KR20100014509A

KR20100014509A - 조직 치료의 촉진 방법

Info

Publication number: KR20100014509A
Application number: KR1020097019708A
Authority: KR
Inventors: 란 리프쉬츠; 투비아 슈무엘
Original assignee: 바이오라인알엑스 리미티드
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2010-02-10
Also published as: EP2136783B1; EP2476411A1; AU2008224436A1; WO2008111074A2; JP2010521215A; CA2680230A1; US20100216739A1; EP2136783A2; CN101677950A; WO2008111074A3; MX2009009710A

Abstract

근육 조직에 유리 다가 양이온이 실질적으로 없고, 근육 조직의 내부 또는 주위에 침착 후 자기 겔화가 가능한 무균 폴리머 용액의 유효량을 제공하는 것에 의해 발효되는 근육 조직의 치료방법.

경색, 심근, 조직, 치료, 촉진, 가교결합, 조성물

Description

조직 치료의 촉진 방법{A METHOD OF PROMOTING TISSUE REPAIR}

본 발명은 조직 치료를 촉진하기 위한 방법 및 약학 조성물, 더 상세하게는, 경색된 심근 조직과 같은 손상된 근육 조직의 치료를 촉진하기 위해 조직내 가교결합이 가능한 조성물의 사용 방법에 관한 것이다.

가교결합된 폴리머 겔 물질은 생물의학산업에서 광범위하게 이용된다. 예를 들면, 종래에 다당 겔(polysaccharide gels)은 콘택트렌즈, 혈액접촉재료, 제어방출 제제(formulations), 창상 피복재, 생체접착재, 멤브레인, 초흡수재, 세포 캡슐화재 및 면역단리재(immunoisolation materials), 및 조직 엔지니어링 스캐폴드에 적용되어왔다(Suggs et al ., J. Biomater. Sci. Polym. 9: 653-666, 1998; Aebischer et al., Transplantation 58: 1275-1277, 1994; and Atala et at . (J. Urol. 150: 745-747, 1993).

손상된 심장조직을 치료하기 위한 다당 겔 물질의 잠재적 용도가 과거 10년 동안 집중적으로 연구되어 왔다.

연구의 주요 초점은 급성심근경색(AMI) 후의 심장 조직을 치료하기 위해 다당 겔을 사용하는 것에 집중되었다. 급성심근경색은 전형적으로 심근 조직의 급성 손실을 유발하고, 좌심실(LV) 리모델링을 유도하는 부하 상태의 급격한 증대를 유 발한다. 좌심실 리모델링의 초기단계는 경색 영역의 팽창이 수반되고, 이것은 심실의 조기파열 또는 동맥류 형성을 초래하는 경우가 많다. 지발성(late) 리모델링은 전체 좌심실을 포함하고, 시간의존성 확장, 경계영역 심근의 상흔으로의 회복, 심실 형태 변형 및 벽 비대를 수반한다. 그 결과, 이것은 수축 기능의 진행성 열화 및 심장마비를 일으켜 결국 사망에 이를 수 있다(Sutton and Sharpe, Circulation 101:2981-2988, 2000; Mann, D. L., Circulation 100:999-1008, 1999; and Jugdutt, B. L, Circulation 108:1395-1403, 2003).

따라서, 진행성 심실 리모델링의 중단 또는 반전은 심장마비 치료의 주요 목표이다. 따라서 급성심근경색의 파괴적 영향을 최소화하기 위한 임상적 시도는 심장 조직에 부과된 비가역적 손상을 효과적으로 치료하는데 실패하였다(Khand et al., Eur. Heart J. 22:153-164, 2001; Jessup and Brozena, S. N. Engl. J. Med. 348:2007-2018, 2003; and Redfield, M. M., N. Engl. J. Med. 347:1442-1444, 2000).

최근, 손상된 심근에 생체 세포를 이식하기 위한 시도가 조직 재생의 촉진을 통해 손상된 조직을 치료하기 위한 희망을 주고 있다(Etzion et al., J. MoI. Cell Cardiol. 33:1321-1330, 2000; Leor et al ., Expert Opin. Biol. Ther. 3:1023-39, 2003; and Beltrami et al., Cell; 114:763-776, 2003). 이 연구는 심근 내에 도우너 세포(예, 심장 세포 또는 줄기 세포)의 이식을 지지하기 위한 목적을 가지는 3-D 생체재료 스캐폴드의 개발과 함께 상당히 진전되었다. 최근, 다당 겔로 제조된 3-D 생체재료 스캐폴드가 손상된 심근 상에 성공적으로 이식되어 기대 되는 결과가 얻어졌다(Leor et al ., Circulation 102:56-61, 2000). 그러나, 이와 같은 세포가 접종된 3-D 생체재료 스캐폴드의 임상적 사용은 적합한 도우너 세포의 부족 및 대수술에 따른 고위험성 때문에 제한을 받는다.

본 발명의 실시 중에 본 발명자는 놀랍게도 주입이 가능한 가교결합되지 않은 폴리머 용액이 쥐의 손상된 심장 근육 조직의 치료를 효과적으로 촉진할 수 있다는 예상 외의 사실을 발견하였다.

본 발명의 하나의 관점에 따라, 근육 조직의 치료방법이 제공된다. 이 치료방법은 근육 조직에 유리 다가 양이온(free multivalent cations)이 실질적으로 없고, 근육 조직의 내부 또는 주위에 침착 후 자기 겔화가 가능한 무균 폴리머 용액의 유효량을 제공하는 것에 의해 발휘된다.

본 발명의 다른 관점에 따라, 심근경색의 치료방법이 제공된다. 이 치료방법은 치료가 요구되는 대상체에 유리 다가 양이온이 실질적으로 없고, 경색된 심근 조직의 내부 또는 주위에 침착 후 자기 겔화가 가능한 무균 폴리머 용액의 유효량을 제공하는 것에 의해 발휘된다.

본 발명의 또 다른 관점에 따라, 심장병의 치료방법이 제공된다. 이 치료방법은 치료가 요구되는 대상체에 유리 다가 양이온이 실질적으로 없고, 손상된 심근 조직의 내부 또는 주위에 침착 후 자기 겔화가 가능한 무균 폴리머 용액의 유효량을 제공하는 것에 의해 발휘된다.

본 발명의 또 다른 관점에 따라, 허혈성 근육 조직의 치료방법이 제공된다. 이 치료방법은 치료가 요구되는 대상체에 유리 다가 양이온이 실질적으로 없고, 허혈성 근육 조직의 내부 또는 주위에 침착 후 자기 겔화가 가능한 무균 폴리머 용액의 유효량을 제공하는 것에 의해 발휘된다.

본 발명의 또 다른 관점에 따라, 유리 다가 양이온이 실질적으로 없고, 허혈성 근육 조직의 내부 또는 주위에 침착 후 자기 겔화가 가능한 무균 폴리머 용액 및 상기 폴리머 용액의 인체의 치료 용도를 확인해주는 포장 재료를 포함하는 물품이 제공된다.

이하에 기술된 본 발명의 바람직한 실시예들의 추가의 특징에 따라, 상기 근육 조직은 심근 조직이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 근육 조직은 상기 자기 겔화를 유발하기 위해 충분한 다가 양이온의 농도를 가지도록 선택된다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 폴리머 용액은 다당 용액이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 다당 용액은 알긴산염 용액이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 알긴산염 용액은 알긴산 나트륨 용액이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 알긴산염은 10 내지 300 kDa의 평균 분자량을 가진다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 알긴산염의 농도는 0.1 내지 10 %(w/v)이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 알긴산염 내의 α-L-글루론산 및 β-마누론산의 모노머 비율은 1:1 내지 3:1이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 폴리머를 제공하는 단계는 주입 또는 카테터법(catheterization)을 통해 달성된다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 카테터법은 동맥내 카테터법이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 유효량은 약 0.5 내지 5 ml의 범위이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 폴리머 용액은 적어도 하나의 치료제를 더 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 상기 적어도 하나의 치료제는 성장인자, 호르몬, 항허혈약, 항염증약, 항아폽토시스약(anti-apoptotic drug) 및 항생제로 구성된 그룹에서 선택된다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 상기 심장병은 울혈성 심장마비이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 허혈성 근육 조직은 허혈성 심근 조직이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따라, 허혈성 근육 조직은 허혈성 횡문근 조직이다.

본 발명은 손상된 근육 조직에 그 조직의 내부 또는 주위에 침착 후 가요성 겔을 형성할 수 있는 치료적으로 유리한 폴리머 용액을 근육 조직에 안전하게 투여하는 것에 의해 손상된 근육 조직을 치료하는 신규의 치료방법을 제공함으로써 현재 알려져 있는 구성의 단점들을 성공적으로 극복한다.

본 발명은 무균질이고, 유리 다가 양이온이 실질적으로 존재하지 않고, 또 조직의 내부 또는 주위에 침착 후 자기 겔화가 가능한 폴리머 용액을 손상된 조직에 공급하는 것에 의해 경색된 심근 조직과 같은 손상된 조직의 치료를 촉진하는 신규의 약학 조성물을 사용한다.

본 발명의 원리 및 작용은 후술하는 설명을 참조하면 더욱 쉽게 이해할 수 있다.

본 발명의 적어도 하나의 실시예를 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명은 후술하는 설명이나 도면에 도시된 구성 및 배열의 세부에 대해 그 적용이 한정되지 않는다는 것에 대한 이해가 선행되어야 한다. 본 발명은 다른 실시예들이 가능하고 또는 다양한 방법으로 실시되거나 수행되는 것이 가능하다. 또, 본 명세서에 사용된 표현 및 용어는 설명을 위한 것이고, 한정으로서 간주되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다.

미국특허출원 제US11/229,119호는 보관 중에 액체 상태를 유지할 수 있고 신체 조직 내에 침착 후 겔 상태를 취할 수 있는 가교결합된 폴리머 용액을 교시하고 있다. 이 가교결합된 폴리머 용액은 주입 또는 카테터법(catheterization)을 통해 체내에 투여될 수 있다. 상기 미국특허출원은 부분 가교결합된 알긴산염 용액을 제공하므로 제조를 위해 신중한 혼합이 필요하다.

본 발명자들은 외인성 양이온이 없는 알긴산염 용액이 근육 조직 내에 투여된 후 겔 스캐폴트(gel scaffold)를 형성할 수 있다는 것을 예기치 않게 발견하였다. 후술하는 실시예 항에서 설명되는 바와 같이, 급성심근경색(AMI) 후의 심근 조직 내에 유리 다가 양이온이 실질적으로 결여된 무균 알긴산 나트륨 용액을 투여하면 상기 조직의 세포 수복(cellular repair)이 촉진되고, 따라서 경색에 의해 유발된 손상이 효과적으로 역전된다.

따라서, 본 발명의 일 관점에 따라, 근육 조직의 치료방법이 제공된다. 이 치료방법은 근육 조직에 유리 다가 양이온이 실질적으로 없고, 근육 조직의 내부 또는 주위에 침착 후 외인성 다가 양이온의 첨가 없이 자기 겔화가 가능한 무균 폴리머 용액의 유효량을 제공하는 것에 의해 발휘된다. 폴리머 용액의 겔화는 근육 조직 내에 존재하는 세포외 다가 양이온과의 가교결합을 통해 달성된다.

미국특허출원 제US11/229,119에 의해 교시되는 가교결합된 폴리머 용액과는 대조적으로 본 발명의 폴리머 용액은 표적 조직 내에 침착되기 전에 부분적으로 또는 전체적으로 가교결합되지 않는다는 것에 주목해야 한다.

본 명세서에 사용된 용어 "치료(treating)"는 조직의 기능 개선, 기계적 지지의 제공 및 조직 치유 및 치료과정의 촉진을 포함하는, 근육 조직에 대한 본 발명의 폴리머 용액의 투여의 치료적 양성 효과(therapeutically positive effects)의 전체 범위를 포함한다. 용어 "치료"는 더욱 허혈성 근육 조직에 관련된 질병 또는 질환의 감소, 완화 및 경감을 포함한다. 더욱, 용어 "치료"는 손상된 조직에 관련된 질병 또는 질환의 예방 또는 발생의 지연을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 표현 "근육 조직(muscle tissue)"은 임의의 포유동물의 근육 조직, 바람직하게는 인간 근육 조직을 포함한다. 이 표현은 더욱 평활근 조직, 횡문근 조직 및 심근 조직을 포함한다. 횡문근(골격근) 조직은 수의 조절(voluntary control) 하에 있다. 이 근섬유는 합포체(syncytial)이고, 사르코메아(sarcomeres)의 종열배열인 근원섬유를 포함한다. 평활근 조직은 일반적으로 불수의이고, 액틴/미오신의 비가 매우 높은 횡문근과 달리, 명확한 사르코메아가 부재하고, 그 나머지 길이의 소획분으로의 수축능력 면에서 횡문근과는 상이한 길고 테이퍼진 세포로 이루어진다. 평활근 세포는 특히 내장(특히 새의 모래주머니)을 둘러싸는 혈관벽 및 자궁 내에서 발견된다. 심근 조직은 횡문근이지만 척추동물 심장의 펌프작용을 위해 관여하는 불수의 조직이다. 개개의 심근 세포는 횡문근 조직이므로 융합하여 다핵 구조로 되지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 표현 "심장 근육 조직(cardiac muscle tissue)" 및 "심근 조직(myocardium tissue)"은 상호 교환적으로 사용할 수 있다.

이론에 구애됨이 없이, 폴리머 용액의 겔화는 근육 조직의 내부 또는 주위에 존재하는 다가 양이온을 통한 폴리머의 가교결합에 의해 이루어진다. 따라서, 본 발명의 근육 조직은 폴리머 용액의 겔화를 유발하기 위해 충분한 다가 양이온의 농도를 가지는 임의의 근육 조직일 수 있다.

본 명세서에 사용된 표현 "폴리머 용액(polymer solution)"은 폴리머가 물과 같은 용매 내에 균일하게 분산된 액체를 의미한다.

본 발명에 교시에 따른 적합한 폴리머는 다가 양이온을 통해 가교결합되어 히드로겔(hydrogel)을 형성할 수 있는 모든 생체적합성 폴리머, 비면역원성 폴리머, 바람직하게는 생체 내 분해성 폴리머일 수 있다. 폴리머는 프리베이스(free-base), 산성, 염기성, 애니온 염, 또는 일가 캐티온 염의 형태일 수 있다.

본 명세서에 사용된 용어 "무균(sterile)"은 생체 세포가 실질적으로 없는 용액을 의미한다. 본 발명의 폴리머 용액의 무균성은 예를 들면 다음과 같은 USP 24의 미생물학 시험을 이용하여 확인할 수 있다: 미생물 한계 시험(Microbial Limit Tests) <61>, 무균 시험(Sterility Tests) <71> 및 간편물품의 멸균 및 무균 보장 시험(Sterilization and Sterility Assurance of Compendial Articles) <12211>.

본 명세서에 사용된 표현 "유리 다가 양이온이 실질적으로 없는(essentially devoid of free multivalent cations)"은 0.001% (w/v) 미만의 유리 다가 이온의 농도를 가지는 폴리머 용액을 의미한다. 상용 제제는 이온을 함유하는 조류 추출물(algae extract)로부터 유도되므로, 알긴산 나트륨이 경우 미량의 칼슘과 기타 다가 양이온이 상용 제제 내에 존재할 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 미량의 이온이 본 발명에 의해 이용되는 폴리머 조성물 내에 존재할 수 있으나, 그 양이 매우 미량이므로 본 조성물에 다가 이온이 실질적으로 존재하지 않는 것으로 생각할 수 있다.

본 명세서에 사용된 용어 "겔(gel)"은 액체 내의 고형물의 반고체 콜로이달 현탁물을 의미한다. 본 명세서에 사용된 용어 "히드로겔(hydrogel)"은 액체로서 물을 함유하는 겔을 의미한다.

본 발명의 폴리머는 알긴산염 또는 키토산과 같은 다당, 젤란 검(gellan gum), 콜라겐, 카라기난(carageenan), 히알루론산(hyaluronic acid), 폴리 유산(poly lactic acid), 폴리포스파진(polyphosphazine) 및 폴리아크릴레이트일 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 바람직하게, 본 발명의 폴리머는 알긴산염이다.

본 명세서에 사용된 용어 "알긴산염(alginate)"은 해조류(예, 라미나리아 하이퍼보레아(Laminaria hyperborea), 엘. 디지타타(L. digitata), 에클로니아 맥시마(Eclonia maxima), 매크로시스티스 피리페라(Macrocystis pyrifera), 레소니아 니그레센스(Lessonia nigrescens), 아스코필럼 코도썸(Ascophyllum codosum), 엘. 자포니카(L. japonica), 듀어빌라에아 안타크티카(Durvillaea antarctica), 및 디. 포타토룸(D. potatorum))로부터 유도된 폴리아니온 다당 코폴리머(polyanionic polysaccharide copolymer)를 의미하는 것으로서, 이것은 β-D-마누론산(M) 및 α-L-글루론산(G)의 잔기를 다양한 비율로 함유한다.

바람직하게는, 본 발명의 알긴산염은 α-L-글루론산 및 β-D-마누론산의 모노머 비율이 1:1 내지 3:1이고, 분자량이 10 내지 300 kDa, 더 바람직하게는 25 내지 50 kDa이다.

본 발명의 알긴산염은 알긴산 나트륨, 알긴산 칼륨, 알긴산 리튬, 알긴산 루비듐 및 알긴산의 세슘염과 같은 가용성 알긴산염, 및 암모늄염, 모노-, 디- 또는 트리-에탄올라민 알긴산염과 같은 유기 염기의 가용성 알긴산염, 아닐린 알긴산염, 등이다. 그러나, 이들에 한정되지 않는다. 더 바람직하게는, 본 발명의 폴리머는 알긴산 나트륨이다. 유럽 및 미국의 의약품 규제 당국의 품질 및 안전요구에 모두 부합하는 의약품 등급의 알긴산 나트륨은 예를 들면 Novamatrix FMC Biopolymers (노르웨이, 드라멘)과 같은 다수의 제약사로부터 쉽게 구입할 수 있다. 본 발명의 폴리머 용액 내의 알긴산 나트륨의 최종 농도는 0.1 내지 10 % (w/v)의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리머가 완전히 용해되면, 이 용액을 고압증기살균법(autoclaving; 예, 120℃에서 30분간), 감마선 조사법 또는 여과 살균법과 같은 공지된 표준 살균방법을 이용하여 살균한다. 바람직하게 살균은 0.2μm의 멤브레인을 이용한 여과 살균법을 통해 실시한다.

본 발명의 폴리머 용액 내에 포함될 수 있는 적합한 치료제는 예를 들면 성장인자(예, 염기성 섬유아세포 성장인자; bFGF), 혈관내피 성장인자(VEGF), 인슐린양(insulin-like) 성장인자(IGF), TGF-패밀리의 구성요소, 골 형태형성 단백질(BMP), 혈소판 유래 성장인자, 앤지오포이에틴(angiopoietins), 및 기타 인자(예, 근원성 인자, 전사 인자, 사이토카인, 및 호미오박스 유전자 산물), 폴리뉴클레오티드, 폴리펩티드, 호르몬, 항염증약, 항허혈약, 항아폽토시스약 또는 항생제가 될 수 있다.

유리하게는, 치료제 또는 치료제들은 본 발명의 폴리머에 화학적으로 결합될 수 있다. 이러한 결합은 임의의 공지된 화학결합, 바람직하게는 공유결합을 통해 달성될 수 있다. 적합한 공유결합은 예를 들면 에스테르 결합(예, 카르본산 에스테르 결합, 옥시알킬 카르본산 에스테르 결합, 아미드 결합, 또는 티오에스테르 결합), 글리코시드 결합, 탄산염 결합, 카르바메이트 결합, 티오카르바메이트 결합, 요소 결합 또는 티오요소 결합일 수 있다.

바람직하게 폴리머는 알긴산염이고, 치료제에 대한 결합은 알긴산염 폴리머가 글루코론산염(glucoronate) 모노머 위치를 통해 가교결합에 대한 능력을 유지하도록 마누론산염(mannuronate) 모노머 위치에서 달성된다.

폴리머 용액은 필요한 경우 활성성분을 함유하는 일 유닛 이상의 용량 형태를 포함할 수 있는 팩(pack) 또는 FDA가 승인하는 키트와 같은 디스펜서 장치 내에 제공하는 것이 가능하다. 팩은 예를 들면 금속 포일 또는 플라스틱 포일(예, 블리스터 팩(blister pack)을 포함할 수 있다. 팩 또는 디스펜서 장치에 투여 설명서를 첨부할 수 있다. 팩 또는 디스펜서 장치에는 또 의약품의 제조, 사용 또는 판매를 관리하는 정부기관이 처방하는 형태의 용기에 관련된 통지서로서, 치료 조성물의 형태 또는 인간 투여 형태 또는 동물 투여 형태의 정부 기관의 승인을 반영하는 통지서를 수용할 수도 있다. 이와 같은 통지서는 예를 들면 의료장치 또는 의약에 대한 미국 FDA가 승인하는 라벨, 또는 승인된 제품 설명서일 수 있다. 또, 치료 조성물은 제조하여, 적합한 용기에 수용하고, 전술한 바와 같이 표시된 질환의 치료를 위한 라벨을 부착할 수 있다.

본 발명의 폴리머 용액의 치료가 요구되는 대상에 대한 투여는 표적 근육 조직 내 직접 주입 또는 비경구적 투여를 통해 달성된다. 급성심근경색을 치료하기 위해, 폴리머 용액을 동맥내에, 바람직하게는 관상동맥내에 벌루운 카테터(참조예, Knight 외, Circulation 95:2075-2081 , 1997)와 같은 적합한 카테터를 통해 투여할 수 있다.

폴리머 용액은 재관류의 개시 중 또는 재관류의 개시 후에 급성심근경색이 발생한 동일자에 투여할 수 있고, 바람직하게는 급성심근경색의 1일 후, 바람직하게는 급성심근경색의 2일 후, 바람직하게는 급성심근경색의 3일 후, 바람직하게는 급성심근경색의 4일 후, 바람직하게는 급성심근경색의 5일 후, 바람직하게는 급성심근경색의 6일 후, 바람직하게는 급성심근경색의 7일 후에 투여할 수 있다.

본 명세서에 사용된 표현 "유효량(effective amount)"은 의미있는 치료적 유용성을 제공하기 위해 효과적인 양을 의미한다. 투여될 조성물의 양은 물론 치료될 대상, 질환의 중증도, 투여 방법, 처방의상의 판단, 등에 따라 달라질 수 있다. 유효량은 0.1 and 10%(w/v)의 농도범위, 바람직하게는 0.2 내지 5%(w/v)의 농도범위, 바람직하게는 0.3 내지 2%(w/v)의 농도범위, 바람직하게는 0.5 내지 1.5%(w/v)의 농도범위, 바람직하게는 1%(w/v) 농도의 0.1 내지 10 ml (1 내지 1000 mg의 페니웨이트(dwt))의 범위, 바람직하게는 1 내지 5 ml (10 내지 500 mg의 페니웨이트)의 범위이다.

본 발명의 폴리머 용액은 치료를 요하는 대상에게 유효량의 폴리머 용액을 경색된 심근의 내부 또는 주위에 제공하는 것에 의해 심근경색을 치료하기 위해 사용될 수 있다.

또, 본 발명의 폴리머 용액은 치료를 요하는 대상에게 유효량의 폴리머 용액 을 손상된 심근 조직의 내부 또는 주위에 제공하여 심장병을 치료하는 것에 의해 울혈성 심장마비 또는 승모판 리거지테이션(mitral valve regurgitation)과 같은 심장병을 치료하기 위해 이용될 수 있다.

또, 본 발명의 폴리머 용액은 허혈성 근육 조직에 유효량의 폴리머 용액을 제공하는 것에 의해 허혈성 횡문근 조직과 같은 허혈성 근육 조직에 관련된 질병 및 질환을 치료하기 위해 이용될 수 있다.

따라서, 본 발명은 유리 다가 양이온이 실질적으로 존재하지 않고, 원위치에서(in situ) 자기 겔화가 가능한 무균질 폴리머 용액을 근육 조직에 제공하는 것에 의한 근육 조직의 신규의 치료방법을 제공한다. 이 치료방법은 근육 조직에 대해 안전하고 효과적인 상당한 치료적 유용성을 제공한다.

본 명세서에 사용된 용어 "약(about)"은 ± 10%를 의미한다.

본 발명의 추가의 목적, 이점, 및 신규의 특징들은 본 발명을 제한하려는 의도를 가지지 않는 후술하는 실시예를 검토함으로써 통상 전문가에게 더욱 명확해질 수 있다. 또, 다양한 각 실시예 및 전술된 본 발명의 관점들 및 후술된 청구항에 기재된 본 발명의 관점들은 다음의 실시예에 의해 실험적으로 지지된다.

실시예

후술되는 실시예는 전술한 설명과 함께 본 발명을 비제한적 방식으로 설명하는 것이다. 별도로 정의되지 않은 경우, 본 명세서에서 사용된 기술용어 및 과학용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상 전문가에 의해 일반적으로 이해되는 것 과 동일한 의미를 가진다. 본 명세서에 기술된 것과 유사하거나 등가의 방법 및 물질을 이용하여 본 발명을 실시하거나 시험할 수 있으나, 적합한 방법 및 물질은 후술되는 바와 같다.

실시예 1

쥐의 경색된 심근 조직에 주입된 알긴산 나트륨의 효과

물질 및 방법

실험 용액:

1% (w/v)의 알긴산 나트륨의 수용액(UP-VLVG, Mw = 41 kDa; NovaMatrix FMC Biopolymers, Drammen, Norway)을 사용 전에 0.2 μm 멤브레인(밀리포어;Millipore)을 이용하여 여과 살균하였다. 동일량의 여과 살균된 2% (w/v)의 알긴산 나트륨 수용액과 0.6% (w/v)의 칼슘 D-글루코네이트 (USP/NF Grade Dr. Paul Lauman lot. 623784)를 철저히 홉합하여 가교결합된 알긴산염 용액(BL-1040)을 제조하였다.

급성 심근경색( AMI )의 유도

급성 심근경색의 쥐 모델은 본질적으로 레오어(Leor) 등(Circulation 102:III56-61, 2000), 배틀러(Battler) 등(J Mol Cell Cardiol. 33: 1321-133, 2001) 및 레오어(Leor) 등(Circulation 114: I94-100., 2006)에 의해 기술된 것이었다. 간단히 설명하면, 수컷 스프라그-다울리 쥐(Sprague-Dawley rats) (250-350 g)를 40 mg/kg의 케타민과 10 mg/kg의 크실라진의 합성물로 마취하고, 삽관한 후, 인공호흡기를 장착하였다. 급성 심근경색을 유도하기 위해, 쥐의 흉부를 좌개흉(left thoracotomy)에 의해 개방하고, 그 심막(pericardia)을 제거하고, 근위 좌관상 동맥(proximal left coronary arteries)들을 벽내봉합(intramural stitch)에 의해 영구 폐색시켰다.

시험 용액의 투여

급성 심근경색 7일 후, 쥐들을 무작위 선택하여, 마취시킨 다음, 무균 조건 하에서 개흉하였다. 경색된 심근 영역들은 표면 상처의 외관 및 벽의 무운동증(akinesis)에 기초하여 시각적으로 인식되었다. BL-1040(양성 대조), 생리식염수(음성 대조) 또는 1%의 알긴산 나트륨을 29-게이지의 주사 바늘을 이용하여 경색된 심근 영역 내에 단일 회(100-150 μL의 체적) 주입하였다. 주입 후, 외과 절개부위를 봉합하였다.

에코카디오그래피( Echocardiography )

경흉벽 에코카디오그래피(transthoracic echocardiography)를 급성 심근경색 후 24시간 내(기준 에코검사) 및 30일 내에 수행하였다. 에코카디오그램은 레오어(Leor) 등(Circulation 114: I94-100, 2006)에 기술된 바와 같이 12-MHz 위상 배열 트랜스듀서를 장착한 시판되는 에코카디오그래피 시스템(Sonos 5500, 필립스, 매사추세츠주 앤도버)을 이용하여 실시하였다. 확장기능을 개변된 사강상(four- chamber view)으로 수행되는 승모판 유입의 맥파 도플러 인터로게이션(pulse-wave Doppler interrogation)을 이용하여 평가하였다. 모든 측정은 3회의 연속 심장주기에 대해 평균되고, 치료군들에 대해 블라인드 상태(blinded)로 수행되었다.

통계적 분석

에코카디오그래프의 측정치를 한 쌍의 t-테스트를 이용하여 분석하였다. 실시된 모든 시험은 투-테일드(two-tailed)였고, 5% 이하의 p값을 통계적 의미가 있는 것으로 간주하였다.

결과

하기 표 1에 나타나 있는 바와 같이, 쥐의 경색된 심근에 1%의 알긴산 나트륨 용액을 투여한 결과는 다음과 같다:

1. 생리식염수 대조에 비해 좌심실 수축기의 면적 변화의 상당한 감소(평균값 차이가 49.2%, p = 0.01)

2. 생리식염수 대조에 비해 좌심실 확장기의 면적 변화의 상당한 감소(평균값 차이가 45.8%, p = 0.01)

3. 생리식염수 대조에 비해 좌심실 수축기의 직경 변화의 상당한 감소(평균값 차이가 28.4%, p = 0.05)

4. 생리식염수 대조에 비해 좌심실 확장기의 직경 변화의 상당한 감소(평균값 차이가 26.0%, p = 0.05)

5. 생리식염수 대조에 비해 좌심실 질량 변화의 상당한 감소(평균값 차이가 51.5%, p = 0.01)

표 1

급성 심근경색 1일 후(투여 전; 기준) 및 급성 심근경색 30일 후(% 변화)¹에 얻어진 2-D 에코카디오그램 값의 차이

	알긴산 나트륨	BL -1040 (양성 대조)	생리식염수 (음성 대조)
동물의 수	12	9	12

LV 질량 (g)
생리식염수에 대한 P 값 ²	0.01	0.02
평균	30.00	33.68	61.88

LVFS (%) ⁷
생리식염수에 대한 P 값 ²	0.16	0.31
평균	-9.75	-11.55	-23.08

FAC (%) ⁸
생리식염수에 대한 P 값 ²	0.13	0.32
평균	-6.24	-10.03	-18.75

LVESD cm ⁴
생리식염수에 대한 P 값 ²	0.04	0.01
평균	26.66	22.56	37.24

LVEDD ³
생리식염수에 대한 P 값 ²	0.02	0.02
평균	20.52	18.83	27.73

LVES 면적 ⁶
생리식염수에 대한 P 값 ²	0.01	0.01
평균	46.37	47.39	91.26

LVED 면적 ⁵
생리식염수에 대한 P 값 ²	0.01	0.01
평균	35.95	40.30	66.38

¹ % 변화 = [((에코 일(echo day) 30 ) - (에코 일 1))/(에코 일 1)] x 100

² P 값 = 한 쌍의 t-테스트를 이용한 추정 확률, 평균값 사이의 차이(처리군 대 생리식염수 대조군)는 우연의 결과인 것으로 생각할 수 있다.

³LVEDD = LV 확장 말기 치수

⁴LVESD = LV 수축 말기 치수

⁵LV EDA = LV 확장 말기 치수

⁶LV ESA = LV 수축 말기 치수

⁷LV FS = LV 단축율 - [(LVIDd-LVIDs)/LVIDd] x 100

⁸FAC = 면적 변화율

따라서, 상기 결과는 급성 심근경색 후 동물의 심근 조직에 투여된 알긴산 나트륨 용액이 경색된 조직의 손상을 효과적으로 그리고 실질적으로 감소시킬 수 있고, 심장기능을 효과적으로 개선할 수 있다는 것을 나타낸다.

실시예 2

개의 경색된 심근 조직 내로의 알긴산 나트륨의 관상동맥내 투여

물질 및 방법

실험 용액:

실험 용액은 생리식염수(음성 대조), 가교결합된 알긴산염 용액(BL-1040; 양성 대조) 및 알긴산 나트륨 용액(1%)이다. 알긴산 나트륨 및 BL-1040의 용액들을 전술한 실시예 1에 기술된 바와 같이 제조하였다.

급성 심근경색( AMI )의 유도

2년생(20 - 25 kg) 개들을 마취하고, 삽관 후, 실온에서 호흡하도록 하였다. 동물들을 옥시모르폰 하이드로클로라이드(oxymorphone hydrochloride)(0.22 mg/kg) 및 다이아제팜(diazepam)(0.17 mg/kg)의 정맥주사로 진정시키고, 마취 수준은 1-2%의 이소플로란(isofluorane)으로 유지하였다. 이 과정은 폐흉 상태(chest closed) 및 무균 상태에서 실시하였다. 관상동맥 폐색을 발생시키기 위해, 2.7 French PTCA 벌루운 카테터를 대퇴골 동맥절개를 통해 4JL 가이딩 카테터를 통해 0.014 인치 와이어 상에 도입하였다. 4.0 mm 직경의 15 mm 벌루운이 이용되었다. 가이딩 카테터는 좌주관동맥(Left Main coronary artery) 내에 위치되고, 형광투시 안내 하에 진입된 와이어는 원위 관상동맥 회선지(distal Circumflex coronary artery)내에 위치한다. 벌루운 카테터를 와이어 상의 관상동맥 내에 진입시켜 제1의 연지(first marginal branch)의 근접부에 위치시킨다. 모든 경우, 동물들은 750-1000 USP 유닛의 소디움 헤파린(sodium heparin)을 이용하여 항응고처리하였다.

관상동맥내 투여

설치된 PTCA 벌루운을 팽창시켜 관상동맥을 폐색시켰다. 관상동맥의 완전한 폐색은 심전도 상의 ST 상승 및 경흉벽 2-차원 에코카디오그래피에 의해 평가된 좌심실 후벽운동이 거의 존재하지 않는 것에 의해 확인되었다. 모든 경우, 관상동맥 폐색을 3 내지 5시간 동안 유지하였다. 폐색의 말기에, 벌루운을 관상동맥의 재관류를 허용하기 위해 수축시켰다.

실험 용액(2 ml 체적)을 동물의 관상동맥 회선지(Circumflex coronary artery) 내에 주입하였다.상기 실험 용액의 사용을 위한 유사한 임상 상황을 모사하기 위해, 실험 용액의 관상동맥 주입을 급성 심근경색의 발생일과 동일한 날짜(재관류의 개시 후 약 1시간) 또는 급성 심근경색 발생의 2-5일 후에 실시하였다. 개들에게 무작위로 임의의 실험 용액을 할당하였다. 모든 동물들을 급성 심근경색 발생 후 4개월간 추적하였다. 혈관조영 측정 및 에코카디오그래프 측정을 기준(baseline), 급성 심근경색의 유도 전, 실험 용액의 투여 직전, 및 투여 후 2개월 및 4개월에 대해 실시하였다.

평가 항목들

1. LV 수축 말기의 체적 및 LV 확장 말기의 체적의 심실촬영법에 기초한 진행성 LV 팽창의 예방 또는 완화

2. LV 구출율(ejection fraction; EF)의 심실촬영법 및 LV 면적 단축율(fractional area of shortening; FAS)의 에코카디오그래프법에 기초한 LV 수축 기능의 진행성 열화의 방지.

3. 경색된 LV 벽의 수축기의 후벽화(systolic thickening)의 에코카디오그래프 측정에 기초한 경색 확대의 예방 또는 완화

혈관조영 측정 및 에코카디오그래프 측정

모든 혈관조영 측정 및 에코카디오그래프 측정이 전신 마취 및 무균 조건 하의 심장 카테터법의 실시 중에 이루어졌다. 20 ml의 조영제(RENO-M-60 Squibb, 뉴저지 프린스톤)의 주입 중에 개의 우측와위(placed on its right side)의 좌심실사진(Left ventriculograms)들을 얻고, 디지털로 기록하였다. 이미지 확대를 위한 교정을 LV의 수준에 배치된 X선불투과성 교정 그리드(calibrated grid)를 이용하여 실시하였다. LV 수축 말기(ESV)의 체적 및 LV 확장 말기(EDV)의 체적을 면적-길이법(닷지(Dodge) 등, Am J Cardiol. 1966; 18:10-24, 1966)을 이용한 LV 실루엣(silhouettes)으로부터 계산하였다. 좌심실 EF는 EDV 및 ESV의 차이에 대한 EDV - 100(사바(Sabbah) 등, Circulation 89:2852-2859, 1994)의 비율로서 계산된다.

모든 2차원 에코카디오그래프 측정은 개의 우측와위의 자세(right lateral decubitus position)에서 실시되었다. 에코카디오그래프 연구는 3.5 MHz의 트랜스듀서를 갖춘 제너럴 일렉스트릭의 VIVID 7 Dimension 초음파 시스템을 이용하여 수행되고, 오프라인 분석을 위한 미츠비시의 MD3000 VHS 레코더를 이용하여 기록되었다. 중간 유두근(mid-papillary muscle) 수준에서의 LV 단축상(short-axis view)을 기록하고, 이것을 이용하여 퍼센트 단축율(FAS; 코노(Kono) 등. J Am Coll Cardiol 1992;19:1101-1105, 1992)(이것은 확장 말기 면적과 수축 말기 면적의 차 이 - (확장 말기 면적 > 100)으로서 정의됨)을 연산하였다. 또 LV 전벽, 후벽, 및 심실중격(inter-ventricular septum)의 퍼센트 수축기 후벽화를 단축상을 이용하여 측정하고, 각각 확장 말기의 벽두께에 대한 수축 말기의 벽두께의 비율을 확장 말기의 벽두께 > 100으로 나눈 것으로서 계산하였다. 모든 분석에서 기외 수축 비트(extrasystolic beats) 및 기외 수축 후 비트(post-extrasystolic beats)는 배제하였다.

통계적 분석

그룹 내의 혈관조영술 데이터 및 에코카디오그래프 데이터를 0.05에서 알파 집합(alpha set)을 구비하는 분산의 반복 측정 분석(repeated measures analysis of variance; ANOVA)을 이용하여 분석한다. 전체 ANOVA가 유의미하면, 전처리(PRE) 및 2개월 및 4개월 사이의 한 쌍 비교를 슈트던트-뉴맨-쿨즈(Student-Newman-Keuls) 시험을 이용하여 수행한다. 이 시험을 위해 0.05 이하의 p-값이 유의미한 것으로 생각된다. 처리 효과를 평가하기 위해 PRE와 처리 후 2개월 후의 측정값 변화(Δ) 및 PRE와 처리 후 4개월 후의 측정값 변화(Δ)를 각각 2 연구부문에 대해 계산한다. 측정값 변화(Δ)에 상당한 변화가 대조군과 알긴산 나트륨 처리군 사이에 존재하는지의 여부를 판단하기 위해, 유의미한 것으로 생각되는 p < 0.05를 가지는 2개의 평균에 대한 t-통계를 이용한다.

Claims

근육 조직의 치료방법으로서, 근육 조직에 유리 다가 양이온(free multivalent cations)이 실질적으로 없고, 근육 조직의 내부 또는 주위에 침착 후 자기 겔화가 가능한 무균 폴리머 용액의 유효량을 제공하여 상기 근육 조직을 치료하는 근육 조직의 치료방법.
청구항 1에 있어서, 상기 근육 조직은 심근 조직인 것을 특징으로 하는 근육 조직의 치료방법.
청구항 1에 있어서, 상기 근육 조직은 상기 자기 겔화를 유발하기 위해 충분한 상기 다가 양이온의 농도를 가지도록 선택되는 것을 특징으로 하는 근육 조직의 치료방법.
청구항 1에 있어서, 상기 폴리머 용액은 다당 용액인 것을 특징으로 하는 근육 조직의 치료방법.
청구항 4에 있어서, 상기 다당 용액은 알긴산염 용액인 것을 특징으로 하는 근육 조직의 치료방법.
청구항 5에 있어서, 상기 알긴산염 용액은 알긴산 나트륨 용액인 것을 특징으로 하는 근육 조직의 치료방법.
청구항 5에 있어서, 상기 알긴산염은 10 내지 300 kDa의 평균 분자량을 가지는 것을 특징으로 하는 근육 조직의 치료방법.
청구항 5에 있어서, 상기 알긴산염의 농도는 0.1 내지 10 %(w/v)인 것을 특징으로 하는 근육 조직의 치료방법.
청구항 5에 있어서, 상기 알긴산염 내의 α-L-글루론산 및 β-D-마누론산의 모노머 비율은 1:1 내지 3:1인 것을 특징으로 하는 근육 조직의 치료방법.
청구항 1에 있어서, 상기 제공은 주입 또는 카테터법(catheterization)을 통해 달성되는 것을 특징으로 하는 근육 조직의 치료방법.
청구항 1에 있어서, 상기 카테터법은 동맥내 카테터법인 것을 특징으로 하는 근육 조직의 치료방법.
청구항 1에 있어서, 상기 유효량은 약 0.1 내지 10 ml의 범위인 것을 특징으로 하는 근육 조직의 치료방법.
청구항 1에 있어서, 상기 유효량은 약 0.5 내지 5 ml의 범위인 것을 특징으로 하는 근육 조직의 치료방법.
청구항 1에 있어서, 상기 폴리머 용액은 적어도 하나의 치료제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근육 조직의 치료방법.
청구항 14에 있어서, 상기 적어도 하나의 치료제는 성장인자, 호르몬, 항허혈약, 항염증약, 항아폽토시스약 및 항생제로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 근육 조직의 치료방법.
심근경색의 치료방법으로서, 치료가 요구되는 대상체에 유리 다가 양이온(free multivalent cations)이 실질적으로 없고, 경색된 심근 조직의 내부 또는 주위에 침착 후 자기 겔화가 가능한 무균 폴리머 용액의 유효량을 제공하여 상기 심근경색을 치료하는 심근경색의 치료방법.
심장병의 치료방법으로서, 치료가 요구되는 대상체에 유리 다가 양이온(free multivalent cations)이 실질적으로 없고, 손상된 심근 조직의 내부 또는 주위에 침착 후 자기 겔화가 가능한 무균 폴리머 용액의 유효량을 제공하여 상기 심장병을 치료하는 심장병의 치료방법.
청구항 17에 있어서, 상기 심장병은 울혈성 심장마비인 것을 특징으로 하는 심장병의 치료방법.
허혈성 근육 조직의 치료방법으로서, 치료가 요구되는 대상체에 유리 다가 양이온(free multivalent cations)이 실질적으로 없고, 허혈성 근육 조직의 내부 또는 주위에 침착 후 자기 겔화가 가능한 무균 폴리머 용액의 유효량을 제공하여 상기 허혈성 근육 조직을 치료하는 허혈성 근육 조직의 치료방법.
청구항 19에 있어서, 상기 허혈성 근육 조직은 허혈성 심근 조직인 것을 특징으로 하는 허혈성 근육 조직의 치료방법.
청구항 19에 있어서, 상기 허혈성 근육 조직은 허혈성 횡문근 조직인 것을 특징으로 하는 허혈성 근육 조직의 치료방법.
유리 다가 양이온(free multivalent cations)이 실질적으로 없고, 근육 조직의 내부 또는 주위에 침착 후 자기 겔화가 가능한 무균 폴리머 용액 및 상기 폴리머 용액의 인체의 치료 용도를 확인해주는 포장 재료를 포함하는 물품.