KR20100092581A

KR20100092581A - 균일한 서방출성 미립구의 제조방법

Info

Publication number: KR20100092581A
Application number: KR1020090011757A
Authority: KR
Inventors: 임낙현; 김승수; 김성근; 김세연; 정형준; 이덕근; 차경회
Original assignee: 동국제약 주식회사
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2010-08-23
Also published as: KR101663560B1

Abstract

본 발명은 지속적으로 약물의 방출을 조절할 수 있는 서방출성 미립구의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생분해성 고분자로 이루어진 담체에 약물을 봉입한 미립구를 제조함에 있어 공용매를 사용한 용매교류증발법으로 미립구를 제조 시 공용매가 첨가된 에멀젼을 초음파분쇄기로 균일화하여 생리활성물질의 초기 과다방출이 억제될 뿐만 아니라 방출되는 생리활성물질의 편차가 적은 균일한 서방출성 미립구의 제조방법에 관한 것이다.

초음파 분쇄, LHRH 동족체, 미립구

Description

균일한 서방출성 미립구의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING UNIFORM DELAYED-RELEASE MICROSPHERES}

종래에 서방출성 주사제제들의 일반적인 제조방법은 코아세르베이션법, 용융사출(melt extrusion), 분무건조법 및 용매증발법 등이 알려져 있다. 이러한 방법 중 이중유화증발법(W/O/W; water/oil/water)과 단일유화증발법(O/W; oil/water)으로 분류되는 용매증발법이 가장 많이 사용되어 지고 있다.

이러한 서방출성 주사제제들의 약물 봉입률을 증가시키거나 제조 공정이 쉽고 초기 과다방출이 상대적으로 낮은 미립구를 제조하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있으나 아직까지 만족스럽지 못하다.

한편, 주사제제의 제조에 있어서 고려하여야 할 중요한 것 중의 하나가 안정성(stability)인데, 이를 만족시키기 위해서는 일정한 성분과 용량을 가져야 하기에 미립구가 일정한 크기를 가져서 시료 및 생산 배치(batch)간에 편차가 적어야 하는 것이 중요하다.

따라서 본 발명은 생리활성물질의 초기 과다방출 억제 특성이 우수하면서도 방출되는 생리활성물질의 편차가 적은 균일한 서방출성 미립구의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 생리활성물질, 생분해성 고분자를 함유하는 에멀젼에 공용매를 투입하고 에멀젼을 초음파분쇄기(ultrasonicator)를 사용하여 균일화한 다음 수성 용매에 첨가하는 것을 포함하는 생리활성물질의 초기 과다방출 억제 특성이 우수하면서 방출되는 생리활성물질의 편차가 적은 균일한 서방출성 미립구의 제조방법을 제공한다.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 ⅰ) 생리활성물질을 수성용매에, 생분해성 고분자를 비수성용매에 각각 용해시키고, 상기 수성용매, 비수성용매 또는 수성용매와 비수성용매 양자 모두에 계면활성제를 추가로 용해시키는 단계;

ⅱ) 상기 i) 단계의 수성 및 비수성용액을 혼합하여 에멀젼을 형성하는 단계;

ⅲ) 상기 ⅱ) 단계에서 형성된 에멀젼에 공용매를 투입하는 단계;

ⅳ) 상기 ⅲ) 단계의 에멀젼을 초음파분쇄기로 균일화한 다음 수성용매에 투입하여 미립구를 형성하는 단계; 및

v) 유기용매를 제거하는 단계를 포함하는 균일한 서방출성 미립구의 제조방법을 제공한다.

본 명세서에서 용어 "용매교류증발법(solvent intra-exchange evaporation)"은 생리활성물질, 생분해성 고분자를 함유하는 에멀젼에 공용매를 투입한 다음 이를 수성 용매에 첨가하여 미립구를 형성하는 방법을 일컫는다.

본 발명에서 본 발명에서 생리활성물질은 특별히 제한되는 것은 아니나, LHRH(luteinizing hormone-release hormone) 동족체(analogue) 같은 펩타이드 약물이나 이들의 염 중에서 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들어, LHRH 동족체 중 작용제(agonist)에는 고세렐린, 루프로라이드, 트립토렐린, 부세렐린, 나파렐린 등이 있고, 길항제(antagonist)에는 세트로렐릭스, 알지타이드 그리고, 그 외 이용가능한 펩타이드 약물에는 옥트레오타이드 등을 들 수 있다. 이들 LHRH 동족체 중 작용제는 체내에 투여되었을 때 뇌하수체(pituitary gland)에 작용하여 황체형성 호르몬(luteinizing hormone)의 분비를 억제(작용제의 경우에는 초기에는 분비를 촉진하나, 지속적으로 방출될 경우에는 억제됨)하여 성호르몬인 테스토스테론, 에스트로겐의 분비를 억제함으로써 호르몬 반응성으로 진행되는 전립선암, 유방암, 자궁내막증 등에서 치료효과를 나타내는 펩타이드 물질이다.

본 발명에서 생리활성물질은 미립구 전체 중량에 대하여 1.0 내지 30 중량%, 더 바람직하게는 2.0 내지 20 중량%, 가장 바람직하게는 3.0 내지 15 중량%가 포함될 수 있다. 본 발명에서 생리활성물질이 1.0 중량% 미만으로 포함되면 환자에게 투여하게 될 미립구 양이 너무 많아져 투여가 불가능하게 되거나 투여시 문제가 있을 수 있고, 30 중량%를 초과하여 포함되면 초기 과다 방출 억제가 어렵다는 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 상기 i) 단계에서 생리활성물질을 용해하는데 사용될 수 있는 수성 용매는 바람직하게는 주사용수이다.

본 발명에서 생분해성 고분자는 미립구 제조시 사용되는 통상의 고분자들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리락타이드(polylactides), 폴리글리코라이드(polyglycolides), 폴리(락타이드-코-글리코라이드) 및 폴리(락타이드-코-글리코라이드)글루코즈 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 생분해성 고분자는 중량 평균 분자량이 60,000 이하인 것이 사용될 수 있다. 예를 들면, 분자량 약 13,000인 폴리(락타이드-코-글리코라이드)(50:50), 분자량 약 33,000인 폴리(락타이드-코-글리코라이드)(50:50), 분자량 약 52,000인 폴리(락타이드-코-글리코라이드)(50:50), 분자량 약 20,000인 폴리(락타이드-코-글리코라이드)(75:25), 분자량 약 16,000인 폴리(락타이드)(100:0) 등을 사용하는 것이 가능하다. 이와 같은 생분해성 고분자는 예를 들면, 베링거인겔하임 사의 Resomer^®RG502H, RG503H, RG504H, RG752H, RG752S, R202H 등을 들 수 있다.

본 발명에서 생분해성 고분자는 0.1 내지 0.7 dL/g의 고유점도를 가질 수 있다. 본 발명에서 생분해성 고분자가 0.1 dL/g 미만의 고유점도를 가지면 고분자의 분해가 너무 빨라 원하는 시간까지 생리활성물질의 지속적인 방출이 어려울 수 있고, 0.7 dL/g을 초과하는 고유점도를 가지면 고분자의 분해가 너무 느려 생리활성물질의 방출량이 적어 약효가 나타나지 않을 수 있다.

본 발명에서 생분해성 고분자는 미립구 전체 중량에 대하여 70 내지 99 중량%, 더 바람직하게는 80 내지 98 중량%, 가장 바람직하게는 85 내지 97 중량%가 포함될 수 있다. 본 발명에서 생분해성 고분자가 70 중량% 미만으로 포함되면 생리활성물질 분포가 상대적으로 증가하여 초기 과다 방출 내지 원하는 기간 동안 약효를 유지시키지 못하는 문제가 있을 수 있고, 99 중량%를 초과하여 포함되면 환자에게 투여해야할 양이 너무 많아져 투여가 힘들거나 투여 자체가 불가능해질 수 있다.

본 발명의 상기 i) 단계에서 생분해성 고분자를 용해하는데 사용될 수 있는 비수성 용매는 생분해성 고분자를 용해할 수 있고, 상기 ⅲ) 단계에서 첨가되는 공용매와 혼합이 가능한 것인 한 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 아세토니트릴, 디메틸설폭시드, 디메틸포름아마이드, 에틸아세테이트 등이 사용될 수 있다.

본 발명에서 상기 i) 단계의 수성 용매 및/또는 비수성 용매에는 계면활성제가 첨가될 수 있다. 사용가능한 계면활성제로는 예를 들면, 폴리소르베이트(polysorbate), 스판 80(Span 80), 폴록사머(poloxamer), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 토코페롤(tocopherol) 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 계면활성제는 상기 i) 단계에서 사용되는 용매, 즉 수성용매 및 비수성용매 전체중량 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5.0 중량부의 양이 첨가될 수 있다. 첨가되는 계면활성제의 양이 0.01 중량부 미만이면 계면활성제로서의 효과가 미비해져 에멀젼 형성에 문제가 있을 수 있고, 5.0 중량부를 초과하면 과량의 계면활성제로 인하여 투여부위에 피부발적 내지는 가려움 등의 국소 부작용이 발생할 수 있다.

본 발명의 상기 ⅲ) 단계에서 첨가되는 공용매는 상기 i) 단계에서 사용되는 수성, 비수성 용매와 혼합이 가능하고, 생리활성물질의 용해도가 낮으며, 제조공정 중에 잔류용매의 제거가 용이하도록 끓는점이 낮은 용매가 바람직할 수 있다. 본 발명에서 공용매는 예를 들면 메탄올, 에탄올, 아세톤, 이소프로판올, 클로로포름, 디에틸에테르, 에틸아세테이트, 초산, 아세토니트릴 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 공용매는 상기 i) 단계에서 사용되는 용매, 즉 수성 용매 및 비수성 용매의 전체 중량 100 중량부에 대하여 1.0 내지 20 중량부, 더 바람직하게는 5.0 내지 15 중량부, 가장 바람직하게는 5.0 내지 10 중량부의 양이 첨가될 수 있다. 첨가되는 공용매의 양이 1.0 중량부 미만이면 초기 과다 방출을 억제하는 효과가 없을 수 있고, 20 중량부를 초과하면 잔류용매 제거가 힘들어 질 수 있다.

본 발명에서 공용매를 첨가함으로써 수상(water phase) 내 생리활성물질을 석출시켜 용매 휘발시 표면으로의 이동을 방지하고, 이와 더불어 생분해성 고분자의 경화에 도움을 줌으로써 상대적으로 더 단단하고 표면의 다공성을 줄여 성공적으로 초기 과다방출을 억제하는 것으로 생각된다.

본 발명의 상기 ⅳ) 단계에서 에멀젼을 초음파분쇄기를 사용하여 에멀젼을 처리 시 에멀젼 입자의 크기가 최소화 및 균일화되면서 이로부터 생성된 미립자로부터의 생리활성물질의 방출이 일정하게 되어 시료 및 생산 배치간의 편차가 줄어들게 된다.

본 발명의 상기 ⅳ) 단계에서 사용되는 수성 용매는 바람직하게는 주사용수가 사용될 수 있으며, 선택적으로 투입되는 에멀젼의 확산을 억제하기 위하여 저점도 고분자를 혼합하여 사용할 수도 있다. 이때 사용되는 저점도 고분자로는, 예를 들면 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명은 서방출성 미립구를 제조함에 있어 추가적인 첨가제 및 공법이 필 요없이 제조공정 중 완전히 제거가 가능한 공용매를 사용하고, 초음파분쇄기를 사용하여 에멀젼 입자의 크기를 균일화하는 서방출성 미립구의 제조방법을 제공함으로써 인체에 안전하고 초기 과다방출 억제 특성이 우수할 뿐만 아니라 시료 및 생산 배치간 편차가 줄어들어 안정성이 뛰어난 균일한 서방출성 미립구가 제공될 수 있다.

이하에서 본 발명을 실시예로 구체적으로 설명한다. 다만 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예

초산고세렐린 함유 에멀젼 제조

표 1에 기재된 함량에 따라 주사용수 375㎎에 초산고세렐린(제조원: Bachem, 스위스) 120㎎을 넣고 교반하여 투명하게 용해시켜 수상으로 사용하였다.

그 다음 생분해성 고분자로 RG502H 및 RG503H(제조원: 베링거인겔하임) 각각 1,250㎎ 및 630㎎, 계면활성제 Span 80(제조원: 머크) 5.0㎎ 및 메틸렌클로라이드(제조원:머크) 5,000㎎을 격렬히 교반하여 투명하게 용해시킨 후 초산고세렐린이 용해되어 있는 수상에 첨가하고 격렬히 교반하여 에멀젼을 형성시킨 다음 아세톤 : 에탄올(4 : 1) 혼합액 1㎖을 에멀젼에 첨가하고 격렬히 교반하였다.

초음파 분쇄기를 사용한 에멀젼 균일화

상기에서 제조된 에멀젼에 초음파 분쇄기(모델명:ULH-700S, 제조사:UISSO Hi-Tech)를 사용하여 5분간 에멀젼을 균일화하였다. 이 때 사용한 초음파 분쇄기의 에너지는 70%로 하고, 에멀젼의 온도 상승을 방지하기 위하여 바이알을 얼음냉각을 하면서 진행하였다. 균일화 시간은 1분 진행에 30초 냉각방식으로 진행하였다.

미립구 제조

초음파 분쇄기로 균일화한 에멀젼 용액을 25℃에서 L4R 믹서(Silverson, 영국)로 격렬히 교반되는 0.5% 폴리비닐알콜(Mn=30,000~70,000, 시그마) 수용액 500㎖에 서서히 주사하였다. 10분 후 온도를 40℃로 승온하고 교반속도를 낮추어 2시간 동안 첨가된 유기용매를 휘발시켰다. 이후 다시 온도를 25℃로 낮추어 30분간 냉각시킨 후 5.0㎛(재질: SVLP, 밀리포어) 필터를 이용하여 진공여과하고, 증류수로 수회 세척한 후 72시간 동안 동결건조하여 미립구를 제조하였다.

비교예 1

상기 실시예에서 제조된 에멀젼을 초음파 분쇄기를 사용하여 균일화하지 않았다는 것을 제외하고는 실시예와 동일한 제조방법으로 미립구를 제조하였다.

비교예 2

상기 실시예에서 제조된 에멀젼을 초음파 분쇄기를 사용하여 균일화하지 않고, 에멀젼에 공용매를 첨가하지 않았다는 것을 제외하고는 실시예와 동일한 제조방법으로 미립구를 제조하였다.

실험예 1: 미립구의 고세렐린 봉입률 측정

미립구 약 100㎎을 디메틸포름아미드(제조원:머크) 25㎖에 넣어 완전히 용해 시킨 후 0.45㎛ 실린지 필터로 여과하여 검액으로 사용하고, HPLC를 이용하여 미립구내 봉입되어 있는 고세렐린의 함량을 측정하였다. 이때 사용된 컬럼은 YMC C18 ODS 5㎛, 4.6ㅧ250㎜이며, 주입량은 10㎕, 검출파장은 280㎚이었다. 이동상은 pH 3.0 인산염 완충액을 사용하여 측정하였다.

측정결과를 표 2에 나타냈으며, 이에 의해 투입량 대비 약 87% 이상의 고세렐린이 미립구 내에 충분히 봉입되었음을 알 수 있었다.

실험예 2: 미립구의 in vitro 장기 용출시험

실시예, 비교예 1 및 비교예 2의 미립구 50㎎을 50㎖ 시험관에 넣은 후 50㎖의 pH 7.4 인산완충액을 넣은 샘플 5개씩을 각각 준비한 다음 39℃에서 인큐베이션하면서 1, 3, 7, 14, 21 및 28일 측정시간에 상등액을 취하여 HPLC로 고세렐린의 용출률을 측정하여 그 결과를 표 3에 나타내었고, 특히 초기 1, 3 및 7일에서의 용출률의 측정 결과를 그래프로 도 1에 나타내었다.

상기 표 3에서 볼 수 있듯이 공용매를 사용한 용매교류증발법으로 제조한 실시예 및 비교예 1의 미립구가 비교예 2의 미립구에 비하여 초기 용출률이 절반 이하로 낮아짐을 알 수 있었고, 또한 초음파분쇄기를 사용한 실시예의 미립구가 초음파분쇄기를 사용하지 않은 비교예 1 및 2의 미립구에 비하여 초기 방출시점에서의 편차가 현저히 줄어들어 안정된 용출률을 보이는 것을 알 수 있었다.

실험예 3: 미립구의 in vivo 시험

상기 실시예에서 제조된 미립구(고세렐린 약 900㎍에 해당)를 랫트에 투여하여 28일간 효능시험을 진행하였다. 수컷 랫트의 성호르몬인 테스토스테론 수치를 측정하였고, 분석은 면역측정법(immunoassay) 테스토스테론 분석 키트(DSL lab. USA)를 이용하여 분석하였다. 시험 결과 일반적으로 알려진 거세 후 성호르몬 수치인 0.5ng/㎖ 이하로 억제되는 것을 알 수 있었다. 측정된 결과는 그래프로 도 2에 나타내었다.

도 1은 제조된 미립구의 in vitro 장기 용출시험에 따른 초기(1일 내지 7일)의 방출률 및 그 편차를 나타낸 그래프이다. (■ : 실시예, ▨ : 비교예 1, □ : 비교예 2)

도 2는 제조된 미립구의 in vivo 시험 결과를 나타낸 그래프이다. (▲ : 실시예, × : Control (미립구를 투여하지 않은 정상 랫트의 호르몬수치), 점선 : 거세 후 테스토스테론 기준선)

Claims

ⅰ) 생리활성물질을 수성용매에, 생분해성 고분자를 비수성용매에 각각 용해시키고, 상기 수성용매, 비수성용매 또는 수성용매와 비수성용매 양자 모두에 계면활성제를 추가로 용해시키는 단계;

ii) 상기 i) 단계의 수성 및 비수성용액을 혼합하여 에멀젼을 형성하는 단계;

ⅲ) 상기 ⅱ) 단계에서 형성된 에멀젼에 공용매를 투입하는 단계;

ⅳ) 상기 ⅲ) 단계의 에멀젼을 초음파분쇄기로 균일화한 다음 수성용매에 투입하여 미립구를 형성하는 단계; 및

v) 유기용매를 제거하는 단계를 포함하는 균일한 서방출성 미립구의 제조방법.
제1항에 있어서, 공용매가 메탄올, 에탄올, 아세톤, 이소프로판올, 클로로포름, 디에틸에테르, 에틸아세테이트, 초산 및 아세토니트릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 균일한 서방출성 미립구의 제조방법.
제1항에 있어서, 생리활성물질이 고세렐린, 루프로라이드, 트립토렐린, 부세레린, 옥트레오타이드, 세트로렐릭스에서 선택된 1종 또는 이들의 염인 것을 특징으로 하는 균일한 서방출성 미립구의 제조방법.
제1항에 있어서, 생분해성 고분자는 폴리락타이드, 폴리글리코라이드, 폴리(락타이드-코-글리코라이드) 및 폴리(락타이드-코-글리코라이드)글루코즈로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 균일한 서방출성 미립구의 제조방법.
제1항에 있어서, 계면활성제가 폴리소르베이트, 스판, 폴록사머, 폴리에틸렌글리콜 및 토코페롤로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 균일한 서방출성 미립구의 제조방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 제조된 균일한 서방출성 미립구.