KR20080059175A - 방출속도가 향상된 생분해성 미립자 약제학적 제제 - Google Patents

방출속도가 향상된 생분해성 미립자 약제학적 제제 Download PDF

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KR20080059175A
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조셉 티. 퍼신
조셉 에이. 맥다노
니일 케이. 베일
대런 이. 발로
앨버트 엠. 츠위너
엘리어트 엠. 슬로빈
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사우스웨스트 리서치 인스티튜트
엘리어트 엠. 슬로빈
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Abstract

본 발명은 약리학적 활성제 및 생분해성 폴리머를 포함하는 미립자를 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 장치 (100)는 이의 중앙부의 저장소 (708) 및 평탄한 경사면을 포함하는 스피닝 디스크 (105)를 포함한다. 상기 장치는 임의로 톱니상 가장자리 (712) 및/또는 디스크의 회전축에 평행한 디스크의 주변부 바로 아래의 평탄한 표면을 포함한다. 본 발명은 또한 스피닝 디스크 장치를 이용하여, 약리학적 활성제를 함유하는 미립자를 제조하는 방법에 관한 것이다. 안과용 활성제를 함유하는 제제가 제공된다. 0차 방출속도를 나타내는 제제도 기재된다.

Description

방출속도가 향상된 생분해성 미립자 약제학적 제제 {BIODEGRADABLE MICROPARTICLE PHARMACEUTICAL FORMULATIONS EXHIBITING IMPROVED RELEASE RATES}
(관련 출원의 상호 참조)
본 출원은 모두 2005년 9월 7일자로 출원된 미국 특허출원 제11/221,337호; 제11/220,430호; 제11/220,431호; 제11/220,807호; 및 제11/220,445호에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 약제학적 (즉, 약리학적) 활성제의 지속 방출에 관한 것이다. 본 발명은 구체적으로 약제학적 활성제, 특히 안과용 활성제를 함유하는 마이크로캡슐 및 마이크로스피어를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
약리학적 활성제는 전신 투여, 예컨대 경구 투여 또는 정맥 내 투여, 또는 국소 투여, 예컨대 국부 투여 또는 피하 주사될 수 있다. 어떤 경우에는, 과량의 투약량이 쓸모없고/없거나 유해할 수 있기 때문에, 종종 이들 약제를 즉시 대사될 수 있는 용량 이하로 표적 위치에 전달하는 것이 요구된다. 이 때문에, 통상적으로 일정한 시간마다 약제를 투여하는 것이 요구되어 왔는데, 이는 힘들고/거나 비실용적일 수 있으며, 투여 에러를 가져올 수도 있다.
대안으로서, 약리학적 활성제 전달 시스템이 개발됨으로써, 활성제가 어느 기간에 걸쳐서 전달된다 (바람직하게는 일관된 지속 방출량). 특히, 국소 투여된 약제에 관해서는, 활성제 및 하나 이상의 약리학적 불활성 물질을 함유하는 미립자를 사용함으로써, 지속 방출이 달성되어 왔다. 미립자는 서로 상이한 "마이크로스피어" 및 "마이크로캡슐"로 분류될 수 있다. 마이크로스피어는 통상 약물 분자가 폴리머 매트릭스를 통해 분산되어 있는 모놀리틱 타입 제제를 말한다. 반면에, 마이크로캡슐은 약물 코어가 연속 폴리머층 또는 셸로 둘러싸여 있는 저장 디바이스를 말한다. 마이크로캡슐의 약물 코어는 약물 자체 또는 상기 약물을 함유하는 마이크로스피어를 포함할 수 있다.
미립자는 원하는 위치에 전달되며, 활성제는 장기에 걸쳐서 이로부터 방출된다. 안구 용도에 관해서는, 미립자는 예를 들면, 디자인된 캐뉼러를 사용하여 후안부에 주입되어 전달되거나, 아니면 임플란트로서 도입될 수 있다.
마이크로스피어로부터의 활성제의 방출은 폴리머 매트릭스의 용융, 용매화, 및/또는 생분해를 포함할 수 있다. 마이크로캡슐의 경우에는, 활성제는 셸을 관통하여, 표적 위치에 이를 수 있다. 이는 셸의 기계적 파괴, 용융, 용해, 어블레이션 (ablation), 및/또는 생분해 및/또는 셸을 통한 활성제의 확산에 의해 달성될 수 있다.
특히, 약제학적 활성제와 매트릭스를 형성하고/하거나 약제학적 활성제를 캡슐화하는 생분해성 물질, 예컨대 폴리머는 지속 방출형 전달 시스템으로서 사용될 수 있다. 생분해성에 의해, 상기 물질은 분해 산물이 신체에 의해 배출되거나 흡수될 수 있도록, 체내의 생리 조건하에서 분해되거나 붕괴되는 것으로 여겨진다. 생분해성 폴리머의 사용은 폴리머의 생분해성을 이용함으로써, 활성제의 지속방출을 제공하여, 활성제의 방출을 제어함으로써, 더욱 안정된 지속 전달 레벨을 부여할 수 있다.
종래 기술은 용매 추출, 저온 캐스팅, 코아세르베이션, 핫 멜팅, 계면 가교, 계면 중합, 분무 건조, 초임계 유체 팽창, 초임계 유체 역용매 결정화, 및 용매 증발을 포함하여, 미립자를 생성하는 다수의 방법을 개시하고 있다. 용매 추출은 수불용성 폴리머를 용해시키는데 유기 용매를 사용하는 것을 포함한다. 가용 또는 분산 형태의 약물이 폴리머 용액에 가해진 다음에, 혼합물은 계면활성제를 함유하는 수상 중에서 유화된다. 유기 용매는 고체 폴리머 마이크로스피어의 침전을 촉진시키는 수상으로 확산된다. 이러한 기법의 일례는 미국 특허 제4,389,330호 (Tice, et al.)에서 발견될 수 있다.
저온 캐스팅으로서 알려진 공정은 미립자를 생성하는데 이용되어 왔다. 미국 특허 제5,019,400호 (Gombotz, et al.)에 기재되어 있는 상기 공정에 있어서, 폴리머는 미립자의 형태로 용매 중에 용해되거나 용매 중에 분산될 수 있는 활성제와 함께 용매 중에 용해된다. 폴리머/활성제 혼합물은 액체 비용매를 포함하는 용기에 분무화되어, 폴리머/활성제 용액의 빙점 이하의 온도에서 액화 가스로 오버레이된다. 냉각 액화 가스 또는 액체는 폴리머 액적을 즉시 동결시킨다. 폴리머의 액적 및 비용매가 가온됨에 따라, 액적 중의 용매는 해동되고, 비용매 중으로 추출되어, 경화된 마이크로스피어가 얻어진다.
코아세르베이션은 친수성 폴리머의 균일한 폴리머 용액으로부터 폴리머가 풍 부한 제 2 액상의 소액적으로의 염석 또는 상분리에 기초한다. 폴리머 수용액이 강한 친수성 물질 또는 수혼화성 비용매를 가함으로써 부분적으로 탈수되거나 탈용매화되는 경우에는, 수용성 폴리머는 수중에 농축되어, 폴리머가 풍부한 상을 형성시킨다. 이는 "단순" 코아세르베이션으로서 공지되어 있다. 수불용성 약물 입자가 현탁제 또는 유제로서 존재하는 경우에는, 폴리머가 풍부한 상은 약물 입자 표면에 형성되어, 적절한 조건하에서 캡슐을 형성한다. "복합" 코아세르베이션에 있어서, 폴리머가 풍부한 복합 (코아세르베이트) 상은 반대 전하를 띤 2개의 분산된 친수성 폴리머 (콜로이드) 사이의 상호작용에 의해 유도된다. 이러한 공정은 미국 특허 제2,800,457호 (Green, et al.)를 포함하여, 다수의 특허에 기재되어 있다.
핫 멜트 또는 응고 공정은 활성제가 고온에서 용융되는 폴리머와 혼합되는 것으로 기재되어 있다. 그 다음에, 혼합물은 원심 분무기로 이송되어, 형성된 액적은 냉각되어 수집된다. 이러한 공정은 미국 특허 제3,080,293호 (Koff)에 기재되어 있다. 또는, 미국 특허 제4,898,734호 (Mathiowitz, et al.)에 기재된 바와 같이, 활성제는 용융된 폴리머와 혼합되고, 용융된 혼합물은 비혼화성 용매 중에 현탁되며, 폴리머의 융점 이상으로 가열되어, 연속 교반된다. 일단 유제가 안정화되면, 코어 재료가 고화될 때까지 냉각된다.
폴리머가 이온 또는 다작용성 분자에 의해 가교될 수 있는 작용기를 갖는 경우에는 계면 가교가 이용될 수 있다. 미국 특허 제4,138,362호 (Vassiliades, et al.)에 기재된 바와 같이, 예를 들면, 계면 가교에 의해 미립자를 생성하는 것은 유용성 다작용성 가교제를 함유하는 수불혼화성 유상 물질 및 폴리머 유화제 수용 액을 혼합하는 것을 포함한다. 수중유형 유제는 유화제를 함유하는 수성 연속상 중에 미세 유제 액적의 형태로 분산되는 다작용성 가교제를 함유하여 형성되고, 고체 캡슐벽은 다작용성 가교제에 의한 유화제의 가교에 의해 형성된다.
계면 중합은 2개의 비혼화성 물질의 계면에서 중합되어, 막을 형성할 수 있는 모노머를 필요로 한다. 미국 특허 제4,119,565호 (Baatz, et al.)는 다작용성 화합물이 코어 재료, 또는 불활성 용매 또는 용매 혼합물에 용해되고, 이어서 코어 재료과 혼합되는 캡슐화 공정을 개시한다. 그 다음에, 이러한 균일한 혼합물은 이것과 혼합되지 않는 액상, 예를 들면 다작용성 화합물의 중합을 촉진시키는 물질을 함유하는 물에 도입된다.
또 하나의 공지된 미립자 공정은 고체 형성 물질, 예컨대 입자의 벌크를 형성하도록 의도된 폴리머가 적절한 용매 중에 용해되어 용액을 형성하는 분무 건조이다. 또는, 상기 물질은 비용매 중에 현탁되거나 유화되어 현탁제 또는 유제를 형성할 수 있다. 그 다음에, 활성제를 가해, 용액을 분무화하여, 액적의 미세 미스트를 형성한다. 그 다음에, 액적을 액적이 건조 가스와 접촉하는 건조실에 도입한다. 용매를 액적으로부터 건조 가스로 증발시켜, 액적을 고화함으로써 입자를 형성시킨다. 그 다음에, 상기 입자를 건조 가스와 분리하여, 수집한다. 이 공정은 미국 특허 제6,308,434호 (Chickering, III, et al.), 및 본원에 개시된 참조문헌에 기재되어 있다.
초임계 유체 팽창을 이용한 미립자 형성은 고체 물질이 고압에서 초임계 유체 용액으로 급속 용해된 다음에, 용액이 비교적 저압의 영역으로 확산되는 것을 포함한다. 이렇게 하여, 수집실로 배출되는 분자 스프레이가 생성된다. 용매를 증발시키고, 펌프하여, 입자를 수집한다. 이러한 공정의 일례는 미국 특허 제4,734,451호 (Smith)에 기재되어 있다.
미국 특허 제6,461,642호 (Bisrat, et al.)에 개시된 초임계 역용매 결정화는 활성제, 및 임의로 하나 이상의 캐리어 물질을 제 1 용매 중에 용해시키고, 용액 및 초임계 또는 임계 이하 (subcritical) 유체를 장치에 도입하는 것을 포함하며, 상기 유체는 역용매 (예컨대, 이산화탄소) 및 제 2 용매를 함유한다. 형성된 실질적으로 결정상 입자는 용매화 형태의 활성제를 함유한다. 입자는 초임계 또는 임계 이하 상태의 건조 역용매를 이용하여, 추가로 건조될 수 있다.
광범위하게 이용되는 하나의 공정으로는 용매 증발을 이용하여, 활성제를 함유하는 미립자를 형성하는 것이다. 용매 증발 공정에 있어서, 활성제 및 매트릭스 재료는 결국은 온도를 상승시키고/거나 압력을 저하시킴으로써 제거되는 휘발성 유기 용매 중에 용해된다. 용매 증발을 통한 미립자를 형성하는 가장 광범위하게 이용되는 장치는 종종 스피닝 디스크로 명명되는 회전 장치가 결합되어 있다. 스피닝 디스크 공정은 최초에 스피닝 디스크 공정과 밀접한 관련이 있는 것으로, 본원의 개시내용과 일치하지 않는 범위로 본원에 전체로서 포함되어 있는 미국 특허 제3,015,128호 (1962년 1월 2일자로 허여됨, G. R. Somerville, Jr.)에 기재되었다.
스피닝 디스크 기술의 출현 이래로, 다수의 방법 및 장치의 변형체가 도입되었으나, 이와 관련된 각종 문제는 줄어들지 않았다. 예를 들면, 광범위한 입도 분포가 종종 얻어진다. 중요한 것은 입도 분포가 좁을수록, 활성제의 용량이 보다 예측가능하고 반복가능하다. 또한, "순수한" 코팅 재료 입자 (플라시보 입자)가 생성된다. 이것에 의해, 플라시보 입자가 투여되는 경우에는 용량 희석을 가져오거나, 플라시보 입자가 활성제 함유 미립자로부터 분리되어야 하는 경우에는 추가의 제조비용을 가져온다. 또한, 미립자 응집이 일어나고, 또한 입도 분포에 영향을 준다. 필요한 것은 입도 분포가 좁고, 플라시보 생성이 감소되며, 입자 응집이 감소되고, 생성물 수율이 향상된 미립자를 생성하는 장치 및 방법이다.
실질적으로 평탄한 경사면을 포함하는 실질적으로 평탄한 환상 디스크면을 포함하는 실질적으로 원형인 스피닝 디스크를 포함하고, 이의 외주변단부 (outer peripheral edge)가 제 1 직경을 한정하며, 이의 내주변단부 (inner peripheral edge)가 제 2 직경을 한정하며, 내주변단부에 의해 둘러싸인 영역이 환상 디스크면의 내주변단부에 의해 한정되는 이의 상부를 포함하는 저장소를 포함하고, 상기 저장소가 저장소의 저부와 상부 사이에 위치하는 제 3 직경에 의해 부분적으로 한정되고, 제 3 직경이 제 2 직경보다 큰 상술한 원하는 특성을 갖는 미립자를 생성하는 스피닝 디스크 장치가 제공된다. 스피닝 디스크 장치는 환상 디스크면 바로 밑에 위치하며, 이의 외주변단부에 인접한 실질적으로 평탄한 표면을 포함할 수 있으며, 실질적으로 평탄한 표면은 스피닝 디스크의 회전축과 실질적으로 평행한 평면에 있다. 또한, 환상 디스크면의 외주변단부는 톱니상 가장자리를 포함할 수 있다.
상술한 스피닝 디스크 장치를 이용하여, 미립자를 생성하는 방법이 제공된다. 이의 실시형태에 있어서, 활성제를 매트릭스 재료와 혼합하여, 스피닝 디스크 장치의 저장소로 도입되는 조성물을 형성하고, 상기 장치를 작동시켜 활성제 및 매트릭스 재료를 포함하는 마이크로스피어를 제조하는 것이다. 또 하나의 실시형태에 있어서, 마이크로캡슐을 제조하는 방법은 마이크로스피어가 코팅 재료와 혼합되어, 스피닝 디스크 장치의 저장소에 도입되며, 이의 작동에 의해, 코팅 재료로 코팅된 마이크로스피어를 포함하는 마이크로캡슐을 제조하는 마이크로캡슐의 제조 방법도 제공된다. 활성제는 약리학적 활성제 및 매트릭스를 포함할 수 있으며, 코팅 재료는 생분해성 폴리머를 포함할 수 있다.
생분해성 폴리머 및 안과용 활성제를 함유하는 미립자를 포함하는 제제도 제공된다. 안과용 활성제는 아네코르타브 아세테이트 (anecortave acetate); 이의 알콜 형태, 이의 유도체, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서, 제제는 안과용 활성제를 함유하는 마이크로스피어를 포함한다. 또 하나의 실시형태에 있어서, 제제는 안과용 활성제를 함유하는 마이크로캡슐을 포함한다.
생체에 도입되는 경우에, 약리학적 활성제를 실질적으로 0차 속도로 방출하는 마이크로캡슐을 포함하는 제제가 제공된다. 마이크로캡슐은 생분해성 폴리머 및 약리학적 활성제 약 15 wt.% 이상을 포함하는 마이크로스피어 및 생분해성 폴리머 코팅 재료를 포함한다. 한 측면에 있어서, 약리학적 활성제는 적어도 약 4 주간에 걸쳐서 실질적으로 0차 속도로 방출된다.
마이크로캡슐이 생체에 도입되는 경우에, 약리학적 활성제를 실질적으로 0차 속도로 방출하는 상술한 방법에 의해 제조되는 마이크로캡슐이 제공된다. 이러한 마이크로캡슐은 생분해성 폴리머 및 약리학적 활성제를 포함하는 마이크로스피어 코어 상의 생분해성 폴리머 코팅 재료를 포함한다. 마이크로스피어는 약리학적 활성제 약 15 wt.% 이상을 함유한다. 한 측면에 있어서, 약리학적 활성제는 적어도 약 4 주간에 걸쳐서 실질적으로 0차 속도로 방출된다.
본 발명의 더욱 완전한 이해 및 이점을 위해, 첨부도면과 함께 취해진 하기 설명을 참조한다:
도 1은 본 발명의 실시형태의 스피닝 디스크 장치를 도식적으로 예시하고;
도 2는 종래 기술의 스피닝 디스크를 도식적으로 예시하며;
도 3은 종래 기술의 스피닝 디스크를 도식적으로 예시하고;
도 4a는 종래 기술의 스피닝 디스크를 도식적으로 예시하며;
도 4b는 종래 기술의 스피닝 디스크를 도식적으로 예시하고;
도 4c는 종래 기술의 스피닝 디스크를 도식적으로 예시하며;
도 5는 종래 기술의 스피닝 디스크를 도식적으로 예시하고;
도 6은 종래 기술의 통상적인 스피닝 디스크를 도식적으로 예시하며;
도 7은 본 발명의 실시형태의 스피닝 디스크의 측면도를 도식적으로 예시하고;
도 8은 도 7에 나타낸 스피닝 디스크의 일실시형태의 평면도를 도식적으로 예시하며;
도 9는 본 발명의 스피닝 디스크 및 종래의 스피닝 디스크를 이용하여 제조 된 미립자의 가설 모집단을 비교함으로써 형성된 입도 분포 곡선을 도시하고;
도 10은 플라시보 입자수가 감소된 본 발명의 일실시형태에 따라 제조된 마이크로캡슐의 확대상을 도시하며;
도 11은 마이크로캡슐이 향상된 코팅 균일성을 명백히 나타내는 본 발명의 일실시형태에 따라 제조된 마이크로캡슐의 확대상을 도시하고;
도 12는 종래의 스피닝 디스크를 이용하여 제조된 마이크로캡슐의 확대상을 도시하며;
도 13은 종래의 스피닝 디스크를 이용하여 제조된 마이크로캡슐의 또 다른 확대상을 도시하고;
도 14는 본 발명에 의해 제조된 각종 미립자로부터 시간에 대한 방출된 활성제의 양을 나타내는 그래프를 도시한다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 스피닝 디스크 장치 (100)를 나타낸다. 스피닝 디스크 장치 (100)는 연결 로드 (120)에 의해 교반기 모터 (115)에 결합되어 있는 스피닝 디스크 (105)를 포함한다. 스피닝 디스크 (105)는 전형적으로 실질적으로 원형이고, 직경이 약 10 mm 내지 약 300 mm일 수 있다. 하기에서 더욱 상세히 기술되는 바와 같이, 스피닝 디스크 (105)는 다양한 표면 특징을 가질 수 있고, 다양한 형상을 포함한다. 교반기 모터 (115)는 모터 마운팅 프레임 (125)에 의해 스피닝 디스크 장치 (100) 내에 지지되어 있다. 유압, 공기압 또는 전기적으로 구동될 수 있는 교반기 모터 (115)는 연결 로드 (120)를 통해 스피닝 디스크 (105)를 회전시키기에 적합하다. 교반기 모터 (115)는 스피닝 디스크 (105)를 다양한 속도, 예컨대 약 60 rpm 내지 약 25,000 rpm으로 회전시키기에 적합한 속도 제어 시스템 (도시되지 않음)을 포함한다.
스피닝 디스크 장치 (100)는 또한 하나 이상의 공급 용기 (135), 하나 이상의 유체 펌프 (140), 및 유체 전달 시스템 (145)을 포함하는 샘플 전달 시스템 (130)을 포함한다. 유체 전달 시스템 (145)은 전형적으로 디스크 장치 (100) 내에서 처리될 재료가 이를 통해 스피닝 디스크 (105)로 도입되는 튜브를 포함한다. 유체 펌프 (140)는 전형적으로 유체를 약 0 내지 약 750 g/min의 유량으로 유체 전달 시스템 (145)을 통해 공급 용기 (135)로부터 스피닝 디스크 (105)로 전달하는데 적합하다. 공급 용기 (135)는 공급 용기 (135)로 도입되는 재료의 혼합을 촉진시키는데 적합한 하나 이상의 교반 수단 (150; 예컨대, 교반기)을 포함하고, 임의로 그 안에 포함되는 재료의 온도를 제어하는데 적합한 온도 제어 시스템 (도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 스피닝 디스크 (105)와 접촉하거나 일체화될 수 있거나, 아니면 밀접하게 비접촉 근접 상태로 배치될 수 있는 가열 장치 (155)가 스피닝 디스크 (105)에 인접한다. 적절한 가열 장치 (155)로는 커패시턴스 히터, 임피던스 히터, 액체 순환 히터, 핫 에어 건 등을 포함하나, 이들에 한정되지 않는다.
스피닝 디스크 장치 (100)는 스피닝 디스크 (105)를 둘러싸는 공간을 용접 밀봉하고, 제어된 분위기하에 프로세스 챔버 (160) 내의 환경을 유지하기에 적합한 가스원 (도시되지 않음)에 작동가능하게 연결되는 프로세스 챔버 (160)를 포함한 다. 프로세스 챔버 (160)는 임의로 프로세스 챔버 (160) 내의 압력을 제어하기에 적합한 진공원 (도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 프로세스 챔버 (160) 내에 유지되는 가스 환경은 가스 공급 수단 (도시되지 않음)에 의해 프로세스 챔버 (160)로 공급되는 공기 또는 일부의 불활성 가스를 포함할 수 있다. 프로세스 챔버 (160)는 예컨대, 재킷 스텐레스강을 포함하나, 이에 한정되지 않는 재료를 포함하는 열적으로 제어가능한 내부면을 포함할 수 있다. 또는, 프로세스 챔버 (160)는 예컨대, 플라스틱이나 이에 한정되지 않는 열전도율이 낮은 내부면을 포함할 수 있다. 일실시형태에 있어서, 사용된 플라스틱은 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)이나, 본 발명은 이 재료에 한정되지 않으며, 다른 유사한 적절한 재료가 사용될 수 있다.
프로세스 챔버 (160)는 상술한 재료를 포함하는 내부면을 포함하는 원추형 저부 탱크를 포함할 수 있다. 스피닝 디스크 장치 (100)는 또한 프로세스 챔버 (160)에 작동가능하게 연결되는 샘플 수집 시스템 (165)을 포함할 수 있다. 적절한 샘플 수집 시스템 (165)은 사이클론 세퍼레이터를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 하나 이상의 필터 (175), 하나 이상의 블로어 (180), 하나 이상의 기류 제어 밸브 (185), 및 하나 이상의 벤트 (190)를 포함할 수 있는 배출 시스템 (170)은 샘플 수집 시스템 (165)에 작동가능하게 연결될 수 있다. 샘플 수집 시스템 (165)을 포함하는 사이클론 세퍼레이터는 또한 예컨대, 재킷 스텐레스강이나 이에 한정되지 않는 열적으로 제어가능한 내부면, 및/또는 예컨대, 플라스틱이나 이에 한정되지 않는 열전도율이 낮은 표면을 포함할 수 있다. 일실시형태에 있어서, 사용된 플라스틱은 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)이나, 본 발명은 이 재료에 한정되지 않으며, 다른 유사한 적절한 재료가 사용될 수 있다.
또한, 하기에서 더욱 상세히 기술되는 바와 같이, 샘플 수집 시스템 (165)은 연속적으로 작동될 수 있다. 프로세스 챔버 (160) 및 샘플 수집 시스템 (165)의 표면을 포함하나, 이들에 한정되지 않는 그 안에 생성되는 미립자와 접촉하는 스피닝 디스크 장치 (100)의 표면은 온도 제어 장치 (도시되지 않음)에 의해 열적으로 제어되어, 입자 응집을 줄일 수 있다.
도 2 내지 도 6은 종래 기술의 스피닝 디스크를 나타낸다. 도 2는 재료를 라인 (221)을 통해 이의 중앙부에 인접한 스피닝 디스크 (215)의 표면에 도입함으로써, 미립자가 생성되는 미국 특허 제3,015,128호 (Somerville, Jr.)에 개시된 실질적으로 평탄한 스피닝 디스크를 도시한다. 스피닝 디스크 (215)는 이것에 작동가능하게 연결되는 모터 (도시되지 않음)를 사용하여, 구동축 (217)에 의해 회전됨으로써, 재료를 표면 (223)을 따라 스피닝 디스크 (215)의 주변단부 (224)로 방사상으로 외향으로 스피닝 디스크 (215)의 표면 (223)에 강제로 도입하여, 재료가 임의의 지점으로부터 외향으로 전달됨으로써, 분리된 입자 (228)로 분리된다.
도 3은 미국 특허 제4,256,677호 (Lee)에 개시된 바와 같이, 이의 주변부 주위에 투스 (tooth)를 포함하는 종래 기술의 스피닝 디스크를 도시한다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 재료는 출구 (317)를 통해 이의 외주에 투스 (320)를 포함하는 회전 디스크 (321)의 표면으로 공급된다. 출구 (317)는 재료가 도입되어, 이의 주변부 근처의 치형 (toothed) 디스크 (321)의 표면과 접촉하도록 배치된다. 치형 디스크 (321)는 출구 (317)를 통한 재료의 도입에 대해서는 볼록형이며, 치형 디스 크 (321)의 주변단부에 인접하게 배치되는 발열체 (324)를 사용하여 가열된다. 상술한 통상적인 스피닝 디스크 방법을 이용함으로써, 미립자가 생성된다.
도 4a 내지 도 4c는 미국 특허 제4,675,140호 (Sparks, et al.)에 개시된 종래 기술의 오목한 형상을 갖는 스피닝 디스크를 나타낸다. 도 4a는 고체 입자 또는 액적을 포함할 수 있는 용융되거나 용해된 코팅 재료 (421) 및 코어 재료 (427)가 도입되는 각진 스피닝 디스크 (490)를 도시한다. 상술한 통상적인 스피닝 디스크 방법을 이용함으로써, 액체 코팅층 (427a)을 갖는 코어 입자 (427), 및 과잉량의 미사용 코팅 재료 (421)의 액적 (421a)을 포함하는 미립자가 생성된다. 도 4b는 포물선 모양의 스피닝 디스크 (492)를 도시하고, 도 4c는 상술한 바와 같이 미립자를 형성하는 S 자형 스피닝 디스크 (494)를 도시한다.
도 5는 미국 특허 제5,643,594호 (Dorian, et al.)에 개시된 컵형 회전 부재를 갖는 종래 기술의 스피닝 장치를 도시한다. 이 공보에 기재된 바와 같이, 컵 (512)은 콘딧 또는 튜브 (519)를 통해 코팅 폴리머 용액 중의 입자의 현탁액으로 된 공급 혼합물 (518)을 수용한다. 컵 (512)은 상향으로 분기하는 원추형 측벽 (522)으로 연장되어, 상부 림 또는 에지 (525)에서 끝나는 혼합 챔버 (520)를 포함한다. 컵 (512)은 상술한 통상적인 스피닝 디스크 방법을 이용함으로써, 비드 (514)를 통상 수평 궤도를 따라 방사상 외향으로 돌출시키도록 디자인된다.
도 6은 스피닝 디스크와 밀접한 관계가 있는 것으로, 본원의 개시내용과 일치하지 않는 범위로 본원에 전체로서 포함되어 있는 문헌 [참조: Johnson, D.E., et. al, "A New Method for Coating Glass Beads for Use In Gas Chromatography of Chloropromazine and Its Metabolites", J. Gas Chrom., 3, 345-47 (1965)]에 기재된 통상적인 종래 기술의 스피닝 장치 ("통상적인 디스크")를 도시한다. 상기 문헌에 나타낸 통상적인 디스크는 디스크면이 이의 중앙에서 주변부로 S 자형으로 만곡되는 오목 형상을 포함한다. 일반적으로 후술되는 본 발명의 특성 및 이점을 개시하기 위해, 상술한 인용문헌에 기재된 통상적인 디스크는 비교 기준을 구성한다.
도 7은 본 발명의 일실시형태를 포함하는 스피닝 디스크를 나타낸다. 스피닝 디스크 (105)는 스피닝 디스크 (105)의 상부면으로서 본원에 정의된 실질적으로 평탄한 환상면 (706)을 포함한다. 스피닝 디스크 (105)는 외주변단부 (707)를 포함한다. 스피닝 디스크 (105)는 또한 스피닝 디스크 (105)의 내주변단부 (709)에 의해 부분적으로 한정되고, 이의 중앙에 배치되는 저장소 (708)를 포함한다. 저장소 (708)는 약 5 mm 내지 약 20 mm일 수 있는 수직 변위 (H1)를 갖는다. 직경 (D3)은 저장소 (708)의 최대 폭을 한정하는 반면에, 직경 (D2)는 저장소 (708)의 최소 폭을 한정한다. 직경 (D3)은 약 1 mm 내지 약 20 mm의 범위일 수 있다. 직경 (D2)은 약 1 mm 내지 약 20 mm의 범위일 수 있다. 직경 (D2)은 직경 (D3) 보다 저장소 (708)의 개방단부에 더 가깝게 배치된다. 즉, 저장소 (708)는 개구부 아래의 적어도 일부의 단면적보다 좁은 개구부를 갖는다. 이러한 형상은 저장소 (708)의 상부에 립 (710)을 형성한다.
환상면 (706)은 약 10 mm 내지 약 300 mm일 수 있는 직경 (D1)을 갖는다. 환상면 (706)은 약 2 도 내지 약 85 도, 바람직하게는 약 5 도 내지 약 45 도, 더욱 바람직하게는 약 15 도 내지 약 30 도의 범위일 수 있는 고정각 (α)을 한정하는 평탄한 경사면을 포함한다. 스피닝 디스크 (105)의 추가의 임의의 특징은 외주변단부 (707)에 인접한 환상면 (706) 바로 밑의 디스크 회전축에 실질적으로 평행한 실질적으로 평탄한 표면 (711)이다. 실질적으로 평탄한 표면 (711)은 길이가 약 1 mm 내지 약 10 mmml 범위일 수 있다. 이러한 형태를 갖는 표면 (711)을 포함한다는 것은 제 2 기준면을 제공하여, 디스크 기계 가공시에 재고정하여, 달각달각 소리를 상당히 줄이는 것을 돕도록 보다 정확히 디스크 (105)를 기계 가공하는 것을 돕는다.
스피닝 디스크 (105)는 이에 대한 사양을 충족시키도록 제작될 수 있는 적절한 재료, 예컨대 금속 또는 합성 재료로 구성될 수 있다. 특정한 실시형태에 있어서, 스피닝 디스크 (105)는 304 또는 316 스텐레스강으로 제작되었으나, 본 발명은 이들 재료를 포함하는 디스크에 한정되지 않는다. 환상면 (706) 및 저장소 (708)의 표면은 연마되어, 경면 처리에 의해 마무리될 수 있지만; 당업자는 스피닝 디스크의 표면 특성이 이의 성능에 영향을 미치므로, 원하는 결과를 얻도록 최적화될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 스피닝 디스크 (105)는 임의로 외주변단부 (707)를 포함하는 톱니상 가장자리 ("투스"; 712)를 포함할 수 있다. 투스 (712)는 각 도 (β)를 한정할 수 있으며, 이 각은 약 145 도 내지 약 10 도, 바람직하게는 약 105 도 내지 약 15 도, 더욱 바람직하게는 약 65 도 내지 약 20 도의 범위일 수 있다. 그러나, 당업자는 각도 (β)가 스피닝 디스크의 성능에 영향을 미치므로, 원하는 결과를 얻도록 최적화될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 투스 (712)는 약 0 ㎛ 내지 약 5,000 ㎛의 수평 변위 (D4)를 한정할 수 있다.
도 1, 도 7 및 도 8에 기재된 장치는 본 발명의 실시예에 따라 미립자를 제조하도록 사용될 수 있다. 한 측면에 있어서, 상기 장치는 마이크로스피어를 제조하도록 사용된다. 하나의 실시형태에 있어서, 마이크로스피어는 생분해성 폴리머를 함유하는 용액 중에 약리학적 활성제를 분산시킴으로써 제조된다. 도 1을 다시 참조하면, 용액은 생분해성 폴리머 및 용매를 공급 용기 (135)에 도입함으로써 제조된다. 적절한 생분해성 폴리머는 폴리락트산 (PLA), 폴리글리콜산 (PGA), 폴리락트산-글리콜산 (PLGA), 폴리카프로락톤 (PCL), 폴리오르토에스테르, 폴리언하이드라이드, 폴리에스테르, 셀룰로스 화합물 (cellulosic), 트리글리세리드 (예컨대, 스테로텍스 (Sterotex) K 및 스테로텍스 NF), 폴리에틸렌글리콜 (PEG), 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 적절한 용매는 생분해성 폴리머가 용해되는 물질을 포함한다. 이러한 용매는 메탄올, 에탄올, 염화메틸렌, 클로로포름, 아세트산에틸, 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 본 발명에 따라 휘발성이 덜한 용매가 사용될 수 있지만, 비점이 낮은 용매를 사용할 수 있는 것은 본 발명의 특정한 특징이다.
약리학적 활성제는 공급 용기 (135)에 도입됨으로써, 생분해성 폴리머 용액 중에 분산된다. 본 발명과 함께 유리하게 사용될 수 있는 적절한 약리학적 활성제는 안과용 활성제, 맥관 형성 저해제, 항염증약 (스테로이드계 및 비스테로이드계), 티로신 키나제 저해제, 항감염약 (예를 들면, 항생제, 항바이러스제, 및 항진균제), 항알레르기제 (예를 들면, 항히스타민제 및 마스트 세포 안정화제), 사이클로옥시게나제 저해제 (예를 들면, Cox I 및 Cox II 저해제), 충혈제거제, 항녹내장약 (예를 들면, 아드레날린제, 베타-항아드레날린 작용약, 알파-아드레날린 작용약, 부교감신경흥분제, 콜린스테라제 저해제, 탄산탈수효소 저해제, 및 프로스타글란딘 유사체), 포스파티딜이노시톨 키나제 저해제, 감마-아미노부티르산 및 이들의 유도체 (가바펜틴 및 프레가발린), 항산화제, 영양 보조제, 낭포황반부종 치료제 (예를 들면, 비스테로이드계 항염증약), 가령성 망막황반변성증 (ARMD)의 치료제 (예를 들면, 혈관 형성 저해제 및 영양 보조제), 헤르페스성 감염증 및 사이토메칼로바이러스성 (CMV) 안구 감염증의 치료제, 증식성 초자체 망막증의 치료제 (예를 들면, 대사길항제 및 섬유소 용해제), 외상 조절제 (예를 들면, 성장 인자), 대사 길항제, 신경 보호제 (예를 들면, 엘리프로딜), 후안부의 질환 또는 증상 (예를 들면, ARMD, 맥락막 혈관신생 (CNV), 망막증, 망막염, 포도막염, 황반부종, 및 녹내장) 치료용 안지오스타틱 스테로이드 (angiostatic steroid), 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 본 발명에 사용하기에 적절한 하나의 특정한 약리학적 활성제는 안과용 활성제 아네코르타브 아세테이트 (4,9(11)-프레그나디엔-17α,21-디올-3,20-디온-21-아세테이트)이며, 이는 또한 이의 알콜 형태 (4,9(11)-프레그나디엔-17α,21-디올-3,20-디온) 또는 다른 프로드러그 유도체 형태로 사용될 수도 있다.
일단 약리학적 활성제, 생분해성 폴리머 및 용매를 함유하는 분산액 또는 용액이 제조되면, 분산액은 유체 펌프 (140) 및 유체 전달 시스템 (145)을 사용하여, 회전 스피닝 디스크 (105)의 상부면에 이송된다. 분산액이 스피닝 디스크 (105)의 일부 (환상면 (706) 포함)에 도입될 수 있지만, 분산액이 저장소 (708)에 도입될 수 있는 것은 본 발명의 특징이다. 마이크로스피어 제조 이전 및 제조 시에, 프로세스 챔버 (160)는 분산액으로부터의 용매의 증발 제어를 촉진하는 조건으로 유지된다. 이는 용매의 증발속도가 마이크로스피어의 제조를 향상시키도록 환상면 (706) 및 저장소 (708)의 온도 (가열 장치 (155) 사용) 및 프로세스 챔버 (160)의 온도 및/또는 압력 (도시되지 않은 진공원 사용)을 제어함으로써 달성된다. 당업자는 용매 증발 (및 이로부터, 마이크로스피어 제조)에 대한 온도 및 압력의 영향을 인지하여, 원하는 재료를 얻도록 조건을 최적화할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
분산액 또는 용액을 저장소 (708)로 도입할 때에, 회전 스피닝 디스크 (105)의 분산액에 전달된 원심력은 강제로 분산액을 저장소 (708)의 내부면 위쪽에 액막으로서 형성시킨다. 액막이 외주변단부 (707)를 향해 스피닝 디스크 (105)의 환상면 (706)의 평탄한 각진 부분으로 외향으로 진행하기 전에, 저장소 (708)의 립 (710)을 가로질러야 한다. 립 (710)이 저장소 (708)와 외주변단부 (707)로 뻗어있는 환상면 (706)의 평탄한 각진 부분 사이에 배치되는 것은 본 발명의 특성이다. 일단 액막이 립 (710)을 넘어서 전달된다면, 분산액은 용매가 이로부터 증발에 의해 제거됨에 따라, 더욱 점성을 띠게 된다. 당업자는 분산액의 조성 및 프로세스 챔버 (160)의 환경 조건을 고려하여, 원하는 마이크로스피어를 제조하도록 스피닝 디스크 (105)의 회전 속도를 최적화할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
분산액 또는 용액 중의 재료는 외주변단부 (707)를 넘어서 강제로 회전시켜서 분무화되어, 스피닝 디스크 (105)의 에지로부터 제어가능하게 배출될 수 있다. 분무화된 재료의 고화에 의해, 프로세스 챔버 (160)의 저부에 떨어짐에 따라, 약리학적 활성제 및 생분해성 폴리머를 포함하는 마이크로스피어를 생성시킨다. 이렇게 하여 생성된 마이크로스피어는 샘플 수집 시스템 (165)을 이용하여 수집된다. 이러한 공정에 의해, 직경이 약 1 ㎛ 내지 약 2,500 ㎛인 마이크로스피어가 제조될 수 있다. 이렇게 하여 제조된 마이크로스피어는 활성제 약 0.0001 wt.% 내지 약 99 wt.%, 바람직하게는 활성제 약 0.001 wt.% 내지 약 55 wt.%, 더욱 바람직하게는 활성제 약 0.01 wt.% 내지 약 30 wt.%를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 마이크로스피어는 본 발명의 장치를 사용하는 핫 멜트 프로세스 (일반적으로 미국 특허 제3,080,293호 (Koff)에 기재됨)를 이용하여 제조된다. 이러한 실시형태에 있어서, 생분해성 폴리머는 공급 용기 (135)로 도입되어, 그 내부에서 용융되거나 부분적으로 용융된다. 일단 생분해성 폴리머가 원하는 용융 또는 부분 용융 상태로 존재하면, 약리학적 활성제는 이것에 도입된다. 상술한 바와 같이, 그 다음에 분산액은 유체 전달 시스템 (145)을 통해 회전 스피닝 디스크 (105)의 저장소 (708)로 도입될 수 있다. 원심력은 강제로 분 산액을 저장소 (708)의 내부면 위쪽 및 저장소 (708)의 립 (710)을 넘어서 액막으로서 형성시킨다. 분산액은 외주변단부 (707)로 외향으로 전달됨에 따라, 환상면 (706)의 온도에 의해 용융 또는 부분 용융 상태로 유지될 수 있다. 분산액은 스피닝 디스크 (105)로부터 회전에 의해 배출되며, 프로세스 챔버 (160)의 저부에 떨어짐에 따라, 마이크로스피어로서 응결된다. 이렇게 하여 제조된 마이크로스피어는 샘플 수집 시스템 (165)을 이용하여 수집될 수 있다. 이러한 공정에 의해, 직경이 약 1 ㎛ 내지 약 2,500 ㎛인 마이크로스피어가 제조될 수 있다. 이렇게 하여 제조된 마이크로스피어는 활성제 약 0.0001 wt.% 내지 약 75 wt.%, 바람직하게는 활성제 약 0.001 wt.% 내지 약 45 wt.%, 더욱 바람직하게는 활성제 약 0.01 wt.% 내지 약 30 wt.%를 포함할 수 있다.
본 발명의 추가의 실시형태에 있어서, 약리학적 활성제 이외의 코어 재료를 포함하는 마이크로스피어가 제조될 수 있다. 따라서, 본 발명의 장치는 생체로 도입하기에 적합한 마이크로스피어를 제조하도록 사용될 수 있으며, 지속방출 재료가 생체 내에서 약리학적 또는 병적 반응을 일으키지 않는다. 이러한 재료의 예로는 염료, 방사성 화합물, 조영제, 양자 도트, 콘트라스트제 (contrast agent), 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 마이크로스피어는 생체 외에서 비생리적으로 활성을 나타내도록 디자인되는 약제를 포함할 수 있다. 이의 예로는 자외선 차단 또는 흡수 화합물, 탈취제 또는 발한 억제제, 피부연화제, 화장품, 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 마이크로스피어는 생분해성 폴리머 이 외의 매트릭스 재료를 포함할 수 있다. 적절한 재료로는 왁스, 리피드, 오일, 검, 수지, 셀룰로스, 전분, 비생분해성 폴리머, 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 코팅된 마이크로스피어를 포함하는 마이크로캡슐이 제조될 수 있다. 마이크로캡슐의 형성은 본 발명의 장치를 이용하여, 오버코트를 마이크로스피어에 도포하는 것을 포함한다. 하나의 실시형태에 있어서, 본 발명에 따른 마이크로캡슐의 제조는 생분해성 오버코트를 약리학적 활성제 및 생분해성 폴리머 매트릭스를 포함하는 마이크로스피어에 도포하는 것을 포함한다. 이러한 실시형태에 있어서, 코팅 재료 및 용매를 포함하는 용액은 공급 용기 (135)에서 제조될 수 있다. 적절한 용매는 코팅 재료가 용해하나, 마이크로스피어가 실질적으로 불용성을 나타내는 모든 물질을 포함한다. 이러한 용매로는 메탄올, 에탄올, 염화메틸렌, 클로로포름, 아세트산에틸, 아세톤, 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 본 발명에 따라, 보다 휘발성이 낮은 용매가 사용될 수 있지만, 저 비점 용매를 사용하는 것이 본 발명의 특징이다. 또한 마이크로캡슐 형성에 사용된 용매가 마이크로스피어 매트릭스로부터 상당량의 활성제를 추출할 수 없는 것이 본 발명의 특징이다. 적절한 코팅 재료로는 폴리락트산 (PLA), 폴리글리콜산 (PGA), 폴리락트산-글리콜산 (PLGA), 폴리카프로락톤 (PCL), 폴리오르토에스테르, 폴리언하이드라이드, 폴리에스테르, 셀룰로스 화합물, 트리글리세리드 (예컨대, 스테로텍스 K 및 스테로텍스 NF), 폴리에틸렌글리콜 (PEG), 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
약리학적 활성제 및 생분해성 폴리머를 포함하는 마이크로스피어는 코팅 재료 용액 중에 분산될 수 있다. 이렇게 하여 생성된 분산액은 마이크로스피어 제조에 관하여 상술한 바와 같이, 유체 전달 시스템 (145)을 통해 스피닝 디스크 (105)의 저장소 (708)로 도입될 수 있다. 상술한 바와 같이, 회전 스피닝 디스크 (105)으로부터 분산액으로 전달된 원심력은 강제로 분산액을 액막으로서 립 (710)을 넘어서 저장소 (708)의 내부면 위쪽에 형성시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 일단 액막이 립 (710)을 넘어서 전달된다면, 분산액은 용매가 이로부터 증발에 의해 제거됨에 따라, 더욱 점성을 띠게 된다. 당업자는 분산액의 조성 및 프로세스 챔버 (160)의 환경 조건을 고려하여, 원하는 마이크로스피어를 제조하도록 스피닝 디스크 (105)의 회전 속도를 최적화할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
분산액 중의 재료는 외주변단부 (707)를 넘어서 강제로 회전시킴으로써 분무화되어, 스피닝 디스크 (105)로부터 배출될 수 있다. 분무화된 재료의 고화에 의해, 프로세스 챔버 (160)의 저부에 떨어짐에 따라, 마이크로스피어 코어 상에 생분해성 코팅 재료의 외층을 포함하는 마이크로캡슐이 형성된다. 이렇게 하여 생성된 마이크로캡슐은 샘플 수집 시스템 (165)을 이용하여 수집될 수 있다. 이러한 공정에 의해, 직경이 약 1 ㎛ 내지 약 2,500 ㎛인 마이크로캡슐이 제조될 수 있다. 이렇게 하여 제조된 마이크로캡슐은 코팅이 약 0.002 vol.% 내지 약 96 vol.%, 바람직하게는 약 0.003 vol.% 내지 약 50 vol.%, 더욱 바람직하게는 약 0.004 vol.% 내지 약 5 vol.%로 구성된다. 이렇게 하여 제조된 마이크로캡슐은 활성제 약 0.0001 wt.% 내지 약 99 wt.%, 바람직하게는 활성제 약 0.001 wt.% 내지 약 50 wt.%, 더욱 바람직하게는 활성제 약 0.01 wt.% 내지 약 30 wt.%를 포함할 수 있다.
추가의 실시형태에 있어서, 본 발명의 장치를 이용한 마이크로캡슐화는 핫 멜트 프로세스를 포함할 수 있다. 이러한 실시형태에 있어서, 생분해성 폴리머 코팅 재료는 공급 용기 (135)에 도입되어, 그 안에서 용융 또는 부분 용융된다. 일단 코팅 재료가 원하는 용융 또는 부분 용융 상태로 존재하면, 약리학적 활성제 및 생분해성 폴리머를 포함하는 마이크로스피어가 이것에 도입된다. 상술한 바와 같이, 그 다음에, 이 분산액은 유체 전달 시스템 (145)을 통해 회전 스피닝 디스크 (105)의 저장소 (708)로 도입된다. 원심력은 강제로 분산액을 저장소 (708)의 내부면 위쪽 및 저장소 (708)의 립 (710)을 넘어서 액막으로서 형성시킨다. 분산액은 외주변단부 (707)로 외향으로 전달됨에 따라, 환상면 (706)의 온도에 의해 용융 또는 부분 용융 상태로 유지된다. 분산액은 스피닝 디스크 (105)로부터 회전에 의해 배출되며, 프로세스 챔버 (160)의 저부에 떨어짐에 따라, 마이크로스피어 코어에 대한 생분해성 코팅 재료의 외층을 포함하는 마이크로캡슐로서 응결된다. 이렇게 하여 제조된 마이크로캡슐은 샘플 수집 시스템 (165)을 이용하여 수집된다. 이러한 공정에 의해, 직경이 약 1 ㎛ 내지 약 2,500 ㎛인 마이크로캡슐이 제조될 수 있다. 이렇게 하여 제조된 마이크로캡슐은 코팅이 약 0.002 vol.% 내지 약 96 vol.%로 구성된다. 이렇게 하여 제조된 마이크로캡슐은 활성제 약 0.0001 wt.% 내지 약 99 wt.%, 바람직하게는 활성제 약 0.001 wt.% 내지 약 50 wt.%, 더욱 바람직하게는 활성제 약 0.01 wt.% 내지 약 30 wt.%를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태는 본원에 기재된 장치를 이용하는 마이크로캡슐 제조법 을 포함한다. 본 발명에 따라 마이크로캡슐을 제조하는데 사용되는 마이크로스피어는 상술한 바와 같은 본원에 기재된 장치를 이용하여 제조되거나, 다른 적절한 프로세스에 의해 제조될 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 캡슐화된 마이크로스피어는 약리학적 활성을 나타내지 않는 활성제 및/또는 생분해성 폴리머를 포함하지 않는 매트릭스 재료, 예컨대 본원에서 상술한 마이크로스피어를 포함할 수 있다. 추가의 실시형태에 있어서, 마이크로캡슐은 본 발명에 따라 제조될 수 있으며, 코팅 재료는 생분해성 폴리머를 포함하지 않는다. 적절한 재료로는 왁스, 리피드, 오일, 검, 수지, 셀룰로스, 전분, 비생분해성 폴리머, 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이들에 한정되지 않는다.
하기 실시예는 본 발명의 특정한 실시형태를 설명하기 위해 제공된다. 당업자는 실시예에 기재된 방법이 단지 본 발명의 예시적인 실시형태를 나타내는 것임을 인지할 것이다. 그러나, 본 발명을 고려하여, 당업자는 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고서 특정한 실시형태에서 다양한 변경이 이뤄질 수 있고, 동일하거나 유사한 결과가 얻어질 수 있음을 인지할 것이다.
실시예 1:
상술한 마이크로스피어 제조 공정의 일실시형태에 있어서, 60:40 아세톤/염화메틸렌 중의 8% 폴리락타이드-코-글리콜라이드 (PLGA) 50:50 용액 312 g을 공급 용기 (135)에서 제조하였다. 이 용액에 아네코르타브 아세테이트 9.7 g을 가해, 얻어진 분산액을 약 120 g/min의 속도로 유체 전달 시스템 (145)을 통해, 직경이 약 76.2 mm이고 약 3,000 내지 4,000 rpm의 속도로 회전하는 스피닝 디스크 (105) 의 저장소 (708)로 이송하였다. 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)으로 된 내부면을 포함하는 프로세스 챔버 (160)를 이용하여, 약 48 내지 5O℃의 프로세스 챔버 (160)의 출구 온도로 용매를 증발 제거함으로써, 마이크로스피어를 형성하였다. 88% 수율 (30.6 g)의 마이크로스피어를 사이클론 세퍼레이터를 이용하여 자유 유동성 분말로서 수집하였다.
비교예 1:
상기 실시예 1에 비교할 만한 실시예에 있어서, 스텐레스강제 프로세스 챔버 (160)를 열전도성이 덜한 재료인 플라스틱 대신에 사용하였다. 이 때에, 60:40 아세톤/염화메틸렌 중의 8% 폴리락타이드-코-글리콜라이드 (PLGA) 50:50 용액 250 g을 공급 용기 (135)에서 제조하였다. 이 용액에, 아네코르타브 아세테이트 7.8 g을 가해, 얻어진 분산액을 약 125 g/min의 속도로 유체 전달 시스템 (145)을 통해, 직경이 약 76.2 mm이고 약 3,000 내지 4,000 rpm의 속도로 회전하는 스피닝 디스크 (105)의 저장소 (708)로 이송하였다. 약 48 내지 5O℃의 스텐레스강제 프로세스 챔버 (160)의 출구 온도로 용매를 증발 제거함으로써, 마이크로스피어를 형성하였다. 스텐레스강제 프로세스 챔버 (160)의 측부에 응집된 마이크로스피어를 수집하고, 분리된 마이크로스피어를 수집하지 않았다.
실시예 2:
본원에 기재된 마이크로스피어 제조 공정의 일실시형태에 있어서, 아세톤 중의 5% 폴리락타이드-코-글리콜라이드 (PLGA) 90:10 용액 200 g을 공급 용기 (135)에서 제조하였다. 이 용액에 아네코르타브 아세테이트 6.7 g을 가하였다. 얻어진 분산액을 약 180 g/min의 속도로 유체 전달 시스템 (145)을 통해, 직경이 약 76.2 mm이고 약 4,000 내지 5,000 rpm의 속도로 회전하는 스피닝 디스크 (105)의 저장소 (708)로 이송하였다. 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)으로 된 내부면을 포함하는 프로세스 챔버 (160)를 이용하여, 약 45℃의 프로세스 챔버 (160)의 출구 온도로 아세톤을 증발 제거함으로써, 마이크로스피어를 형성하였다. 90% 수율 (15.0 g)의 마이크로스피어를 사이클론 세퍼레이터를 이용하여 자유 유동성 분말로서 수집하였다.
실시예 3:
본원에 기재된 마이크로스피어 제조 공정의 일실시형태에 있어서, 아세톤 중의 5% 폴리락타이드-코-글리콜라이드 (PLGA) 90:10 용액 200 g을 공급 용기 (135)에서 제조하였다. 이 용액에 폴리에틸렌글리콜 (PEG400) 0.5 g 및 아네코르타브 아세테이트 3.5 g을 가하였다. 얻어진 분산액을 약 200 g/min의 속도로 유체 전달 시스템 (145)을 통해, 직경이 약 76.2 mm이고 약 4,000 내지 5,000 rpm의 속도로 회전하는 스피닝 디스크 (105)의 저장소 (708)로 이송하였다. 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)으로 된 내부면을 포함하는 프로세스 챔버 (160)를 이용하여, 약 45℃의 프로세스 챔버 (160)의 출구 온도로 아세톤을 증발 제거함으로써, 마이크로스피어를 형성하였다. 77% 수율 (10.8 g)의 마이크로스피어를 사이클론 세퍼레이터를 이용하여 자유 유동성 분말로서 수집하였다.
실시예 4:
본원에 기재된 마이크로스피어 제조 공정의 일실시형태에 있어서, 아세톤 중의 5% 폴리락타이드-코-글리콜라이드 (PLGA) 75:25 용액 100 g을 공급 용기 (135) 에서 제조하였다. 이 용액에, (Z)-7-[(1R,2R,3R,5R)-5-클로로-3-하이드록시-2-[(3R)-[3-사이클로헥실-3-하이드록시]-1-프로필]사이클로펜틸]-5-헵텐산이소프로필 0.56 g을 가하였다. 얻어진 용액을 약 85 g/min의 속도로 유체 전달 시스템 (145)을 통해, 직경이 약 76.2 mm이고 약 5,500 rpm의 속도로 회전하는 스피닝 디스크 (105)의 저장소 (708)로 이송하였다. 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)으로 된 내부면을 포함하는 프로세스 챔버 (160)를 이용하여, 약 45℃의 프로세스 챔버 (160)의 출구 온도로 아세톤을 증발 제거함으로써, 마이크로스피어를 형성하였다. 56% 수율 (3.09 g)의 마이크로스피어를 사이클론 세퍼레이터를 이용하여 자유 유동성 분말로서 수집하였다.
실시예 5:
본원에 기재된 마이크로스피어 제조 공정의 일실시형태에 있어서, 아세톤 중의 4.5% 폴리락타이드-코-글리콜라이드 (PLGA) 85:15 용액 489 g을 공급 용기 (135)에서 제조하였다. 이 용액에, 5-플루오로우리딘 (5-FUD) 0.396 g을 가하였다. 얻어진 용액을 약 55 g/min의 속도로 유체 전달 시스템 (145)을 통해, 직경이 약 76.2 mm이고 약 5,500 rpm의 속도로 회전하는 스피닝 디스크 (105)의 저장소 (708)로 이송하였다. 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)으로 된 내부면을 포함하는 프로세스 챔버 (160)를 이용하여, 약 45℃의 프로세스 챔버 (160)의 출구 온도로 아세톤을 증발 제거함으로써, 마이크로스피어를 형성하였다. 70% 수율 (15.55 g)의 마이크로스피어를 사이클론 세퍼레이터를 이용하여 자유 유동성 분말로서 수집하였다.
실시예 6:
본원에 기재된 마이크로스피어 제조 공정의 일실시형태에 있어서, 90:10 아세톤/아세트산에틸 중의 5% 폴리락타이드-코-글리콜라이드 (PLGA) 75:25 용액 100 g을 공급 용기 (135)에서 제조하였다. 이 용액에, (Z)-7-[(1R,2R,3R,5S)-3,5-디하이드록시-2-[(1E,3R)-[3-하이드록시-4-[(α,α,α-트리플루오로-m-톨릴)옥시]]-1-부테닐]사이클로펜틸]-5-헵텐산이소프로필 0.56 g을 가하였다. 얻어진 용액을 약 71 g/min의 속도로 유체 전달 시스템 (145)을 통해, 직경이 약 76.2 mm이고 약 5,500 rpm의 속도로 회전하는 스피닝 디스크 (105)의 저장소 (708)로 이송하였다. 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)으로 된 내부면을 포함하는 프로세스 챔버 (160)를 이용하여, 약 46℃의 프로세스 챔버 (160)의 출구 온도로 아세톤을 증발 제거함으로써, 마이크로스피어를 형성하였다. 68% 수율 (3.8 g)의 마이크로스피어를 사이클론 세퍼레이터를 이용하여 자유 유동성 분말로서 수집하였다.
실시예 7:
본원에 기재된 마이크로캡슐 제조 공정의 일실시형태에 있어서, 트리글리세리드 (스테로텍스 NF, Abitec Corp. 제 (Janesville, WI)) 42.7 g을 약 90 내지 95℃의 온도에서 공급 용기 (135)에서 용융시켰다. 용융 재료에, 아네코르타브 아세테이트 15.0 g을 가해, 얻어진 분산액을 약 50 내지 60 g/min의 속도로 유체 전달 시스템 (145)을 통해, 직경이 약 76 mm이고 약 7,500 내지 8,500 rpm의 속도로 회전하는 스피닝 디스크 (105)의 저장소 (708)로 이송하였다. 스피닝 디스크 (105)를 약 90 내지 100℃의 온도로 유지하였다. 22 내지 28℃의 프로세스 챔버 (160)의 출구 온도로 핫멜트의 냉각에 의해, 마이크로스피어를 형성하였다. 80% 수율 (46.5 g)의 마이크로스피어를 사이클론 세퍼레이터를 이용하여 자유 유동성 분말로서 수집하였다. 오버코트를 이렇게 하여 제조된 마이크로스피어의 일부에 도포하였다. 이는 공급 용기 (135)에서 60:40 아세톤/아세트산에틸 중의 폴리락타이드-코-글리콜라이드 (PLGA) 75:25의 5% 용액 100 g을 제조하여, 그 중에 마이크로스피어 20.0 g을 분산시킴으로써 달성되었다. 얻어진 분산액을 약 120 g/min의 속도로 유체 전달 시스템 (145)을 통해, 직경이 약 76.2 mm이고 약 3,000 내지 4,000 rpm의 속도로 회전하는 스피닝 디스크 (105)의 저장소 (708)로 이송하였다. 약 45 내지 5O℃의 프로세스 챔버 (160)의 출구 온도로 용매를 증발 제거함으로써, 마이크로스피어를 형성하였다. 71% 수율 (17.9 g)의 마이크로스피어를 사이클론 세퍼레이터를 이용하여 수집하였다.
상술한 실시예에 있어서, 사용된 스피닝 디스크 (105)는 외주변단부 (707)에 인접한 환상면 (706) 바로 밑의 디스크 회전축에 대하여 실질적으로 평행한 실질적으로 평탄한 표면 (711), 및 외주변단부 (707)에 배치된 투스 (712)를 포함하였다. 이러한 형상을 갖는 표면 (711)을 일체화하면, 표면 가변성이 낮으므로, 회전 시에 요동이 감소되는 디스크의 제조를 촉진시킨다. 제작된 통상적인 디스크는 실질적인 수직 및 수직 변위를 가지며, 회전 시에 측정가능한 "요동"을 가져오나, 파라미터, 예컨대 유체 유속, 유체 점도, 디스크 회전 속도, 및 당업자에게 공지된 다른 변수를 최적화함으로써 좁은 입도 분포를 제공하도록 "튠 (tuned)"될 수 있다. 그러나, 통상적인 디스크 작동은 최적화되고, 이러한 최적 처리 조건은 매우 좁으며, 이러한 조건 범위 밖의 처리에 의해서는 상당히 넓은 입도 분포를 가져왔다. 상대 적으로, 실질적으로 평탄한 표면 (711)을 포함하는 통상적인 디스크를 제작하면, 수직 및 수평 변위를 약 5 내지 10 ㎛로 감소시키며, 디스크는 작동시에 현저하게 감소된 진동 레벨을 나타내었다. 행해진 연구 조사에 따르면, 진동 레벨이 낮으면, 광범위한 작동 조건에 대하여 통상적인 "요동" 디스크와 비교하여, 입도 가변성이 감소됨을 나타낸다.
행해진 연구 조사에 따르면, 동일한 현상이 본원에 개시된 스피닝 디스크 (105)의 디자인을 갖는 디스크에 의해 일어나는 것을 나타낸다. 실질적으로 평탄한 표면 (711)이 포함되지 않고서 제조되고, 디스크 가변도가 약 38 ㎛인 스피닝 디스크 (105)는 실질적으로 평탄한 표면 (711)을 포함하여 제조되고 표면 가변도가 약 7.6 ㎛인 유사한 디스크 (105) 보다 입도 분포가 일반적으로 더 좁다. 그러나, 통상적인 디스크에 관찰된 성능과 유사하게, 다양한 작동 조건에 대한 일반적인 가변도는 실질적으로 평탄한 표면 (711)을 포함하지 않고 제작된 유사한 디스크 (105)에 대해서보다 실질적으로 평탄한 표면 (711)을 포함하는 스피닝 디스크 (105)에 대하여 낮았다. 이론에 관계없이, 디스크 진동이 없으면, 양호하게 제어된 입자 분해가 디스크 표면에 일어나서 더욱 좁은 입도 분포를 가져오는 것으로 여겨진다.
디스크 주변부의 입자 형성이 균등하게 간격진 원추형 팁 또는 콘의 존재에 의해 영향을 받을 수 있다는 것으로 공지되어 있다. 예를 들면, 문헌 [Babu, S.R., "Analysis of Drop Formation at conical tips," J. Colloid Interface Sci., 116 [2], 350-372 (1987)]을 참조한다. 스피닝 디스크 (105)에 톱니상 가장 자리 또는 투스 (712)를 포함시키면, 입도 분포를 크게 좁힌다. 투스 (712)를 포함시키거나 포함시키지 않고서, 실질적으로 평탄한 표면 (711)을 포함하는 스피닝 디스크 (105)를 이용하여 제조된 미립자의 입도 분포를 비교하는 연구 조사를 행한 결과, 전자의 입도 분포가 후자의 입도 분포보다 상당히 좁은 것을 나타낸다. 이러한 결과는 반드시 기대되지는 않지만, 놀라운 것은 "톱니형" 스피닝 디스크 (105)로 달성된 입도 가변도의 감소 크기이다.
테스트된 실질적으로 평탄한 표면 (711) 또는 이의 등가물을 포함한 비톱니형 스피닝 디스크의 각각에 대하여, 스피닝 디스크 (105)는 통상적인 디스크에 의해 제조된 입자 집단보다 평균하여 72%가 더 넓은 입자 분포를 산출하였다. 톱니형 스피닝 디스크 (105)는 가장 좁은 입도 분포를 산출하는데, 이는 통상적인 디스크에 의해 산출된 입도 분포보다 평균하여 58%가 더 작았다. 도 9는 평균 직경이 250 ㎛인 입자의 가설 모집단을 비교함으로써 얻어진 입도 분포 곡선을 그래프로 나타낸다. 도 9의 그래프 900으로 도시된 바와 같이, 통상적인 디스크에 의해 제조된 입자는 입도가 약 75 내지 1000 ㎛의 범위 (곡선 901)이고, 비톱니형 스피닝 디스크 (105)에 의해 제조된 입자는 입도가 약 25 내지 2,500 ㎛의 범위 (곡선 902)이며, 톱니형 스피닝 디스크 (105)의 입자는 입도가 약 175 내지 500 ㎛의 범위 (곡선 903)이다.
디스크 습윤은 미립자 형성에 영향을 주는 또 하나의 인자이므로, 미립자 형성에 대한 이의 효과를 측정하도록 연구 조사를 행하였다. 스피닝 디스크 (105)가 적절한 재료로 제조될 수 있지만, 본원에 개시된 미립자 제조 실시예는 스텐레스강 제 디스크를 사용하여 행해졌다. 스텐레스강제 디스크면은 자유 에너지가 높아서, 제한된 습윤 조건을 유도하는 것으로 예기된다. 304 스텐레스강으로 된 통상적인 디스크면을, 초기에 비눗물로 세정한 다음에, 물에 이어서 아세톤으로 린스하여, 최종적으로 디스크를 공기 중에서 6O℃에서 1 시간 동안 건조시킴으로써 컨디셔닝하였다. 그 다음에, 디스크를 질소하에 저장하였다. 이러한 베이스라인에 대하여, 디스크면을 테르지톨 (Tergitol)TM TMN-100 계면활성제 (Dow Corporation 제 (Midland, MI)), 메탄올, 및 물을 포함한 다양한 물질로처리하였다. 접촉각 측정을 디스크면에 각종 프로세스 용액을 도포할 때에 행하고, 유체를 스피닝 디스크의 회전시에 디스크면을 가로질러 유동시키는 동안에 관찰하였다.
연구 조사에 따르면, 디스크면을 가로지른 유체 유량이 이의 충분한 습윤 상태를 달성하는 경우에, 반복가능한 미립자 형성이 더욱 용이하게 달성되는 것을 나타낸다. 이 결과는 일반적으로 스피닝 디스크에서 분무화되는 프로세스 용액의 액체 표면장력이 깨끗한 건조된 스텐레스강제 디스크의 표면 습윤을 확보하도록 약 40 dynes/cm 미만인 것이 필요하다는 것을 나타낸다. 또는, 디스크면 자유 에너지는 낮은 자유 에너지 종류의 특정한 흡수 또는 본질적으로 자유 에너지가 낮은 물질로 디스크를 제작함으로써 감소될 수 있다.
감소된 입도 변화가 본 발명의 하나의 목적인 반면에, 또 다른 목적은 마이크로캡슐 형성시에 제조된 "순수한" 셸 물질 입자 (사텔라이트 (satellite) 또는 플라시보 입자)의 감소이다. 당업자는 오버코팅 프로세스에 사용된 폴리머 용액의 점도를 조작함으로써, 생성된 사텔라이트 입자의 양을 줄일 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그러나, 폴리머 용액의 점도를 증가시키면, 어느 시점에서 마이크로스피어 응집을 유도한다 (하나의 큰 마이크로캡슐을 형성하도록 다수의 마이크로스피어의 오버코팅). 마이크로캡슐을 제조하도록 본 발명의 장치를 이용함으로써, 통상 저 레벨의 플라시보 입자가 형성되고, 보다 균일하고 보다 두터운 코팅이 도포될 수 있다. 실질적으로 평탄한 표면 (711)을 포함하는 톱니형 스피닝 디스크 (105)를 이용한 마이크로캡슐 형성은 통상적인 디스크를 이용한 프로세스 (도 12 및 도 13)와 비교하여, 상당히 감소된 레밸의 사텔라이트 입자를 포함하는 마이크로캡슐을 제조할 수 있다 (도 10 및 도 11). 플라시보 입자의 감소는 마이크로캡슐의 수율 향상으로 해석된다. 또한, 상술한 바와 같이, 통상적인 디스크와 비교하여, 보다 균일한 보다 두터운 코팅이 본 발명의 장치를 이용하여 도포될 수 있다 (도 13에 대비한 도 11).
본 발명의 또 하나의 이점은 입자 응집의 감소이다. 상술한 바와 같이, 스피닝 디스크 (105)의 디자인이 입자 분포가 좁은 미립자를 형성시키지만, 생성되어 수집된 미립자의 응집은 핸들링 시에 문제를 일으킨다. 상술한 디자인 특징, 예컨대 열적으로 제어되고/되거나 열전도성이 낮은 표면은 입자 응집을 감소시킨다.
본 발명의 장치는 미립자의 통상적인 배취식 제조와는 대조적으로 연속적으로 작동될 수 있다. 3일간의 연속 작동에 관한 실시예가 하기에 주어진다. 염화메틸렌 중의 5% 폴리카프로락톤 용액 약 400 kg을 공급 용기 (135)에서 제조하였다. 이 용액에, 아네코르타브 아세테이트 (25% 페이로드) 6.67 kg을 가해, 얻어진 분산액을 약 90 g/min의 속도로 유체 전달 시스템 (145)을 통해, 직경이 약 76.2 mm이고 약 3,000 내지 4,000 rpm의 속도로 회전하는 스피닝 디스크 (105)의 저장소 (708)로 이송하였다. 플라스틱 (HDPE) 프로세스 챔버 (160) 내부의 약 42 내지 45℃의 출구 온도로 용매를 증발 제거함으로써, 마이크로스피어를 형성하였다. 93% 수율 (24.8 kg)의 마이크로스피어를 사이클론 세퍼레이터를 이용하여 자유 유동성 분말로서 수집하였다.
본 발명의 추가의 이점은 제조된 마이크로캡슐이 향상된 활성제 방출 특성을 나타내는 것이다. 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서, 활성제로서 아네코르타브 아세테이트를 함유하는 마이크로스피어 및 마이크로캡슐을 본원에 기재된 방법에 따라 제조하였다. 생성된 미립자를 18 내지 25 kGy의 방사선량으로 감마 방사선에 노출시켜 살균하였다. 이의 활성제 방출속도를 측정하기 위해, 5% 도데실황산나트륨/인산 (SDS/PBS) 완충액의 용액 약 50 mL를 함유하는 글래스병에 미립자 약 5.0 mg을 칭량하였다. 그 다음에, 샘플 병을 37℃ 진탕 수조에 넣었다. 다양한 시간 간격으로, 100 ㎕의 분할량을 분석을 위해 제거하여, 동일 체적의 5% SDS/PBS 용액으로 교체하였다.
도 14에 그래프로 도시된 바와 같이, 고 페이로드 (>20 wt.% 활성제) 마이크로캡슐 제제는 마이크로스피어 제제와 비교하여, 0차에 가까운 방출 및 감소된 버스트 방출을 제공한다. 도 14에 있어서, 그래프 (1400)는 본 발명에 의해 제조되어, 37℃에서 5% SDS/PBS에서 유지되는 각종 미립자로부터 방출되는 활성제, 아네코르타브 아세테이트의 양을 나타낸다. 곡선 (1401)은 활성제 23.8 wt.%를 함유하 는 마이크로캡슐 (글리세리드 매트릭스를 포함하는 마이크로스피어를 피복하는 PLGA 75:25 코팅)의 방출 프로파일을 도시한다. 곡선 (1402)은 활성제 23.5 wt.%를 함유하는 마이크로캡슐 (글리세리드 매트릭스를 포함하는 마이크로스피어를 피복하는 PLGA 75:25 코팅)의 방출 프로파일을 도시한다. 곡선 (1403)은 PLGA 75:25/PEG (95:5)를 포함하고, 활성제 23.8 wt.%를 함유하는 마이크로스피어의 방출 프로파일을 도시한다. 곡선 (1404)은 PLGA 75:25/PEG (95:5)를 포함하고, 활성제 25.7 wt.%를 함유하는 마이크로스피어의 방출 프로파일을 도시한다. 곡선 (1405)은 PLGA 50:50/PEG (95:5)를 포함하고, 활성제 25.8 wt.%를 함유하는 마이크로스피어의 방출 프로파일을 도시한다. 곡선 (1406)은 PLGA 50:50/PEG (95:5)를 포함하고, 활성제 24.6 wt.%를 함유하는 살균되지 않은 마이크로스피어의 방출 프로파일을 도시한다. 저 페이로드를 포함하는 마이크로캡슐 및 마이크로스피어는 0차 방출을 나타낼 수 있지만, 약 15% 이상의 페이로드에서, 특히 캡슐화제는 방출 매질 중에서 고도로 가용성을 나타내고, 마이크로스피어 및 마이크로캡슐은 전형적으로 대부분의 활성제를 매우 빨리 (< 1 일) 방출한다. > 20% 활성제 로드를 갖는 본 발명의 마이크로캡슐은 시험관 내에서 신속한 초기 방출을 나타내지 않지만, 4 주간의 0차 지속 방출을 나타낸다 (도 14의 곡선 (1401 및 1402) 참조). 방출속도 제어는 제제의 매우 중요한 구성 요소로, 신속한 초기 방출은 활성제를 소모하거나, 더 나쁘게는 수용체에게 독성을 나타낼 수 있다.
본원에 참조된 모든 특허 및 공보는 이전에 참조로 본원에 포함되지 않는 범위로 본원의 개시내용과 일치하지 않는 범위로 본원에 전체로서 포함되어 있다. 상술한 실시형태의 특정한 상술한 구조, 기능 및 작용이 본 발명을 실시하는데 필요하지 않고, 단지 예시적인 실시형태 또는 실시형태들의 완전성에 대해서만 본원에 포함되는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 상술한 참조 특허 및 공보에 기재된 특정 구조, 기능 및 작용이 본 발명과 관련하여 실시될 수 있으나, 이들은 이의 실시에 필수적인 것은 아님을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명이 첨부된 청구의 범위에 기재된 바와 같이, 실제로 본 발명의 정신 및 범위를 일탈하지 않고서 구체적으로 기재된 것과 다르게 본 발명이 실시될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 청구의 범위가 본 발명의 실제 범위 내에 있는 모든 변경 또는 실시형태를 포함하는 것을 고려한다.

Claims (31)

  1. (A) (i) 생분해성 폴리머; 및
    (ii) 마이크로스피어의 약 15 wt.% 이상으로 포함되는 약리학적 활성제를 포함하는 마이크로스피어를 포함하는 코어 재료; 및
    (B) 생분해성 폴리머를 포함하는 코팅 재료를 포함하며,
    생체에 도입되는 경우에, 약리학적 활성제를 실질적으로 0차 속도로 방출하도록 구성되는 마이크로캡슐을 포함하는 제제.
  2. 제 1 항에 있어서, 약리학적 활성제는 적어도 약 2 주간에 걸쳐서 실질적으로 0차 속도로 방출되는 것을 특징으로 하는 제제.
  3. 제 1 항에 있어서, 생분해성 폴리머는 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리락트산-글리콜산, 폴리카프로락톤, 트리글리세리드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리오르토에스테르, 폴리언하이드라이드, 폴리에스테르, 셀룰로스 화합물 (cellulosic), 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 제제.
  4. 제 1 항에 있어서, 마이크로캡슐은 직경이 실질적으로 약 1 ㎛ 내지 약 2,500 ㎛인 것을 특징으로 하는 제제.
  5. 제 1 항에 있어서, 마이크로캡슐은 약 0.003 vol.% 내지 약 50 vol.%를 포함하는 코팅을 갖는 것을 특징으로 하는 제제.
  6. 제 1 항에 있어서, 약리학적 활성제는 맥관 형성 저해제; 항염증약; 티로신 키나제 저해제; 항감염약; 항알레르기제; 사이클로옥시게나제 저해제; 충혈제거제; 항녹내장약; 포스파티딜이노시톨 키나제 저해제; 감마-아미노부티르산 및 이의 유도체; 항산화제; 영양 보조제; 낭포황반부종의 치료제; 가령성 망막황반변성증의 치료제; 헤르페스성 감염증의 치료제; 사이토메칼로바이러스성 안구 감염증의 치료제; 증식성 초자체 망막증의 치료제; 외상 조절제; 대사 길항제; 신경 보호제; 안지오스타틱 스테로이드; 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 제제.
  7. 제 1 항에 있어서, 약리학적 활성제는 마이크로스피어의 약 20 wt.% 이상으로 포함되는 것을 특징으로 하는 제제.
  8. (A) 마이크로스피어가 생분해성 폴리머 및 마이크로스피어의 약 15 wt.% 이상으로 포함되는 약리학적 활성제를 포함하고;
    (B) 코팅 재료가 생분해성 폴리머를 포함하며;
    (C) 마이크로캡슐이:
    (i) 마이크로스피어를 포함하는 재료를 코팅재료와 혼합하여, 마이크로스피어 및 코팅 재료를 포함하는 조성물을 형성하고;
    (ii) 상기 조성물을 스피닝 디스크 장치에 도입하며 {상기 스피닝 디스크 장치는:
    (a) 실질적으로 평탄한 환상 디스크면 (여기서,
    (I) 상기 환상 디스크면은 내주변단부 및 외주변단부를 구비하고, 외주변단부는 환상 디스크면의 제 1 직경을 한정하며,
    (II) 상기 환상 디스크면은 내주변단부에 의해 둘러싸인 영역에 의해 한정되는 제 2 직경을 갖고, 내주변단부에 의해 제한되는 영역은 실질적으로 스피닝 디스크의 중앙부에 배치되며,
    (III) 내주변단부와 외주변단부 사이의 상기 환상 디스크면은 실질적으로 평탄한 경사면을 포함한다), 및
    (b) 환상 디스크면의 내주변단부에 의해 둘러싸인 영역에 배치되는 저장소 (여기서,
    (I) 상기 저장소는 환상 디스크면의 내주변단부에 의해 한정되는 이의 상부를 포함하고,
    (II) 상기 저장소는 저장소의 저부와 저장소의 상부 사이에 위치한 제 3 직경에 의해 부분적으로 한정되고, 상기 제 3 직경은 제 2 직경보다 크다)를 포함하는 실질적으로 원형인 스피닝 디스크를 포함하고, 상기 조성물을 장치로 도입하는 것은 조성물을 저장소로 도입하는 것을 포함한다};
    (iii) 상기 장치를 작동시켜, 코팅 재료를 포함하는 코팅을 갖는 마이크로스피어를 포함하는 마이크로캡슐을 제조하는 공정에 의해 제조되며;
    (D) 마이크로캡슐이 생체에 도입되는 경우에, 약리학적 활성제를 실질적으로 0차 속도로 방출하도록 구성되는, 마이크로스피어 및 코팅 재료를 포함하는 마이크로캡슐.
  9. 제 8 항에 있어서, 생분해성 폴리머는 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리락트산-글리콜산, 폴리카프로락톤, 트리글리세리드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리오르토에스테르, 폴리언하이드라이드, 폴리에스테르, 셀룰로스 화합물, 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로캡슐.
  10. 제 8 항에 있어서, 약리학적 활성제는 맥관 형성 저해제; 항염증약; 티로신 키나제 저해제; 항감염약; 항알레르기제; 사이클로옥시게나제 저해제; 충혈제거제; 항녹내장약; 포스파티딜이노시톨 키나제 저해제; 감마-아미노부티르산 및 이의 유도체; 항산화제; 영양 보조제; 낭포황반부종의 치료제; 가령성 망막황반변성증의 치료제; 헤르페스성 감염증의 치료제; 사이토메칼로바이러스성 안구 감염증의 치료제; 증식성 초자체 망막증의 치료제; 외상 조절제; 대사 길항제; 신경 보호제; 안지오스타틱 스테로이드; 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로캡슐.
  11. 제 8 항에 있어서, 약리학적 활성제는 안과용 활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로캡슐.
  12. 제 8 항에 있어서, 마이크로캡슐은 직경이 실질적으로 약 1 ㎛ 내지 약 2,500 ㎛인 것을 특징으로 하는 마이크로캡슐.
  13. 제 8 항에 있어서, 마이크로캡슐은 약 0.003 vol.% 내지 약 50 vol.%를 포함하는 코팅을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로캡슐.
  14. 제 8 항에 있어서, 환상 디스크면의 외주변단부는 톱니상 가장자리를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로캡슐.
  15. 제 8 항에 있어서, 스피닝 디스크는 환상 디스크면 바로 아래에 이의 외주변단부에 인접한 실질적으로 평탄한 표면을 포함하고, 상기 실질적으로 평탄한 표면은 스피닝 디스크의 회전축에 실질적으로 평행한 평면에 있으며, 실질적으로 평탄한 표면은 길이가 약 1 mm 내지 약 10 mm인 것을 특징으로 하는 마이크로캡슐.
  16. 제 8 항에 있어서, 스피닝 디스크 장치는 프로세스 챔버를 포함하고, 상기 프로세스 챔버는 열적으로 제어가능한 재료, 저 열전도성 재료, 및 이들의 혼합물 로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 재료를 포함하며; 상기 프로세스 챔버는 원추형 저부 탱크를 포함하고, 상기 원추형 저부 탱크는 열적으로 제어가능한 재료, 저 열전도성 재료, 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로캡슐.
  17. 제 8 항에 있어서, 스피닝 디스크 장치는 사이클론 세퍼레이터를 포함하는 샘플 수집 시스템을 포함하고, 상기 사이클론 세퍼레이터는 열적으로 제어가능한 재료, 저 열전도성 재료, 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로캡슐.
  18. 제 8 항에 있어서, 저장소의 제 3 직경은 저장소의 저부에 인접하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로캡슐.
  19. 제 8 항에 있어서, 마이크로캡슐은 생체에 도입되는 경우에, 약리학적 활성제가 적어도 약 2 주간에 걸쳐서 실질적으로 0차 속도로 방출되도록 제형화되는 것을 특징으로 하는 마이크로캡슐.
  20. (A) 생분해성 폴리머; 및
    (B) 아네코르타브 아세테이트, 아네코르타브 아세테이트의 알콜 형태, 이의 유도체, 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 재료를 포함하는 안과 용 활성제를 포함하는 마이크로스피어를 포함하는 미립자를 포함하는 제제.
  21. 제 20 항에 있어서, 미립자는 실질적으로 마이크로스피어로 구성되는 것을 특징으로 하는 제제.
  22. 제 20 항에 있어서, 미립자는 실질적으로:
    (A) 마이크로스피어를 포함하는 코어 재료; 및
    (B) 코어 재료를 코팅하는 코팅 재료 (여기서, 상기 코팅 재료는 제 2 생분해성 폴리머를 포함하고, 상기 제 2 생분해성 폴리머는:
    (i) 마이크로스피어를 포함하는 생분해성 폴리머,
    (ii) 마이크로스피어를 포함하는 생분해성 폴리머와는 상이한 생분해성 폴리머, 및
    (iii) 이들의 혼합물로 구성되는 그룹 중에서 선택된다)를 포함하는 마이크로캡슐로 구성되는 것을 특징으로 하는 제제.
  23. 제 20 항에 있어서, 생분해성 폴리머는 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리락트산-글리콜산, 폴리카프로락톤, 트리글리세리드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리오르토에스테르, 폴리언하이드라이드, 폴리에스테르, 셀룰로스 화합물, 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 제제.
  24. 제 21 항에 있어서, 생분해성 폴리머는 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리락트산-글리콜산, 폴리카프로락톤, 트리글리세리드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리오르토에스테르, 폴리언하이드라이드, 폴리에스테르, 셀룰로스 화합물, 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 제제.
  25. 제 21 항에 있어서, 마이크로스피어 중의 안과용 활성제의 함량은 실질적으로 약 0.001 wt.% 내지 약 50 wt.%인 것을 특징으로 하는 제제.
  26. 제 21 항에 있어서, 마이크로스피어는 직경이 실질적으로 약 1 ㎛ 내지 약 2,500 ㎛인 것을 특징으로 하는 제제.
  27. 제 22 항에 있어서, 생분해성 폴리머는 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리락트산-글리콜산, 폴리카프로락톤, 트리글리세리드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리오르토에스테르, 폴리언하이드라이드, 폴리에스테르, 셀룰로스 화합물, 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 제제.
  28. 제 22 항에 있어서, 마이크로캡슐 중의 안과용 활성제의 함량은 실질적으로 약 0.001 wt.% 내지 약 50 wt.%인 것을 특징으로 하는 제제.
  29. 제 22 항에 있어서, 마이크로캡슐은 직경이 실질적으로 약 1 ㎛ 내지 약 2,500 ㎛인 것을 특징으로 하는 제제.
  30. 제 22 항에 있어서, 마이크로캡슐은 약 0.003 wt.% 내지 약 50 wt.%를 포함하는 코팅을 갖는 것을 특징으로 하는 제제.
  31. 제 22 항에 있어서, 마이크로캡슐은 생체에 도입되는 경우에, 안과용 활성제가 실질적으로 0차 속도로 방출하고, 안과용 활성제가 적어도 약 2 주간에 걸쳐서 실질적으로 0차 속도로 방출되는 것을 특징으로 하는 제제.
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