KR20080096804A

KR20080096804A - 당뇨병성 발 절단을 예방하기 위한 마이크로스피어의 약학적 조성물

Info

Publication number: KR20080096804A
Application number: KR1020087021210A
Authority: KR
Inventors: 비비안 마리아 사에스 마르티네스; 롤란도 파에스 메이레렐스; 호르게 아마도르 벨란가 아코스타; 블라스 야미르 베탄코르트 로드리게스; 호세 안겔 라몬 에르난데스
Original assignee: 센트로 데 인제니에리아 제네티카 와이 바이오테크놀로지아
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2008-11-03
Also published as: CU23388B6; CA2640743A1; PT1987817E; MY143742A; PL1987817T3; WO2007087759A2; SI1987817T1; HK1198743A1; RU2426528C2; WO2007087759A3; EP1987817B1; BRPI0707395A2; CA2640743C; CN101400338A; US8741848B2; JP2009525288A; AU2007211753A1; DE602007001786D1; SG169366A1; ZA200806648B

Abstract

본 발명은 피부의 만성 허혈성 궤양 상처를 갖는 당뇨병성 환자의 발에 비경구 경로로 적용시키기 위한 상피 성장 인자(EGF)를 포함하는 중합체 마이크로스피어를 포함하는 약학적 조성물에 관한 것이다. 본 분야의 상태와는 반대로, 본원에 기재된 약학적 조성물은 비-캡슐화 EGF의 동량 주입에 비해 치료 동안 투여 빈도가 감소하고 단기간 간격에 궤양성 상처의 치료를 가능하게 하므로 유용하다.

당뇨병, 발 절단, 상피 성장 인자, 마이크로스피어

Description

당뇨병성 발 절단을 예방하기 위한 마이크로스피어의 약학적 조성물{PHARMACEUTICAL COMPOSITION OF MICROSPHERES FOR PREVENTING DIABETIC FOOT AMPUTATION}

본 발명은 당뇨병성 발 절단을 예방하기 위해 피부의 만성 허혈성 궤양성 상처를 갖는 당뇨병 환자의 다리에 비경구 경로를 통해 적용되늰 상피 성장 인자(epidermal growth factor; EGF)를 포함하는 중합체 마이크로스피어를 포함하는 약학적 조성물에 관한 것이다.

진성 당뇨병은 다리 절단의 주요 비-외상성 위험 인자이다. 발의 궤양화는 2% 보다 약간 우세한 연간 발병률을 갖는 당뇨병의 합병증이다(Abbott C.A., et al (2002) The North-West Diabetes Foot Care Study: incidence of, and risk factors for, new diabetic foot ulceration in a community-based patient cohort. Diabet. Med. 19(5):377-84). 당뇨병 환자의 적어도 15%는 그들의 수명을 통해 그들의 발에 만성 궤양이 발생하며(Reiber G.E. (1996) The epidemiology of diabetic foot problems. Diabet . Med. 13 Suppl 1:S6-11), 이 환자들 중 대략 10%-30%는 다리 절단이 요구된다(Lipsky B.A. (2004) Medical treatment of diabetic foot infections. Clin . Infect . Dis. 39 Suppl 2:S104-14). 발을 절단한 환자의 5년 사망률은 약 50-60% 이다(Reiber G.E. (1996) The epidemiology of diabetic foot problems. Diabet . Med. 13 Suppl 1:S6-11).

여러 방법이 피부의 만성 허혈성 궤양 상처를 갖는 당뇨병 환자의 치료를 위해 사용되었다. 이들은 엄격한 대사 조절, 변화가능한 위험 인자의 예방, 수술적 변연절제술, 드레싱의 사용, 감염의 항균 치료, 손상 부위의 압력 제거, 피부 이식편의 사용, 성장 인자 및 징후의 경우에서 혈관재생 방법의 사용을 포함한다.

대사 조절 후에, 수술적 변연절제술이 당뇨병성 궤양을 치료하는데 가장 중요한 치료이며 다른 국소 치료학적 양상 전에 실행해야한다. 수술적 변연절제술은 굳은 조직 주위뿐만 아니라 죽고 감염된 모든 조직(뼈를 포함)을 손상 부위로부터 제거하는 것으로 구성된다.

당뇨병성 발 궤양에 드레싱을 사용하는 것은 잘 수립되어 있으며, 여러 종류의 드레싱이 연구되었지만 다른 것에 대한 각 종류의 드레싱의 이점은 알려지지 않았다. 게다가, 드레싱 사용의 연구가 적고 이들은 낮은 단계의 궤양에 주로 사용되므로 임상 실험으로부터 많은 증거가 이들의 효율을 증명하기 위해 요구된다. 임상 실험에서 연구된 새로운 종류의 드레싱은 반투과성 중합체 막, 프로모그램(콜라겐 매트릭스), 알긴산염, 카르복시메틸셀룰로스, 히알루로난 및 대기하 압력을 사용하는 것에 기초한 것을 포함한다(Eldor R., et al. (2004) New and experimental approaches to treatment of diabetic foot ulcers: a comprehensive review of emerging treatment strategies. Diabet Med. 21(11):1161-73).

여러 방법이 궤양 상에 위치한 피부 치환물을 생성시키기 위해 개발되었다. 예를 들어, 더마그래프트(Dermagraft)을 생흡수(bioabsorbable) 물질의 합성 스캐폴드(scaffold) 상에서 인간 진피의 섬유아세포를 접종함에 의해 생산한다. 이 장치는 짧은 시간 간격으로 치료의 더 우수한 비율을 갖는 낮은 단계의 궤양에서 효과적임을 보여준다 (Marston W.A., et al. (2003) Dermagraft Diabetic Foot Ulcer Study Group. The efficacy and safety of Dermagraft in improving the healing of chronic diabetic foot ulcers: results of a prospective randomized trial. Diabetes Care 26:1701-5). 아플리그라프(Apligraf)는 소 콜라겐 유형 I의 매트릭스에서 인간 섬유아세포로 구성된 진피의 한 층 및 인간 케라틴세포에 의해 형성된 한 외피층으로 구성된다. 유사한 방식에서, 피부의 이러한 치환물은 신경병질 낮은 단계에 적용되며 궤양에 침범하지 않을 때 손상을 상당히 우수하고 빠르게 치료할 수 있음을 보여준다(Veves A., et al (2001) Graftskin, a human skin equivalent, is effective in the management of non-infected neuropathic diabetic foot ulcers: a prospective randomized multicenter clinical trial. Diabetes Care 24:290-5).

III 단계 무작위, 이중-맹검, 위약-대조의 임상 실험에서, 혈소판 유래 성장 인자(Platelet Derived Growth Factor; PDGF)는 상당한 혈액성 관류를 갖는 신경병질 궤양을 갖는 당뇨병 환자의 치료에서 효과적이고 안전함을 보인다(Wieman T.J., et al (1998) Clinical efficacy of beclapermin (rh PDGF-BB) gel. Diabetes Care 21(5):822-7). 이 연구에서 포함된 환자의 대부분(95%)은 평면기하학에 의한 평가 에 따라 10 cm² 이하의 영역을 갖는 궤양을 갖는다. 위약에 비교하여, 베카플러민(Becaplermin) 겔 100 ㎍/g은 43%에서 손상의 완전한 치료를 상당히 증가시켰으며 (50 vs . 35%, p = 0.007) 32%에서 이러한 효과를 이루는데 필요한 시간을 감소시켰다 (86 vs . 127 일, p = 0.013). 베카플러민(Regranex) 또는 PDGF를 갖는 만족스런 결과는 피하 조직까지 또는 더 깊이 연장되고 적절한 혈액성 흐름을 갖는, 당뇨병 환자의 내부 멤버에 위치한 신경병질 궤양의 치료에 대해 이들이 다다르도록 한다(Brem H., Sheehan P., Boulton A.J. (2004) Protocol for treatment of diabetic foot ulcers. Am . J. Surg. 187(5A):1S-10S).

최근에 상피 성장 인자(Epidermal Growth Factor; EGF)와 같은 치료제의 투여 방법이 공고되었으며, 이는 여러 주입 수단에 의해 손상 부위에 EGF를 침윤시키는 것으로 구성된다(WO 03/053458). 그러나 이는 분명한 단점을 갖는다: 손상 부위에서의 주입의 적용이 극도로 고통스러우므로 환자에게 매우 충격이 크다. 각 치료에서 여러 주입이 적용되었으며 환자는 여러 주 동안 교대 일에 치료를 받아야 한다. 이 방법의 단점에 관하여, EGF의 서방성 제형의 사용은 환자의 편이 및 승낙을 매우 증가시킬, 약물 투여의 빈도를 감소시킬 수 있다.

조절 및 성장 인자(즉, 상피 성장 인자)가 폴리스티렌 또는 그외 비-분해성 중합체의 마이크로스피어 내에 포함되며 이는 적절한 부형제 내에서의 이러한 마이크로스피어의 현탁의 국소 적용의 수단에 의해 당뇨병성 발 궤양과 같은 상처의 재생 과정을 향상시키기 위한 것임에 관한 특허(U.S. 6.086.863)가 있다. 약물의 국 소 적용은 괴사성 조직 및 국소 삼출액, 혈류의 장애, 언급될 수 있는 EGF를 분해하는 효소의 존재와 같은 여러 인자가 약물 흡수를 방해할 수 있으므로 작용 부위에 이르게 하는 투여량을 잘 조절하는 것에 한계를 갖는다.

그러므로, 당뇨병성 궤양의 치료에서 중요한 문제점은 허혈성 조직의 재생을 야기하고 당뇨병성 발 절단을 예방하는 약물의 유효량을 결정하는 것이다.

많은 다른 특허들은 치료 비율을 촉진하기 위해 설계된 다른 방법에 초점을 맞췄다. 그럼에도 불구하고, 이러한 방법들 중 어느 것도 널리 효과적임이 증명되지 않았다.

일반적으로, 본 발명은 피부의 만성 허혈성 상처를 갖는 당뇨병 환자의 발에 이의 절단을 예방하기 위한 목적으로 비경구 경로로 투여될 상피 성장 인자가 충진된 마이크로스피어를 포함하는 약학적 조성물에 관한 것이다. 본 발명에서, 용어 마이크로스피어는 마이크로스피어 및 나노스피어를 포함한다.

마이크로스피에에서의 EGF의 캡슐화는 다음을 가능하게 한다: (i) 약물의 서방성 방출 및 ( ii ) 작용 부위에서 위치한 프로테아제에 의한 단백질 분해와 같은 분해 과정에 대항하는 EGF의 보호.

본 발명에서, 마이크로스피어는 조절된 형태로 방출되는, 그들의 총 부피로 균질하게 분산되는 약물을 갖는 중합체 스피어와 같이 기술될 수 있다.

본 발명의 정황에 있어서, 용어 "서방성"은 연속성, 불연속성, 선형 또는 비선형 형태의 약물의 방출을 포함한다. 이는 방출 프로필 및/또는 중합체 분해 증강제를 변형키거나 개별적으로 또는 조합하여 만들어진, 그외 변형이 조성물의 특성에서 예상된 효과를 생성하는 부형제의 봉입체, 중합체 매트릭스로부터 다른 조성물을 사용함에 의해 수반된다.

마이크로스피어를 Okada 등의 문헌 (US 4,652,441)에 의해 기술된 바와 같은 이중 에멀젼/용매 증발 방법에 의해 수득했다.

본 발명의 개선에 바람직한 중합체는 이들의 특성에 의해 생체적합성 및 분해성이다. 손상에서의 이의 침윤에 의한 제형의 비경구 적용을 가능하게 하므로 마지막 증상이 가장 중요하다. 글리콜산 또는 락트산의 동종중합체 및 두 폴리 (락티드-공동-글리콜리드)(약어 PLGA)로부터 유래된 공중합체가 바람직하다. 이러한 중합체들은 봉합의 제조를 위한 우수한 생체재료, 고정 정형외과 장치 및 약물 전송 시스템을 위한 중합체 매트릭스로 변할 수 있는 특성을 갖는다(Ashammakhi N., et al (2001) Developments in Craniomaxillofacial Surgery: Use of Self-Reinforced Bioabsorbable Osteofixation Devices. Plast . Reconstr . Surg. Special Topic: 167-80; Eppley B.L. (2005) Use of resorbable plates and screws in pediatric facial fractures. J. Oral Maxillofac . Surg. 63(3):385-91). 이의 특성을 고려하여, 이들은 생체적합성 및 생분해성이다; 중합체 매트릭스의 조성물에 기초한 약물의 방출, 중합체의 분자량 및 입자로의 다른 부형제의 첨가를 변화시킬 가능성을 제공하는 것 이외에.

PLGAs로의 추가에서, 생체적합성 및 생분해성과 유사한 특성을 갖는 다른 중합체를 사용할 수 있다. 이들은 폴리카프로락톤, 폴리히드록시부티레이트-폴리히드록시발레레이트 공중합체, 폴리락트산-폴리카프로락톤 공중합체, 폴리오르토에스테르 및 폴리언하이드라이드.

바람직한 실시형태에서, 약학적 조성물의 마이크로스피어는 1 및 100 ㎛ 사이의 직경을 가지며 EGF는 마이크로스피어의 총 중량의 1.6-2.4%를 구성한다.

다른 바람직한 실시형태에서, 마이크로스피어에서 캡슐화된 EGF는 이의 침윤 후 첫 번째 날 이후로 일 당 5 및 10 ㎍ 사이의 양으로 방출되며 이는 14일 동안 이의 물리-화학적 및 생물학적 특성을 유지한다.

본 발명의 다른 양상은 상기 언급된 약학적 조성물의 손상의 가장자리 및 밑부분을 포함하는 국소 조직에서의 국소 침윤에 의한 투여를 통해, 당뇨병 환자의 허혈성 손상의 치료를 언급한다.

단백질 약물의 마이크로캡술화는 마이크로캡슐화 과정 후에 이러한 생분자의 활성에 관련된 특별한 주위가 요구된다. 이는 단백질이 이들 대부분에서 캡슐화 과정에서 자주 발생되는 고온 및 중합체를 용해하기 위해 사용된 유기 용매에 민감하다는 사실에 기인한 것이다. 다른 한편으로, 각 단백질은 마이크로캡슐화 과정에서 이들 자체의 습성을 나타낸다. 이러한 양상을 고려하여, 변화되지 않은 생물 활성을 갖는 단백질로 충진된 마이크로스피어의 제조를 위한 방법론의 수립은 적절한 방법, 중합체, 용매, 첨가제 등을 선택하기 위해 철저한 연구가 요구된다.

활성제로서, 약학적 조성물은 화학 합성 또는 재조합 DNA 기술에 의해 천연 원천으로부터 수득된 EGF를 포함할 수 있다.

약학적 조성물은 또한 부형제의 일부로서 다음 중에서 선택한 추가 약물을 포함할 수 있다: 항미생물(페니실린, 세팔로스포린, 퀴놀론, 메트로니다졸, 클린다마이신, 반코마이신, 마크로라이드, 테트라사이클린, 아즈트레오남 및 이미페넴), 마취제, 진통 작용을 갖는 비스테로이드성 항-염증 약물 (혈관 내피 성장 인자, 섬유아세포 성장 인자) 중에서 선택된 진통제, 그외 성장 인자(과립구 콜로니 자극 인자) 또는 에리트로포이에틴.

당뇨병 환자의 발의 만성 허혈성 궤양성 피부 상처를 본 발명의 목적인 약학적 조성물로 치료한 병리학이다. 손상 상태 및 치료할 환자의 특성 둘 다에 따라, 약학적 조성물에 포함된 마이크로스피어는 다른 분자의 공동캡슐화를 필요로 할 수 있다. 이러한 추가 치료제는 항미생물제, 마취제, 진통 작용을 갖는 약물, 비-스테로이드성 항-염증 약물 중에서 선택한 진통제 또는 다른 성장 인자에 속한다.

환자에게 이의 투여에 앞서, 약학적 조성물을 키르복시메틸셀룰로스, 히드록시프로필메틸셀룰로스와 같은 점성 증강제 및 폴리소르베이트 또는 PEG-PLGA-PEG 유형의 열안정성 히드로겔과 같은 세정제 또는 키토산 또는 덱스트란으로부터의 유도체를 포함하는 식염수일 수 있는 적절한 부형제에 현탁시킬 수 있다.

본 발명의 약학적 조성물은 손상의 회복이 비-캡슐화 EGF의 동일량으로 치료된 손상에서보다 더 빠르므로, 치료 동안 투여 빈도를 감소시키며 치료의 총 시간을 감소시켜 치료학적 이익을 예상하지 못할 정도로 증가시킨다. 본 발명의 제형의 증강된 치료 효과는 달성된 서방성 프로필이 낮은 EGF 농도를 발생하므로 예상되지 않았다. 또한 예상외로, 일부 부형제가 EGF 방출을 촉진하고 이로 인해 더 높은 농도의 약물을 수득하기 위해 사용된 다른 제형이 본 발명의 제형의 치료학적 효과를 갖지 않는다.

도 1. 동물 모델에서 유도된 궤양의 위치를 나타낸 대략도이다.

도 2. 이중 에멀젼-용매 증발 방법에 의한 EGF로 충진된 마이크로스피어를 수득하기 위한 과정의 도표이다.

도 3. EGF로 충진된 마이크로스피어의 스캐닝 전자현미경 사진이다.

도 4. PLGA 마이크로스피어로부터 EGF의 방출 프로필이다. X-축은 시간(일)을 나타내고 Y-축은 실험에서 사용된 마이크로스피어에 포함된 EGF의 퍼센트로서 나타낸 EGF의 양을 나타낸 것이며, (◆) 빠른 방출 제형 및 (●) 느린 방출 제형.

도 5. 다른 조건 하에서 트립신으로 분해된 EGF의 역상 고성능 액체 크로마토그래피(Reverse-phase high-performance liquid chromatography)를 나타낸 것이다. A: 대조, B: 유리 EGF, C: PLGA 마이크로스피어 내에 캡슐화된 EGF, D: 비어있는 PLGA 마이크로스피어와 혼합된 EGF.

본 발명의 좀더 완전한 설명을 나타내기 위해, 하기 실시예를 기술하였다:

실시예 1. EGF 를 갖는 PLGA 마이크로스피어를 포함하는 약학적 조성물의 제조.

EGF 로 충진된 마이크로스피어의 제조

중합체 용액(PLGA 50:50 (Sigma, St. Louis, Missouri, USA) 10% (w/v))을 디클로로메탄(DCM) 내에 중합체 1 g을 용해시켜 제조했다. 1 ml의 PLGA 용액을 유 리 용기에 담고 20 mg/ml에서 200 ㎕ 의 EGF 수용액을 첨가했다. 이 혼합물을 초음파 프로브 (IKASONIC U 200 S control (IKA Labortechnik, Germany)로 30초 동안 음파처리했다. 최초 에멀젼을 40 ml의 1% 폴리비닐 알코올에 첨가하고 이차 에멀젼을 T8 울트라투랙스(Ultraturrax)(IKA Labortechnik, Germany)를 사용하여 14000 rpm에서 상을 강하게 교반하면서 수득하였다. 이중 에멀젼을 140 ml 의 0.1% 폴리비닐 알콜 30,000-70,000 (Sigma, St. Louis, Missouri, USA)에 첨가하고 디클로로메탄을 증발시키기 위해 300 rpm에서 1시간 동안 균질기(IKA Labortechnik, Germany)에서 교반했다. 최종적으로, 마이크로스피어를 여과하여 수집하고 50 ml의 증류수로 5회 세척한 후 냉동건조기(Edwards, UK)에서 동결건조하여 건조시켰다. 건조된 마이크로스피어를 사용하기 전까지 4℃에서 보관했다(도 2).

부형제를 갖는 EGF의 마이크로스피어를 내부 수성상 내 플루로닉(Pluronic) F-127(10 mg) 및 NaCl (0.5mg)의 첨가한 것을 제외하고는 동일한 과정에 따라 수득하였다.

EGF 함유 마이크로스피어의 특성화

마이크로캡슐화 과정 및 과립의 단백질 충진의 효율을 결정 전에1N HCl로 중화된 1N NaOH를 갖는 입자의 분해로부터의 결과로 생성된 용액 내에서, microBCA 검정에 의한 EGF 농도의 결정에 의해 계산하였다.

구형의 마이크로스피어를 마이크로캡슐화 과정으로부터의 결과로서 수득되었다. 이들은 규칙적인 표면 및 세공을 나타낸다(도 3). 이러한 마이크로스피어는 약 85%의 수득률로 수득된다. 캡슐화 과정에서 도입되는 총 단백질량의 40-60% 사이로 마이크로스피어에 삽입하는 것이 가능하다. 입자는 1.6 및 2.4% 사이의 단백질 충진을 나타낸다. 마이크로스피어의 크기는 25 ㎛보다 작다.

부형제의 함유는 EGF 함유 마이크로스피어의 특성을 상당한 방식으로 변화시키지 않는다.

캡슐화 EGF 의 생체외 방출

50 mg의 EGF로 충진된 마이크로스피어를 1ml의 수용 체액(receiving fluid) (0.001% 트윈 80 및 0.1% 아지드화나트륨, PBS 내 pH 7.2)에 현탁했다. 현탁액을 적당히 교반하면서 37℃에서 항온했다. 특정 시간 간격(0.25 (6h), 0.5 (12h), 1, 3, 7 및 14 일)에서, 시료를 헤티히(Hettich) 테이블 원심분리기(Tuttlingen, Germany)에서 5000 rpm에서 4분간 원심분리하고, 상청액을 수집하여 동량의 새로운 수용 체액을 첨가했다. 각 회수한 시료에서의 EGF 농도를 microBCA 검정으로 평가했다.

PLGA 마이크로스피어 내에서 캡슐화된 EGF의 방출 프로필은 급작스럽고 극심한 방출을 나타내며, 이는 첫 번째 날 및 이후 14일 동안 지속적으로 EGF 방출이 일어나는 다른 단계 동안에 발생한다. 첫 번째 단계 내내 총 캡슐화 단백질의 대략 20%는 두 제형 모두에서 방출되며, 평가 기간의 나머지 기간에서 방출 프로필은 상이하다: 부형제를 갖는 마이크로스피어로부터의 EGF의 유리는 65%에 달하며(일 당 28 ㎍의 근사 비율) 30%까지 부형제 없이 입자로부터 방출되었다(일 당 7 ㎍의 근사 비율) (도 4).

생체외에서 방출되는 EGF 의 특성화

이 실험은 캡슐화 EGF가 그들의 물리-화학적 및 생물학적 특성을 보존함을 증명하는 것을 목표로 한다. 항온 기간(14일) 동안에 방출되는 EGF의 특성을 평가한다.

7일 및 14일까지 첫 번째 날 동안에 방출되는 EGF를 여러 분석적 기술에 의해 특성화하였다: 역상 고성능 액상 크로마토그래피(RP-HPLC), 슬래브(slab)-소듐 도데실 설페이트-폴리아크릴아미드 걸 전기영동(SDS-PAGE), 효소-결합 면역흡착 검정(ELISA) 및 생체외 항바이러스 활성 생검정. 결과는 표 2에 나타냈다.

이러한 결과는 방출된 EGF가 마이크로스피어를 수득하기 위해 사용된 EGF와 유사한 물리-화학적 및 생물학적 특성을 가짐을 확인할 수 있도록 한다.

프로테아제에 대한 EGF 의 안정성에서 마이크로캡슐의 효과

1 mg의 EGF를 세 가지 다른 조건에서 독립적으로 제조했다: (i) 1 ml의 4% 탄산수소나트륨(NaHCO₃)에 용해, ( ii ) encapsulated in PLGA 마이크로스피어 내에 캡슐화(중량에서 2%) 및 1 ml의 4% NaHCO₃ 에 현탁 및 ( iii ) 50 mg의 비어있는 PLGA 마이크로스피어와 혼합 및 1 ml의 4% NaHCO₃ 에 현탁. 그 이후에, 4% NaHCO₃ 내의 100 ㎕의 200 ㎍/ml 트립신을 각 제형에 첨가하고 약하게 교반하면서 4시간 동안 37℃에서 항온했다. 1.1 ml의 4% NaHCO₃에 용해된 1 mg의 EGF를 대조로서 사용했다. 10 ㎕의 트리플루오르아세트산을 첨가하여 반응을 중단시켰다. 마이크로스피어를 포함하는 시료를 6000 g에서 10분 동안 원심분리하고 상청액을 펠렛으로부터 분리했다. 마이크로스피어 상에서 마이크로캡슐화되거나 흡착된 EGF를 디클로로메탄/아세트산으로 추출하여 중합체로부터 분리했다(Ruiz J. M., et al (1989) Microencapsulation peptide: a study of the phase separation of poly (D,L-lactic acid-co-glycolic acid) copolymers 50/50 by silicone oil. J. Pham . Sci. 49:69-77). 모든 시료를 Han 등의 문헌(Han K., et al. (1998) Site-specific degradation and transport of recombinant human epidermal growth factor (rhEGF) in the rat gastrointestinal mucosa. Int . J. Pharm. 168:189-197)에 기재된 방법에 따라 RP-HPLC로 분석했다. 결과(도 5)는 비-캡슐화 EGF 및 비어있는 마이크로스피어와 혼합된 EGF 둘 다가 완전히 퇴화되었음을 나타낸다. 그러나, 캡슐화 EGF는 단백질분해에 대해 보호되었으며 이의 크로마토그래피 프로필은 대조의 크로마토그래피 프로필과 유사하다.

실시예 2. 캡슐화 EGF 대 유리 EGF 의 생체내 효과(동물 모델)

조절된 급성 손상의 실험 모델

본원에 기재된 실험은 상처 가장자리 및 밑부분에 주입함에 의해, 침윤 또는 비경구적으로 사용될 EGF의 마이크로스피어를 갖는 신규한 약학적 제형의 만족할만한 예후의 급성 손상에서의 치료 효과를 평가하기 위한 목적으로 만들어졌다.

실험 생모델: 225-250 g의 중량을 갖는 수컷 위스타 랫. 동물을 12 x 12 시간의 일정한 조명 스캐줄, 공기 순환 주기 및 먹이에 대한 자유로운 접근 하의 CIGB에서 동물 설비의 제어된 영역에서 유지시켰다. 랫을 매 48시간 마다 잠자리(미리 멸균시킴)의 교환을 위해 T3 박스에 개별적으로 들여놓았다.

궤양의 유도: 동물을 케타민/크실라진을 정맥내 주입하여 마취시켰다. 역견갑골(retroscapular) 공간으로부터 천골까지의 영역을 포함하는 랫의 등을 기계적으로 및 화학적으로 털을 뽑았다. 이 부위를 포비돈-요오드 및 이소프로필 알코올의 용액으로 소독했다. 궤양의 유도를 위해 선택된 피부 상의 영역을 9 mm-직경 바이오톰(biotomes)(AcuDrem, Fl, USA)을 갖는 원형의 총 너비 병변을 나타내기 위해 차이니즈 잉크로 표시했다.

도 1에 나타난 바와 같이, 6개의 대칭성 및 등거리 손상을 각 동물에 유도했다. 손상을 멸균 염 용액으로 세척하고 이들의 내부 가장자리를 시간 0에서 상처 영역을 나중에 계산하기 위해 영구 잉크로 윤곽을 그렸다. 모든 동물의 병변을 다른 치료를 적용하기 전에 70% 에탄올 및 멸균 염 용액으로 매일 소독했다.

실험 그룹:

동물에서 발생한 궤양을 인풋 오더/그룹 크로스-매칭 테이블(input order/group cross-matching table)을 사용하여 하기 실험 치료 그룹으로 무작위로 나누었다:

그룹 I- 치료하지 않음. 이는 자발성 발달에 대한 대조이다.

그룹 II- 위약(국소적으로 침윤된 마이크로스포어를 현탁시키기 위해 사용된 부형제: 0.3% 카르복시메틸셀룰로스, 0.1% 트윈 20 및 0.9% 염화나트륨).

그룹 III- 이 제형을 위해 설계된 1 ml의 부형제에 현탁시킨, 675 마이크로그램의 EGF를 포함하는 마이크로스피어(부형제 없음)의 침윤. 침윤은 상처의 가장자리 및 밑부분에 실시됨.

그룹 IV- 이 제형을 위해 설계된 1 ml의 부형제에 현탁시킨, 675 마이크로그램의 EGF를 포함하는 마이크로스피어(부형제 있음)의 침윤. 침윤은 상처의 가장자리 및 밑부분에 실시됨.

그룹 V- 0.9% 염 용액 내의 유리 EGF (75 mg/ml).

각 그룹은 10마리 랫으로 구성되었다; 그러므로 그룹 당 60개 상처가 연구되었다. 손상의 가장자리 및 밑부분에 주사바늘(271/2)을 삽입하여 마이크로스피어가 없는 제형으로 치료된 동물에게 치료를 매일 실행했다. 각 치료 전에 동물을 정맥내 경로로 디아제팜을 투여해 안정시켰다. EGF로 충진된 마이크로스피어를 포함하는 제형 또는 부형제로 치료된 동물은 단지 한 번만 침윤시켰다.

상처 폐쇄의 수준의 결정. 조직학적 과정:

손상을 다음 시간에 걸쳐 상처 수축의 동역학을 계산하기 위해 투명 시트에 표시했다: 시간 0 - 개방된 상처 100 % 및 상처 수축 0%를 나타냄, 시간 1 - 상처의 유도 후 72시간, 시간 2 - 상처 유도 후 5일, 시간 3 - 상처 유도 후 7일, 시간 4 - 상처 유도 후 9일. 9일째 날은 이 연구의 마지막으로서 동물을 이러한 병변들의 자연 치유의 동역학에서의 이전 실험에 따라 동물을 희생시켜 세팅되었다. 손상의 가장자리의 이미지를 디지털화했다. 손상 영역 및 수축의 비율을 이미지 분석 소프트웨어 DIGIPAT를 사용하여 계산했다. 각 파라미터의 통계학적 분석을 비-보조변수 만 위트니 U 테스트를 사용하는 SPSS 패키지로 실행했으며, p<0.05의 유의미한 수준이 산출됐다.

과투여량의 펜토바르비톨 나트륨(250 mg/kg)으로 정맥내 주입하여 동물을 희생시켰다.

손상을 육상층으로부터 바싹 말리고 파라핀 내에서 나중의 봉입을 위해 10% 중성 포르말린에 고정시켰다. 헤마톡실린/에오신, 반 기에슨 및 매슨 삼색지표 염색(van Giesson's and Masson's trichromic stains)을 사용했다. 각 그룹에 있어서, 손상의 100% 상피화 및 층이 형성되고 분화된 상피를 갖는 동물의 수를 평가했다.

상처 수축의 동역학에 대한 수치를 표 3에 나타냈다(mm의 수축 수치를 시간 0에서 상처 크기에 대한 상처 크기의 비율로 나타냈다).

예상치 못하게, 느린 방출 프로필을 갖는 EGF의 마이크로스피어를 포함하는 제형(공-캡슐화 부형제 없음)은 상처 가장자리의 수축의 효과에서 가장 강력하게 발휘되며, 바꾸어 말하면 총 치료의 촉진에 우수한 효과를 발휘함을 의미한다. 수축은 리모델링 단계로 상처가 근접하는 여러 강화된 사건의 현상을 나타낸다.

표 4에서 각 실험 그룹에서의 궤양의 성숙 및 기관화 과립화 조직의 비율을 나타냈다. 각 시료에서 반 기에슨 및 매슨의 삼색지표 반응과 부합되는 양성 현미경적 시야의 수를 정량하는 시간 4에서 수집된 시료로 실행을 설계했다. 두 병리학자들이 독립적으로 및 맹검 형태로 평가를 실행했다.

예상치 못하게, 서방성 방출 프로필을 갖는 EGF의 마이크로스피어에 기초한 제형(공캡슐화 부형제 없음)는 상처 수축 과정에 대해 상기 언급된 설명에 상응하는, 과립화 조직의 성립 및 성숙 과정에 가장 강력한 효과를 발휘했다.

치료의 효과 또한 손상의 상피화 과정에 관하여 연구되었다. 상피의 현미경적 관점은 궤양의 재-상피화, 층이 형성된 상피의 존재 및 총 케라틴층의 존재에 관해 평가되었다. 현미경적 연구에서, 중앙 종측 반측절단(central longitudinal hemisection)을 손상 부위에 실시하였으며 결과적으로 생성된 조각을 동일한 파라핀 블록에 포함시켰다. 실험 그룹에 의한 총 120개 조직학적 절단물을 연구했으며 60개 손상을 나타낸다. 결과를 표 5에 나타냈다.

서방성 방출 프로필을 갖는 EGF의 마이크로스피어에 기초한 제형(공캡슐화 부형제 없음)으로 처리한 그룹 III은 놀랍게도 총 재-상피화 및 상피의 성숙에 의해 뒷받침되는, 상피성 응답의 최고의 지표를 나타낸다.

만성 피부 궤양의 실험 모델

다음 실험은 침윤에 사용될, EGF를 포함하는 마이크로스피어에 기초한 신규한 약학적 제형의 당뇨병 환자의 병변을 흉내내는 좋지 않은 예후의 만성 병변에서의 치료 효과를 평가하는 것을 목표로 한다.

실험 생모델: 225-250 g의 중량을 갖는 수컷 위스타 랫. 동물을 12 x 12 시간의 일정한 조명 스캐줄, 공기 순환 주기 및 먹이에 대한 자유로운 접근 하의 CIGB에서 동물 설비의 제어된 영역에서 유지시켰다. 랫을 매 48시간 마다 잠자리(미리 멸균시킴)의 교환을 위해 T3 박스에 개별적으로 들여놓았다. 장기간 전개된 당뇨병 환자에서 발생하는 것과 유사한 글리코실화 환경을 발생시키기 위해 동물들에게 두 달간 0.01% 메틸글리옥살 용액을 미리 처리했다. 다른 기관 손상 중에서, 이는 상처의 과립화 및 리모델링화의 둔화를 이끌어낸다(Berlanga J., Cibrian D., et al. (2005) Methylglyoxal administration induces diabetes-like microvascular changes and perturbs the healing process of cutaneous wounds. Clin Sci ( Lond ). 109(1):83-95).

궤양의 유도: 동물을 케타민/크실라진을 정맥내 주입하여 마취시켰다. 역견갑골(retroscapular) 공간으로부터 천골까지의 영역을 포함하는 랫의 등을 기계적으로 및 화학적으로 털을 뽑았다. 이 부위를 포비돈-요오드 및 이소프로필 알코올의 용액으로 소독했다. 궤양의 유도를 위해 선택된 피부 상의 영역을 9 mm-직경 바이오톰(AcuDrem, Fl, USA)의 보조를 갖는 원형의 총 너비 병변을 나타내기 위해 차이니즈 잉크로 표시했다. 여섯 개의 대칭성 및 등거리 손상이 각 동물에서 유도됐다. 손상을 멸균 염 용액으로 세척하고 이들의 내부 가장자리를 시간 0에서 상처 영역을 나중에 계산하기 위해 영구 잉크로 윤곽을 그렸다. 모든 동물의 병변을 다른 치료를 적용하기 전에 70% 에탄올 및 멸균 염 용액으로 매일 소독했다.

실험 그룹:

그룹 I- 치료하지 않음. 이는 자발성 발달에 대한 대조이다.

그룹 III- 이 제형을 위해 설계된 1 ml의 부형제에 현탁시킨, 1 mg의 EGF를 포함하는 마이크로스피어(부형제 없음)의 침윤. 침윤은 상처의 가장자리 및 밑부분에 실시됨.

그룹 IV- 이 제형을 위해 설계된 1 ml의 부형제에 현탁시킨, 1 mg의 EGF를 포함하는 마이크로스피어(부형제 있음)의 침윤. 침윤은 상처의 가장자리 및 밑부분에 실시됨.

그룹 V- 0.9% 염 용액 내의 유리 EGF (75 mg/ml).

상처 폐쇄의 수준의 결정. 조직학적 과정:

손상을 다음 시간에 걸쳐 상처 수축의 동역학을 계산하기 위해 투명 시트에 표시했다: 시간 0 - 개방된 상처 100 % 및 상처 수축 0%를 나타냄, 시간 1 - 상처의 유도 후 72시간, 시간 2 - 상처 유도 후 5일, 시간 3 - 상처 유도 후 7일, 시간 4 - 상처 유도 후 9일 및 시간 5 - 상처 유도 후 14일. 14일째 날은 이 연구의 마지막으로서 동물을 이러한 병변들의 자연 치유의 동역학에서의 이전 실험에 따라 동물을 희생시켜 세팅되었다. 손상의 가장자리의 이미지를 디지털화했다. 손상 영역 및 수축의 비율을 이미지 분석 소프트웨어 DIGIPAT를 사용하여 계산했다. 각 파라미터의 통계학적 분석을 비-보조변수 만 위트니 U 테스트를 사용하는 SPSS 패키지로 실행했으며, p<0.05의 유의미한 수준이 산출됐다.

과투여량의 펜토바르비탈 나트륨(250 mg/kg)으로 정맥내 주입하여 동물을 희생시켰다. 손상을 육상층으로부터 바싹 말리고 파라핀 내에서 나중의 봉입을 위해 10% 중성 포르말린에 고정시켰다. 헤마톡실린/에오신, 반 기에슨 및 매슨 삼색지표 염색(van Giesson's and Masson's trichromic stains)을 사용했다. 각 그룹에 있어서, 손상의 100% 상피화 및 층이 형성되고 분화된 상피를 갖는 동물의 수를 평가했다.

상처 수축의 동역학에 대한 수치를 표 6에 나타냈다.

mm의 수축 수치는 시간 0에서의 상처 크기에 대한 상처 크기의 변화 비율로 나타냈다.

예상치 못하게, 서방성 프로필을 갖는 EGF의 마이크로스피어를 포함하는 제형(공-캡슐화 부형제를 갖지 않음)은 상처 가장자리의 수축의 효과에서 가장 강력한 효과를 나타내며, 바꾸어 말하면 이는 총 치료의 촉진에서 가장 우수한 효과를 나타냄을 의미한다. 수축은 상처가 리모델링 상에 근접한 여러 강화된 이벤트의 집합을 나타낸다. 이러한 상처는 수축 메커니즘이 부분적 또는 총 형태에서 병리학적으로 파괴되는 당뇨병성 상처의 생화학적 미세환경을 흉내낸 것으로 주목할만하다.

표 7에서 각 실험 그룹에서 만성 궤양의 성숙 및 조직화된 과립화 조직에 의해 차지되는 영역의 비율을 나타낸다. 각 시료에서 반 기에슨 및 매슨 삼색지표 반응과 부합되는 양성 현미경적 시야의 수를 정량하는 시간 5에서 수집된 시료에서 계산을 실시했다. 일곱 명의 병리학자 및 컨설턴트가 독립적으로 평가 및 맹검을 실시했다.

예상치 못하게, 서방성 프로필을 갖는 EGF의 마이크로스피어에 기초한 제형(공캡슐화 부형제 없음)은 상처 수축의 과정에 대해 상기 언급된 설명에 상응하는, 과립화 조직의 성립 및 성숙의 과정에서 가장 강력한 효과를 나타낸다.

치료의 효과 또한 손상의 상피화 과정에 관해 연구했다. 상피의 현미경적 관점은 궤양의 재-상피화, 층이 형성된 상피의 존재 및 총 케라틴층의 존재에 관해 평가되었다. 현미경적 연구에서, 중앙 종측 반측절단(central longitudinal hemisection)을 손상 부위에 실시하였으며 결과적으로 생성된 조각을 동일한 파라핀 블록에 포함시켰다. 실험 그룹에 의한 총 120개 조직학적 절단물을 연구했으며 60개 손상을 나타낸다. 박테리아 오염에 의해 제거된 손상은 없었다. 결과를 표 8에 나타냈다.

실시예 3. 캡슐화 EGF 대 유리 EGF 의 생체외 효과(피부의 만성 혀헐성 궤양 상처를 갖는 환자).

서방성 프로필의 EGF의 마이크로스피어에 기초한 제형을 당뇨병성 발 궤양 및 주요 절단의 위험을 갖는 환자에게 투여했다. 오른쪽 발에서 감염된 멤버의 허혈의 증거 및 30.5 cm²의 영역의 만성 궤양을 갖는 58세의 당뇨병 여 환자에게 본 발명의 제형으로 치료했다. 손상 변연절제술 후에, 서방성 프로필을 갖는 마이크로스피어를 갖는 제형을 상처 가장자리 및 밑부분의 침윤에 의해 1달 동안 15일마다 한 번씩 투여했다. 유용한 과립화 조직의 빠른 제형을 세 번째 주에 감염된 영역의 100%를 덮기 위해 시료 시작 후에 첫 번째 주 이후에 발견했다. 환자는 손상의 완전한 폐쇄를 가지며 전단을 지시할 필요를 피하게 하는 만족할만한 개선을 보였다. 약학적 조성물은 내성이 잘 생기고 부작용이 검출되지 않았다.

이 제형의 병소주위 및 병변내 투여는 이전 치료에 대해 단기간 간격으로 발생하기 위한 궤양 치료 과정을 예상치 못하게 촉진하는 과립화 조직의 형성 및 상처 폐쇄에 효과적이며 절단의 필요성을 피하게 한다. 치료의 이러한 양상은 주입의 실질적 감소에 의해 더 나은 내성을 가짐을 나타낸다.

Claims

당뇨병 환자의 발의 피부의 만성 허혈성 상처에 비경구 경로로 투여하여 발 절단을 예방하기 위한 상피 성장 인자의 마이크로스피어를 포함하는 약학적 조성물.
제1항에 있어서, 상피 성장 인자는 중합체 마이크로스피어 또는 나노스피어 내에 캡슐화되는 약학적 조성물.
제2항에 있어서, 마이크로스피어는 글리콜산 또는 락트산의 동종중합체 및 두 폴리(락티드-공동-글리코리드)로부터 유래된 공중합체, 폴리카프로락톤, 폴리히드록시부틸레이트-폴리히드록시발레레이트 공중합체, 폴리락트산-폴리카프로락톤 공중합체, 폴리오르토에스테르 및 폴리언하이드라이드 중에서 선택한 중합체 물질로 만들어진 약학적 조성물.
제2항에 있어서, 마이크로스피어는 1㎛ 내지 10㎛ 범위의 직경을 갖는 약학적 조성물.
제2항에 있어서, 상피 성장 인자는 마이크로스피어 총 중량의 1.6-2.4%를 구성하는 약학적 조성물.
제1항에 있어서, 첫째 날 이후에 상피 성장 인자의 방출율은 5 및 10 ㎍/일 사이인 약학적 조성물.
제1항에 있어서, 14일 동안 방출된 상피 성장 인자는 이의 물리-화학적 및 생물학적 특성을 보존하는 약학적 조성물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 당뇨병 환자의 허혈성 상처의 치료에 사용되는 약학적 조성물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 병변의 가장자리 및 밑부분을 포함하는 조직에서의 국소 침윤에 의해 투여되는 약학적 조성물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, PEG-PLGA-PEG 유형의 열감수성 히드로겔 또는 키토산이나 덱스트란으로부터의 유도체에 현탁시키는 약학적 조성물.