KR20090027809A

KR20090027809A - 액정상의 친수성 입방형 상 제조방법, 이로부터 제조된액정상의 친수성 입방형 상 및 액정상으로부터 친수성 약물방출의 측정방법

Info

Publication number: KR20090027809A
Application number: KR1020070092901A
Authority: KR
Inventors: 이재휘
Original assignee: 재단법인서울대학교산학협력재단; 중앙대학교 산학협력단
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2009-03-18
Also published as: KR101158112B1

Abstract

본 발명은 액정상으로부터 친수성 약물의 방출을 제어가능하게 하는 액정상의 친수성 입방형(cubic) 상 제조방법, 액정상의 친수성 입방형 상 및 액정상으로부터 친수성 약물 방출의 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고분자 수용액의 제조단계; GMO(글라이세릴 모노올레이트; glyceryl monooleate) 액정상의 제조단계; 및 상기 고분자 수용액을 GMO 액정상에 가하여 균질화시켜 입방형 상을 제조하는 단계를 포함하는 액정상으로부터 친수성 약물의 방출을 제어가능하게 하는 액정상의 친수성 입방형 상 제조방법, 상기 제조방법으로 제조된 액정상의 친수성 입방형 상, 전신침례방법(total immersion method)을 사용하여 상기 액정상의 친수성 입방형 상의 액정상으로부터 친수성 약물 방출의 측정방법에 관한 것이다. 본 발명의 액정상의 친수성 입방형 상은 점막투여에 적합한 약물수송체인 GMO의 액정상에 함유된 친수성 약물들의 방출을 제어하는 기술을 제공하며, 특히 약물의 방출을 제어하기 위해 사용되는 약제학적 첨가제인 수용성 고분자 물질은 액정상의 상구조를 변화시키지 않으면서 약물의 방출을 제어할 수 있다.

액정상, 친수성약물, 점막부착, 제어방출

Description

액정상의 친수성 입방형 상 제조방법, 이로부터 제조된 액정상의 친수성 입방형 상 및 액정상으로부터 친수성 약물 방출의 측정방법{Method to Produce the Hydrophilic Cubic Phases of Liquid Crystalline Phases, Hydrophilic Cubic Phases of Liquid Crystalline Phases Produced Thereof, and Method to Measure the Release of Hydrophilic Drugs from Liquid Crystalline Phases}

본 발명은 액정상의 친수성 입방형 상 제조방법 및 상기 친수성 입방형 상의 액정상으로부터 친수성 약물 방출의 측정방법에 관한 것이다.

근래의 생명공학 기술의 진보는 이전에 사용되지 않던 새로운 물질들을 약으로 개발하는데 큰 도움을 주고 있다. 즉, 펩타이드, 단백질, 올리고뉴클레오티드, 유전자 및 리보자임(ribozymes) 등이 치료약으로 사용되어지기 위해 연구되고 있으며, 이들 중 현재 신약허가 과정을 거쳐 판매되고 있는 의약품은 십수 종에 이르게 되었다(Steinberg, F.M., J. Pharm. Pharmaceut. Sci. 1, 48 - 59 (1998) ; Lee, J.,Pharmazie 57, 787 - 790 (2002). 몇몇 대표적인 예로는 인슐린, 인간성장 호 르몬, 표피성장인자(epidermal growth factor), 에리쓰로포이에틴(erythropoietin) 및 간염 B 백신(hepatitis B vaccine) 등을 들 수 있다. 이들을 주약으로 하는 제제를 설계하는데 고려해야 할 요인들 중 가장 중요한 점은 현재의 기술발달 상황에서 경구로 투여가 불가능하므로, 새로운 대체 투여경로가 필요하다는 것과 이들을 안정하게 체내로 전달할 수 있는 수송체가 필요하다는 점이다. 이들을 경구로 투여할 경우 소화관내에서 소화효소 등에 의해 불활성화 과정을 거치므로 흡수부위까지 안정한 형태로 도달하지 못하게 된다. 이를 극복하기 위해 이들 약물의 새로운 투여 경로로써 구강점막(buccal), 폐(pulmonary) 및 비강(nasal)을 통한 흡수가 시도되어져 오고 있다. 특히, 구강점막은 다른 점막부위에 비해 상대적으로 낮은 투과도를 갖고 있음에도 불구하고, 투여부위로의 접근이 용이하여 제제의 투여가 정확하고 재현성 있으며, 상대적으로 넓은 흡수면적을 갖고 있을 뿐만 아니라, 점막의 투과도를 증대시키기 위한 시도를 하기가 용이한 장점이 있어 펩타이드 또는 단백질 류 약물들의 수송부위로서 많은 주목을 받고 있다(Shojaei, A.H., J. Pharm. Pharmaceut. Sci. 1, 15 - 30 (1998) ; Lee, J., Choi, Y.W., Arch. Pharm. Res. 26, 421 - 425 (2003) ; Lee, J., Lee, S.K., Choi, Y.W., Arch. Pharm. Res. 25, 546 - 549 (2002).

구강점막을 통한 펩타이드 또는 단백질 류 약물들의 체내수송을 위해 구강 점막부위에서 사용가능한 약물수송체 또는 전달체(drug delivery systems)로는 합성고분자의 하이드로젤(hydrogel)이 대표적이지만(Kellaway, I.W., Warren, S.J., Mucoadhesive hydrogels for buccal delivery (Chapter 10), in: Oral Mucosal Drug Delivery (Rathbone, M.J. ed.), Marcel Dekker, New York, NY, pp 221- 239, (1996), 고분자 물질이 갖고 있는 몇몇 문제점으로 인해 실제의 임상적 응용에는 많은 제한을 받고 있다. 즉, 고분자는 생체적합성이 낮고, 잠재적으로 생체조직과 독성반응을 유발할 수 있으며, 점막부위를 덮고 있는 점액질을 투과할 수 있을만한 충분한 기계적 유연성을 갖고 있지 않을 뿐만 아니라, pH 등 외부환경에 의해 인체 내 거동이 영향을 받게 된다. 따라서, 본 발명자는 고분자 약물수송체가 갖고 있는 단점들을 극복하기 위해 생체에 사용이 안전하면서도 구강점막의 해부생리학적 환경에서 투여하기에 적합한 새로운 체내 약물전달체로서 글라이세릴 모노올레이트(glyceryl monooleate; 이하 'GMO'로 약칭함)의 액정상들(liquid crystalline phases)의 사용을 연구하여 왔다.

GMO는 양친성의 분자구조를 갖는 화합물로 식품 및 화장품 제조분야에서 유화제 등으로 사용되어져 왔을 뿐만 아니라 1980년대 초에 GMO의 약제학적 응용이 제시된 이후 약제학 분야에서도 가용화제, 유화제 및 흡수촉진제 등으로 그 사용분야가 확대되어지고 있는 실정이다. 이러한 GMO는 물을 함유 하거나 수분과 접촉을 통하여 몇 종류의 액정상들을 형성하는 것으로 알려져 있다(Hyde, S.T., Andersson, S., Ericsson, B., Larsson, K., Zeitsch. Kristallogr. 168, 213 - 219 (1984).

라멜라(Lamellar; 판형), 헥사고날(hexagonal; 육각형) 및 큐빅(cubic; 입방형) 상을 포함하는 이들 액정상들 중 특히 입방형 상은 인체의 점막부위에 강하게 부착되어 약물전달의 기준(platform)으로 작용할 수 있을 뿐만 아니라, 그 구조 내에 친수성 영역과 친유성 영역을 모두 갖고 있어 다양한 분자량의 친수성 약물들과 친유성 약물들을 동시에 함유할 수 있는 능력이 있음이 알려져 있다(Engstrㆆm, S., Lipd Technol. 2, 42-45 (1990).

GMO로부터 형성된 입방형 액정상은 강한 점막부착력을 갖고 있어 구강점막과 같은 부위에 부착되어 약물을 체내로 전달하기 위한 기반으로써 작용할 수 있다. 또한, 입방형 상은 그 구조 내에 친수성 약물들과 친유성 약물들 모두를 함유할 수 있을 뿐만 아니라 함유된 약물을 외부 환경으로부터 보호 하여 주는 작용도 갖고 있다. 그러므로, GMO의 입방형 액정상은 펩타이드 또는 단백질과 같이 경구투여가 불가능한 약물들을 안정하게 구강내 점막을 통해 체내로 전달하기에 유용한 약물 수송체로 생각된다. 입방형 액정상 내에 함유된 약물의 방출은 입방형 상 내에 존재하는 워터 포어(water pore) 또는 워터 채널(water channel)을 통해 입방형 상을 감싸고 있는 외부의 수층을 향해 이루어진다. 그러나, 친수성인 펩타이드 또는 단백질 약물들은 입방형 상내 함유될 때 주로 워터 포어 또는 워터 채널 내에 함유되므로 약물의 방출이 단시간 내에 모두 이루어진다. 이 경우 약물 수송체인 입방형 상이 완전히 소실되기 전에 약물이 모두 방출되어 버리게 되므로, 보다 장시간 동안 약물의 치료효과를 기대하기 어렵게 된다.

현재, 약으로 개발이 점점 증가되고 있는 친수성 약물들의 몇몇 예로는 펩타이드, 단백질, 올리고뉴클레오티드, 유전자 및 리보자임 등을 들 수 있다. 이들 친수성의 약물들은 액정상의 친수 영역에 함유되어 투여부위 또는 흡수부위에서 입방형 액정상의 친수 영역과 연결된 외부의 수층으로 약물이 확산되어 방출된다. 그러나, 입방형 액정상의 친수영역에 함유된 이들 친수성 약물들의 외부 수상으로의 방출을 제어할 특별한 방법 또는 기술이 존재하지 않아 입방형 상에 함유된 친수성 약물들은 입방형 상이 완전히 소실되기 이전에 함유된 약물이 모두 방출되어 지고 만다.

따라서, 입방형 액정상의 친수 영역 내에 함유된 펩타이드 또는 단백질과 같은 친수성 약물들의 방출을 연장 또는 조절할 수 있는 기술을 개발함으로써 점막부착성의 입방형 액정상을 이용한 체내로의 약물전달 효과를 극대화할 필요성이 제기되어 왔다. 이에, 본 발명자는 보다 오랫동안 친수성 약물의 약효를 지속시킬 수 있는 방법을 찾고자 노력하던 중, 입방형 액정상의 친수 영역(water pores or channels) 내에 함유되는 친수성 약물의 방출을 지연 또는 조절하는 방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다. 본 발명을 위해 여러 가지 제제학적 고분자 첨가물들을 함유하는 입방형상 액정상들이 제공되는데 그들 고분자 첨가물들은 GMO 입방형 상의 상 구조(phase structure)에 영향을 미치지 않으면서 친수성 약물의 방출을 조절할 수 있는 능력이 있음을 확인하였다.

본 발명의 목적은 친수성 약물의 약효를 지속시킬 수 있는 방법으로서, 친수성 약물의 방출을 지연 또는 조절하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 ⅰ) 물에 친수성의 약물 및 수용성 고분자를 용해시켜 고분자 수용액을 제조하는 단계; ⅱ) GMO(glyceryl monooleate; 글라이세릴 모노올레이트) 액정상을 제조하는 단계; 및 ⅲ) 상기 고분자 수용액을 GMO 액정상에 가하여 균질화시킨 후, 냉각시켜 입방형 상을 제조하는 단계를 포함하는, 액정상으로부터 친수성 약물의 방출을 제어가능하게 하는 액정상의 친수성 입방형(cubic) 상 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 액정상의 친수성 입방형 상을 제공한다.

또한, 본 발명은 전신침례방법(total immersion method)을 사용하여 상기 액정상의 친수성 입방형 상의 액정상으로부터 친수성 약물 방출의 측정방법을 제공한다.

본 발명의 액정상의 친수성 입방형(cubic) 상은 궁극적으로 GMO의 입방형 액정상으로부터 친수성 약물들의 방출속도를 조절할 수 있게 됨으로써, 입방형 액정상을 이용한 체내약물 전달 효율을 극대화할 수 있게 된다. 또한, 이를 통해 펩타 이드, 단백질 및 유전자 약물들과 같은 친수성 약물들의 작용 시간을 연장 시킨 새로운 개념의 구강점막 부착형 제제를 개발할 수 있게 된다. 또한, 약제학적 관점에서는 일반적으로 알려진 수용성 고분자 물질을 통한 약물 방출 속도 조절 기술을 GMO 입방형 액정상 내에서 구현함으로써 새로운 개념의 약물방출조절 기술을 제공함으로써, 경구투여용 제형, 경피흡수 제형 및 구강점막부착성 제형과 같은 다양한 제형 개발에 이용할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 ⅰ) 물에 친수성의 약물 및 수용성 고분자를 용해시켜 고분자 수용액을 제조하는 단계; ⅱ) GMO(glyceryl monooleate; 글라이세릴 모노올레이트) 액정상을 제조하는 단계; 및 ⅲ) 상기 고분자 수용액을 GMO 액정상에 가하여 균질화시킨 후, 냉각시켜 입방형 상을 제조하는 단계를 포함하는, 액정상으로부터 친수성 약물의 방출을 제어가능하게 하는 액정상의 친수성 입방형 상 제조방법을 제공한다.

본 발명의 액정상의 친수성 입방형 상 제조방법에 있어서, 상기 물 : GMO는 1 : 0.5~6(w/w) 비인 것이 바람직하고, 상기 친수성 약물은 펩타이드, 단백질, 올리고뉴클레오티드, 유전자 및 리보자임(ribozymes)으로 이루어진 군중에서 선택된 약물인 것이 바람직하고, 상기 약물은 DADLE, 인슐린, 표피성장인자(epidermal growth factor), 성장호르몬(growth hormone) 및 에리쓰로포이에틴(erythropoietin)으로 구성되는 군중에서 선택된 약물인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 액정상의 친수성 입방형 상 제조방법에 있어서, 상기 수용성 고분자의 농도는 전체 입방형 상의 5 ~ 30 질량%(w/w)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 수용성 고분자는 젤라틴(gelatine), 소듐알기네이트(sodium alginate), 카르복시메틸셀룰로스(carboxymethylcellulose), 하이드록시프로필셀룰로스(hydroxypropylcellulose), 하이드록시프로필메틸셀룰로스(hydroxypropylmethylcellulose), 메틸셀룰로스(methylcellulose), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone) K-30, 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone) K-90, 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol) 4000 및 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol) 6000으로 구성되는 군으로부터 선택된 물질인 것이 바람직하고, 폴리비닐피롤리돈 K-30, 폴리비닐피롤리돈 K-90, 폴리에틸렌글리콜 4000 및 폴리에틸렌글리콜 6000으로 구성되는 군으로부터 선택된 물질인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 액정상으로부터 친수성 약물 방출의 측정방법에 있어서, 상기 전신침례방법은 ⅰ) 방출시험에 사용되는 액정상을 실린더 형태의 몰드에 주입한 후 이 몰드를 냉동고에 넣어두어 액정상을 냉각시켜 굳히는 단계; ⅱ) 상기 굳어진 액정상을 몰드에서 배출시키는 단계; ⅲ) 상기 배출된 액정상의 무게를 측정하고, 투석막에 넣는 단계; ⅳ) 상기 액정상이 포함된 투석막을 상온으로 가온시켜 완충액 내에 방치시키는 단계; 및 ⅴ) 시간의 경과에 따라 일정량의 시료를 취하여 각 시간대에 따른 약물의 방출량을 정량하는 단계를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 약물의 방출량의 정량은 자외선 분광광도계가 부착된 HPLC를 사용하여 미리 구축한 검량선으로부터 측정하는 것이 보다 바람직하다.

친수성 약물의 방출을 제어하기 위해 입방형 액정상의 친수 영역에 함유될 수 있는 약제학적으로 사용이 가능한 첨가물로는 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone)과 상온에서 고체로 존재하는 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)이 바람직하다. 상기 두 고분자 군들은 액정상에 5 - 20% 중량부 범위로 첨가될 때 액정상의 상에 영향을 미치지 않으면서도 액정상의 친수부에 함유된 약물의 방출을 제어할 수 있다. 또한, 이 둘을 적당한 비율로 혼합하여도 동일한 목적으로 사용될 수 있다. 액정상에 5% 이하로 고분자들이 첨가될 경우 약물의 방출을 제어하는 능력을 발휘할 수 없고, 20% 이상의 고분자를 함유할 경우에는 약물의 방출을 제어하더라도 입방형 액정상의 상을 유지할 수 없어 입방형 액정상 본래의 성질을 잃게 만든다.

본 발명은 점막투여에 적합한 약물수송체인 글라이세릴 모노올레이트(glyceryl monooleate; 이하, 'GMO'로 약칭함)의 액정상에 함유된 친수성 약물들의 방출을 제어하는 기술을 제공한다. 특히, 약물의 방출을 제어하기 위해 사용되는 약제학적 첨가제는 액정상의 상구조를 변화시키지 않으면서 약물의 방출을 제어할 수 있다.

본 발명은 펩타이드 또는 단백질과 같은 친수성 약물들을 GMO의 입방형 액정상의 친수성 영역 내에 탑재되어 점막을 통해 전달 될 때 약물의 방출을 지속화 시 켜 약물들이 오랫동안 흡수될 수 있도록 한다. GMO의 액정상들은 점막투여나 경구투여를 위한 수송체로 빈번히 사용되어 왔으나, 액정상 내에 탑재된, 특히 친수성 영역 내에 탑재된 친수성 약물의 방출을 제어하는 시도들은 알려져 있지 않다.

GMO의 입방형 액정상은 GMO와 30 - 40%의 물을 함유하는데 이 수상에 함유된 수용성 약물의 방출을 조절하기 위해 여러 가지 약제학적 첨가물을 부가할 경우 입방형 액정상의 상이 변하게 된다. 액정상의 상이 변하게 괴면 입방형 액정상이 본래 지니고 있는 점막부착성이 변하게 되어 점막부착성 약물수송체로서의 기능이 저하된다. 따라서, 입방형 액정상에 첨가 되더라도 입방형 액정상의 상을 변화시키지 않으면서도 수용성 약물의 방출을 조절할 수 있는 약제학적 첨가제의 선정이 필수적이다.

본 발명은 다음과 같이 구성된다.

입방형 액정상의 상 구조에 영향을 미치지 않으면서 입방형 액정상의 친수영역 내에 함유될 수 있는 친수성 고분자 물질을 검색한 후 이와 같은 고분자 물질들을 입방형 액정상의 친수 영역 내에 함유 시킬 경우 입방형 액정상의 친수 영역에 함유된 친수성 약물의 방출이 이들 고분자 물질들에 의해 연장되거나 조절되는지를 평가하였다. 사용하는 고분자의 종류 및 양에 따라 약물의 방출속도를 다양하게 조절할 수 있는지를 평가하였고, 궁극적으로는 입방형 액정상이 갖고 있는 점막부착성 약물 수송체로서의 장점에 약물 방출 조절 기술을 접목하여 펩타이드 또는 단 백질과 같은 친수성 약물들을 안정하게 보다 오랫동안 체내로 전달 할 수 있는 GMO의 입방형 액정상 제제를 설계할 수 있다.

본 발명자는 5개의 아미노산으로 구성된 친수성의 펩타이드 약물인 [D-Ala², D-Leu⁵]엔케팔린(enkephalin)(이하, 'DADLE'로 약칭함)이 GMO의 입방형 및 판형상(lamellar) 상의 워터 포어(water pore) 내에 안정하게 함유시킬 수 있음을 확인한 후 이들 액정상들로부터 DADLE의 방출거동을 연구하였다. 이에, GMO의 입방형 액정상이 상당히 유용한 구강점막 부착성 약물 수송체임을 확인하고, 필수적으로 입방형 액정상의 상구조에 영향을 미치지 않으면서 약물 방출을 조절하고자 하였다. 그 결과, 첫째 입방형 액정상의 워터 채널(water channel)에 함유될 수 있으면서 약물방출을 조절할 수 있는 고분자성 제제 첨가물을 검색하였다. 이와 같은 목적에 사용할 수 있는 제제 첨가물들로 친수성의 합성 또는 천연 고분자 물질들을 검색에 이용하였다. 우선 GMO의 입방형 상은, 예를 들면, 65%의 GMO와 35%의 물로 제조할 수 있다. 입방형 상의 제조에 이용되는 물에 일정량의 수용성 고분자를 용해시킨 후 이 고분자 수용액을 이용하여 입방형 상을 제조한다. 입방형 상이 제조되면 육안관찰법을 사용하여 입방형 상 형성을 방해하지 않는 천연 또는 합성 고분자를 검색하고 사용 가능한 농도범위를 측정하였다. 이후에 고분자의 첨가가 약물의 방출에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 고분자 수용액들에 친수성 약물을 첨가한 후 이를 수상으로 하여 GMO의 입방형 상을 제조하였다. 이로부터 인산완충식염 수(phosphate buffered saline)(PBS, pH = 7.4)를 방출매질로 하여 약물의 방출 속도를 측정하고, 이 결과를 고분자 물질을 함유하지 않은 입방형 상들로부터의 약물방출 속도와 비교하여 약물방출 속도의 조절 가능성을 조사하였다. 그리고, 입방형 상으로 부터 약물의 방출 속도를 조절할 수 있는 고분자 물질들을 찾은 후, 상기 고분자 물질들의 사용량에 따라 방출 속도 변화 추이를 조사하였다.

그 결과, 다음과 같은 입방형 상에 함유될 수 있는 친수성 약물들의 예와 그들의 물성을 조사하였다.

GMO의 입방형상에 함유되었던 약물들의 분자량과 극성의 다양성

화합물	분자량	농도(% w/w)
NaCl(Sodium chloride)	58	0.9
DADLE([D-Ala², D-Leu⁵]enkephalin)	530	1
데스모프레신(Desmopressin)	1,069	4
그라미시딘(Gramicidine)	1,141	6
비타민 E 폴리에틸렌 글리콜 숙신산(Vitamin E polyethylene glycol succinate)	1,513	7
인슐린(Insulin)	6,000	4
BSA(Bovine serum albumin)	67,000	18

본 발명자들은 GMO : 물이 65 : 35의 질량비에서 각각 50℃로 가온한 후, 이들을 균질화시키고, 여러날 동안 보관하여 GMO의 입방형상을 제조하였다. 이때, 상기 물에는 DADLE 1%와 다양한 수용성 고분자(표 2 참조)를 전체 중량의 10%를 첨가하여 수상을 제조함으로써 다양한 GMO 입방형 액정상을 제조하였다. 상기 제조된 입방형 액정상의 형성에 상기 고분자 물질이 미치는 영향을 육안적 관찰법으로 평가하였다. 그 결과, 상기 입방형 액정상은 등방성(isotropic) 광학적 성질에 의해 투명한 상태의 점성을 띠는 젤과 같이 보여지므로 육안적으로 불투명하게 보이는 판형(lamellar) 상과 구별할 수 있다. 또한, 상기 고분자의 사용량을 5% 이하로 사용할 경우에도 입방형 액정상의 상상태를 유지하지 못한 반면, 폴리비닐피롤리돈 K-30, 폴리비닐피롤리돈 K-90, 폴리에틸렌글리콜 4000, 폴리에틸렌글리콜 6000 등은 GMO의 입방형 액정상에 함유되더라도 입방형 액정상의 투명함이 그대로 유지되어 상에 아무런 변화가 없음을 확인하였다(표 2 참조).

또한, 본 발명자들은 상기 제조된 입방형 액정상의 약물의 방출속도를 전신침례방법(total immersion method)을 사용하여 평가하여 수용성 고분자 물질의 약물 방출 조절 능력에 미치는 영향을 측정하였는데, 그 결과, 액정상에 고분자가 함유되어 있지 않으면 함유된 약물의 대부분이 7-8 시간 이내에 모두 방출되는 반면, 상기 고분자가 함유된 액정상의 친수성 입방형 상은 약 24시간 이상까지도 약물 방출을 유지시켜 준다. 또한, 상기 고분자의 사용량이 증가되면 약물 방출 속도를 늦추어 준다(도 2 참조).

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1> GMO의 입방형 액정상의 제조

최종무게의 65%에 해당되는 양의 GMO(glyceryl monooleate)를 투명한 점성을 띠는 액체가 될 때까지 50℃로 가온하였다. 따로 총무게의 35%에 해당하는 양의 물을 같은 조건에서 가온하였다. 가온한 물을 천천히 상기 GMO 용융물에 가한 다음 자석식 교반기를 이용하여 균질화시켰다. 상기 혼합물을 37℃ 조건에서 3일간 보관한 후 다시 실온에서 5일간 방치하여 GMO의 입방형상을 제조하였다.

<실시예 2 내지 실시예 10> 수용성 모델 약물인 DADLE과 수용성 고분자를 함유하는 입방형 액정상의 제조

DADLE를 모델 펩타이드(peptide)로 선정하여 GMO의 입방형 액정상을 제조하였다. 상기 실시예 1의 제조과정에서 사용되는 물에 DADLE 1%와 수용성 고분자로 젤라틴(gelatine)을 전체 중량의 10%를 첨가하여 수상을 제조한 후 이 수상으로 위에서 언급한 동일한 제조과정으로 입방형 액정상을 제조하였다(실시예 2).

또한, 상기 실시예와 동일한 과정으로 젤라틴 대신에 수용성 고분자로 소듐알기네이트(sodium alginate), 카르복시메틸셀룰로스(carboxymethylcellulose), 하이드록시프로필셀룰로스(hydroxypropylcellulose), 하이드록시프로필메틸셀룰로스(hydroxypropylmethylcellulose), 메틸셀룰로스(methylcellulose), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone) K-30, 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone) K-90, 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol) 4000 및 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol) 6000 등을 사용하여 수용성 고분자의 특성을 평가하였다(실시예 3 내지 실시예 11).

<실시예 12> 제조된 입방형 액정상의 평가

상기 실시예 2 내지 실시예 11에서 제조된 입방형 액정상 제조시 첨가된 고분자 물질이 입방형 상의 형성에 어떠한 영향을 미치는 지를 알아보기 위하여 제조된 입방형 액정상들의 성상을 육안적 관찰법으로 평가하였다. 입방형 액정상들을 육안적으로 관찰하면 입방형 액정상의 등방성(isotropic) 광학적 성질에 의해 투명한 상태의 점성을 띠는 젤과 같이 보여지게 되어 육안적으로 불투명하게 보이는 판형(lamellar) 상과 구별할 수 있다.

또한, 상기 실시예 2 내지 실시예 11에서 제조한 액정상을 관찰해 본 결과 젤라틴, 소듐알기네이트, 카르복시메틸셀룰로스, 하이드록시프로필셀룰로스, 하이드록시프로필메틸셀룰로스, 메틸셀룰로스를 함유한 액정상은 육안적으로 입방형 액정상의 투명성을 잃어버려 입방형 액정상에 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한, 이들 고분자의 사용량을 5% 이하로 사용할 경우에도 입방형 액정상의 상상태를 유지하지 못하였다. 반면에 폴리비닐피롤리돈 K-30, 폴리비닐피롤리돈 K-90, 폴리에틸렌글리콜 4000, 폴리에틸렌글리콜 6000 등은 GMO의 입방형 액정상에 함유되더라도 입방형 액정상의 투명함이 그대로 유지되어 상에 아무런 변화가 없음을 확인하였다(표 2). 하기 표 2는 각 고분자 첨가 후 상 변화를 나타낸다.

	첨가 전	첨가 후
젤라틴	투명	+++
소듐알기네이트	투명	+++
카르복시메틸셀룰로스	투명	++
하이드록시프로필셀룰로스	투명	++
하이드록시프로필메틸셀룰로스	투명	++
메틸셀룰로스	투명	+
폴리비닐피롤리돈 K-30	투명	변화없음
폴리비닐피롤리돈 K-90	투명	변화없음
폴리에틸렌글리콜 4000	투명	변화없음
폴리에틸렌글리콜 6000	투명	변화없음

불투명도: +약; ++중; +++강

<실시예 13> 친수성 약물과 고분자를 함유하는 입방형 액정상으로부터 약물의 방출 양상 조사

입방형 액정상 제조시 이용되는 수상에 수용성 고분자와 친수성 약물을 함유 시킨후 입방형 액정상을 제조하였다. 상기 제조된 입방형 액정상으로부터 약물의 방출속도를 전신침례방법(total immersion method)을 사용하여 평가하였다. 방출테스트에 사용되는 액정상을 실린더 형태의 몰드에 주입한 후 이 몰드를 냉동고에 넣어두어 액정상을 냉각시켰다. 이때, 액정상이 냉각되면 단단히 굳어지게 되고 몰드에서 배출시키기가 쉬워진다. 몰드에서 배출된 실린더 형태의 액정상의 무게를 화학저울로 잰 후 투석막(dialysis membrane) 안에 넣은 다음 37℃로 가온한 PBS내에 방치시켰다(100 ㎖). 시간의 경과에 따라 일정량의 시료(5 ㎖)를 취하여 각 시간대에 따른 약물의 방출량을 정량하였다. 방출된 약물의 양은 자외선 분광광도계가 부착된 히타치 사의 HPLC 시스템을 사용하여 미리 구축한 검량선으로부터 측정하였다. 상기 테스트를 통해 입방형 상내에 함유된 수용성 고분자 물질의 방출 조절 능력을 평가하였다(도 1).

그 결과, DADLE를 이용한 방출 테스트에서 액정상에 고분자가 함유되어 있지 않을 경우 함유된 약물의 대부분이 7-8 시간 이내에 모두 방출되어버려 약물수송체가 수명을 다하기 전에 함유된 약물이 고갈되는 현상을 관찰할 수 있었다. 그 이유는 DADLE의 방출이 이루어지는 입방형 상 내의 워터 포어(water pore) 또는 워터 채널(water channel) 단위에서 약물방출의 과정을 제어할 특별한 방법이 현재까지는 존재하지 않았기 때문이다.

따라서, 본 발명의 친수성 고분자가 함유된 액정상의 친수성 입방형 상을 통해 입방형 상 내의 워터 포어 또는 워터 채널 단위에서 약물방출의 과정을 제어할 수 있음을 보여줌으로 인해 점막에 투여된 입방형 상의 수명이 다할 동안 약 24시간 이상까지도 약물 방출을 유지시켜 준다. 또한, 궁극적으로 함유된 약물의 약효를 지속화 시킬 수 있게 되어 약물요법의 최적화를 이룰 수 있게 될 것이다.

<실시예 14> 고분자 농도에 따른 약물방출 조절 능 평가

상기 실시예 13에서 사용된 PVP K90(폴리비닐피롤리돈 K-90)을 이용하여 사용된 고분자의 농도에 따른 방출조절 능을 평가하였다. 그 결과, 고분자의 사용량을 증가시키면 DADLE의 방출이 감소되지만 사용량을 감소시키면 DADLE의 방출이 증가하는 것을 확인하였다(도 2).

도 1은 수용성 고분자로 각각 폴리비닐피롤리돈 K-30, 폴리비닐피롤리돈 K-90, 폴리에틸렌글리콜 4000, 폴리에틸렌글리콜 6000을 사용하여 제조된 입방형 액정상에서 전신침례방법(total immersion method)을 사용하여 약물(DADLE)의 방출속도를 평가한 그래프이고,

도 2는 폴리비닐피롤리돈 K-90(PVP K90)을 이용하여 사용된 고분자의 농도에 따른 약물의 방출조절 능을 평가한 그래프이다.

Claims

ⅰ) 물에 친수성의 약물 및 수용성 고분자를 용해시켜 고분자 수용액을 제조하는 단계;

ⅱ) GMO(glyceryl monooleate; 글라이세릴 모노올레이트) 액정상을 제조하는 단계; 및

ⅲ) 상기 고분자 수용액을 GMO 액정상에 가하여 균질화시킨 후, 냉각시켜 입방형 상을 제조하는 단계를 포함하는, 액정상으로부터 친수성 약물의 방출을 제어가능하게 하는 액정상의 친수성 입방형(cubic) 상 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 물 : GMO는 1 : 0.5~6(w/w) 비인 것을 특징으로 하는 액정상으로부터 친수성 약물의 방출을 제어가능하게 하는 액정상의 친수성 입방형 상 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 친수성 약물은 펩타이드, 단백질, 올리고뉴클레오티드, 유전자 및 리보자임(ribozymes)으로 이루어진 군중에서 선택된 약물인 것을 트징으로 하는 액정상으로부터 친수성 약물의 방출을 제어가능하게 하는 액정상의 친수성 입방형 상 제조방법.
제 3항에 있어서, 상기 친수성 약물은 DADLE, 인슐린, 표피성장인자(epidermal growth factor), 성장호르몬(growth hormone) 및 에리쓰로포이에틴(erythropoietin)으로 구성되는 군중에서 선택된 약물인 것을 특징으로 하는 액정상으로부터 친수성 약물의 방출을 제어가능하게 하는 액정상의 친수성 입방형 상 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 수용성 고분자의 농도는 전체 입방형 상의 5 ~ 30 질량%(w/w)인 것을 특징으로 하는 액정상으로부터 친수성 약물의 방출을 제어가능하게 하는 액정상의 친수성 입방형 상 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 수용성 고분자는 젤라틴(gelatine), 소듐알기네이트(sodium alginate), 카르복시메틸셀룰로스(carboxymethylcellulose), 하이드록시프로필셀룰로스(hydroxypropylcellulose), 하이드록시프로필메틸셀룰로스(hydroxypropylmethylcellulose), 메틸셀룰로스(methylcellulose), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone) K-30, 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone) K-90, 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol) 4000 및 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol) 6000으로 구성되는 군으로부터 선택된 물질인 것을 특징으로 하는 액정상으로부터 친수성 약물의 방출을 제어가능하게 하는 액정상의 친수성 입방형 상 제조방법.
제 6항에 있어서, 상기 수용성 고분자는 폴리비닐피롤리돈 K-30, 폴리비닐피롤리돈 K-90, 폴리에틸렌글리콜 4000 및 폴리에틸렌글리콜 6000으로 구성되는 군으로부터 선택된 물질인 것을 특징으로 하는 액정상으로부터 친수성 약물의 방출을 제어가능하게 하는 액정상의 친수성 입방형 상 제조방법.
제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 액정상의 친수성 입방형 상.
전신침례방법(total immersion method)을 사용하여 제 7항의 액정상의 친수성 입방형 상의 액정상으로부터 친수성 약물 방출의 측정방법.
제 9항에 있어서, 상기 전신침례방법은

ⅰ) 방출시험에 사용되는 액정상을 실린더 형태의 몰드에 주입한 후 이 몰드를 냉동고에 넣어두어 액정상을 냉각시켜 굳히는 단계;

ⅱ) 상기 굳어진 액정상을 몰드에서 배출시키는 단계;

ⅲ) 상기 배출된 액정상의 무게를 측정하고, 투석막에 넣는 단계;

ⅳ) 상기 액정상이 포함된 투석막을 상온으로 가온시켜 완충액 내에 방치시키는 단계; 및

ⅴ) 시간의 경과에 따라 일정량의 시료를 취하여 각 시간대에 따른 약물의 방출량을 정량하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정상으로부터 친수성 약물의 방출 측정방법.
제 10항에 있어서, 상기 약물의 방출량의 정량은 자외선 분광광도계가 부착된 HPLC를 사용하여 미리 구축한 검량선으로부터 측정하는 것을 특징으로 하는 액정상으로부터 친수성 약물의 방출 측정방법.