KR20100020008A - 생물학적 인터페이스를 통한 활성 성분의 방출을 개선한 경피 전달 장치 - Google Patents

생물학적 인터페이스를 통한 활성 성분의 방출을 개선한 경피 전달 장치 Download PDF

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치즈코 이시카와
이즈미 이시카와
마유코 이시다
유헤이 노모토
아키요시 사이토
키요시 카나무라
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티티아이 엘뷰 가부시키가이샤
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Abstract

피검자의 생물학적 인터페이스에 하나 이상의 이온화 가능한 활성제의 수동성 경피 전달을 위해, 경피성 약물 전달 시스템이 제공된다. 경피성 약물 전달 시스템은 배면 기판 및 활성제 층을 포함한다. 상기 활성제 층은 증점제, 가소제 및 치료적으로 유효량의 이온화 가능한 활성제를 포함한다.
경피 전달 장치, 생물학적 인터페이스, 이온화 가능한 활성제, 폐쇄성 호흡기 질환

Description

생물학적 인터페이스를 통한 활성 성분의 방출을 개선한 경피 전달 장치{TRANSDERMAL DELIVERY DEVICES ASSURING AN IMPROVED RELEASE OF AN ACTIVE PRINCIPLE THROUGH A BIOLOGICAL INTERFACE}
본 출원은 일반적으로 활성제의 국소성 및 경피성 투여 분야에 관한 것으로서, 특히 수동 확산을 통한 생물학적 인터페이스에 활성제를 경피적으로 전달하는 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 출원은 35 U.S.C. §119(e)에 따라 2007년 5월 18일에 출원된 미국 가출원 번호 제60/938,961호; 2007년 8월 14일에 출원된 미국 가출원 번호 제60/955,850호; 2007년 8월 20일에 출원된 미국 가출원 번호 제60/956,895호; 및 2007년 8월 21에 출원된 미국 가출원 번호 제60/957,126호의 우선권을 주장한다.
예를 들면, 캡슐, 주사제, 연고 및 알약의 형태로 종래 투여되는 활성제는 일반적으로 혈류 및 조직에 활성제 농도의 큰 기복을 일으키는 펄스로서 신체에 도입되며, 그 결과 바람직하지 않은 유형의 치료효능 및 독성을 제공하게 된다. 예를 들면, 폐쇄성 호흡기 질환(obstructive respiratory ailment) 치료에 대해 투여되는 종래 활성제는 흡입기 장치(예컨대, 흡입기)를 사용하여 일반적으로 투여되는 흡입 에어로졸 및 흡입용액을 일반적으로 포함한다. 일반적으로, 흡입기 장치는 수 동 작동 펌프에 부착된 가압 캐니스터(canister)에 용액으로 저장된 활성제, 약제 또는 약물을 포함한다. 표준 흡입기 장치를 사용하기 위하여, 사용자는 우선 숨을 내쉬어야 하며, 이후 상기 흡입기 장치의 마우스-피스(mouth-piece) 말단을 입안에 삽입하고, 이후 입안에서 상기 마우스-피스 말단을 유지한 채 상기 흡입기 장치의 펌프를 수동으로 작동하고, 이후 상기 사용자는 상기 활성제 또는 약제 또는 약물이 상기 사용자로부터 내뿜어져 나가는 대신에 신체에 흡수될 기회를 가지도록 소정의 시간 동안 호흡을 멈춰야 할 것이다. 일부 사용자들은 호흡기 장치의 사용이 곤란할 수 있다. 예를 들면, 호흡기 장치의 사용자는 상기 호흡기 장치를 물리적으로 조작하여 작동시키는 능력이 필요하다. 연소한 사용자는 호흡기 장치를 적절히 사용하는데 필요한 운동능력을 동원하는데 곤란할 수 있다. 또한, 상기 소정의 시간 동안 호흡을 멈춰야 하는 능력이 부족한 사용자는 마찬가지로 호흡기 장치를 이용할 수 없다.
따라서, 폐쇄성 호흡기 질환을 치료하기 위하여 예를 들면, 경피 전달 장치를 사용하는 활성제를 투여하는 다른 방식의 제공에 대한 요구가 존재한다.
인체의 가장 큰 기관인 피부는 전신 약물 투여용 무통의 무난한 인터페이스를 제공한다. 주사 및 경구 전달 경로와 비교하여, 경피성 약물 전달은 환자 순응성을 증가시키고, 간에 의한 대사작용을 회피하며 장기간에 걸쳐서 지속적이면서 조절된 전달을 제공한다. 일부 경우에 경피 전달은 예를 들면, 위창자 자극, 낮은 흡수성, 일차통과효과(또는 일차통과 대사작용 또는 간기능 효과)로 인한 분해, 부작용을 유발하는 대사물질의 형성 및 빈번한 투여를 필요로 하는 짧은 반감기와 같 은 활성제와 관련된 특이적인 문제점들을 제거하여 치료 효과를 개선시킬 수 있다.
피부가 가장 광범위하고 용이하게 접근할 수 있는 기관들 중 하나이지만, 상대적으로 두꺼우면서도 구조적으로 복잡하다. 따라서, 특정한 활성제들을 경피적으로 전달하는 것이 지금까지 곤란하였다. 피부에 손상을 주지 않고 혈류 또는 림프관으로 활성제를 수송하기 위해서, 활성제는 각질층(즉, 표피의 가장 외곽 층), 생 표피(viable epidermis), 유도진피(papillary dermis) 및 모세혈관벽을 포함하는 조직의 다수 복합층을 투과하여야 한다. 지질 매트릭스에 파묻혀 있는 평편 세포들(flattened cells)로 이루어진 각질층은 국소 조성물 또는 경피적으로 투여되는 약물의 흡수에 제1의 장벽을 제공하는 것으로 일반적으로 여겨진다.
피부의 지용성으로 인하여, 수용성 또는 친수성 약물은 지용성 약물보다 훨씬 느리게 확산하는 것으로 예측된다. 지질계 투과 촉진제(식물성 기름을 포함하는 소수성 유기 물질 등)가 확산 속도를 향상시킬 수 있는 경우가 자주 있는 반면에, 상기 투과 촉진제는 친수성 약물과는 잘 혼합하지 않는다. 예를 들면, 기관지 확장제인 프로카테롤(Procaterol) 전달용 경피성 운반체의 개발은 수많은 난관에 봉착해 있다. 프로카테롤은 고도로 친수성이며, 소수성 유기 물질과 혼합되는 경우 피부를 통한 전달은 가능하지 않다.
경피 전달 장치 또는 약학적으로 허용가능한 운반체의 상용 판매 허용은 제작자에게 드는 비용, 보관기간, 보관중 안정성, 활성제 전달의 효율 및/또는 적시성, 생물학적 능력 및/또는 폐기 문제를 포함하는 다양한 인자들에 의존한다. 또한, 경피 전달 장치 또는 약학적으로 허용가능한 운반체의 상용 판매 허용은 그 다 용도성 및 사용상 편의성에 의존한다.
본 개시물은 상기 설명된 하나 이상의 약점들을 극복하고/극복하거나 또한 관련된 장점들을 제공하는 것에 관한 것이다.
경피 전달 장치 및 국소 제형이 기술된다. 다양한 실시예에서, 이온화 가능한 활성제 및 이온화된 활성제는 피부를 통하여 수동적으로 투과하여 혈류에 도달할 수 있으며 궁극적으로는 전신으로 전달될 수 있다.
일 실시예는 배면 기판; 및 활성제 층을 포함하며, 상기 활성제 층은 실질적으로 무수(anhydrous)이고 오일이 없으며(oil-free) 증점제(thickening agent) 및 이온화 가능한 활성제(ionizable active agent)를 포함하며, 상기 이온화 가능한 활성제는 상기 활성제 층에서 전기적으로 중성이고 수용성 매질과 접촉시 이온화된 활성제로 해리하는 수동성 경피 전달 장치를 기술한다.
다른 실시예는 증점제, 이온화된 활성제; 및 수용성 매질을 포함하는 국소 제형으로서, 상기 국소 제형은 실질적으로 오일이 없는 국소 제형을 기술한다.
또 다른 실시예는 피검자의 폐쇄성 호흡기 질환(obstructive respiratory ailment)과 관련된 질병상태(condition)를 치료하는 방법에 있어서, 상기 피검자의 피부에 배면 기판; 및 활성제 층을 포함하며, 상기 활성제 층은 실질적으로 무수이고 오일이 없으며, 증점제 및 이온화 가능한 활성제를 포함하며, 상기 이온화 가능한 활성제는 상기 활성제 층에서 전기적으로 중성이고 수용성 매질과 접촉시 이온화된 활성제로 해리하는 수동성 경피 전달 장치를 가하는 단계; 및 상기 이온화 가능한 활성제를 이온화된 활성제로 해리하게 하는 단계를 포함하는, 피검자의 폐쇄성 호흡기 질환과 관련된 질병상태를 치료하는 방법을 기술한다.
도면에서, 동일한 참조 번호는 유사한 구성요소 또는 행위를 나타낸다. 도면에서 구성요소의 크기 및 상대적 위치는 항상 축적에 맞게 작성되는 것은 아니다. 예를 들면, 다양한 구성요소 및 각의 모양은 축적에 맞게 작성된 것은 아니며, 이들 구성요소 중 일부는 도면의 가독성을 향상시키기 위하여 임의로 확대되고 위치된다. 또한, 작성된 바와 같이 상기 구성요소들의 특정 형태는 특정 구성요소들의 특정 형태에 관한 임의의 정보를 전달하려는 의도는 아니며, 본 도면에서 알기 쉽게 선택된 것뿐이다.
도 1은 도시된 일 실시예에 따른 경피성 약물 전달 장치의 활성 측면의 등척도(isometric view)이다.
도 2A는 도시된 일 실시예에 따른 도 1의 경피 전달 장치의 활성 측면의 평면도이다.
도 2B는 도시된 일 실시예에 따른 도 1의 경피 전달 장치의 분해도이다.
도 3은 도시된 일 실시예에 따른 경피 전달 장치의 활성 측면의 바닥면의 등척도이다.
도 4A는 도시된 일 실시예에 따른 경피 전달 장치의 활성 측면의 평면도이다.
도 4B는 도시된 일 실시예에 따른 경피 전달 장치의 분해도이다.
도 5는 이온 플럭스 유도 전기장(ionic flux-induced electrical field)을 개략적으로 도시한다.
도 6은 시간에 따른(Δt) 이온 이동을 도시한다.
도 7은 이온 투과를 시험하는 H자형 프란츠 셀(H-shape Franz cell)을 개략적으로 도시한다.
도 8A 내지 도 8C는 전위차가 이온 이동에 어떻게 영향을 주는가를 도시한다.
도 9는 피부 내에서 프로카테롤 양이온의 투과율과 염산 프로카테롤의 농도 간의 관계를 도시한다.
도 10은 다양한 농도에서 도 7의 프란츠 셀을 사용하여 측정된 시간에 따른 무모 마우스 피부에 전달된 수용성 프로카테롤의 실제량을 도시한다.
도 11은 도 10에서 실제 측정된 값들과 비교한 계산값들을 도시한다.
도 12는 디클로페낙 나트륨의 농도와 디클로페낙 음이온이 피부에 전달되는 전달 속도 간의 관계를 도시한다.
도 13은 이온 확산의 결과로 피부 내에서 발생한 전위차를 도시한다.
도 14는 측정된 결과를 도 13의 계산된(예상) 결과와 비교한 것이다.
도 15는 피부 내에서 AA2G의 농도와 AA2G 이온 간의 관계를 도시한다.
도 16은 피부 내에서 발생하는 전위차를 도시한다.
도 17은 계산 결과 및 실험 결과 간의 비교를 도시한다.
도 18은 염산 리도카인의 농도와 피부내에 전달된 리도카인 양이온 간의 관 계를 도시한다.
도 19는 피부 내에서 염산 리도카인이 전달되는 동안에 발생된 전위차를 도시한다.
도 20은 염산 리도카인 투과의 계산값과 실제 실험값과의 비교를 도시한다.
도 21은 도시된 일 실시예에 따른 경피성 약물 전달 장치를 제작하는 예시적인 방법의 순서도이다.
도 22A 내지 도 22C는 도시된 일 실시예에 따른 스핀-코팅 공정을 도시한다.
도 23A는 도시된 일 실시예에 따른 입자 크기에 대한 진동수의 동적 광 산란 측정 플롯이다.
도 23B는 도시된 일 실시예에 따른 HPC 및 염산 프로카테롤의 상호작용을 도시하는 활성제 층의 단면도이다.
도 24는 도시된 일 실시예에 따른 폐쇄성 호흡기 질환과 관련된 질병상태를 방지하거나 치료하는 예시적인 방법의 순서도이다.
도 25A는 도시된 일 실시예에 따른 체외 경피성 투과를 평가하는 시험 확산 셀의 분해도이다.
도 25B 및 도 25C는 도시된 일 실시예에 따른 체외 경피성 투과를 평가하는 프란츠 시험 확산 셀의 분해도 및 미분해(unexploded)도를 도시한다.
도 26은 도시된 일 실시예에 따른 시간 대 전달된 염산 프로카테롤의 플롯이다.
도 27은 도시된 일 실시예에 따른 시간 대 인산염 완충 식염수(PBS)에 프로 카테롤이 투과되는 예시적인 투과 프로파일이다.
도 28은 전달 장치의 예시적인 일 실시예에 대하여 시간 대 인산염 완충 식염수(PBS)에 프로카테롤이 투과되는 투과 프로파일의 플롯이다.
도 29는 전달 장치의 예시적인 일 실시예에 대하여 시간 대 인산염 완충 식염수(PBS)에 프로카테롤이 투과되는 투과 프로파일의 플롯이다.
도 30은 전달 장치의 예시적인 일 실시예에 대하여 시간 대 인산염 완충 식염수(PBS)에 프로카테롤이 투과되는 투과 프로파일의 플롯이다.
도 31은 전달 장치의 예시적인 일 실시예에 대하여 시간 대 인산염 완충 식염수(PBS)에 프로카테롤이 투과되는 투과 프로파일의 플롯이다.
도 32는 전달 장치의 예시적인 일 실시예에 대하여 시간 대 인산염 완충 식염수(PBS)에 프로카테롤이 투과되는 투과 프로파일의 플롯이다.
하기 상세한 설명에서, 개시된 다양한 실시예들의 완전한 이해를 위하여 특정의 구체적인 상세한 사항들이 포함되었다. 그러나, 당업자는 실시예들이 하나 이상의 이러한 구체적인 상세한 사항 없이도 또는 다른 방법, 성분, 물질 등과 함께 실시될 수 있음을 알 것이다. 다른 경우에, 선적 및 보관 도중에 전달 장치를 보호하기 위하여 보호 덮개 및/또는 라이너(liner)를 포함하지만, 여기에 한정되지 않은 전달 장치와 관련된 공지된 구조물은 실시예의 설명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 회피하기 위하여 상세히 도시되거나 기술되지는 않았다.
본 명세서 및 후속하는 청구항 전체를 통하여 문맥에서 따로 요구하지 않으 면, "포함하다" 및 "포함하고" 및 "포함하는"과 같은 그 변형은 "포함하지만, 여기에 한정되지 않은"으로 개방된 포함적 의미로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체를 통하여 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예" 또는 "다른 실시예에서" 또는 "일부 실시예에서"라는 언급은 상기 실시예와 연계하여 기술된 특정한 언급된 특성, 구조 또는 특징이 적어도 하나의 실시예에 포함된 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체를 통하여 다양한 곳에서 "하나의 실시예에서" 또는 "일 실시예에서" 또는 "다른 실시예에서" 또는 "일부 실시예에서"라는 어구가 나타나는 것은 반드시 동일한 실시예에 대한 모든 언급은 아니다. 또한, 상기 특정한 특성, 구조 또는 특징은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적당한 방식으로 조합될 수 있다.
본 명세서 및 첨부된 청구항에 사용된 "하나", "하나의" 및 "상기"의 단수 형태는 내용이 명시적으로 지시하지 않는 한 복수의 언급을 포함하는 것으로 알아야 한다. 따라서, 예를 들면, 활성제에 대한 언급은 단수의 활성제 또는 둘 이상의 활성제들을 포함한다. 또한, "또는"이라는 용어는 내용이 명시적으로 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미에 일반적으로 채용된다는 것을 알아야 한다.
이온성 약물은 피부를 통해 용이하게 투과하지 않으며 일반적으로 국소 제형(예컨대, 크림 및 로션) 또는 경피성 패치제(patch)에 적합하지 않은 것으로 종래 여겨져 왔다. 그러나, 본 명세서에 기술된 다양한 실시예에 따르면, 특정한 이온화 가능한 활성제는 피부에 투과하여 혈류 또는 림프관으로 들어갈 수 있다. 피부 내에서 이온 투과의 이론적 모델 및 실험적 결과를 바탕으로 이온화된 활성제를 수동적으로 전달하는 경피 전달 장치(예컨대, 패치제) 및 국소 제형을 설계하는 논리적인 접근법이 본 명세서에 기술되어 있다. 또한, 이를 제작하고 사용하는 방법도 기술되어 있다.
경피 전달 장치
하나의 실시예는 배면 기판 및 활성제 층을 포함하며, 상기 활성제 층은 실질적으로 무수이고 오일이 없으며 증점제 및 이온화 가능한 활성제를 포함하며, 상기 이온화 가능한 활성제는 상기 활성제 층에서 전기적으로 중성이고 수용성 매질과 접촉시 이온화된 활성제로 해리하는 경피성 패치제와 같은 수동성 경피 전달 장치를 제공한다.
본 명세서에 사용된 "경피 전달"은 외부에 가해진 전류 없이 이온성 활성제의 수동 확산을 가리킨다. 그러나, 피부를 통한 확산의 결과로, 이온 물질은 농도 기울기(gradient)를 수립하여, 이 농도 기울기가 피부의 일 면 상에서 전위차를 발생시킬 수 있다. 상기 전위차는 다양한 이온들의 속도, 플럭스(flux) 및 크기를 포함한 다수의 상호관계 인자에 의존하여 이온 확산 공정을 촉진시키거나 방해할 수 있다. 조절된 조건하에서 이온의 수동 확산은 상기 농도 기울기뿐만 아니라 상기 전위의 이중 효과로부터 이득을 얻을 수 있음을 본 명세서에 토론하였다.
도 1, 2A 및 2B는 전달 장치(10a)의 제1 예시적인 실시예를 도시한다. 일부 실시예에서, 상기 전달 장치(10a)는 피검자의 생물학적 인터페이스에 수동 확산을 통하여 하나 이상의 치료 활성제를 경피적으로 전달하도록 구성되어 있다. 본 명세서에 사용된 "생물학적 인터페이스"는 피부 및 점막(비막 등)을 가리킨다. 달리 상 술하지 않으면, 피부 투과에 관한 모든 설명도 비막에 적용된다. 상기 전달 장치(10a)는 반대 측면들(13a 및 15a)을 갖는 배면 기판(backing substrate: 12a)을 포함한다. 선택적 기저 층(14a)은 상기 배면 기판(12a)의 측면(13a) 상에 배치되고/되거나 형성된다. 활성제 층(16a)은 상기 기저 층(14a) 상에 배치되고/되거나 형성된다. 상기 배면 기판(12a), 상기 선택적 기저 층(14a) 및 상기 활성제 층(16a)은 상기 전달 장치(10a)가 피검자의 윤곽에 따라 맞춰질 수 있도록 휠 수 있는 물질로 형성될 수 있다.
도 1은 상기 전달 장치(10a)의 등척도를 도시한다. 상기 전달 장치(10a)가 피검자(미도시) 상에 놓여진 경우, 상기 활성제 층(16a)은 상기 피검자에게 근접하게 되며 상기 배면 기판(12a)은 상기 피검자에게서 이격된다. 상기 배면 기판(12a)은 상기 전달 장치(10a)가 상기 피검자에게 가해져 그 위에 부착될 수 있도록 접착제를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 배면(12a)은 상기 전달 장치(10a)를 둘러싼다. 배면 기판의 비한정 예는 3MTM CoTranTM Backings, 3MTM CoTranTM Nonwoven Backings 및 3MTM ScotchpakTM Backings를 포함한다.
상기 선택적 기저 층(14a)은 예를 들면, 중합체, 열가소성 중합체 수지(예컨대, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트(poly(ethylene terephthalate))) 등을 포함하는 임의의 적당한 물질로 제작될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 선택적 기저 층(14a) 및 활성제 층(16a)은 상기 배면 기판(12a)의 실질적 부분을 덮을 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 상기 배면 기판(12a), 상기 선택적 기저 층(14a) 및 상기 활성제 층(16a)은 디스크 모양일 수 있으며, 상기 배면 기판(12a)은 약 15 밀리미터(㎜)의 직경을 가지며, 상기 선택적 기저 층(14a) 및 상기 활성제 층(16a)은 각각 약 12 ㎜의 직경을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 배면 기판(12a), 상기 기저 층(14a) 및 상기 활성제 층(16a)의 크기는 이보다 더 크거나 더 작을 수 있으며, 일부 실시예에서, 상기 배면 기판(12a), 상기 기저 층(14a) 및 상기 활성제 층(16a) 간의 상대적 크기 차이는 도 1, 2A 및 2B에 도시된 것과 상이할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 활성제 층(16a)의 크기는 다른 것들 중에서, 상기 전달 장치(10a)에 의하여 전달되는 활성제 또는 활성제들 및/또는 상기 전달 장치(10a)에 의하여 활성제 또는 활성제들이 전달되는 속도에 의존할 수 있다. 일반적으로, 상기 배면 기판(12a) 및 상기 기저 층(14a)은 상기 배면 기판(12a) 및 상기 기저 층(14a)의 크기가 적어도 상기 활성제 층(16a)의 크기가 되도록 상기 활성제 층(16a)에 크기가 맞춰진다.
도 3은 전달 장치(10b)의 제2 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 참조 번호 및 글자 "b"로 라벨링된 구성요소들 및 특징들은 동일한 참조 번호 및 글자 "a"로 라벨링된 도 1, 2A 및 2B에 있는 특징들 및 구성요소들과 적어도 일부 측면에서 유사한 특징들 및 구성요소들에 해당한다. 본 실시예는 상기 활성제가 바람직하지 않은 용해 반응과정을 가진 경우를 포함하지만, 여기에 한정되지 않은 경우에 있어서 활성제의 전달을 개선시키는 데에 효과적일 수 있으며, 상기 활성제의 용해 반응과정이 바람직하지 않은 것이 아닌 경우에도 채용될 수 있다.
상기 전달 장치(10b)는 배면 기판(12b), 기저 층(14b) 및 하나 이상의 이온 화 가능한 활성제를 저장하는 활성제 층(16b)을 포함한다. 상기 활성제 층(16b)에 상기 이온화 가능한 활성제를 보충하는 것이 상기 활성제의 적당한 전달에 중요한 역할을 할 수 있음을 알게 되었다. 특히, 상기 활성제 층(16b)(또는 16a)에 상기 이온화 가능한 활성제를 보충함으로써, 상기 활성제 층(16b)(또는 16a)에서 시간에 따라 상당히 또는 실질적으로 일정한 상기 이온화 가능한 활성제의 농도를 유지하는 것이 가능하다. 따라서, 도 3에 도시된 실시예에서, 상기 전달 장치(10b)는 내부 활성제-보충 층(18b') 및 외부 활성제-보충 층(18b")을 포함할 수 있다. 상기 활성제 보충 층들(18b', 18b")은 히드록시프로필 셀룰로스(HPC)와 같지만, 여기에 한정되지 않는 물질(예컨대, 증점제)로부터 형성될 수 있다. 상기 활성제-보충 층(18b', 18b")은 상기 활성제 층(16b)으로 확산하는 다른 이온화 가능한 활성제들을 저장한다.
도 4A 및 4B는 전달 장치(10c)의 제3 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 참조 번호 및 글자 "c"로 라벨링된 구성요소들 및 특징들은 동일한 참조 번호 및 글자 "b"로 라벨링된 도 3A 및 3B에 있는 특징들 및 구성요소들과 적어도 일부 측면에서 유사한 특징들 및 구성요소들에 해당한다. 상기 전달 장치(10c)는 상기 활성제 층(16c) 및 상기 기저 층(14c)의 사이에 개재된 외부 활성제-보충 층(18c)을 포함한다. 일부 실시예에서, 활성제-보충 층(18c)은 상기 활성제 층(16c)이 상기 활성제-보충 층(18c) 및 상기 기저 층(14c) 사이에 개재되도록 상기 기저 층(14c)으로부터 이격된 상기 활성제 층(16c) 상에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 활성제 층(16a)은 증점제 및 이온화 가능한 활성제 의 치료적 유효량을 포함한다.
A. 증점제(thickening agent)
"증점제"는 상기 활성제 층의 대부분을 제공하는 비활성 및 점성 물질을 가리킨다. 예를 들면, 상기 증점제는 상기 활성제가 분산되어 있는 졸을 제공한다. 상기 증점제 및 상기 활성제의 상대량을 조정하여, 선택된 농도 및 점도의 활성제 층이 제조될 수 있다. 일반적으로, 상기 증점제는 셀룰로스 유도체이다. 예시적인 증점제는 다당류(예컨대, 히드록시프로필 셀룰로스, 히드록시메틸 셀룰로스, 히드록시프로필 메틸셀룰로스 등) 단백질류, 점도 향상제(viscosity enhancer) 등을 포함하지만, 여기에 한정되지 않는다.
B. 이온화 가능한 활성제(ionizable active agent)
"활성제"는 어류, 포유류, 양서류, 파충류, 조류 및 인간을 포함하지만, 여기에 한정되지 않은 임의의 숙주, 동물, 척추동물 또는 무척추동물로부터 생물학적 반응을 도출하는 화합물, 분자 또는 치료약을 가리킨다. 활성제의 비한정 실시예는 치료제, 약학적 작용제, 약제(예컨대, 약물, 치료 화합물, 약학적 염 등), 비-약제(예컨대, 화장료 등), 백신, 면역제제(immunological agent), 국소 또는 전신 마취제 또는 진통제, 항원 또는 인슐린과 같은 단백질 또는 펩티드, 화학요법제 및 항종양제를 포함한다.
이온화 가능한 활성제는 본 명세서에 정의된 바와 같이 수용성 매질과 접촉하기 전에 전기적으로 중성인(즉, 비이온화된) 활성제를 가리킨다. 수용성 매질과 접촉시, 상기 이온화 가능한 활성제는 "이온화된 활성제" 및 반대이온으로 해리한 다. 상기 이온화 가능한 활성제의 화학 구조에 따라, 상기 이온화된 활성제는 양이온 또는 음이온일 수 있다. 본 명세서에 사용된 수용성 매질은 수분, 수용성 용액(예컨대, 식염수), 피부상에 존재하는 땀을 포함하는 물-함유(water-containing) 환경을 가리킨다.
일반적으로, 상기 이온화 가능한 활성제는 염이다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 아민류(amines)(1차, 2차 및 3차 아민 포함) 또는 이민류(imines)를 함유하는 활성제가 산이 존재하는 곳에서 이온화 가능한 염 형태로 변환될 수 있다. 바람직하게는, 상기 활성제는 3차 아민 또는 2차 아민을 가지며 상기 산은 염산(HCl)과 같은 강산이다. 상기 염은 양이온 활성제(양으로 하전된 암모늄 이온 함유) 및 반대 이온(예컨대, 염화물)으로 해리한다. 따라서, 상기 산(유기 또는 무기)은 상기 반대 이온이 생리학적으로 적합하도록 선택된다. 예시적인 산은 예를 들면, 인산(phosphoric acid)(인산염(phosphate) 반대이온), 시트르산(citric acid)(시트르산염(citrate) 반대이온), 아세트산(아세트산염(acetate) 반대이온), 젖산(lactic acid)(젖산염(lactate) 반대이온) 등을 포함한다.
따라서, 특정 실시예에서, 양이온 활성제를 생성하는 상기 이온화 가능한 활성제는 아민-함유 약물이다. 하나의 실시예에서, 상기 활성제 층은 약학적으로 허용가능한 염으로서 프로카테롤(Procaterol)을 포함하고, 즉, 약학적으로 허용가능한 염으로서 8-히드록시-5-[1-히드록시-2-[(1-메틸에틸)아미노)부틸]-2(1H)-퀴놀린(8-hydorxy-5-[1-hydroxy-2-[(1-methylethyl)amino)butyl]-2(1H)-quinoline), [(R*,S*)-(+-)-8-히드록시-5-(1-히드록시-2-((1-메틸에틸)아미노)부틸)-2(1H)-퀴놀 린]([(R*,S*)-(+-)-8-hydroxy-5-(1-hydroxy-2-((1-methylethyl)amino)butyl)-2(1H)-quinoline])을 포함한다. 예컨대, 본 명세서에 참고로 그대로 포함된 미국 특허 제4,026,897호 참조. 프로카테롤의 적당한 염 형태는 염산 프로카테롤(Procaterol HCl) 및 염산 프로카테롤 반수화물(hemihydrate), 염산 프로카테롤 수화물 및 그 각각의 이성질체를 포함하는 수화물 형태를 포함한다:
Figure 112009078000862-PCT00001
여기서, n = 2.
Figure 112009078000862-PCT00002
여기서 n = 2.
프로카테롤은 아민-함유 β-아드레날린수용체 작용제의 일 클래스(class)의 일례이다. 아민-함유 β-아드레날린수용체 작용제(β-adrenergic agonist)의 다른 예는 아포모테롤(Arformoterol), 밤부테롤(Bambuterol), 비톨테롤(Bitolterol), 클렌부테롤(Clenbuterol), 페노테롤(Fenoterol), 포모테롤(Formoterol), 헥소프레날 린(Hexoprenaline), 이소에타린(Isoetarine), 레보살부타몰(Levosalbutamol), 오르시프레날린(Orciprenaline), 피르부테롤(Pirbuterol), 프로카테롤(Procaterol), 레프로테롤(Reproterol), 리미테롤(Rimiterol), 살부타몰(Salbutamol), 살메테롤(Salmeterol), 테르부탈린(Terbutaline), 트레토퀴놀(Tretoquinol), 툴로부테롤(Tulobuterol) 등을 포함한다.
다른 실시예에서, 상기 아민-함유 이온화 가능한 활성제는 "카인(caine)"-형 진통제 또는 마취제이다. 특히, 이온화 가능한 활성제는 예컨대, 염산 리도카인(Lidocaine HCl)과 같은 리도카인의 염 형태이다. 다른 아민-함유 "카인" 형 약물은 예를 들면, 센트부크리딘(centbucridine), 테트라카인(tetracaine), Novocaine
Figure 112009078000862-PCT00003
(프로카인(procaine)), 암부카인(ambucaine), 아몰라논(amolanone), 아밀카인(amylcaine), 베녹시네이트(benoxinate), 베톡시카인(betoxycaine), 카르티카인(carticaine), 클로로프로카인(chloroprocaine), 코카에틸렌(cocaethylene), 사이클로메티카인(cyclomethycaine), 부테타민(butethamine), 부톡시카인(butoxycaine), 카르티카인(carticaine), 디부카인(dibucaine), 디메티소퀸(dimethisoquin), 디메토카인(dimethocaine), 디페로돈(diperodon), 다이클로닌(dyclonine), 에코고니딘(ecogonidine), 에코그닌(ecognine), 유프로신(euprocin), 페날코민(fenalcomine), 포모카인(formocaine), 헥실카인(hexylcaine), 히드록시테테라카인(hydroxyteteracaine), 류시노카인(leucinocaine), 레복사드롤(levoxadrol), 메타부톡시카인(metabutoxycaine), 미르테카인(myrtecaine), 부탐벤(butamben), 부피비카인(bupivicaine), 메피바카 인(mepivacaine), 베타-아드레날린수용체 길항제류(beta-adrenoceptor antagonists), 아편양 진통제류(opioid analgesics), 부타닐리카인(butanilicaine), 에틸 아미노벤조에이트(ethyl aminobenzoate), 포모신(fomocine), 히드록시프로카인(hydroxyprocaine), 이소부틸 p-아미노벤조에이트(isobutyl p-aminobenzoate), 네파인(naepaine), 옥타카인(octacaine), 오르토카인(orthocaine), 옥세타자인(oxethazaine), 파렌톡시카인(parenthoxycaine), 페나신(phenaine), 피페로카인(piperocaine), 폴리도카놀(polidocanol), 프라목신(pramoxine), 프릴로카인(prilocaine), 프로파노카인(propanocaine), 프로파라카인(proparacaine), 프로피포카인(propipocaine), 수도코카인(pseudococaine), 피로카인(pyrrocaine), 살리실 알코올(salicyl alcohol), 파레티옥시카인(parethyoxycaine), 피리도카인(piridocaine), 리소카인(risocaine), 톨리카인(tolycaine), 트리메카인(trimecaine), 테트라카인(tetracaine), 항경련제류(anticonvulsants), 항히스타민제류(antihistamines), 아티카인(articaine), 코카인, 프로카인, 아메토카인(amethocaine), 클로로프로카인(chloroprocaine), 마르카인(marcaine), 클로로프로카인, 에티도카인(etidocaine), 프릴로카인(prilocaine), 리그노카인(lignocaine), 벤조카인(benzocaine), 졸라민(zolamine), 로피바카인(ropivacaine), 디부카인(dibucaine), 그 약학적 허용가능한 염으로서, 또는 그 혼합물들을 포함한다.
다른 실시예에서, 상기 이온화 가능한 활성제는 염 형태일 수 있는 하나 이상의 카복실산들을 함유한다. 본 유형의 이온화 가능한 활성제는 음이온 활성제 및 생리학적으로 적합한 반대이온으로 해리한다. 예를 들면, 특정 실시예에서, 상기 이온화 가능한 활성제는 디클로페낙(Diclofenac)의 알칼리성 염이다. 디클로페낙은 비스테로이드성 소염제(NSAID)이다. 디클로페낙의 나트륨 염(즉, 모노소듐 2-(2-(2,6-디클로로페닐아미노)페닐)아세테이트(monosodium 2-(2-(2,6-dichlorophenylamino)phenyl)acetate)는 하기의 일반적인 분자식을 가진다:
Figure 112009078000862-PCT00004
다른 적당한 생리학적으로 적합한 반대이온은 예를 들면, 암모늄, 칼륨 등을 포함한다.
다른 실시예에서, 상기 이온화 가능한 활성제는 아스코르브산의 염 또는 그 유도체이다. 아스코르브산은 항산화제이며 멜라닌형성을 억제한다. 그 염 형태는 아스코르브산염 음이온 및 양으로 하전된 반대이온으로 해리한다. 예를 들면, 아스코르브산의 나트륨 염(또는 L 또는 D 형태의 아스코르브산 나트륨)은 하기에 도시되어 있다:
Figure 112009078000862-PCT00005
특정 실시예에서, 상기 이온화 가능한 활성제는 안정한 아스코르브산 유도체이다: L-아스코르브산 2-클루코시드(AA2G)는 AA2G(-) 및 양성자로 해리한다.
Figure 112009078000862-PCT00006
일부 경우에, 이온화된 활성제가 피부로 일단 투과하면 피부에 있는 지용성 이중층으로부터 신속히 벗어나서 조직 속으로 더 깊이 도달하여 종국에는 혈류에 이르러 전신으로 전달할 수 있다.
극성화 가능한(polarizable) 활성제도 적당한 활성제의 범위 내에 있다. "극성화 가능한 활성제"는 전기적으로 중성이지만, 극성 용매(본 명세서에서 정의된 수용성 매질과 같은)의 존재하에 다른 부분과 비교하여 하나의 부분에서 더 많은 극성을 보인다.
C. 선택적 성분들
상기 증점제 및 상기 이온화 가능한 활성제에 더하여, 상기 활성제 층(16a)은 이온화 가능한 첨가제, 습윤제, 가소제 및 투과 촉진제를 더 포함할 수 있다.
"이온화 가능한 첨가제"는 수용성 매질과 접촉시 이온을 생성하는 비활성 염을 가리킨다. 본 명세서에서 더 상세히 다루어지는 바와 같이, 상기 이온화 가능한 첨가제는 이온으로 해리되어 농도 기울기 형성에 기여하고 이온 투과 공정 동안에 이온 플럭스에 의하여 유도된 전위에 영향을 준다. 유리하게는, 그 투과 특성을 바탕으로, 적당한 이온화 가능한 첨가제는 상기 이온화된 활성제의 투과 공정을 보조하도록 선택될 수 있다. 예시적인 이온화 가능한 첨가제는 염화칼륨(KCl), 염화 나트륨(NaCl) 등을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 활성제 층(16a)은 습윤제를 포함할 수 있다. 예시적인 습윤제는 흡습성 물질(hygroscopic substances), 일부 친수성기(예컨대, 히드록시기, 아민기, 카복실기, 에스테르화된 카복실기 등)를 가진 분자, 물 분자와 수소 결합을 형성하는 친화성을 갖는 화합물 등을 포함하지만, 여기에 한정되지 않는다. 습윤제의 다른 예는 요소, 글리세린, 프로필렌 글리콜(E 1520) 및 글리세릴 트리아세테이트(glyceryl triacetate: E1518), 폴리올류(예컨대, 소르비톨(E420), 자일리톨 및 말티톨(E965), 폴리머릭 폴리올류(polymeric polyols: 예컨대, 폴리덱스트로스(polydextrose: E1200))), 천연 추출물(예컨대, 퀼라야(quillaia: E999)) 등을 포함하지만, 여기에 한정되지 않는다.
일부 실시예에서, 상기 활성제 층(16a)은 가소제를 포함할 수 있다. "가소제" 또는 "연화제"라는 용어는 일반적으로 증점제의 유연성을 증가시키기 위하여 첨가되는 물질, 화합물 또는 혼합물을 가리킨다. 적당한 가소제는 폴리클리콜류, 폴리글리세롤류, 폴리올류, 폴리에틸렌 글리콜류(PEG, 폴리에틸렌 글리콜류(예컨 대, PEG-200, PEG-300, PEG-400, PEG-4000, PEG-6000), 디(2-에틸헥실)프탈레이트(di(2-ethylhexyl)phthalate(DEHP)), 트리에틸렌 글리콜 등을 포함한다.
일부 실시예에서, 활성제와 하나 이상의 유기 성분들을 혼합하면 피부에 상기 활성제의 흡수를 향상시키거나 촉진시킬 수 있다. 예를 들면, 계면활성제는 단백질 구조를 변경하거나 피부를 유동화시켜 투과를 증진시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 이온성 또는 극성 활성제의 흡수는 친수성 헤드 그룹(head groups)을 갖는 계면활성제를 포함시켜 촉진될 수 있다. 상기 계면활성제의 지용성 부분은 피부를 통한 투과를 보조할 수 있다.
선택적으로, 상기 활성제 층은 진통제, 마취제, 마취제 백신, 항생제, 보조제, 면역학적 보조제, 면역원(immunogens), 면역관용원(tolerogens), 알레르기항원, 톨-유사 수용체 작용제(toll-like receptor agonists), 톨-유사 수용체 길항제, 면역-보조제, 면역-조절제, 면역-반응제, 면역-자극제(immuno-stimulators), 특이적 면역-자극제, 비특이적 면역-자극제 및 면역 억제제(immuno-suppressants)와 같은 다른 작용제들 또는 그 혼합물을 포함할 수 있다.
D. 활성제 층의 투여량 및 제형
특정 실시예에서, 상기 활성제 층은 실질적으로 무수이며 오일이 없다. 상기 활성 층이 물을 중량비 5% 정도, 더 일반적으로는 물을 3%, 2%, 1% 또는 0.5% 정도 함유하는 경우 "실질적으로 무수"라고 간주된다. 실질적으로 무수 조건하에서, 상기 이온화 가능한 활성제는 그 이온화된 형태보다 일반적으로 더 안정한 전기적 중성을 유지한다. 따라서, 상기 활성제의 보관기간이 더 길 것으로 예측할 수 있다. 상기 활성제 층이 지방산, 식물성 기름, 단쇄(예컨대, 14 개 탄소 미만) 포화 탄화수소류, 실리콘 오일류 등을 포함하는 석유 또는 광물유와 같은 지용성 성분을 중량비 5% 정도를 함유하는 경우에 "실질적으로 오일이 없는"것으로 간주된다. 이와 같은 종래 투과 촉진제가 이온 투과성을 보조하는 데 필요한 것은 아니다. 다른 한편에, 오일은 보관 또는 전달하는 도중에 이온화 가능하거나 이온화된 활성제를 불안정하게 할 경향이 있기 때문에, 오일이 없는 활성제 층은 상기 활성제에 장기적인 안정성을 제공할 것으로 예측된다.
다양한 실시예에서, 상기 활성제 층의 이온화 가능한 활성제의 양은 그 투과 속도 및 투여 요법(dosage regimen) 둘 모두에 의존한다. 또한, 상기 활성제 층(16a)의 이온화 가능한 활성제의 농도는 상기 이온화된 활성제의 용해도, 상기 이온화 가능한 활성제 용액의 속도 등과 같은 인자들이지만, 여기에 한정되지 않은 인자들에 의존하여 선택된다.
또한, 상기 이온화 가능한 활성제의 최초 적재(loading)로 인하여 상기 이온화된 활성제의 투과에 영향을 준다. 상기 이온화 가능한 활성제의 농도가 높으면 높을수록 투과 속도는 더 높아질 수 있다. 따라서, 상기 증점제를 최소량으로 상기 활성제를 최대량으로 담는 것(즉, 가장 얇은 활성제 층에 최고 농도의 활성제를 형성하는 것)이 바람직하다. 반면에, 상기 활성제는 일반적으로 피부에 의하여 충분히 흡수되지 않기 때문에, 최대 용량에서도 패치제가 섭취되는 경우 치명적이지 않도록 최초 적재량을 제한하도록 주의를 다하여야 한다. 예를 들면, 염산 프로카테롤 패치제는 일반적으로 염산 프로카테롤을 약 25 ㎍ 내지 최대 100 ㎍ 함유한다.
일반적으로, 상기 활성제 층은 이온화 가능한 활성제를 약 0.001 중량% 내지 약 10 중량%를 포함할 수 있으며, 더 일반적으로 상기 활성제 층은 상기 이온화 가능한 활성제를 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.01 중량% 내지 0.1 중량%, 0.1 중량% 내지 1 중량%, 0.1 중량% 내지 5 중량%를 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 활성제 층은 HPC 및 염산 프로카테롤을 포함한다. 더 특이적인 일 실시예에서, 상기 활성제 층은 HPC, 염산 프로카테롤 및 요소를 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 활성제 층은 HPC, 염산 프로카테롤 및 글리세롤을 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 활성제 층은 HPC, 염산 리도카인 및 글리세롤을 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 활성제 층은 HPC 및 디클로페낙 나트륨(Sodium Diclofenc)을 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 활성제 층은 HPC 및 AA2-G를 포함한다.
다른 실시예에서, 상기 활성제 층은 증점제, 이온화 가능한 활성제 및 습윤제로 본질적으로 이루어져 있다. 특정한 일 실시예에서, 상기 활성제 층은 HPC, 염산 프로카테롤 및 요소로 본질적으로 이루어져 있다.
E. 이온 투과의 이론적 모델 및 실험적 결과
토론한 바와 같이, 다양한 이온화 가능한 활성제는 피부를 통해 수송하는 이온으로 해리할 수 있다. 이온성 물질이 피부로 전달되는 경피 전달을 분석하는 경우, 농도 기울기를 바탕으로 하는 단순 확산은 일어나는 사건의 전체적인 그림을 제공할 수 없다. 하기 이론들에 구속되지 않으면서, 농도 기울기뿐만 아니라 전위를 바탕으로 하는 이온 경피성 메커니즘을 설명하기 위하여 본 명세서에 분석이 제 공된다. 막(예컨대, 피부)을 통한 이온 수송에 대한 추진력은 농도 기울기 및 이온 플럭스에 의하여 유도된 전위 기울기 둘 모두에 관한 것이라고 여겨진다. 본 명세서에 사용된 "플럭스" 또는 "이온 플럭스"는 단위 면적을 따라 이동하는 이온 물질(즉, 이온화된 활성제)의 속도를 가리킨다. 일반적으로, 이온 플럭스는 예컨대, ㎍㎝-2ㆍh-1 또는 mol㎝-2ㆍh- 1으로 표시된다.
식 1은 기본 이온 플럭스 J를 설명한다:
Figure 112009078000862-PCT00007
식 1
전기화학 시스템 분석에 자주 사용되는 식 1의 제1 항은 이온 확산에 관한 것인 반면에, 제2 항은 전기장으로 인한 이온 이동에 관한 것이다. 도 5는 이온 플럭스-유도 전기장을 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 고농도의 이온성 약물 용액이 좌측 챔버(20)에 놓여있다. 피부 표면에 해당하는 다공질막(22)은 상기 챔버(20)에 연결되며, 상기 이온성 약물 용액은 위치 x=0에서 상기 다공질막과 접촉한다. 상기 약물 용액의 최초 농도는 C0이다. 상기 다공질막의 두께는 d이며, 상기 챔버(24)에 있는 이온성 약물의 상기 다공질막의 우측으로의 농도는 Cd로 잡는다. 도 5에서 확산은 좌측 챔버(20)로부터 상기 시스템의 우측으로 진행하며, 전위차를 유도하는 농도 기울기를 수립한다.
양이온 및 음이온이 피부를 통하여 이동하는 경우, 그 속도는 식 2에 정의되어 있다.
Figure 112009078000862-PCT00008
식 2
식 2에서, ω+ 및 ω-는 용액에서 양이온 및 음이온 각각의 몰 이동도(mobility)를 나타낸다. 양이온 및 음이온은 용액 및 막에서 독립적으로 이동하지만, 둘 모두는 동일한 농도 기울기에 따라 이동한다. 따라서, 양이온 및 음이온의 상대 속력(speed)은 식 2에만 의존한다. 약물 또는 화장료로 채용되는 화합물은 흔히 유기 물질의 염화물 또는 알칼리 금속염류로서, 일단 이온으로 해리되면, 하나의 이온(일반적으로 활성제 이온)은 나머지 다른 이온보다 훨씬 크다는 것을 의미한다. 그 결과, 상기 약물 이온의 전체 크기는 해리가 된 이후 상당한 변화가 없으며, 확산(농도 기울기를 바탕으로 하는)으로 인한 이온성 약물의 경피 전달은 중성 분자의 경피 전달과 상당히 다르지 않을 것이라고 예측하는 것은 합당하다.
도 6은 양이온 속도가 음이온 속도의 절반이라고 가정하는 경우 시간에 따른(Δt) 이온 이동을 도시한다. 양이온(27a)은 v+Δt(26a)로 이동하는 반면에, 음이온(27b)은 v-Δt(26b)으로 이동한다. 따라서, 상기 막에 전하 분리 상태가 발생하여, 아주 짧은 거리에 걸쳐 전위차로 이어진다. 이러한 전위차는 음이온 이동을 감 속시키면서 양이온 이동 촉진에 도움이 될 것이다. 식 3은 중성 분자의 이동에서는 관찰되지 않는 이 효과를 수학적으로 기술한 것이다. 식 3에서, 양이온 및 음이온은 도 3에 도시된 바와 같이 반대 방향으로 이동한다. 양이온은 +를 사용하여 표시되는 반면에, 음이온은 -를 사용하여 표시된다. 시간에 따라 양이온 및 음이온 둘 모두는 전기적 중성을 유지하면서 상기 막의 한쪽 면으로부터 다른 면으로 이동한다.
Figure 112009078000862-PCT00009
식 3
식 4는 이온의 속도(v) 및 플럭스(J) 간의 관계를 보여준다. 이온(c+ 및 c-)의 농도는 시험중인 약물이 일가 양이온 및 음이온으로 이루어지면 동일하며, 상기 양이온의 속도는 음이온의 속도와 동일하여야 한다.
Figure 112009078000862-PCT00010
식 4
따라서, 식 5는 하기와 같이 충족되어야 한다:
Figure 112009078000862-PCT00011
식 5
따라서, 상기 농도 기울기 및 상기 전위 기울기 간의 관계가 구해진다. 식 5를 0에서 d로 c0에서 cd로 적분하면 막을 통한 전위차(Δφ=dφ/dx)를 나타내는 식이 나온다.
따라서, 식 3에서 식 6을 치환하면 식 7이 된다:
Figure 112009078000862-PCT00012
식 6
Figure 112009078000862-PCT00013
식 7
정상 상태에서, 이온 플럭스는 양이온 및 음이온에 대하여 동일한 식으로 주어진다고 여겨진다. 2개의 이온 모두의 확산은 약물이 dc/dx 및 식 8의 확산 계수로 표시되는 해리된 이온으로 투과하는 경우 농도 기울기에 의존하여 발생한다.
Figure 112009078000862-PCT00014
식 8
또한, 상기 농도 기울기 또는 상기 전위 기울기를 선형으로 근사하여 식 9를 푸는 것이 필요하다. 이는 식 10으로 이어진다. x, 0에서 d까지 및 c에 대한 값들 을 구한 후에 식 10을 C0에서 Cd로 적분하라. 이로 인하여 도 11에 도시된 바와 같이 골드만(Goldman) 방정식이라고 하는 플럭스 J를 풀게 된다.
Figure 112009078000862-PCT00015
식 9
Figure 112009078000862-PCT00016
식 10
Figure 112009078000862-PCT00017
식 11
피부의 전위차는 단일 성분 시스템에 대하여 고려된 것이다. 실제적으로, 다양한 이온 화합물이 존재할 수 있다(예를 들면, 이온화된 활성제 및 이온화된 첨가제 포함). 식 12는 다성분 시스템에 사용된 관계를 도시한다.
Figure 112009078000862-PCT00018
식 12
따라서, 피부 내의 이온 이동도(오메가) 및 농도(c)를 알면 필름 전위가 계 산될 수 있다. 이후, 이온 수송 속력은 상기 계산된 필름 전위로부터 얻을 수 있다.
상기에서 보는 바와 같이, 피부를 가로지르거나 피부 내에서의 이온의 이동은 막 전위의 발생이 농도 기울기에 더 영향을 주기 때문에 단순 확산 모델에서는 관찰될 수 없다. 그러므로, 이 현상을 실험적으로 평가하여 약물 제품 개발에 상기 결과들을 효과적으로 사용하는 것이 필요하다. 또한, 이 이론을 바탕으로 하는 잠재적인 첨가제를 평가하는 것은 바람직하다.
H자형 프란츠(Franz) 셀(도 7)을 사용하여 본 명세서에 기술된 이론을 평가하였다. 도시된 바와 같이 상기 프란츠 셀(28)은 도우너 챔버(donor chamber: 30a) 및 리시버 챔버(receiver chamber: 30b)를 포함한다. 상기 도우너 챔버(30a)는 막을 투과하여 상기 리시버 챔버(30b)에 도달하는 활성제를 함유한다. 작업 전극(34a)이 상기 도우너 챔버(30a)에 삽입된 반면에, 상대 전극(34b)(즉, 기준 전극)은 리셉터 전극(receptor chamber: 30b)에 삽입되었다. 이온 확산/투과 및 이에 따라 수립된 농도 기울기에 의하여 유도된 전위차를 측정하는 것이 가능하다.
도 8A 내지 8C는 전위차가 이온 이동에 어떻게 영향을 주는지에 대하여 도시한다. 도시된 바와 같이, 이온 활성제(양이온 또는 음이온)의 전하에 따라, 그 이동은 피부를 가로질러 수립된 전위차에 의하여 영향받을 수 있다. 또한, 도 8A 내지 8C는 공지된 투과 특성을 갖는 특정한 이온화 가능한 첨가제를 선택하여, 이온 투과를 더 촉진하거나 이온성 약물의 이동을 지연시키는 전위를 상쇄하여 바람직하지 않은 조건을 적어도 개선하는 것이 가능하다는 것을 도시한다.
도 8A는 전위차가 피부(36)의 어느 한 면상에 발생되는 것을 도시한다. 전위가 (피부(38)를 접촉하는) 피부 내부 상에서 더 낮은 경우, 양이온 이동은 전위차에 의하여 촉진되는 반면에, 음이온 이동은 억제된다. 따라서, 양이온 활성제의 경우, 큰 막전위가 이온화된 첨가제에 의하여 발생되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 첨가제는 투과성 음이온으로 용이하게 해리하며 양이온을 투과하는 것이 어려운 첨가제가 바람직하다.
도 8B는 양이온 이동을 억제하면서 음이온 이동을 선호하는 전위차가 발생되는 것을 보여준다. 따라서, 양이온 활성제가 전달되면 양이온 이동을 지연시키는 전위차를 상쇄하기 위하여 이온화된 첨가제가 존재하는 것이 바람직하다.
도 8C는 어떠한 전위차도 발생되지 않는다는 것을 도시한다. 따라서, 양이온 이동을 선호하게 되는 전위차를 생성하기 위하여 투과성 양이온으로 용이하게 해리하며 음이온을 투과하는 것이 어려운 이온화된 첨가제를 포함하는 것이 바람직하다.
음이온 활성제에 대하여, 전위차의 영향은 상기 양이온 활성제의 영향으로 역전되어야 한다. 따라서, 도 8A에 기술된 조건에서 투과성 양이온으로 용이하게 해리하고 음이온을 투과하는 것이 어려운 첨가제가 바람직하다. 도 8B에서 이온화된 첨가제는 발생된 전위차를 상쇄시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 효과적인 첨가제는 상기 해리된 양이온 및 음이온 간에 피부 내에서 유사한 투과 속력을 가질 것이다. 도 8C에 대하여, 투과성 양이온으로 용이하게 해리하며 음이온을 투과하는 것이 어려운 첨가제가 바람직하다.
도시된 바와 같이, 피부 내에서 이온들의 이동도는 약물 제품에 함유된 성분들(예컨대, 이온화 가능한 첨가제)이 피부속으로 투과한다면 상기 성분들에 의하여 영향받을 수 있다. 기존 패치제에 사용된 촉진제는 전위차에 의하여 악영향을 받지 않는 한 약물 이온의 속력을 향상시키는 데에 사용될 수 있다. 그러므로, 촉진제는 본 명세서에 기술된 제품과 함께 사용되는 경우 효과적일 수 있다. 또한, 약물 농도로 인한 플럭스의 변화도 평가될 수 있다. 활성 계수 및 삼투압 변화는 약물 농도에 의존하며, 이는 이온성 약물 이동 속력에 크게 영향을 준다.
수용성 매질에 이온을 발생시키는 것에 더하여, 극성 매트릭스 및 용매에 이온 해리를 발생시키는 것도 가능하다. 예를 들면, 에테르 또는 에스테르 결합을 갖는 다양한 중합체 및 유기 용매 및 20 이상의 유전 상수를 갖는 혼합된 유기 및 물 용매뿐만 아니라 계면활성제를 사용하여 물과 오일이 혼합된 에멀젼(emulsion) 매트릭스도 적용될 수 있다.
특이적인 이온화 가능한 활성제는 하기에 더 상세히 기술되어 있다. 도시된 바와 같이, 이러한 이온화 가능한 활성제는 이온화된 형태로(수용성 매질에서 해리시) 경피적으로 전달될 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 경피 전달은 이온화 가능한 첨가제가 존재하는 경우에 보조될 수 있다.
1. 염산 프로카테롤
100 ㎍을 초과하는 프로카테롤이 경피성 패치제에 담겨져 있으며 상기 패치제가 실수로 사용자 또는 다른 개인에 의하여 섭취된다면 잠재적으로 나쁜 부작용이 발생할 수 있다. 또한, 약효 및 안전 고려사항을 준수하면 프로카테롤이 실질적 으로 일정한 속도로 전달되는데, 이는 바람직한 것이다. 염산 프로카테롤을 사용한 경피 전달 패치제와 관련한 개발은 과거에 이루어져 왔지만, 패치에 담긴 약물의 양 및 전달 속도를 포함하는 양쪽 인자들을 최적화할 수 있는 패치제는 아직 다른 이들에 의하여 개발되지 않았다. 따라서, 다양한 실시예에서, 경피 전달 장치는 활성제 층에 염산 프로카테롤을 포함하는데, 염산 프로카테롤의 초기량(적재량)의 적어도 50%, 또는 적어도 60% 또는 적어도 75% 또는 적어도 90%가 24 시간의 기간에 걸쳐서 전달된다. 일반적으로, 안전 고려를 위해, 전달 후 잔류 염산 프로카테롤은 염산 프로카테롤의 초기 적재량의 50%를 초과해서는 안 된다.
경피 전달 장치(예컨대, 패치제) 상에 염산 프로카테롤을 적재하기 위하여, 프로카테롤 수용액 또는 더 바람직하게는 히드록시프로필 셀룰로스(HPC)를 사용한 점성있는 졸이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름상에 도포될 수 있다. 일반적으로, 100 마이크로그램 정도의 프로카테롤이 적재될 수 있다. 상기 패치제는 적재 공정 중에 존재하는 임의의 물을 제거하기 위하여 건조시킬 수 있다.
도 9는 피부 내에서 프로카테롤 양이온의 투과 속도 및 프로카테롤 HCl의 농도 간의 관계를 도시한다. 또한, 도 9는 피부 내에서 발생하는 전위차(도 7에 도시된 셀을 사용하여 측정됨)를 도시한다. 본 명세서에 도시된 전위차는 피부의 내외부 사이에 존재한다. "+/-" 표기는 식 12에 도시된 것과 반대이다. 도 9는 염산 프로카테롤 수용액을 사용하여 이루어진 측정 결과를 도시한다. 막 전위는 용액에서의 pH 변화의 영향으로 인하여 발생될 수 있는 것으로 생각된다. 0.12 M에서, 전위차가 존재하는데, 이는 피부 내의 전기장으로 인하여 피부 외부로부터 내부 방향으 로 양이온의 이동을 촉진하는 경향이 있다. 그러나, 다른 농도에서는 반대 부호의 전위 기울기가 발생하는데, 프로카테롤 양이온의 피부 속으로의 이동을 방해하는 경향이 있다. 전위차는 양성자, 프로카테롤 양이온 및 염화물 이온의 영향으로 인하여 전개하는 것으로 생각된다.
염화물 이온의 이동도에 대한 프로카테롤 양이온의 이동도는 막 전위 측정의 결과를 바탕으로 구해질 수 있다. 염화 나트륨을 사용한 막 전위 측정의 결과로부터 관찰된 바와 같이 Na+ 및 Cl-의 이동도는 거의 동일하다는 것을 알았다. 또한, HCl을 사용한 막 전위 측정의 결과를 바탕으로 하여, H+의 이동도는 Cl-의 이동도 보다 1500배 정도 더 높다. 이 값을 사용하여 계산하였다. 표 1은 0.12 M 염산 프로카테롤을 사용하는 경우의 결과를 보여준다. 측정된 값과 동일한 표 1의 값을 채용하면, 프로카테롤 이온의 이온 이동도는 염화물 이온의 이동도에 대하여 0.13이 된다. 프로카테롤 이온의 이동 속력은 염화물 이온의 이동 속력과 비교하여 느리다는 것을 알 수 있다.
프로카테롤의 농도: 0.12 M
도우너 농도/mol dm-3 리시버 농도/mol dm-3
양이온 1 양이온 2 음이온 1 양이온 1 음이온 1
Pro+ H+ Cl- Na+ Cl-
0.12 5.01187E-05 0.12005 0.15 0.15
이온의 이동도 이온의 이동도
양이온 1 양이온 2 음이온 1 양이온 1 음이온 1
0.13 1500 1 1 1
(계산)/V (측정)/V
-0.00299 -0.003 V
또한, 프로카테롤 양이온의 플럭스는 상기 결과들을 사용하여 계산될 수 있다. 식 11을 사용하여 얻은 계산 결과는 표 2에 표시되어 있다.
프로카테롤의 농도: 0.12 M
막 전위 플럭스(mol) 이동도 비 전하 패러데이 상수
/V J/mol h-1 ㎝-2 w/- z F
-0.003 6.21629E-13 0.13 1 96500
0.0025 2.79666E-13 0.13 1 96500
0.0054 1.32062E-13 0.13 1 96500
0.0064 6.4726E-14 0.13 1 96500
피부의 두께 농도 / mol ㎝-3 Cl-의 이동도 플럭스
d c w(Cl-) J/ gh-1 ㎝-2
0.01 0.00012 1.5E-13 0.69821339
0.01 0.00006 1.5E-13 0.314120865
0.01 0.00003 1.5E-13 0.148331544
0.01 0.000015 1.5E-13 0.072700284
또한, 표 3은 프란츠 셀을 사용하여 얻은 실험 측정 결과를 보여준다. 피부 두께 및 염화물 이온 이동도는 식 11의 적용에 필요하며, 상기 염화물 이온 이동도는 1.5x10-13으로 가정하였으며, 상기 피부 두께는 본 명세서에서 0.01 ㎝로 가정하였다. 상기 염화물 이온의 이동도는 수용액에서 구한 것의 1/10,000 정도이다. 그러나, 이 가정은 고체 중합체 전해질에 대한 결과를 고려하면 합당한 것으로 생각된다.
농도 시간(시) 플럭스 / ㎎h-1㎝-2
0 2 3 5
0.015(M) 0 0 0 0 0
0.03(M) 0 0 0 0.12 0.024
0.06(M) 0 0.13 0.22 0.41 0.082
0.12(M) 0 1.53 2.47 4.20 0.84
표 3은 시간에 따라 무모(hairless) 마우스 피부에 전달된 수용성 프로카테롤의 실제량은 도 7의 프란츠 셀을 사용하여 다양한 농도(도 10)에서 측정된 전달 속도로서 측정되었음을 보여준다. 계산된 수치들은 도 11에서 실제 측정된 값들과 비교된다. 둘 사이의 경향은 양호하게 일치하며, 플럭스 수치들은 임의의 실제 실험 측정치와 무관하게 식 11을 사용하여 신뢰성 있게 예측될 수 있을 것 같다.
2. 디클로페낙 나트륨
고농도의 디클로페낙 나트륨은 물에 용이하게 용해하지 않으므로, 보통은 친수성 용매를 사용한다. 그러나, 많은 친수성 용매들은 피부에 자극을 주며, 따라서 패치제 약제에 용이하게 사용될 수 없다.
특정 실시예에서, 디클로페낙 나트륨 및 이온화 가능한 첨가제를 포함하는 경피 전달 장치는 디클로페낙의 치료적 유효량을 수용성 조건(예컨대, 피부 및 피부상의 땀 접촉시)에서 전달할 수 있다. 디클로페낙 나트륨은 디클로페낙 음이온 및 나트륨 양이온으로 해리한다. 디클로페낙 음이온의 이동도는 피부의 막 전위를 측정을 수행하여 알게 되었다. 도 12는 디클로페낙 나트륨의 농도와 디클로페낙 음이온이 피부에 전달되는 전달 속도 간의 관계를 도시한다. 도 13은 피부 내에서 발생된 전위차를 도시한다. 표 4에 표시된 결과는 도 12 및 13에 도시된 데이터를 바탕으로 하는 이동도에 대하여 구해진 것이다.
도우너 농도 / mol dm-3 리시버 농도 / mol dm-3
양이온 1 음이온 1 양이온 1 음이온 1
Na+ diC- Na+ Cl-
0.032 0.032 0.15 0.15
이온의 이동도 이온의 이동도
양이온 1 음이온 1 양이온 1 음이온 1
1 4.6 1 1
계산값 측정값
-0.012778645 -0.0127 V
디클로페낙 음이온의 이동도는 4.6(염화물 이온의 이동도와 비교하여)임을 알게 되었다. 이는 디클로페낙 음이온이 염화물 이온보다 피부에 더 용이하게 전달될 수 있음을 의미한다. 또한, 표 5에 표시된 계산 결과는 디클로페낙 플럭스에 대하여 구해질 수 있다.
막 전위 플럭스 이동도 비 전하 패러데이 상수 피부의 두께 농도 / mol ㎝-3 Cl-의 이동도 플럭스
Δφ/V J/mols-1㎝-2 w z F d c wCl J/㎍h-1㎝-2
-0.01268323 4.29808E-12 4.6 -1 96500 0.01 0.000032 1.5E-13 4.938231541
-0.018592338 1.8966E-12 4.6 -1 96500 0.01 0.000016 1.5E-13 2.179079837
-0.025603065 3.25282E-13 4.6 -1 96500 0.01 0.0000032 1.5E-13 037372945
-0.025079581 1.64551E-13 4.6 -1 96500 0.01 0.0000016 1.5E-13 0.189059535
-0.021835361 3.53546E-14 4.6 -1 96500 0.01 0.0000032 1.5E-13 0.040620334
표 6은 측정된 결과를 보여준다. 도 14는 측정된 결과를 계산된(예측된) 결과와 비교한 것이다. 상기 계산 결과 및 실제 측정된 값 간에 상관관계를 볼 수 있다. 따라서, 막 전위 측정으로부터 얻은 이동도를 사용하여 디클로페낙 이온의 전달 속도의 예측이 가능하다.
농도/M 시간(시간) 플럭스 ㎍h-1㎝-2
0 1 3 5 24
0.003 0.0 0.0 2.0 5.6 31.1 1.30
0.016 0.0 0.0 3.6 9.8 53.1 2.21
0.031 0.0 0.3 5.4 12.1 110.9 4.62
막 전위는 음의 값을 보여준다. 따라서, 음이온은 감속하면서 피부 속으로 통과한다. 피부 내에서 발생하는 전위차를 0으로 감소시키거나 양으로 만들어서 전달 속도를 향상하는 것이 가능하다는 것은 당연한 결과이다. 고려되고 있는 한가지 가능한 방법은 염화칼륨을 첨가제로 사용하는 것이다. 염화칼륨은 K+ 및 Cl- 이온으로 해리한다. 구분하여 측정한 막전위 측정으로부터 피부 내의 K+의 이동도는 Cl-의 이동도와 비교하여 큰 것으로 나타났다. 따라서, 염화칼륨은 피부 내에서 발생하는 음의 전위 기울기를 낮추는데 사용될 수 있다고 생각된다. 0.1% 및 0.5% 염화칼륨을 디클로페낙 용액에 첨가하여 전위 측정을 수행하였고, 그 결과는 표 7에 표시되어 있다.
1.0% 디클로페낙
염화칼륨 농도(%) Δφ V 실험 플럭스 J/㎍h-1㎝-2 계산 플럭스 J/㎍h-1㎝-2
0 -0.013 4.3 4.8
0.1 -0.0075 6.2 5.4
0.5 0.002 7.0 6.5
실제로 막 전위차는 염화칼륨 첨가제의 첨가시 더 작아져서 피부에 디클로페낙의 전달을 방해하는 경향이 있는 전위 기울기를 감소시켰다. 전위차가 감소되는 양은 첨가된 염화칼륨의 양에 의존한다는 것을 알 수 있다. 또한, 염화칼륨이 없는 용액과 비교하여 염화칼륨 첨가제를 함유하는 디클로페낙 나트륨 용액을 사용하여 더 높은 플럭스를 얻었다는 것도 알 수 있다. 따라서, 디클로페낙의 전달 속도는 피부 내에 발생하는 전위차를 감소시키는 적당한 첨가제를 선택하여 조절될 수 있다.
프로카테롤에 대해 사용된 것과 유사한 졸을 채용한 경피성 패치제를 제조하는데 디클로페낙 및 0.1% 염화칼륨이 사용될 수 있다. 표 8은 현재 시판중인 3 가지 디클로페낙 제품들과의 비교를 보여준다. 본 발명자의 패치제가 전달이 더 많이 전달된다는 것을 보여준다.
따라서, 특이적인 일 실시예는 활성제 층, 디클로페낙 및 0.1% 염화칼륨 및 프로카테롤에 사용된 것과 유사한 졸을 포함하는 경피 전달 장치를 제공한다. 표 8은 현재 시판중인 3 가지 디클로페낙 제품들과의 비교를 보여준다. 이온화 가능한 첨가제 염화칼륨을 함유하는 패치제(F26)는 더 많이 전달된다는 것을 보여준다.
일본 V-테이프(Japan V-tape) 한국 R-테이프(Korean R-tape) 대만 파나돌 국소 오일 반창고(Taiwan Panadol Topical Oil Plaster) 패치 F26
적재량(㎍㎝-2) 214 2449 429 260
시간 평균 표준편차 평균 표준편차 평균 표준편차 평균 표준편차
1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
2 2.8 1.8 0.0 0.0 1.7 0.3 1.4 0.4
3 9.1 2.3 0.0 0.0 3.5 0.7 2.9 1.3
4 14.1 2.9 2.0 0.8 5.0 0.9 4.5 0.9
5 21.0 4.5 3.7 1.2 6.7 1.4 7.7 0.5
6 24.9 5.1 4.7 1.4 8.5 1.6 10.1 0.7
8 36.8 6.1 7.5 2.0 12.0 2.2 14.1 1.0
24 107.2 10.2 79.1 14.2 49.5 6.0 154.8 18.3
㎍㎝-2/h 4.5 - 3.3 - 2.1 - 6.4 -
투과율% 50.1 - 3.2 - 11.5 - 59.5 -
3. 아스코르브산 및 그 유도체
아스코르브산은 높은 수용해도를 갖는 2-글루코시드(glucoside) 전도체이다. 소수성 아스코르브산 유도체는 아스코르브산의 피부 투과를 증가시키기 위하여 개발되었다. 그러나, 소수성 아스코르브산 유도체는 다양한 첨가제가 사용될 수 있는 소수성 염기와 혼합될 수 있다. 이로 인하여 피부 자극으로 이어질 수 있으며 상기 제형을 사용한 패치제는 일반인들에 의하여 잘 수용될 수 없다. 따라서, 본 명세서에는 아스코르브산 2-글리코시드를 사용한 첨가제를 사용하지 않고 자극이 없는 우수한 사용성(usability)을 갖는 국소 제형(예컨대, 친수성 로션)이 기술되어 있다.
아스코르브산 2-글루코시드(AA2G)는 AA2G- 및 H+ 이온으로 해리한다. 도 15는 피부 내에서 AA2G의 농도와 AA2G- 이온 간의 관계를 도시한다. 도 16은 피부 내에서 발생하는 전위차를 도시한다. 피부 외부로부터 피부 내부로 음이온을 이동하게 하는 전위차는 0.06 M, 0.15 M 및 0.3 M의 농도에서 발생한다. 농도가 높아짐에 따라 전위 기울기가 약해지나, 이러한 전위차를 이용한 AA2G- 음이온의 확산을 촉진시키기가 더 어려워진다. 낮은 농도에서 전위가 높은 이유는 피부 내에서 생리 식염수 및 AA2G 간의 이온 농도 차의 영향으로 인한 것이라고 생각된다. 또한, 사용된 AA2G의 다양한 농도로 인하여 피부 내에서 H+ 및 AA2G-의 이동에 차이로 이어진다. 실험적으로 찾은 전위차는 AA2G- 및 H+의 영향으로 인하여 발생한다고 생각된다.
필름 전위로부터 (염화물 이온의 이동도와 비교하여) AA2G-의 이동도를 찾는 것이 가능하며, 표 9는 0.3 M에서 AA2G에 대한 결과를 보여준다. 이 표에서, AA2G- 및 염화물 이온의 이동도 간의 비율은 0.83이다.
AA2G의 농도: 300 mM
도우너 농도(mol dm-3) 리시버 농도(mol dm-3)
양이온 1 음이온 1 양이온 1 음이온 1
H+ AA2G- Na+ Cl-
0.296 0.296 0.15 0.15
이온의 이동도 이온의 이동도
양이온 1 음이온 1 양이온 1 음이온 1
10 0.83 1 1
이후, AA2G-의 플럭스는 이 결과를 사용하여 계산될 수 있다.
표 10은 식 11이 사용되는 경우 결과를 보여준다.
막 전위 Δφ/V 플럭스(mol) J/mols-1㎝-2 이동도 비 w/- 전하 z 패러데이 상수 F 피부의 두께 d 농도 / mol ㎝-3 c Cl-의 이동도 wCl 플럭스 J/㎍h-1㎝-2
0.0537 2.18692E-11 0.83 -1 96500 0.01 0.000296 1.5E-13 26.610497
0.0753 6.82986E-12 0.4 -1 96500 0.01 0.000148 1.5E-13 8.310569
0.0772 6.9499E-13 0.1 -1 96500 0.01 0.000059 1.5E-13 0.845664
표 11은 플럭스 측정에 실험적 결과를 보여준다. 계산 결과 및 실험 결과 간의 비교는 도 17에 표시되어 있다. 둘 모두는 유사한 경향을 보이므로, 플럭스는 식 11을 사용한 임의의 실험을 수행하지 않고 예측될 수 있다.
농도/ M 시간(시간) 플럭스 ㎍h-1㎝-2
0 1 3 5
0.296 0 25.7 121.5 211.0 21.1
0.148 0 5.1 29.2 40.0 4.0
0.059 0 2.3 7.2 12.2 1.2
4. 염산 리도카인
리도카인의 낮은 투과 속도로 인하여, 마취 효과를 달성하기 위하여는 고농도의 염산 리도카인을 채용하는 것이 필요하다. 그러나, 고농도의 염산 리도카인은 피부에 자극을 준다. 따라서, 리도카인을 피부에 효과적으로 전달하여 충분한 마취 효과를 보일 수 있는 패치제의 개발은 바람직한 것이다. 더 구체적으로, 투과에 바람직한 염산 리도카인의 농도는 본 명세서에 기술된 이론적 모델에 따라 수립될 수 있다.
염산 리도카인은 물 속에서 리도카인 양이온(양성자화된 리도카인) 및 Cl- 이온으로 해리한다. 염산 리도카인의 농도 및 피부내에 전달된 리도카인 양이온 간의 관계는 도 18에 도시되어 있다. 도 19는 피부 내에서 발생된 전위차를 도시한다. 리도카인 이온을 피부 속으로 전하는 경향이 없는 전위차는 낮은 농도(1%)에서 발견되지만, 리도카인 이온을 피부 속으로 전하는 경향이 있는 전위차는 더 높은 농도(예컨대, 5% 및 10%)에서 발생한다.
염화물 이온에 대한 리도카인의 이동도는 막 전위 결과로부터 찾을 수 있다. 5% 리도카인(185 mM)에 대한 결과는 표 12에 표시되어 있다. 표로부터 막 전위가 실제 측정과 동일한 값을 사용하면, 리도카인 양이온의 이동도는 염화물 이온의 이동도의 0.67이다. 리도카인 양이온은 염화물 이온과 비교하여 상대적으로 더 느리게 이동한다.
염산 리도카인의 농도: 185 mM
도우너 농도(mol dm-3) 리시버 농도(mol dm-3)
양이온 1 음이온 1 양이온 1 음이온 1
Lid+ Cl- Na+ Cl-
0.185 0.185 0.15 0.15
이온의 이동도 이온의 이동도
양이온 1 음이온 1 양이온 1 음이온 1
0.67 1 1 1
DE 측정된 막 전위(V)
-0.005237319 0.00523047
리도카인 양이온 플럭스를 계산한 결과는 표 13에 표시되어 있는 반면에, 실험 결과는 표 14에 표시되어 있다.
막 전위 Δφ/V 플럭스(mol) J/mols-1㎝-2 이동도 비 w/- 전하 z 패러데이 상수 F 피부의 두께 d 농도 / mol ㎝-3 c Cl-의 이동도 wCl 플럭스 J/㎍h-1㎝-2
0.005334558 2.69195E-12 2.15 1 96500 0.01 0.000296 1.5E-13 2.624328
-0.005237319 5.14038E-12 0.67 1 96500 0.01 0.000148 1.5E-13 5.011253
-0.012928312 7.93717E-12 0.45 1 96500 0.01 0.000059 1.5E-13 7.737789
농도/ M 시간(시간) 플럭스 ㎍h-1㎝-2
0 1 3 5
0.296 0 23.9 71.8 119.6 0.7
0.148 0 57.4 172.2 287.0 1.8
0.059 0 122.5 367.5 612.4 3.8
피부 두께를 0.01 ㎝로 염화물 이온 이동도를 1.5x10-13으로 가정하여 계산하였다. 도 18은 다양한 농도에서 시간에 따라 무모 마우스 피부에 전달되는 리도카인 수용액의 실제량 측정을 도시한다.
도 20은 계산값 및 실제 실험값의 비교를 도시한다. 둘 모두 유사한 경향을 보여주는데, 이는 식 11이 사용되어 실험 수행과 관계없이 플럭스의 양을 예측할 수 있음을 시사한다.
국소 제형
특정 실시예에서, 상기 경피 전달 장치와 연계하여 기술된 활성제 층은 수화되어 국소 제형을 형성할 수 있다. 상기 국소 제형은 피검자의 피부에 직접 자유롭게 가해될 수 있다. 따라서, 특정 실시예는 본 명세서에 기술된 바와 같이 수용성 매질과 혼합된 증점제 및 이온화된 활성제를 포함하는 국소 제형을 제공하며, 상기 국소 제형은 실질적으로 오일이 없다. 상기 국소 제형은 업계에 공지된 방법에 따라 도포가능한 형태(예컨대, 반창고 및 패이스트(paste))로 일반적으로 제형된다. 투과 촉진제를 포함한 다양한 첨가제 및 항산화제가 상기 국소 제형에 더 혼합될 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 이온화된 활성제는 본 명세서에 기술된 이온화 가능한 활성제 중 임의의 것을 바탕으로 할 수 있다. 특이적인 하나의 실시예는 프로카테롤 양이온(예컨대, 염산 프로카테롤)을 포함하는 국소 제형을 제공한다. 예를 들면, 상기 국소 제형은 HPC, 프로카테롤, 요소 및 수계(aqueous-based) 제형을 제공하는 물을 포함한다. 다른 특이적인 실시예는 리도카인 양이온(예컨대, 염산 리도카인)을 포함하는 국소 제형을 제공한다. 또 다른 특이적인 실시예는 AA2G 음이온을 포함하는 국속 제형을 제공한다. 또 다른 특이적인 일 실시예는 디클로페낙 음이온(예컨대, 디클로페낙 나트륨)을 포함하는 국소 제형을 제공한다. 수동성 패치제 응용에서와 같이, 이온화된 첨가제가 첨가되어 전위차를 조정할 수 있다. 유리하게는, 상기 국소 제형에 오일이 없으면 상기 국소 제형에 있는 이온화된 활성제의 장기 안정성을 촉진시킨다.
상기 국소 제형은 업계에 공지된 방법에 따라 제형되고 사용될 수 있다.
사용 방법 및 제조 방법
본 명세서에 기술된 경피 전달 장치 및 국소 제형은 업계에 공지된 방법에 의하여 제조될 수 있다.
일반적으로, 활성제는 증점제(예컨대, HPC)를 바탕으로로 하는 점성있는 졸에 이온화 가능한 활성제를 분산시켜 제조될 수 있다.
이는 예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름과 같은 배면 기판상에 도포될 수 있다. 상기 배면 기판은 패치제, 테이프, 디스크 등의 모양일 수 있다.
도 21은 이후 집합적으로 전달 장치(10)라고 칭하는 전달 장치(10a, 10b 및 10c)를 제조하는 예시적인 방법(400)을 도시한다. 상기 전달 장치(10)의 다양한 성분, 특징, 층 등은 이하 일반적으로 동일한 참조 번호 및 거기에 부착된 글자를 갖는 전달 장치(10a, 10b 및 10c)의 다양한 성분, 특징, 층에 해당하는 참조 번호에 의하여 하기에 표시되어 있다.
402에서, 배면 기판이 제공된다. 상기 배면 기판(12)은 제1 표면(13) 및 반대로 향하는 제2 면(125)을 갖는다.
404에서 가소성 수지를 갖는 기저 층(14)은 상기 배면 기판(12)의 제1 표면(13)상에 형성된다. 일부 실시예에서, 상기 기저 층(16)은 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 물질을 포함한다.
406에서, 활성제 층(16)은 상기 기판(12)의 제1 표면(13)상의 상기 기저 층(14)상에 형성된다. 상기 활성제 층(16)은 증점제, 습윤제 및 β2-아드레날린수용체 작용제(또는 β2-아드레날린수용체 자극제(β2-adrenoreceptor stimulant) 또는 그 유도체 또는 약학적으로 허용가능한 염의 치료적 유효량을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 배면 기판(12)의 제1 표면상의 상기 기저 층(14)상에 활성제 층(16)을 형성하는 단계는 그 위에 조성물을 스핀-코팅하는 단계를 포함한다. 스핀-코팅될 수 있는 조성물은 증점제, 습윤제 및 이온화 가능한 활성제의 치료적 유효량을 갖는 조성물을 포함하지만, 여기에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 활성제 층은 히드록시프로필 셀룰로스, 글리세롤 또는 요소 및 전체 조성물의 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%에 이르는 양과 같은 다양한 양의 염산 프로카테롤 또는 β2-아드레날린수용체 작용제를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서 선택적인 408에서, 상기 활성제 층(16)에 인접한 활성제 보충 층(18)이 형성된다. 상기 활성제 보충 층(18)은 상기 활성제 층상으로 스핀 코팅될 수 있으며 이온 교환 물질 및 상기 활성제 층(16)에서 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%의 중량 퍼센트 조성을 유지하는 충분한 양의 이온화 가능한 활성제(예컨대, β2-아드레날린수용체 작용제)를 포함할 수 있다.
도 22A 내지 22C는 도시된 일 실시예에 따른 물질 층(600)의 스핀-코팅 공정을 도시한다. 도 22A에서, 상기 물질 층은 회전 장치(604)에 의하여 조절가능하게 구동되는 스핀가능한 디스크(602) 상에 배치된다. 상기 회전 장치(604)는 축(606) 주위로 상기 디스크(602) (및 그 위에 놓여있는 상기 물질 층(600))을 회전시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 회전 장치(602)는 상기 디스크(600)가 회전하는 속도가 조절가능 하도록 조절가능/가변적이다.
도 22B에서, 상기 축(606)에 근접한 활성제(608)의 양이 상기 물질 층(600)상으로 배치되어 있다. 일부 실시예에서, 상기 활성제(608)는 디스크(602)가 회전하는 동안 상기 물질 층(600)상에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 활성제(608)는 상기 디스크(602)가 회전하지 않는 동안 상기 디스크(602) 상에 배치될 수 있으며, 이후 회전 장치(604)가 작동하여 상기 디스크를 회전시킬 수 있다.
도 22C에서, 상기 활성제(608)은 상기 디스크(602)의 회전에 반응하여 상기 물질 층(600) 상에 펴지는 것이 도시되어 있다. 상기 물질 층(600)상으로 상기 활성제(608)를 스핀 코팅하면 상기 물질 층(600)상으로 상기 활성제(600)의 고른 코팅을 제공한다. 일부 실시예에서, 상기 물질 층(600)은 상기 배면 기판(12)이 없는 상기 기저 층(14)일 수 있는데, 즉, 상기 배면 기판(12)에 상기 기저 층(14)이 가해지기 전일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 물질 층(600)은 상기 기저 층(14) 및 상기 배면 기판(12)일 수 있다.
졸 구조는 동적 광 산란(DLS)에 의하여 연구될 수 있다. 산란된 레이저 광은 상기 졸에 함유된 HPC의 상태를 확인하는데 사용될 수 있다. 도 23A는 DLS 측정 스펙트럼 플롯을 보여준다. HPC, 프로카테롤 및 글리세롤을 함유하는 용액(a) 대 HPC만 함유하는 용액(b)에 대하여 다양한 스펙트럼들이 구해진다는 것을 알 수 있다. HPC는 프로카테롤 및/또는 글리세롤과 상호작용하여 덩어리(aggregate)를 형성한다. 졸이 일정 수준의 점성을 유지하기 위하여 덩어리를 함유하는 것이 중요하다고 하지만, 덩어리는 프로카테롤의 이온 분리 및/또는 패치제로부터 프로카테롤의 방출에 방해가 된다. 도 23B는 도시된 일 실시예에 따른 HPC 및 염산 프로카테롤의 상호작용을 도시하는 활성제 층의 단면도를 도시한다.
HPC 및 프로카테롤 간의 덩어리진 상태는 패치제의 활성제 졸을 조절하는데 중요한 인자가 된다. 염산 프로카테롤은 양이온이며, HPC는 고도로 친수성이다. 또한, HPC는 그 pH가 산성인 경우 음이온 특성을 가진 것으로 간주되며, 따라서 덩어리로 전개될 수 있다.
국소 제형용으로, 상기 이온화 가능한 활성제(예컨대, AA2G)는 업계에 공지된 방법에 따라 로션, 크림 및 에멀젼으로 제형될 수 있다.
본 명세서에 기술된 이온화 가능한 활성제는 다양한 질병상태의 치료를 위한 치료적 유효량으로 경피적으로 전달될 수 있다. 특정 실시예는 피검자의 피부에 경피 전달 장치를 가하여 폐쇄성 호흡기 질환과 관련된 질병상태를 치료하는 방법을 기술하며, 상기 경피 전달 장치는 염산 프로카테롤과 같은 β-아드레날린수용체 자극제를 포함하는 활성제 층을 포함한다.
예를 들면, 천식(예컨대, 알레르기성 천식, 기관지 천식 및 내인성 천식), 기관지수축성 질환, 만성 폐쇄성 폐질환 등을 포함하는 폐쇄성 호흡기 질환으로 전세계적으로 수백만 명의 아동 및 성인이 고통받고 있다. 이러한 질환은 흔히 하나 이상의 요인 또는 스트레스에 반응하여 발생하는 기관지 과민반응성, 자극(예컨대, 기도 자극), 점액 생성 증가 및/또는 간헐적인 기도 폐색에 의하여 일반적으로 특징된다. 예를 들면, 폐쇄성 호흡기 질환은 환경적 자극제 또는 알레르겐(allergen), 공기 오염, 찬 공기, 운동 또는 격렬한 활동, 감정적 스트레스 등에의 노출로 유래할 수 있다. 아동에게서, 가장 흔한 요인은 평범한 감기를 유발하는 질병과 같은 바이러스성 질병이다. 천식 발현(asthmatic episode)의 신호는 씨근거림(wheezing), 숨가쁨(shortness of breath), 흉부 압박감(chest tightness), 기침, 가쁜 숨(rapid breathing(빈호흡(tachypnea)), 연장 호기(prolonged expiration), 심박항진(rapid heart rate(빈맥(tachycardia)), 폐포 나음(rhonchous lung sounds), 흉부 과대 팽창(over-inflation of the chest) 등을 포함한다.
아민-함유 β-아드레날린수용체 자극제의 클래스에 속하는 이온화 가능한 활성제는 활성제 층으로 제형되어 다양한 실시예에 따라 피검자에게 경피적으로 전달될 수 있다. β2-수용체는 일반적으로 혈관, 기관지, 위장관, 골격근, 간 및 비만 세포를 포함하는 수많은 조직상에 존재한다. 일반적으로, β2-수용체 작용제는 기관지 통로(brochial passage)의 확장(기관지확장)을 일으키는 평활근 이완, 위장관 이완, 근육 및 간의 혈관 확장(vasodilation), 자궁근의 이완 및 인슐린 방출, 간에서의 글리코겐분해, 골격근의 진전(tremor), 비만 세포로부터 히스타민 방출의 억제 등을 이끌어 내는 β2-아드레날린수용체에 작용한다. β2-아드레날린수용체 작용제는 천식 및 다른 관련된 기관지경련성(bronchospastic) 질병상태 등을 치료하는데 유용하다. 또한, β-수용체 길항제는 항-고혈압제로서도 유용하다.
따라서, 일 실시예는 하기 단계를 포함하는, 피검자의 폐쇄성 호흡기 질환과 관련된 질병상태를 치료하는 방법을 제공한다: 상기 피검자의 피부에 배면 기판; 및 활성제 층을 포함하는 수동성 경피 전달 장치를 가하며, 상기 활성제 층은 실질적으로 무수이고 오일이 없으며 증점제 및 이온화 가능한 활성제를 포함하며, 상기 이온화 가능한 활성제는 상기 활성제 층에서 전기적으로 중성이고 수용성 매질과 접촉시 이온화된 활성제로 해리하는 단계; 및 상기 이온화 가능한 활성제 층을 이온화된 활성제로 해리하게 하는 단계.
특정 실시예에서, 상기 방법은 상기 이온화 가능한 활성제를 상기 피검자의 피부의 땀과 접촉시켜 이온화된 활성제를 생성하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 상기 이온화 가능한 활성제는 β-수용체 길항제이다. 특이적인 일 실시예에서, 상기 이온화 가능한 활성제는 염산 프로카테롤이다.
일부 실시예에서, 상기 염산 프로카테롤의 적어도 50%는 24 시간의 기간 내에 상기 피검자의 피부를 통해 전달된다.
도 24는 폐쇄성 호흡기 질환과 관련된 질병상태를 치료하는 예시적인 방법(650)을 도시한다.
660에서, β-아드레날린수용체 자극제 활성을 갖는 활성제를 약 25 ㎍ 내지 약 100 ㎍ 포함하는 경피 전달 장치는 피검자의 생물학적 인터페이스에 가해진다. 그러나, 당업자는 치료되는 질병상태 또는 약동학 또는 원하는 효과를 달성하기 위한 활성제의 다른 기준 또는 특성을 바탕으로 하여 활성제의 적정량(예컨대, 폐쇄성 호흡기 질환과 관련된 질병상태의 완화에 충분한 양)을 선택할 수 있다.
670에서, 상기 β-아드레날린수용체 자극제 활성을 갖는 활성제는 폐쇄성 호흡기 질환과 관련된 질병상태의 완화에 충분한 양으로 상기 생물학적 인터페이스에 전달된다.
일부 실시예에서, 상기 생물학적 인터페이스에 β-아드레날린수용체 자극제 활성을 갖는 활성제를 경피적으로 전달하는 단계는 상기 피검자의 생물학적 인터페이스에 β2-아드레날린수용체 작용제의 치료적 유효량을 확산을 통해 운반하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 생물학적 인터페이스에 β-아드레날린수용체 자극제 활성을 갖는 활성제를 경피적으로 전달하는 단계는 염산 프로카테롤, 염산프로카테롤 반수화물 또는 그 유도체 또는 약학적으로 허용가능한 염으로부터 선택되는 β2-아드레날린수용체 작용제의 치료적 유효량을 상기 피검자의 생물학적 인터페이스에 운반하는 단계를 포함한다.
상기 상세한 설명에서, 이온 교환 물질과 같은 활성제는 피검자의 피부 도포용 패치제 상에 배치되는 것으로 기술된다. 다른 실시예에서, 이온 교환 물질을 포함하지만, 여기에 한정되지 않는 활성제는 피검자의 피부에 도포될 수 있는 분말 또는 크림의 형태일 수 있다.
본 명세서에 기술된 다양한 실시예는 하기 비한정 실시예에 의하여 더 설명된다.
예들
1. 체외(in-vitro) 투과 시험
이하 전달 장치(10)로 집합적으로 통칭되는 전달 장치들(10a, 10b 및 10c)은 체외 및 체내(in vivo)를 이용하여 시험될 수 있다. 체외 시험은 다른 유형의 시험 장치 중에서 켈더(Kelder) 셀 또는 프란츠 셀과 같은 수동 확산-시험 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 도 25A, 25B 및 25C는 전달 장치를 시험하는데 사용되는 예시적인 다중 수동 확산 측정 장치(750)를 도시한다.
상기 수동 확산 측정 장치(750)는 제1 말단 플레이트(752) 및 제2 말단 플레이트(754)를 포함한다. 홀(hole: 756)과 같은 복수의 결합 특징부는 상기 제1 말단 플레이트(752)상에 형성된다. 상기 제2 말단 플레이트(754)는 상기 홀(756)과 상보적으로 정렬된 팔(arms: 758)과 같은 다수의 결합 특징부를 포함한다. 상기 홀(756)은 상기 팔(758)의 적어도 일 부분을 수용하도록 크기와 모양을 갖게 된다. 작동가능한 위치에서, 상기 팔(758)의 일 부분은 상기 홀(756)을 통해 연장되어 상기 팔(758)은 상기 팔을 제 위치에 지탱하는 체결구(fasteners: 760)를 수용한다.
상기 제1 말단 플레이트(752) 및 상기 제2 말단 플레이트(754) 사이에 제1 캡(cap: 762), 상기 전달 장치(10), 투과성 막(764), 저수조(reservoir: 766) 및 제2 캡(768)이 끼워져 있다. 상기 제1 캡(762)은 상기 제1 말단 플레이트(752)와 접하며, 상기 제2 캡(768)은 상기 제2 말단 플레이트(754)와 접한다. 상기 제1 캡(762) 및 상기 제2 캡(768)은 비투과성일 수 있으며 실리콘 고무와 같은 물질로 제작될 수 있다.
상기 전달 장치(10)는 상기 제1 캡(762) 및 상기 투과성 막(764) 사이에 개재한다. 하기에 기술된 실험에서, 상기 투과성 막(764)은 인간 피부 또는 동물 피부(예컨대, "무모 마우스 종(HOS hr-1)" 수컷 마우스로부터 얻은 무모 마우스 피부) 조각이다.
상기 저수조(766)는 상기 투가가능 막(764) 및 상기 제2 캡(768) 사이에 개재한다. 상기 저수조(766)는 고무, 실리콘 고무, 유리 등과 같은 비-투과성 물질로 제작된다. 상기 저수조(766)는 일반적으로 중공 내부(772)와 유체적 전달(fluidic communication)이 이루어지는 개방된 말단(770)을 갖는 실린더 모양일 수 있다. 상기 개방된 말단(770)은 상기 투과성 막(764)과 접한다. 인산염 완충 식염수(PBS)와 같은 유체(774)가 상기 중공 내부(772) 내에 배치된다. 상기 개방된 말단(770)에, 상기 유체(774)가 상기 투과성 막(764)과 접촉한다. 상기 전달 장치 내의 활성제는 상기 투과성 막(764)을 통하여 상기 유체(774)로 확산한다. 하기에 기술된 실험에서, 상기 저수조(766)는 상기 유체(774)를 약 4 밀리리터 정도 담을 수 있다.
2. 체외 시험 조건 및 측정
일반적으로, 17 ㎖의 인산염 완충 수용액(PBS, Wako Pure Chemical Industries 사 판매)이 수용체 셀에 주입되며, 10 ㎜ 교반자석을 사용하여 시험하는 동안에 용액을 교반하였다. 프란츠 셀은 32℃로 설정된 온도 및 70%로 설정된 습도를 갖는 배양기(ESPEC 제작, 모델명 LH-113)에 넣었다. 일반적으로 표본은 200 ㎕ 길슨 피펫맨(Gilson Pipetman)을 사용하여 소정의 시간에 상기 셀로부터 추출되었다. 이후 각각의 표본 추출 조작을 수행한 후에 200 ㎕의 PBS가 상기 셀에 첨가되었다.
투과된 활성제(예컨대, 프로카테롤 양이온)를 측정하기 위하여, 농도를 아는 표준 용액을 제조하여 측정된 농도와 비교할 수 있다. 일례로 염산 프로카테롤을 사용하여, 염산 프로카테롤(97.25% 무수) 50 ㎎을 정확히 측정한 후, 물에 첨가하여 용액("프로카테롤 농축액") 50 ㎖를 형성하였다. 이후 상기 표준 농축액은 희석되었으며("프로카테롤 표준 용액") 고성능(또는 압력) 액체 크로마토그래피(HPLC)용 이동상으로 사용되었다. 상기 프로카테롤 농축액은 광 차단(light shielding) 병에 밀봉되어 냉장고에 보관되었다. 각각의 시험 표본 10 ㎕ 및 상기 표준 용액 10 ㎕는 HPLC를 사용하여 측정되었으며, 각각의 표본에 대하여 프로카테롤 피크 면적 At(시험 표본) 및 As(표준 용액)이 측정되었다. 이후 하기 식을 사용하여 각각의 시험 표본에 대한 염산 프로카테롤 질량을 찾았다:
시험 용액의 염산 프로카테롤의 양(g/㎕) = 표준 농축액에서의 무수 프로카테롤의 양 x At/As x 1.0276, 여기서 1.0276은 1/2 수화된 염산 프로카테롤의 분자량/무수 염산 프로카테롤의 분자량 간의 비율(=335.83/326.82)이다
하기는 투과된 프로카테롤 양이온 농도를 측정하는 예시적인 조건 및 기구이다:
모델명: Shimazu HPLC LC-2010A HT
컬럼: Shinwa Chemical Industries, Ltd. 모델명 STRUCTURE ODS-II
길이 150 ㎜ x 내 직경 4.6 ㎜
온도: 40℃
이동상: 펜탄 술폰산/메탄올/아세트산(76:23:1) 혼합물의 5 m-mol dm-3
플럭스: 1 ㎖ min-1
주사량: 10 ㎕
달리 지시하지 않으면, "HOS: hr-1", 5 주령 수컷 마우스로부터 얻은 무모 마우스 피부:
유리 챔버를 32.5℃에서 작동하도록 설정
챔버 내 DPBS는 약 3.4 ㎖
챔버 1, 2, 3, 4, 5 TT 스핀코트(spincoat)
챔버 6,7 PP-HPC
챔버 8,9 PET-HPC
3. 예시적인 패치 제조
제조 1: 10 중량% 글리세롤 용액에 2.5 중량% 프로카테롤-염산염(염산), 0.5 중량% HPC를 포함하는 활성제 층(16) 조성물을 배면 쉬트(backing sheet: 3M) 상의 직경 12 ㎜ PET 기저 층(16)상으로 스핀-코팅하여 프로카테롤 패치제 23.5 ㎍(1.13 ㎠)를 제조하였다.
제조 2: 25 ㎎/㎖ 프로카테롤/10 중량% 글리세롤 용액 100 ㎕를 직경 10 ㎜ 단일 PET-클루셀(Klucel) 층 디스크에 첨가하여 프로카테롤 패치제 2.5 ㎎를 제조하였다.
제조 3: 25 ㎎/㎖ 프로카테롤/10 중량% 글리세롤 용액 30 ㎕를 직경 12 ㎜ 이중 PET-클루셀 층 디스크에 첨가하여 프로카테롤 패치제 0.75 ㎎를 제조하였다.
실시예 1
실시예 1에서, 상기 전달 장치(10)를 시험하기 전에, 농도 기울기를 따라 피부 속 및 피부를 통한 프로카테롤 양이온의 수송을 조사하기 위하여 염산 프로카테롤을 사용한 4개의 다른 작용제 농도(각각의 활성제 농도에 대한 4개의 시험(#1, #2, #3 및 #4))에서 16 개 시험을 수행하였다. 무모 마우스 피부를 투과성 막으로 사용하는 프라츠 셀을 32℃에서 사용하였다. 720은 5 중량% 염산 프로카테롤 농도의 평균 전달에 해당하며, 722는 2.5 중량% 염산 프로카테롤 농도의 평균 전달에 해당하며, 724는 1 중량% 염산 프로카테롤 농도의 평균 전달에 해당하며, 그리고 726은 0.5 중량% 염산 프로카테롤 농도의 평균 전달에 해당한다. 도 26은 4개의 작용제 농도(720, 722, 724 및 726)에서 시간 대 내부에 PBS 유체(74)를 갖는 저수조(772)에 전달된 활성제의 평균량을 보여준다. 피부를 통해 전달된 프로카테롤의 양은 시간에 따라 증가한다는 것을 알 수 있다. 또한, 전달된 프로카테롤의 양은 프로카테롤의 농도가 증가함에 따라 증가한다는 것도 알 수 있다. 피부를 통한 프로카테롤의 의학적 유효량을 전달하기 위하여, 상기 프로카테롤 용액의 농도는 특정 역치(threshold) 농도 이상이어야 한다. 물에 용해된 충분한 양의 프로카테롤이 본 실험에 사용되어 프로카테롤 전달 속력이 좀 더 커지게 되었다. 그러므로, 피부 표면 근처에 용액이 존재한다면 피부를 통하여 프로카테롤을 전달하는 것이 가능하다. 표 16은 시험 전달 장치(720 내지 726)의 상세사항을 보여준다.
총 전달량
시험 ID (농도) 표본 ID 0 시간 1 시간 3 시간 5 시간 8 시간
720(5.0%) #1 0.0 0.0 2.7 6.1 10.1
#2 0.0 1.3 8.9 17.4 27.9
#3 0.0 0.0 1.1 2.6 4.4
#4 0.0 1.6 8.3 15.4 22.7
평균 0.0 0.7 5.3 10.4 16.3
표준편차 0.0 0.9 3.9 7.2 10.9
722(2.5%) #1 0.0 0.8 3.2 5.5 7.8
#2 0.0 0.8 3.2 5.0 7.4
#3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.2
#4 0.0 0.0 0.4 0.7 0.9
평균 0.0 0.4 1.7 2.8 4.1
표준편차 0.0 0.5 1.7 2.9 4.1
724(1.0%) #1 0.0 0.0 0.3 0.6 1.2
#2 0.0 0.0 0.0 0.1 0.2
#3 0.0 0.0 0.1 0.2 0.5
#4 0.0 0.0 0.3 0.5 0.9
평균 0.0 0.0 0.2 0.4 0.7
표준편차 0.0 0.0 0.1 0.3 0.5
726(0.5%) #1 0.0 0.0 0.3 0.8 1.3
#2 0.0 0.0 0.1 0.4 0.8
#3 0.0 0.0 0.1 0.3 0.5
#4 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6
평균 0.0 0.0 0.2 0.5 0.8
표준편차 0.0 0.0 0.1 0.2 0.3
일반적으로, 폴리비닐 피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone) 또는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol)과 같은 친수성 젤 중합체 매트릭스를 사용한 경피 전달 패치제의 제작이 가능하다. 그러나, 프로카테롤은 친수성 활성제이며, 따라서 중합체 매트릭스 내로부터 평탄한 방출은 항상 가능한 것은 아니다.
도 27 내지 32는 다양한 시험 조건 하 및 작용제들의 다양한 농도에서 전달 장치(10)의 다양한 실시예에 대한 체외 시험 결과들을 도시한다.
하기에 기술된 실시예 2 내지 7은 일반적으로 프로카테롤을 담기 위하여 고점도 졸 용액을 채용하였다. 졸을 함유하는 활성제를 형성하기 위하여 일부 중량%의 히드록시프로필 셀룰로스(HPC)가 물에 용해되었다. 이후 염산 프로카테롤은 상기 졸에 용해되었다. 상기 졸은 PET 쉬트에 도포되어 패치제를 형성하였다. 다른 것 중에서 글리세롤(일반적으로 10 중량%)이 첨가되어 전달을 촉진하였다. 상기 PET에 도포된 활성제 용액의 양은 프로카테롤을 약 20 ㎍/㎠을 함유하였다. 일부 시험에서, HPC 및 글리세롤의 조성물은 하루 내지 이틀과 같은 소정의 시간 동안 방치하였다. 일부 상황에서, 상기 방치 기간은 더 짧거나 더 길어질 수 있다.
패치제는 무모 마우스의 피부(동결되거나 미처리)에 가해졌으며, 전달된 프로카테롤 양은 용액을 대체한 패치제를 사용하여, 이전에 기술된 프란츠 셀 설정을 이용하여 측정되었다. 실험 2 내지 7은 도우너 측의 프로카테롤의 양은 시간에 따라 증가하며 피부를 통과한다는 것을 보여준다. 실시예 2 내지 7이 피부를 통하여 전달된 프로카테롤의 양을 측정할 수 있지만, 프로카테롤의 실제 전달 메커니즘은 복잡할 수 있다.
실시예 2
6개의 전달 장치들 중 한 개 로트(lot)는 도 4A 및 4B에 도시된 실시예에 따라 제조되었다. 각각의 활성제 층(16)에 대한 표면적은 약 1.12 ㎠였다. 실시예 2에서, 상기 전달 장치들 중 3개는 수동 확산 측정 장치(750)에서 시험되었으며(도 25A), 동결된 피부는 투과 막(764)의 용도로 사용되었다. 각각의 활성제 층(16)은 HPC(약 1 중량%) 및 염산 프로카테롤(약 1 중량%)을 포함하였다; 각각의 보충 층(18)은 HPC(약 1 중량%)를 포함하였다. 도 27은 시험 장치(101, 102 및 103)로 개별적으로 참조된 3 개의 전달 장치에 대하여, 시간 대 내부에 PBS 유체(774)를 갖는 저수조(772)에 전달된 활성제의 양을 도시한다. 표 16A는 시험 장치(101, 102 및 103)에 대하여 11.5 시간에 취한 데이터를 사용하여 계산된 플럭스를 표시한다. 시험 장치(104, 105 및 106)로 개별적으로 참조된 일 로트로부터 3 개의 다른 시험 장치를 분석하여 각각의 장치에 존재하는 활성제의 양을 측정하였다. 표 16B는 상기 전달 장치(104, 105 및 106)에 대한 활성제의 양 및 농도 상세사항을 표시한다.
11.5 시간에서의 플럭스 (㎍/시/㎠)
전달 장치(101) 0.23
전달 장치(102) 0.82
전달 장치(103) 0.38
평균 0.48
표준편차 0.31
활성제의 양(㎍) 활성제의 밀도(㎍/㎠)
시험 장치 104 21.05 18.63
시험 장치 105 23.88 21.12
시험 장치 106 23.33 20.65
평균 22.75 20.14
표준편차 1.50 1.33
실시예 3
실시예 3에서, 8개의 전달 장치들 중 한 개 로트는 도 1 내지 도 2B에 도시된 실시예에 따라 제조되었다. 각각의 활성제 층(16)에 대한 표면적은 약 1.12 ㎠였다. 실시예 3에서, 상기 전달 장치는 수동 확산 측정 장치(750)(도 25A)에서 시험되었으며, 미처리 피부는 투과성 막(764)의 용도로 사용되었다. 각각의 활성제 층(16)은 HPC(약 1 중량%) 및 염산 프로카테롤(약 1 중량%)을 포함하였다. 도 28은 시험 전달 장치(201, 202, 203, 204 및 205)로 개별적으로 참조된 5개의 전달 장치에 대하여, 시간 대 내부에 PBS 유체(774)를 갖는 저수조(772)에 전달된 활성제의 양을 도시한다. 표 17A는 시험 장치(201, 202, 203, 204 및 205)에 대하여 12.0 시간에 취한 데이터를 사용하여 계산된 플럭스를 표시한다. 시험 장치(206, 207 및 208)로 개별적으로 참조된 일 로트로부터 3개의 다른 시험 장치를 분석하여 각각의 장치에 존재하는 활성제의 양을 측정하였다. 표 17B는 상기 전달 장치(206, 207 및 208)에 대한 활성제의 양 및 농도 상세사항을 표시한다.
12.0 시간에서의 플럭스 (㎍/시/㎠)
전달 장치(201) 0.01
전달 장치(202) 0.05
전달 장치(203) 0.04
전달 장치(204) 0.02
전달 장치(205) 0.04
평균 0.03
표준편차 0.02
활성제의 양(㎍) 활성제의 밀도(㎍/㎠)
전달 장치 206 11.14 9.87
전달 장치 207 10.96 9.7
전달 장치 208 10.40 9.2
평균 10.84 9.59
표준편차 0.39 0.35
실시예 4
실시예 4에서, 10개의 전달 장치들 중 한 개 로트는 도 1 내지 도 2B에 도시된 실시예에 따라 제조되었다. 각각의 활성제 층(16)에 대한 표면적은 약 1.12 ㎠였다. 실시예 4에서, 상기 전달 장치는 수동 확산 측정 장치(750)(도 25A)에서 시험되었으며, 미처리 피부는 투과성 막(764)의 용도로 사용되었다. 각각의 활성제 층(16)은 글리세롤(약 10 중량%), HPC(약 0.5 중량%) 및 염산 프로카테롤(약 2.5 중량%)을 포함하였다. 도 29는 장치(301, 302, 303, 304 및 305)로 개별적으로 참조된 5개의 전달 장치에 대하여, 시간 대 내부에 PBS 유체(774)를 갖는 저수조(772)에 전달되는 활성제의 양을 도시한다. 표 18A는 시험 장치(301 내지 305)에 대하여 12.0 시간에 취한 데이터를 사용하여 계산된 플럭스를 도시한다. 시험 장치(306 내지 310)로 개별적으로 참조된 일 로트로부터 5 개의 다른 시험 장치를 분석하여 각각의 장치에 존재하는 활성제의 양을 측정하였다. 표 18B는 상기 전달 장치(306 내지 310)에 대한 활성제의 양 및 농도 상세사항을 표시한다.
12.0 시간에서의 플럭스 (㎍/시/㎠)
전달 장치(301) 0.19
전달 장치(302) 0.08
전달 장치(303) 0.54
전달 장치(304) 0.54
전달 장치(305) 0.08
평균 0.29
표준편차 0.24
활성제의 양(㎍) 활성제의 밀도(㎍/㎠)
전달 장치(306) 35.29 31.23
전달 장치(307) 26.09 23.09
전달 장치(308) 19.98 17.68
전달 장치(309) 18.57 16.43
전달 장치(310) 35.46 31.38
평균 27.08 23.96
표준편차 8.08 7.15
실시예 5
실시예 5에서, 18개의 전달 장치들은 도 1 내지 도 2B에 도시된 실시예에 따라 제조되었다. 각각의 활성제 층(16)에 대한 표면적은 약 1.12 ㎠였다. 실시예 5에서, 상기 전달 장치는 수동 확산 측정 장치(750)(도 25A)에서 시험되었으며, 동결된 피부는 투과성 막(764)의 용도로 사용되었다. 각각의 활성제 층(16)은 글리세롤(약 10 중량%), HPC(약 0.5 중량%), 염산 프로카테롤(약 2.5 중량%) 및 완충 용액을 포함하였다. 3개의 다른 pH 값의 완충 용액을 사용하였다. 도 30은 장치(401 내지 409)로 개별적으로 참조된 9개의 전달 장치에 대하여, 시간 대 내부에 PBS 유체(774)를 갖는 저수조(772)에 전달된 활성제의 양을 보여준다. 표 19A는 pH 4.0 완충 용액을 사용한 시험 장치(401, 402 및 403)에 대하여 측정된 플럭스를 표시한다. 상기 플럭스는 8.0 시간에 취한 데이터를 사용하여 계산되었다. 표 19B는 pH 5.0 완충 용액을 사용한 시험 장치(404, 405 및 406)에 대하여 측정된 플럭스를 표시한다. 상기 플럭스는 8.0 시간에 취한 데이터를 사용하여 계산되었다. 표 19C는 pH 6.0 완충 용액을 사용한 시험 장치(407, 408 및 409)에 대하여 측정된 플럭스를 표시한다. 상기 플럭스는 8.0 시간에 취한 데이터를 사용하여 계산되었다. 시험 장치(410 내지 418)로 개별적으로 참조된, 한 개 로트의 9 개의 다른 시험 장치를 분석하여 각각의 장치에 존재하는 활성제의 양을 측정하였다. 표 19D는 pH 4.0 완충 용액을 사용한 전달 장치(410, 411 및 412)에 대한 활성제의 양 및 농도의 상세사항을 표시한다. 표 19E는 pH 5.0 완충 용액을 사용한 전달 장치(413, 414 및 415)에 대한 활성제의 양 및 농도 상세사항을 도시한다. 표 19F는 pH 6.0 완충 용액을 사용한 전달 장치(416, 417 및 418)에 대한 활성제의 양 및 농도 상세사항을 보여준다.
완충 용액의 pH 8.0 시간에서의 플럭스 (㎍/시/㎠)
전달 장치(401) 4.0 0.13
전달 장치(402) 4.0 0.03
전달 장치(403) 4.0 0.11
평균 0.09
표준편차 0.05
완충 용액의 pH 8.0 시간에서의 플럭스 (㎍/시/㎠)
전달 장치(404) 5.0 0.04
전달 장치(405) 5.0 0.10
전달 장치(406) 5.0 0.13
평균 0.09
표준편차 0.04
완충 용액의 pH 8.0 시간에서의 플럭스 (㎍/시/㎠)
전달 장치(407) 6.0 0.07
전달 장치(408) 6.0 0.02
전달 장치(409) 6.0 0.09
평균 0.06
표준편차 0.04
완충 용액의 pH 활성제의 양(㎍) 활성제 밀도(㎍/㎠)
전달 장치(410) 4.0 18.69 16.54
전달 장치(411) 4.0 18.52 16.39
전달 장치(411) 4.0 18.52 16.39
평균 18.52 16.39
표준편차 0.17 0.15
완충 용액의 pH 활성제의 양(㎍) 활성제 밀도(㎍/㎠)
전달 장치(413) 5.0 20.08 17.77
전달 장치(414) 5.0 20.08 17.77
전달 장치(411) 5.0 18.52 16.39
평균 20.41 18.06
표준편차 0.57 0.51
완충 용액의 pH 활성제의 양(㎍) 활성제 밀도(㎍/㎠)
전달 장치(416) 6.0 25.06 22.18
전달 장치(417) 6.0 25.06 22.18
전달 장치(411) 6.0 18.52 16.39
평균 24.72 21.88
표준편차 0.59 0.52
실시예 6
실시예 6에서, 14개의 전달 장치는 도 1 내지 도 2B에 도시된 실시예에 따라 제조되었다. 각각의 활성제 층(16)에 대한 표면적은 약 1.12 ㎠였다. 실시예 6에서, 상기 전달 장치는 수동 확산 측정 장치(750)(도 25A)에서 시험되었으며, 미처리 피부는 투과성 막(764)의 용도로 사용되었다. 각각의 활성제 층(16)은 글리세롤(약 10 중량%), HPC(약 0.5 중량%), 염산 프로카테롤(약 2.5 중량%) 및 완충 용액을 포함하였다. 2개의 다른 pH 값의 완충 용액을 사용하였다. 도 31은 장치(501 내지 506)로 개별적으로 참조된 6 개의 전달 장치에 대하여, 시간 대 내부에 PBS 유체(774)를 갖는 저수조(772)에 전달된 활성제의 양을 도시한다. 표 20A는 pH 4.0 완충 용액을 사용한 시험 장치(501, 502 및 503)에 대하여 측정된 플럭스를 표시한다. 상기 플럭스는 8.0 시간에 취한 데이터를 사용하여 계산되었다. 표 20B는 pH 5.0 완충 용액을 사용한 시험 장치(504, 505 및 506)에 대하여 측정된 플럭스를 표시한다. 상기 플럭스는 8.0 시간에 취한 데이터를 사용하여 계산되었다. 시험 장치(507 내지 514)로 개별적으로 참조된, 한 개 로트의 8 개의 다른 시험 장치를 분석하여 각각의 장치에 존재하는 활성제의 양을 측정하였다. 표 20C는 pH 4.0 완충 용액을 사용한 시험 장치(507 내지 510)에 대한 활성제의 양 및 농도 상세사항을 보여준다. 표 20D는 pH 5.0 완충 용액을 사용한 전달 장치(511 내지 514)에 대한 활성제의 양 및 농도 상세사항을 표시한다.
완충 용액의 pH 8.0 시간에서의 플럭스 (㎍/시/㎠)
전달 장치(501) 4.0 0.20
전달 장치(502) 4.0 0.17
전달 장치(503) 4.0 0.13
평균 0.17
표준편차 0.03
완충 용액의 pH 8.0 시간에서의 플럭스 (㎍/시/㎠)
전달 장치(504) 5.0 0.18
전달 장치(505) 5.0 0.59
전달 장치(506) 5.0 0.54
평균 0.44
표준편차 0.22
완충 용액의 pH 활성제의 양(㎍) 활성제 밀도(㎍/㎠)
전달 장치(507) 4.0 20.17 17.85
전달 장치(508) 4.0 19.80 17.52
전달 장치(509) 4.0 19.22 17.01
전달 장치(510) 4.0 21.33 18.88
평균 20.13 17.81
표준편차 0.89 0.79
완충 용액의 pH 활성제의 양(㎍) 활성제 밀도(㎍/㎠)
전달 장치(511) 5.0 20.65 18.27
전달 장치(512) 5.0 22.93 20.29
전달 장치(513) 5.0 21.58 19.10
전달 장치(514) 5.0 21.81 19.30
평균 21.74 19.24
표준편차 0.94 0.83
실시예 7
실시예 7에서, 8개의 전달 장치는 도 1 내지 도 2B에 도시된 실시예에 따라 제조되었다. 각각의 활성제 층(16)에 대한 표면적은 약 1.12 ㎠였다. 실시예 7에서, 상기 전달 장치는 프란츠 셀에서 시험되었으며, 미처리 피부는 투과성 막의 용도로 사용되었다. 각각의 활성제 층(16)은 글리세롤(약 10 중량%), HPC(약 0.5 중량%) 및 염산 프로카테롤(약 2.5 중량%)을 포함하였다. 도 32는 장치(601 내지 604)로 개별적으로 참조된 4 개의 전달 장치에 대하여, 시간 대 내부에 PBS 유체(774)를 갖는 저수조(772)에 전달된 활성제의 양을 도시한다. 표 21A는 12.0 시간에 취한 데이터를 사용하여 시험 장치(601 내지 604)에 대하여 측정된 플럭스를 표시한다. 시험 장치(605 내지 608)로 개별적으로 참조된, 한 개 로트의 4 개의 다른 시험 장치를 분석하여 각각의 장치에 존재하는 활성제의 양을 측정하였다. 표 21B는 시험 장치(605 내지 608)에 대한 활성제의 양 및 농도 상세사항을 표시한다.
12.0 시간에서의 플럭스 (㎍/시/㎠)
전달 장치(601) 0.50
전달 장치(602) 0.45
전달 장치(603) 0.31
전달 장치(604) 0.32
평균 0.39
표준편차 0.09
활성제의 양(㎍) 활성제 밀도(㎍/㎠)
전달 장치(605) 24.82 21.96
전달 장치(606) 22.11 19.56
전달 장치(607) 24.03 21.26
전달 장치(608) 22.11 19.56
평균 23.50 20.79
표준편차 1.18 1.04

Claims (29)

  1. 배면 기판; 및
    활성제 층을 포함하며,
    상기 활성제 층은 실질적으로 무수(anhydrous)이고 오일이 없으며, 증점제 및 이온화 가능한 활성제를 포함하며,
    상기 이온화 가능한 활성제는 상기 활성제 층에서 전기적으로 중성이고, 수용성 매질과 접촉시 이온화된 활성제로 해리하는 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이온화 가능한 활성제는 아민-함유 활성제의 염인 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    습윤제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 증점제는 HPC이고,
    상기 이온화 가능한 활성제는 염산 프로카테롤(Procaterol HCl)이며,
    상기 습윤제는 요소인 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 이온화 가능한 활성제는 β-아드레날린수용체 작용제(β-adrenergic agonist)인 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 β-아드레날린수용체 작용제는 염산 프로카테롤인 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 이온화 가능한 활성제는 "카인(caine)" 클래스 진통제 또는 마취제인 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 이온화 가능한 활성제는 염산 리도카인(Lidocaine HCl)인 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 이온화 가능한 활성제는 카복실산-함유 활성제의 염인 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이온화 가능한 활성제는 알칼리성 디클로페낙(Diclofenac)인 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 이온화 가능한 활성제는 L-아스코르브산 또는 그 유도체인 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 이온화 가능한 활성제는 아스코르브산 2-글루코시드(2-glucoside)인 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 증점제는 셀룰로스 유도체인 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 증점제는 히드록시프로필 셀룰로스(hydroxypropyl cellulose), 히드록 시메틸 셀룰로스(hydroxymethyl cellulose), 히드록시프로필 메틸셀룰로스(hydroxypropyl methylcellulose) 또는 그 조합인 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    요소, 글리세린(glycerine), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 글리세릴 트리아세테이트(glyceryl triacetate) 및 폴리올류(polyols)로부터 선택되는 하나 이상의 습윤제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 이온화 가능한 활성제의 초기량 중 적어도 50%는 피부를 통해 투과가능한 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 이온화 가능한 활성제는 염산 프로카테롤인 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    이온화 가능한 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 이온화 가능한 활성제는 알칼리성 디클로페낙이며,
    상기 이온화 가능한 첨가제는 염화칼륨(potassium chloride)인 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    추가적인 이온화 가능한 활성제 및 이온 교환 물질을 포함하는 보충 층(replenish layer)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동성 경피 전달 장치.
  21. 증점제;
    이온화된 활성제; 및
    수용성 매질을 포함하며,
    실질적으로 오일이 없는 것을 특징으로 하는 국소 제형.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 증점제는 셀룰로스 유도체인 것을 특징으로 하는 국소 제형.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 이온화된 활성제는 양이온성(cationic) 프로카테롤 양이온(cation), 음 이온성(anionic) 디클로페낙, 양이온성 리도카인 또는 음이온성 AA2G인 것을 특징으로 하는 국소 제형.
  24. 피검자의 폐쇄성 호흡기 질환과 관련된 질병상태를 치료하는 방법에 있어서,
    배면 기판; 및 활성제 층을 포함하는 수동성 경피 전달 장치를 상기 피검자의 피부에 가하는 단계(상기 활성제 층은 실질적으로 무수이고 오일이 없으며, 증점제 및 이온화 가능한 활성제를 포함하며, 상기 이온화 가능한 활성제는 상기 활성제 층에서 전기적으로 중성이고 수용성 매질과 접촉시 이온화된 활성제로 해리함); 및
    상기 이온화 가능한 활성제를 이온화된 활성제로 해리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 이온화된 활성제를 생성하기 위해, 상기 이온화 가능한 활성제를 상기 피검자의 피부의 땀과 접촉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 이온화 가능한 활성제는 염산 프로카테롤인 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 활성제 층은 습윤제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 활성제 층은 HPC, 염산 프로카테롤 및 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 24 항에 있어서,
    상기 염산 프로카테롤 중 적어도 50%는 24 시간의 기간 내에 상기 피검자의 피부를 통해 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
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