도 2는 20 ℃에서의 겔의 저장 탄성률 G' (-), 손실 탄성률 G" (∞∞) 및 tan(δ)(---)을 변형력의 함수로서 나타낸 것이다.FIG. 2 shows the storage modulus G ′ (−), loss modulus G ″ (∞∞) and tan (δ) (−−) of the gel at 20 ° C. as a function of strain.

도 3은 20 ℃에서의 겔의 저장 탄성률 G' (-), 손실 탄성률 G" (∞∞) 및 tan(δ)(---)을 시간의 함수로서 나타낸 것이다.3 shows the storage modulus G ′ (−), loss modulus G ″ (∞∞) and tan (δ) (−−) of the gel at 20 ° C. as a function of time.

변형 후 겔 망의 회복력을 평가하기 위해, 뒤틀림 실험(Creep experiment)을 수행하였다. 변형력을 모니터링하면서, 일정 응력 1 Pa 및 진동수 1 Hz를 인가하였다. 60초 후, 응력을 제거하였고, 초기 망 구조의 재생을 2분간 모니터링하였다.To evaluate the resilience of the gel network after deformation, a creep experiment was performed. While monitoring the deformation force, a constant stress of 1 Pa and a frequency of 1 Hz were applied. After 60 seconds, the stress was removed and the regeneration of the initial network structure was monitored for 2 minutes.

지연 중에(즉, 변형 단계), 겔은 인가된 응력(1 Pa)에 반응하였고, 0.15% 변형력이 나타났다. 응력을 제거하였을때, 변형력%는 즉시 0.04%로 떨어졌으며, 이로써 망의 거의 완전한 탄성 특성이 확인되었다.During the delay (ie, deformation step), the gel responded to the applied stress (1 Pa) and showed 0.15% strain. When the stress was removed, the percent strain immediately dropped to 0.04%, confirming the almost complete elastic properties of the mesh.

겔의 항복점을 측정하기 위해, 응력 스윕 실험을 2O ℃에서 수행하였다. 이 실험동안, 응력을 증가시키면서 G', G" 및 tan(δ)을 모니터링하였다. 진동수는 1 Hz로 일정하게 유지시켰다. 실험은 동일한 샘플을 이용하여 연속하여 4번 수행하였다. 각 실험후에, 샘플은 1시간동안 회복되도록 두었다.To determine the yield point of the gel, a stress sweep experiment was performed at 20 ° C. During this experiment, G ', G "and tan (δ) were monitored with increasing stress. The frequency was kept constant at 1 Hz. The experiment was performed four times in succession using the same sample. After each experiment, The sample was allowed to recover for 1 hour.

그 결과, 응력이 점차 점차하면서 G'은 감소하였고 tan(δ)은 증가하였다. 인가한 응력이 10 PA에 도달하였을때, G'은 300 Pa에서 3 Pa로 급격하게 떨어졌으나, tan(δ)은 0.08에서 5.55로 증가하였다. 1시간 후, 동일한 실험을 반복하여, 동일한 플롯(plot)을 수득하였다. 총 4번의 응력 스윕 실험을 수행하여, G', G" 및 tan(δ)에 대한 비교 수치를 구하였다. As a result, as the stress gradually increased, G 'decreased and tan (δ) increased. When the applied stress reached 10 PA, G 'dropped sharply from 300 Pa to 3 Pa, but tan (δ) increased from 0.08 to 5.55. After 1 hour, the same experiment was repeated to obtain the same plot. A total of four stress sweep experiments were performed to obtain comparative values for G ', G "and tan (δ).

도 4는 적용 응력이 10 Pa를 초과하였을때 겔이 흐르기 시작하는 것을 명확하게 나타내고 있다. 이러한 양태는 반복적으로 수회 실시된 실험으로 입증된 바와 같이 가역적이다. 이는, 특정 시간 후우에 마이크로스피어들간의 이온 상호작용이 다시 설정되고, 겔 망이 재구축되는 것을 시사한다. 즉, 겔은 항복점 10Pa를 가지는 전형적인 가소성 상태를 보였다.Figure 4 clearly shows that the gel starts to flow when the applied stress exceeds 10 Pa. This embodiment is reversible, as evidenced by repeated experiments. This suggests that after a certain time the ionic interactions between the microspheres are reset and the gel network is rebuilt. That is, the gel showed a typical plastic state with a yield point of 10 Pa.

실시예Example 5: 양이온을 띄는 미세입자와 양이온을 띄는 미세입자를 포함하는 단백질이 적재된  5: loaded with proteins containing cations and cations 겔의Gel 제조 Produce

실시예 1 및 2에 개시된 반대로 하전된 미세입자들로부터 겔을 제조하고, 모델 단백질로서 라이소자임이나 소 혈청 알부민(BSA) 중 어느 하나를 적재하였다.Gels were prepared from the reversely charged microparticles described in Examples 1 and 2 and loaded with either lysozyme or bovine serum albumin (BSA) as model protein.

HEPES 완충액(pH 7, 100 mM) 중에 라이소자임 및 BSA로부터 25 mg/ml의 단백질 원액 용액을 각각 제조하였다.A 25 mg / ml protein stock solution was prepared from lysozyme and BSA in HEPES buffer (pH 7, 100 mM), respectively.

1차 실험에서, 31.25 mg 동결-건조한, 실시예 1에 따라 제조한 양으로 하전된 dex-HEMA-DMAEMA 미세입자를 단백질 원액 용액 100 ㎕(두가지 단백질에 대해 각각) 및 119 ㎕ HEPES 완충액(pH 7, 100 mM)에 가하였다. 이와 유사하게, 음으로 하전된 , 실시예 2에 따라 제조한 dex-HEMA-MAA 미세입자에 라이소자임이나 BSA를 적재하였다. 미세입자는 1시간동안 4 ℃에서 수화시켰다.In the first experiment, 31.25 mg freeze-dried, positively charged dex-HEMA-DMAEMA microparticles prepared according to Example 1 were prepared with 100 μl of protein stock solution (each for both proteins) and 119 μl HEPES buffer (pH 7). , 100 mM). Similarly, negatively charged dex-HEMA-MAA microparticles prepared according to Example 2 were loaded with lysozyme or BSA. The microparticles were hydrated at 4 ° C. for 1 hour.

다른 실험으로, 62.50 mg 동결-건조한, 실시예 1 및 2에 따라 제조한, 양이온성 또는 음이온성 미세입자를 각각 단백질 원액 용액 100 ㎕ 및 88 ㎕ HEPES 완충액(pH 7, 100 mM)에 가하였다. 다시, 미세입자는 1시간동안 4 ℃에서 수화시켰다.In another experiment, 62.50 mg freeze-dried, cationic or anionic microparticles prepared according to Examples 1 and 2, were added to 100 μl and 88 μl HEPES buffer (pH 7, 100 mM), respectively, of the protein stock solution. Again, the microparticles were hydrated at 4 ° C. for 1 hour.

이후, 동일한 단백질을 함유하고 입자 함량이 동일한 dex-HEMA-DMAEMA 및 dex- HEMA-MAA 미세입자의 수화시킨 분산물을 잘 혼합한 다음, 에펜도르프 튜브에 옮겼다. 혼합시, 겔이 에펜도르프 튜브의 바닥에 점착성 침전물로서 형성되었다. 제1차에서 수득한 반대로 하전된 미세입자 분산물은 고형 함량 약 12.5%의 겔을 산출하였고, 제2 실험에서는 고형 함량 약 25%의 겔을 산출하였다.The hydrated dispersions of dex-HEMA-DMAEMA and dex-HEMA-MAA microparticles containing the same protein and the same particle content were then mixed well and then transferred to an Eppendorf tube. Upon mixing, a gel formed as a sticky precipitate at the bottom of the Eppendorf tube. The reversely charged microparticle dispersions obtained in the first yielded a gel having a solids content of about 12.5% and a gel with a solids content of about 25% in the second experiment.

실시예Example 6: 음이온을 띄는 미세입자와 양이온을 띄는 미세입자를 포함하는 겔에서의 단백질 방출 6: Protein Release from Gels Containing Anionic Microparticles and Cationic Microparticles

실시예 5에 따라 제조한 각 겔에 1.5 ml의 방출 완충액(HEPES, pH 7, 100 mM, NaCl로 등장화함)을 첨가하였다. 이후, 컵을 37 ℃에 두었다. 샘플 1.0 mL을 다양한 시간대에 취하고, 신선한 완충액 1.0 mL을 대신 넣었다. 샘플내 단백질 농도는 BCA 단백질 분석을 이용하여 색으로 측정하였다.To each gel prepared according to Example 5 was added 1.5 ml of release buffer (HEPES, pH 7, 100 mM, isotonicized with NaCl). The cup was then placed at 37 ° C. 1.0 mL of sample was taken at various times and 1.0 mL of fresh buffer was added instead. Protein concentration in the samples was measured by color using BCA protein analysis.

그 결과, 비교적 원활한 방출 프로파일을 모든 겔에서 수득할 수 있었다. 고형 함량이 높은(25%) 겔은 고형 함량이 낮은(12.5%) 겔에 비해 더 느린 방출을 보였다. 또한, BSA는 라이소자임보다 더 서서히 방출되었는데 아마도 BSA의 분자량이 더 높기 때문인것 같다. 라이소자임의 50%가 방출되는 시간은 12.5%의 겔의 경우 약 20시간이었고, 25.5%의 겔은 약 85 시간이었다. BSA의 경우, 그 수치는 각각 30 및 100 시간이었다.As a result, a relatively smooth release profile could be obtained in all gels. High solids (25%) gels showed slower release compared to low solids (12.5%) gels. In addition, BSA was released more slowly than lysozyme, probably because of the higher molecular weight of BSA. The release time of 50% of the lysozyme was about 20 hours for the 12.5% gel and about 85 hours for the 25.5% gel. For BSA the values were 30 and 100 hours, respectively.

도 5는 실시예 6에서 수득한 방출 프로파일을 나타낸다. 점선은 고형분 함량이 높은(25%) 겔의 단백질 방출을 나타낸 것이고, 직선은 고형분 함량이 낮은(12.5%) 겔의 단백질 방출을 나타낸다. 사각형은 라이소자임 방출이고, 원은 BSA 방출이다.5 shows the release profile obtained in Example 6. The dotted line shows the protein release of the gel with a high solids content (25%) and the straight line shows the protein release of the gel with a low solids content (12.5%). Squares are lysozyme releases and circles are BSA releases.

실시예 7: 여러가지 치환 정도의 dexHEMA를 포함하는 양 및 음으로 하전된 미세입자의 겔 분해성Example 7 Gel Degradability of Positively and Negatively Charged Microparticles Including DexHEMA with Various Degrees of Substitution

실시예 3의 방법(b)에 따라 반대로 하전된 미세입자로부터 겔을 제조하였다. 미세입자는 DS가 약 5, 약 8 및 약 18인 3가지 등급의 dexHEMA를 각각의 실험에 이 용하는 것을 제외하고는, 실시예 1 및 2에 따라 제조하였다. 겔의 고형분 함량을 변경하였다(15% 및 25% 각각). 샘플 200 mg을 유리 바이얼(직경 6.5 mm) 1 mL에 넣고 천천히 원심분리하였다(2분, 1000 rpm). 이후, 겔은 4 ℃에서 16시간동안 두었다. 팽창 실험을 개시하기 전에, 겔의 초기 길이를 측정하였고(Lo), 600 ㎕의 HEPES 완충액(100 mM, pH 7.0, 0.9 % NaCl, 0.02% NaN3)을 첨가하였다. 바이얼을 37 ℃ 수조에 두었다. 일정한 시간 간격으로, 겔의 길이를 측정하여(Lt), 팽창비(S = Lt/Lo)를 구하였다. 0에 근접하는 팽창비는 분해 종말점으로 표시한다.Gels were prepared from reversely charged microparticles according to method (b) of Example 3. Microparticles were prepared according to Examples 1 and 2, except that three grades of dexHEMA with DSs of about 5, about 8 and about 18 were used in each experiment. The solids content of the gels was varied (15% and 25%, respectively). 200 mg of sample was placed in 1 mL glass vial (6.5 mm diameter) and centrifuged slowly (2 min, 1000 rpm). The gel was then placed at 4 ° C. for 16 hours. Prior to starting the expansion experiment, the initial length of the gel was measured (L o ) and 600 μl of HEPES buffer (100 mM, pH 7.0, 0.9% NaCl, 0.02% NaN 3 ) was added. The vial was placed in a 37 ° C. water bath. At regular time intervals, the length of the gel was measured (L t ) to obtain an expansion ratio (S = L t / L o ). Expansion ratios approaching zero are indicated by decomposition endpoints.

DS 증가가 분해 시간의 연장을 유도한다는 것이 두가지 고형분 수준에서 확인되었다. 초기에, 팽창비는 증가하였으며, 이는 겔에 물이 점직전으로 흡수됨을 의미한다. 이러한 상 이후에 팽창비가 0으로 감소되었으며, 고형분의 함량이 25%이고 DS가 5, 8 및 18인 각각의 겔에서는 약 66, 97 및 130일 소요되었다.It was confirmed at the two solids levels that the DS increase led to an extension of the degradation time. Initially, the expansion ratio increased, which meant that the gel absorbed water just before the point. After this phase the swelling ratio was reduced to zero, taking about 66, 97 and 130 days for each gel with 25% solids and 5, 8 and 18 DS.

도 6은 이들 겔의 팽창 및 분해를 나타낸다.6 shows the expansion and degradation of these gels.

실시예Example 8: 양 및 음으로  8: positively and negatively 하전된Charged 미세입자들의  Of fine particles 여러가지Several 비율로 제조된  Manufactured in proportions 겔의Gel 분해성Degradable

양 및 음으로 하전된 마이크로스피어를 75 : 25, 50 : 50, 및 25 : 75의 비율로 혼합하는 것을 제외하고는, 실시예 3의 방법(b)으로 겔을 제조하였다. 팽창 및 분해 성질은 실시예 7에 따라 테스트하였다.Gels were prepared in the method (b) of Example 3, except that the positive and negatively charged microspheres were mixed in the ratios 75:25, 50:50, and 25:75. Expansion and degradation properties were tested according to Example 7.

양 및 음으로 하전된 마이크로스피어들 사이의 비가 높을수록 겔 분해가 신속하게 이루어지는 것으로 확인되었다.It was found that the higher the ratio between the positive and negatively charged microspheres, the faster the gel degradation occurred.

도 7은 이들 겔의 팽창 및 분해를 나타낸 것이다. 75+/25-, 50+/50-, 및 25+/75-은 양으로 하전된 마이크로스피어 대 음으로 하전된 마이크로스피어의 중량비 75 : 25, 50 : 50, 및 25 : 75을 나타낸다.7 shows the expansion and degradation of these gels. 75 + / 25-, 50 + / 50-, and 25 + / 75- represent the weight ratios 75:25, 50:50, and 25:75 of positively charged microspheres to negatively charged microspheres.

실시예Example 9: 양 및 음으로  9: positively and negatively 하전된Charged 미세입자를 포함하는  Microparticles 겔에On gel IgGIgG 혼입 incorporation

IgG가 적재된 겔을 실시예 5와 동일하게 제조한 다음, 라이소자임 및 BSA를 사용하는 대신에 모델 단백질로서 IgG를 이용하는 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 테스트하였다. 그 결과 IgG의 방출은 앞서 테스트한 단백질 둘다 보다 실질적으로 느린 것으로 확인되었다. 약 60일 후에, 약 50%의 IgG가 방출되었다. 이러한 차이는 일정부분 IgG의 높은 분자량(약 150 kDa) 때문인 것으로 여겨진다.Gels loaded with IgG were prepared in the same manner as in Example 5, and then tested in the same manner as in Example 6 except for using IgG as a model protein instead of using lysozyme and BSA. As a result, the release of IgG was found to be substantially slower than both proteins tested previously. After about 60 days, about 50% of IgG was released. This difference is believed to be due in part to the high molecular weight (about 150 kDa) of IgG.

Claims (25)

양이온성 폴리머 물질을 포함하는 양으로 하전된 미세입자와, 음이온성 폴리머 물질을 포함하는 음으로 하전된 미세입자를 포함하는 수성 겔 조성물(aqueous gel composition).An aqueous gel composition comprising a positively charged microparticle comprising a cationic polymer material and a negatively charged microparticle comprising an anionic polymer material. 제 1항에 있어서, 실질적으로 중성의 미세입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 겔 조성물. The aqueous gel composition of claim 1, further comprising substantially neutral microparticles. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 미세입자는 화학적 또는 물리적 하이드로겔(hydrogel)인 것을 특징으로 하는 수성 겔 조성물. The aqueous gel composition of claim 1 or 2, wherein the microparticles are chemical or physical hydrogels. 제 3항에 있어서, 상기 하이드로겔은 적어도 부분적으로 생리조건하에서 가수분해가능한 공유결합으로 가교된 폴리머로 구성된 것을 특징으로 하는 수성 겔 조성물. 4. The aqueous gel composition of claim 3, wherein the hydrogel is composed of a covalently crosslinked polymer that is at least partially hydrolyzable under physiological conditions. 제 4항에 있어서, 상기 공유결합으로 가교된 폴리머는 덱스트란 유도체인 것을 특징으로 하는 수성 겔 조성물. The aqueous gel composition of claim 4, wherein the covalently crosslinked polymer is a dextran derivative. 제 1항 내지 5항중 어느 한항에 있어서, 상기 미세입자는 약 1 내지 50 ㎛의 평균 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 수성 겔 조성물. The aqueous gel composition of claim 1, wherein the microparticles have an average diameter of about 1 to 50 μm. 제 1항 내지 6항중 어느 한항에 있어서, 미세입자의 함량이 약 5 내지 약 50 중량%인 것을 특징으로 하는 수성 겔 조성물. The aqueous gel composition of claim 1, wherein the content of microparticles is from about 5 to about 50 weight percent. 제 1항 내지 7항중 어느 한항에 있어서, 항복점(yield point)이 약 5 내지 약 300 Pa인 점탄성을 가지는 것을 특징으로 하는 수성 겔 조성물. 8. The aqueous gel composition of claim 1, wherein the gel composition has a viscoelasticity with a yield point of about 5 to about 300 Pa. 9. 제 1항 내지 8항중 어느 한항에 있어서, 양으로 하전된 미세입자와 음으로 하전된 미세입자간의 중량비는 약 25 : 75 내지 약 75 : 25인 것을 특징으로 하는 수성 겔 조성물.The aqueous gel composition of claim 1, wherein the weight ratio between the positively charged microparticles and the negatively charged microparticles is from about 25:75 to about 75:25. 제 1항 내지 10항중 어느 한항에 있어서, 활성 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 겔 조성물.The aqueous gel composition of any one of claims 1 to 10, further comprising an active compound. 제 10항에 있어서, 상기 활성 화합물은 적어도 부분적으로 미세입자내에 혼입되는 것을 특징으로 하는 수성 겔 조성물.The aqueous gel composition of claim 10, wherein the active compound is at least partially incorporated into the microparticles. 제 11항에 있어서, 상기 활성 화합물은 상기 양으로 하전된 미세입자 또는 상기 음으로 하전된 미세입자중 어느 하나에 우세하게 혼입되는 것을 특징으로 하 는 수성 겔 조성물.12. The aqueous gel composition of claim 11, wherein said active compound is predominantly incorporated into either said positively charged microparticles or said negatively charged microparticles. 제 10항 내지 제 12항중 어느 한항에 있어서, 상기 활성 화합물은 펩티드, 단백질, 백신, 항체, 항체 단편, 뉴클레오티드, iRNA, siRNA, 호르몬, 세포 증식 억제제, 세포독성 물질 및 중추신경계에 작용하는 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 수성 겔 조성물.The method according to claim 10, wherein the active compound is a peptide, protein, vaccine, antibody, antibody fragment, nucleotide, iRNA, siRNA, hormone, cell proliferation inhibitor, cytotoxic substance, and substance acting on central nervous system. An aqueous gel composition, characterized in that it is selected from the group consisting of. 제 10항 내지 제 12항중 어느 한항에 있어서, 상기 활성 화합물은 하나의 살아있는 세포 또는 다수개의 살아있는 세포인 것을 특징으로 하는 수성 겔 조성물.13. The aqueous gel composition of any one of claims 10-12, wherein said active compound is one living cell or a plurality of living cells. 제 10항 내지 14항중 어느 한항에 있어서, 상기 미세입자는 느린 방출 특성 또는 조절성 방출 특성을 가진 것을 특징으로 하는 수성 겔 조성물.The aqueous gel composition of claim 10, wherein the microparticles have slow release or controlled release properties. 제 1항 내지 15항중 어느 한항에 있어서, 비경구 투여용인 것을 특징으로 하는 수성 겔 조성물.The aqueous gel composition according to any one of claims 1 to 15, which is for parenteral administration. 활성 화합물 및 양으로 하전된 또는 음으로 하전된 폴리머 미세입자를 포함하며, 상기 미세입자는 미세입자의 전하와 반대 전하를 띄는 이온성 폴리머의 용액 또는 분산액에 현탁된, 수성 겔 조성물.An aqueous gel composition comprising an active compound and positively or negatively charged polymeric microparticles, the microparticles suspended in a solution or dispersion of an ionic polymer having a charge opposite to that of the microparticles. 활성 화합물을 포함하는 건조고형(dry solid) 성분 및 겔 조성물을 재구성하기 위한 수성 액체를 포함하는, 제 1항 내지 17항중 어느 한항에 따른 수성 겔 조성물 제조용 키트. A kit for preparing an aqueous gel composition according to any one of claims 1 to 17, comprising a dry solid component comprising the active compound and an aqueous liquid for reconstitution of the gel composition. 제 18항에 있어서, 상기 고형 성분은 음으로 하전된 미세입자 또는 양으로 하전된 미세입자를 더 포함하거나, 또는 이들 미세입자 모두를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.19. The kit of claim 18, wherein the solid component further comprises negatively charged microparticles or positively charged microparticles, or further includes all of these microparticles. (a) 양으로 하전된 미세입자와 음으로 하전된 미세입자를 혼합하여, 실질적으로 건조 혼합물을 제조하는 단계; 및(a) mixing the positively charged microparticles with the negatively charged microparticles to produce a substantially dry mixture; And (b) 상기 건조 혼합물을 수성 액체와 혼합하는 단계;(b) mixing the dry mixture with an aqueous liquid; 를 포함하는 수성 겔의 제조 방법. Method for producing an aqueous gel comprising a. 양으로 하전된 미세입자 또는 음으로 하전된 미세입자의 수성 현탁액을, 상기 미세입자와 반대 전하를 띄는 건조고형 물질 또는 액체 현탁액 형태의 성분과 혼합하는 단계를 포함하는 수성 겔의 제조 방법. A method of making an aqueous gel, comprising mixing an aqueous suspension of positively charged microparticles or negatively charged microparticles with a component in the form of a dry solid material or a liquid suspension having a counter charge with the microparticles. 양으로 하전된 미세입자 또는 음으로 하전된 미세입자의 수성 현탁액을, 상기 미세입자와 반대 전하를 띄는 이온성 폴리머 및 물과 혼합하는 단계를 포함하는 수성 겔의 제조 방법.Mixing an aqueous suspension of positively charged microparticles or negatively charged microparticles with ionic polymer and water having opposite charges to the microparticles. 약제, 진단제 또는 조직 공학용 지지체 제조를 위한, 제 1항 내지 제 17항중 어느 한항에 따른 수성 겔 조성물의 용도.Use of the aqueous gel composition according to any one of claims 1 to 17 for the preparation of a medicament, diagnostic agent or support for tissue engineering. 제 23항에 있어서, 상기 약제는 비경구 투여용이거나 폐 투여용인 것을 특징으로 하는 용도.Use according to claim 23, wherein the medicament is for parenteral administration or for pulmonary administration. 제 23항 또는 제 24항에 있어서, 상기 약제는 데포트 제형(depot formulation)인 것을 특징으로 하는 용도.Use according to claim 23 or 24, characterized in that the medicament is a depot formulation.
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