KR20110039466A - Particle compositions with pre-selected cell internalization mode - Google Patents

Particle compositions with pre-selected cell internalization mode Download PDF

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KR20110039466A
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빠올로 데쿠치
마우로 페라리
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보드 오브 리전츠 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템
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Abstract

본 발명은, 표면 수용체를 갖는 세포를 선택하는 단계, 및 i) 수용체에 대하여 친화성을 갖거나 수용체와 결합할 수 있는 표면 성분들 및 ii) 표면 성분들의 표면 분포 및 그 형상이 선택된 세포에 대하여 미리 선택된 세포 내재화 방식에 효과적인 미리 선택된 형상을 갖는 입자를 수득하는 단계를 포함하는, 미리 선택된 세포 내재화 방식을 갖는 입자 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method comprising the steps of selecting a cell having a surface receptor, i) surface components capable of binding to or binding to a receptor, and ii) surface distribution of the surface components and shapes thereof for the cells selected. A method of making a particle composition having a preselected cell internalization mode, comprising obtaining a particle having a preselected shape effective for a preselected cell internalization mode.

Figure P1020117003851
Figure P1020117003851

Description

미리 선택된 세포 내재화 방식을 갖는 입자 조성물{PARTICLE COMPOSITIONS WITH PRE-SELECTED CELL INTERNALIZATION MODE}Particle composition having a preselected cell internalization mode {PARTICLE COMPOSITIONS WITH PRE-SELECTED CELL INTERNALIZATION MODE}

연방 정부 지원 연구에 대한 언급Reference to federally funded research

본 발명의 기초를 이루는 일부 연구는 국방성(보조금 W81XWH-04-2-0035호) 및 NASA(보조금 SA23-06-017호)로부터 연방 자금 지원을 받았다. 미국 정부는 본 발명에서 일정 권리를 가질 수 있다.Some studies underlying the present invention have received federal funding from DOD (subsidies W81XWH-04-2-0035) and NASA (subsidies SA23-06-017). The United States government may have certain rights in this invention.

기술 분야Technical field

본 발명은 일반적으로 마이크로 및 나노 크기 입자 조성물 및 이의 용도, 더 구체적으로는 특정의 미리 선택된 세포 내재화 방식을 갖는 마이크로 및 나노 크기 입자 조성물에 관한 것이다.The present invention generally relates to micro and nano size particle compositions and uses thereof, and more particularly to micro and nano size particle compositions having certain preselected cellular internalization modes.

내포작용은 세포가 분자, 바이러스, 입자 및 미생물과 같은 선택된 세포외 종을 흡수 및/또는 배출하고 이들을 세포질내 특정 기관으로 향하게 할 수 있는 과정을 정의하는 일반적인 용어이다. 내포작용은 클라트린-매개 및 카베오레-매개 내포작용, 포식작용, 클라트린-매개 및 카베올레-독립 내포작용을 포함하는 다양한 경로를 통해 일어날 수 있다. 특정 내포작용 경로는 세포외 물질의 크기 및 성질에 따라 달라질 수 있는데, 예컨대 문헌(Conner S.D. and S.L. Schmid. 2003. Nature 422: 37-44)을 참조하기 바란다. 예컨대, 카베올레-매개 내포작용은 카베올레 활성화, 특징적인 크기 50∼60 nm의 원형질막 함입에 의하여 촉진되고, 클라트린-매개 내포작용은 수백 미크론(100∼500 nm)에 이르는 특징적인 크기를 갖는 소포낭의 형성을 유도하기 위하여 원형질막 상에 막관통 수용체 및 이들의 결합된 리간드의 집중을 필요로 하며, 포식작용은 특이적 세포-표면 수용체 및 신호전달 케스케이드와 마이크로미터 크기(> 1 μm)의 외부 물질을 실질적으로 감싸는 세포막 돌출부의 형성을 수반한다. 클라트린- 및 카베올레 독립 내포작용은 100 nm 미만의 함입 소포낭의 형성과 연관될 수 있다. Inclusion is a general term that defines the processes by which cells can absorb and / or release selected extracellular species such as molecules, viruses, particles, and microorganisms and direct them to specific organs in the cytoplasm. Inclusion can occur through a variety of pathways, including clathrin-mediated and cabeore-mediated inclusion, phagocytosis, clathrin-mediated and caveole-independent endocytosis. Specific endogenous pathways may vary depending on the size and nature of the extracellular material, see, eg, Conner S.D. and S.L. Schmid. 2003. Nature 422: 37-44. For example, caboleole-mediated endocytosis is facilitated by caboleole activation, plasma membrane incorporation of characteristic sizes 50-60 nm, and clathrin-mediated endothelial activity has a characteristic size of several hundred microns (100-500 nm). Induction of the formation of vesicles requires concentration of transmembrane receptors and their bound ligands on the plasma membrane, and phagocytosis of specific cell-surface receptors and signaling cascades and micrometer size (> 1 μm) It involves the formation of cell membrane protrusions that substantially surround the foreign material. Clathrin- and Cabeoole independent endocytosis may be associated with the formation of embedded vesicles of less than 100 nm.

입자 내포작용은 바이러스학, 약물 및 유전자 전달과 같은 여러 분야에서 그리고 나노독성학에서 매우 중요할 수 있다. 예컨대 문헌(Marsh M. and A. Helenius. 2006. Cell 124:729-40; Vasir J.K., and V. Labhasetwar. 2006. Expert Opin. Drug Deliv. 3:325-344; Oberdorster G., E. Oberdorster, J. Oberdorster. 2005. 113:823-39) 참조.Particle inclusion can be very important in many fields such as virology, drug and gene delivery and in nanotoxicology. See, eg, Marsh M. and A. Helenius. 2006. Cell 124: 729-40; Vasir JK, and V. Labhasetwar. 2006. Expert Opin.Drug Deliv. 3: 325-344; Oberdorster G., E. Oberdorster, J. Oberdorster. 2005. 113: 823-39.

나노 크기 입자의 경우, 감싸인 바이러스와 같이 천연이든 생체모방 입자와 같이 인공이든, 가장 효과적인 내재화 메카니즘은 입자 표면에 걸쳐 분포된 분자(리간드)가 세포막에 걸쳐 발현되는 대응 분자(수용체)와 결합하고 실질적으로 구부러져 외부 물질을 함입시킬 수 있는 수용체-매개 내포작용일 수 있다. 예컨대 문헌(Marsh M. and A. Helenius. 2006. Cell 124:729-40; Smith A.E., A. Helenius. 2004. Science 304:237-42) 참조. 이들 수용체는 표면 확산에 의하여 함입 부위에서 수집될 수 있는데, 그렇게 하지 않으면 내포작용이 일어나지 않거나 훨씬 더 긴 시간에 걸쳐 일어난다.For nano-sized particles, the most effective internalization mechanism, whether natural as an enveloping virus or artificial as a biomimetic particle, binds the corresponding molecule (receptor) where molecules (ligands) distributed over the particle surface are expressed across the cell membrane. It can be a receptor-mediated endocytosis that can be substantially bent to incorporate foreign material. See, eg, Marsh M. and A. Helenius. 2006. Cell 124: 729-40; Smith A.E., A. Helenius. 2004. Science 304: 237-42. These receptors can be collected at the site of infiltration by surface diffusion, otherwise no endocytosis occurs or occurs over a much longer time.

개요summary

일 구체예는, a) 표면 수용체를 갖는 세포를 선택하는 단계; 및 b) i) 상기 수용체에 대하여 친화성을 갖거나 수용체와 결합할 수 있는 표면 성분들, 및 ii) 표면 성분들의 표면 분포 및 그 형상이 선택된 세포에 대하여 미리 선택된 세포 내재화 방식에 효과적인 형상을 갖는 입자를 수득하는 단계를 포함하는, 미리 선택된 세포 내재화 방식을 갖는 입자 조성물의 제조 방법을 제공한다.One embodiment includes a) selecting a cell having a surface receptor; And b) surface components capable of affinity or binding to the receptor, and ii) surface distribution and shape of the surface components having a shape effective for a preselected cell internalization scheme for the selected cells. It provides a method for producing a particle composition having a pre-selected cell internalization mode, comprising the step of obtaining the particles.

다른 구체예는, 생리학적 병태의 치료 또는 모니터링이 필요한 대상에게 미리 선택된 세포 내재화 방식을 갖는 입자 조성물의 유효량을 투여하는 것을 포함하는 생리학적 병태의 치료 또는 모니터링 방법이다.Another embodiment is a method of treating or monitoring a physiological condition comprising administering an effective amount of a particle composition having a preselected mode of cell internalization to a subject in need of treatment or monitoring of the physiological condition.

또 다른 구체예는 미리 선택된 세포 내재화 방식을 갖는 입자 조성물이다.Another embodiment is a particle composition having a preselected mode of cellular internalization.

도면의 간단한 설명Brief description of the drawings

도 1은 타원 단면을 갖는 입자를 개략적으로 도시한 것이다. 입자는 세포막 표면의 수용체 분자와 상호작용할 수 있는 리간드 분자를 표면에 보유한다. 1 schematically illustrates particles having an elliptical cross section. The particles carry ligand molecules on their surface that can interact with receptor molecules on the cell membrane surface.

도 2는 반-랩핑(half-wrapping) 시간 0.5τw 및 랩핑 길이비 xmax/R1을 나타내는 타원 원통형 입자의 변화를 종횡비(Γ)의 함수로서 나타낸 것이며, 50 nm에 고정된 R2에 대하여 0.9∼4 범위이다.FIG. 2 shows the change of elliptic cylindrical particles representing a half-wrapping time 0.5τ w and a wrapping length ratio x max / R 1 as a function of aspect ratio (Γ), with R 2 fixed at 50 nm. In the range from 0.9 to 4.

도 3은 최소 반-랩핑 시간에 상응하는 고정된 R2에 대한 Γ 값인 Γmin을 R2의 함수로서 나타낸 그래프이다. 도 3은 또한 Γmin에 대한 반 랩핑 시간을 R2의 함수로서 나타낸 그래프이다.3 is at least half a graph showing the value Γ Γ min for a fixed R 2 corresponding to the wrapping time, as a function of R 2. 3 is also a graph showing the half lapping time for Γ min as a function of R 2 .

도 4는 반 랩핑 시간 0.5τw 및 랩핑 길이비 xmax/R1을 나타내는 타원 원통형 입자의 변화를 종횡비(Γ)의 함수로서 나타낸 것이며, 고정된 부피(Rs = 50 nm)에 대하여 0.9∼4 범위이다.FIG. 4 shows the change of elliptic cylindrical particles representing half lapping time 0.5τ w and lapping length ratio x max / R 1 as a function of aspect ratio (Γ), from 0.9 to a fixed volume (R s = 50 nm). 4 ranges.

상세한 설명details

관련 문헌Related literature

그 전체 내용이 본 명세서에 참고 문헌으로 포함된 이하의 연구 논문 및 특허 문헌이 본 발명을 이해하는 데 유용할 수 있다:The following research papers and patent documents, the entire contents of which are incorporated herein by reference, may be useful in understanding the present invention:

1) 2007년 10월 25일 공개된 PCT 공보 WO 2007/120248호;1) PCT publication WO 2007/120248 published October 25, 2007;

2) 2008년 4월 10일 공개된 PCT 공보 WO 2008/041970호;2) PCT publication WO 2008/041970, published April 10, 2008;

3) 2008년 2월 21일 공개된 PCT 공보 WO 2008/021908호;3) PCT publication WO 2008/021908, published February 21, 2008;

4) 2008년 5월 1일 공개된 US 특허 출원 공보 2008/0102030호;4) US Patent Application Publication No. 2008/0102030, published May 1, 2008;

5) US 특허 출원 공보 2003/0114366호;5) US Patent Application Publication 2003/0114366;

6) 2008년 2월 20일 출원된 US 특허 출원 12/034,259호;6) US Patent Application 12 / 034,259, filed February 20, 2008;

7) 2008년 4월 28일 출원된 US 특허 출원 12/110,515;7) US patent application 12 / 110,515, filed April 28, 2008;

8) Tasciotti et al, Nature Nanotechnology, 3권, 151-158, 2008;8) Tasciotti et al, Nature Nanotechnology, Vol. 3, 151-158, 2008;

9) Decuzzi and Ferrari, Biomaterials 28, 2007, 2915-2922;9) Decuzzi and Ferrari, Biomaterials 28, 2007, 2915-2922;

10) Decuzzi and Ferrari, Biophysical Journal, 94, 2008, 3790-3797.10) Decuzzi and Ferrari, Biophysical Journal, 94, 2008, 3790-3797.

정의 Justice

달리 언급하지 않는 한, 단수 표현은 하나 이상을 의미한다.Unless otherwise stated, singular forms mean one or more.

달리 언급하지 않는 한, "내포작용" 및 "내포작용의"라는 용어는 각각 "수용체 매개 내포작용" 및 "수용체 매개 내포작용의"라는 의미이다. Unless stated otherwise, the terms "inclusion" and "inclusion" mean "receptor mediated inclusion" and "receptor mediated inclusion", respectively.

"마이크로입자"는 최대 최수가 1 ㎛ 내지 1000 ㎛ 또는 일부 경우 1 미크론 내지 100 미크론인 입자를 의미한다."Microparticle" means a particle having a maximum maximum of 1 μm to 1000 μm or in some cases from 1 micron to 100 microns.

"나노입자"는 최대 치수가 1 미크론 미만인 입자를 의미한다."Nanoparticle" means a particle having a maximum dimension of less than 1 micron.

"포식작용"은 대식세포, 단핵구 및 호중구를 포함하는 특이화된 포식세포에 의한 큰(2 미크론 초과의 특징적인 크기) 입자의 흡수를 의미한다. 포식작용은 세포막에 돌출부를 형성하여 이것이 외부 입자를 실질적으로 감싸는 것을 수반한다.By “phagocytosis” is meant the uptake of large (characteristic size greater than 2 microns) particles by specialized macrophages including macrophages, monocytes and neutrophils. Phagocytosis involves the formation of protrusions in the cell membrane, which substantially surround the outer particles.

"수용체 매개 내포작용" 또는 RME는 세포막에 걸쳐 발현되는 대응 성분(수용체)에 결합할 수 있는 리간드와 같은 성분이 그 표면에 분포되어 있는 입자의 세포에 의한 내재화를 의미한다. RME는 세포에 의한 입자의 실질적인 내재화 및 막에 의한 입자의 완전한 랩핑을 일으키는 세포막의 구부러짐을 수반한다. RME를 통해 내재화된 입자는 포식작용을 통한 내재화를 거친 입자보다 작은 특징적인 크기를 가질 수 있다. RME는 포식세포에 한정되지 않는다."Receptor mediated endocytosis" or RME means internalization by cells of a particle in which a component such as a ligand capable of binding to a corresponding component (receptor) expressed over the cell membrane is distributed on its surface. RME involves bending of the cell membrane causing substantial internalization of the particles by the cells and complete lapping of the particles by the membrane. Particles internalized through RME may have a smaller characteristic size than particles undergoing internalization through phagocytosis. RME is not limited to phagocytes.

"생분해성"은 생리학적 효소에 의하여 생리학적 조건 하에서 및/또는 화학적 조건 하에서 분해될 수 있는 생체적합성 중합체 물질 또는 생리학적 매질에서 용해 또는 분해될 수 있는 물질을 의미한다. "Biodegradable" means a biocompatible polymer material or a material that can be dissolved or degraded in a physiological medium that can be degraded under physiological and / or chemical conditions by a physiological enzyme.

내용Contents

본 발명자들은 수용체 매개 내포작용에 중요한 입자 형상을 인식하였다. 따라서, 본 발명은, 표적 세포를 선택하는 단계 및 표적 세포 표면의 표면 수용체에 대하여 친화성을 갖거나 이것과 결합할 수 있는 표면 성분을 그 표면에 보유하는 입자를 수득하는 단계를 포함하는, 미리 선택된 세포 내재화 방식을 갖는 입자 조성물의 제조 방법을 제공한다. 입자 상의 표면 성분의 표면 분포 및 입자의 형상은 선택된 세포에 대하여 미리 선택된 세포 내재화 방식에 효과적이도록 하는 분포 및 형상이다. We have recognized particle shapes important for receptor mediated inclusion. Accordingly, the present invention includes the steps of selecting a target cell and obtaining a particle having a surface component having affinity for or binding to a surface receptor on the surface of the target cell on the surface thereof. Provided are methods for preparing a particle composition having a selected cell internalization mode. The surface distribution of the surface components on the particles and the shape of the particles are the distributions and shapes that make it effective for the preselected mode of cell internalization for the selected cells.

미리 선택된 세포 내재화 방식은 "내포작용" 또는 비-내포작용" 방식으로부터 선택될 수 있다. "내포작용"은 입자가 수용체 매개 내포작용을 통하여 세포막에 의하여 완전히 감싸여 실질적으로 내재화될 수 있는 경우의 방식을 의미하고, "비-내포작용"은 입자가 세포막에 의하여 부분적으로만 감싸일 수 있을 경우의 방식을 의미한다.The preselected cell internalization mode may be selected from the “involvement” or non-incorporation mode. “Incorporation” is when the particle can be completely enclosed and substantially internalized by the cell membrane via receptor mediated inclusion. By way of the term “non-inclusion” is meant when the particle can only be partially wrapped by the cell membrane.

일부 구체예에서, 미리 선택된 세포 내재화 방식은 불완전 또는 부분 내포작용일 수 있다. "불완전 내포작용(frustrated endocytosis)"은 입자가 세포막에 의하여 일부만 감싸이고 세포에 의하여 내재화되지 않는 방식을 의미한다.In some embodiments, the preselected mode of cell internalization may be incomplete or partial inclusion. "Frustrated endocytosis" refers to the manner in which the particles are only partially wrapped by the cell membrane and are not internalized by the cells.

미리 선택된 세포 내재화 방식을 갖는 입자는 생리학적 병태의 치료 및/또는 모니터링을 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 포유동물, 바람직하게는 인간과 같은 대상의 신체에서 생리학적 병태의 영향을 받으며 표면에 표면 수용체를 갖는 세포를 갖는 표적 부위를 선택하고 이 표적 부의의 세포에 대하여 미리 선택된 내재화 방식을 갖는 입자를 포함하는 조성물의 유효량을 대상에게 투여할 수 있다. 생리학적 병태는 예컨대 암 또는 염증과 같은 질환일 수 있다.Particles having a preselected mode of cellular internalization can be used for the treatment and / or monitoring of physiological conditions. In this case, in the body of a subject, such as a mammal, preferably a human, it selects a target site with cells having surface receptors on its surface and has a preselected internalization scheme for cells of this target portion. An effective amount of a composition comprising particles may be administered to the subject. The physiological condition may be a disease such as cancer or inflammation, for example.

일반적으로, 선택된 세포는 표면에 표면 수용체를 갖는 임의의 유형의 세포일 수 있다. 많은 구체예에서, 선택된 세포는 인간 세포와 같은 포유동물 세포일 수 있다.In general, the selected cell can be any type of cell having a surface receptor on its surface. In many embodiments, the selected cell can be a mammalian cell, such as a human cell.

특별히 선택되는 내재화 방식은 입자에 의도되는 용도에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 입자가 세포 내부로 전달되는 것이 바람직한 조영제 또는 치료제와 같은 물질을 함유하는 경우에는 내포작용 방식이 바람직하다. 다른 한편, 입자가 세포 내부로의 전달을 의도하지 않는 물질을 함유하는 경우에는 비-내포작용 또는 불완전 내포작용 방식이 바람직할 수 있다. 이러한 상황의 예는 PCT 공보 WO 2008/021908호에 개시된 다단계 전달 비히클일 수 있는데, 여기서 내부에 제2 단계 입자를 함유하는 제1 단계 비히클 입자는 내피 세포에 의하여 내재화되지 않고 내피 중의 표적 부위에 인식되고 부착된다. 부착 후, 제1 단계 입자는 제2 단계 입자를 방출할 수 있다.The internalization mode that is specifically chosen may depend on the intended use of the particles. For example, when the particles contain a substance such as a contrast agent or therapeutic agent that is desired to be delivered inside the cell, the inclusion method is preferred. On the other hand, if the particle contains a substance that is not intended for delivery into the cell, a non-inclusion or incomplete inclusion mode may be desirable. An example of such a situation may be the multistage delivery vehicle disclosed in PCT publication WO 2008/021908, wherein the first stage vehicle particles containing the second stage particles therein are not internalized by endothelial cells and are recognized at target sites in the endothelium. And are attached. After attachment, the first stage particles can release the second stage particles.

많은 구체예에서, 선택된 세포는 비-포식세포, 즉 포식작용을 수행할 수 없는 세포일 수 있다. 포식세포, 즉 포식작용을 수행하는 세포의 예는 호중구, 단핵구 및 대식세포를 포함한다.In many embodiments, the selected cell may be a non-phagocytic cell, i.e., a cell unable to perform phagocytosis. Examples of phagocytes, ie cells that perform phagocytosis, include neutrophils, monocytes and macrophages.

일부 구체예에서, 선택된 세포는 혈관 내피 세포와 같은 내피 세포일 수 있으며, 표적 부위는 공용된 혈관구조, 혈관신생 혈관구조 또는 재정상화된 혈관구조와 같은 혈관구조 부위일 수 있다. 공용된 혈관구조의 세포에서, 표면 수용체는 앤지오포이에틴 2 수용체일 수 있고; 혈관신생 혈관구조 세포에서, 표면 수용체는 혈관 내피 성장 인자(VEGF), 염기성 섬유아세포 성장 인자 또는 αvβ3 인테그린과 같은 내피 마커일 수 있으며; 재정상화된 혈관구조 세포에서, 표면 수용체는 암-관련 세포 부착 분자 1(CEACAM1), 엔도텔린-B 수용체(ET-B), 혈관 내피 성장 인자 억제제 그라빈/AKAP12, 단백질 키나제 A 및 단백질 키나제 C의 스캐폴드 단백질일 수 있다.In some embodiments, the selected cell can be an endothelial cell, such as a vascular endothelial cell, and the target site can be a vascular structure site, such as a shared vascular structure, angiogenic vascular structure, or an reorganized vascular structure. In cells of shared vasculature, the surface receptor may be an angiopoietin 2 receptor; In angiogenic cells, the surface receptor may be an endothelial marker such as vascular endothelial growth factor (VEGF), basic fibroblast growth factor or α v β 3 integrin; In reconstituted vasculature cells, the surface receptors are cancer-associated cell adhesion molecule 1 (CEACAM1), endothelin-B receptor (ET-B), vascular endothelial growth factor inhibitor Gravin / AKAP12, protein kinase A and protein kinase C Scaffold protein.

입자 표면의 표면 성분들은 선택된 세포의 표면 상의 수용체에 대하여 상보적일 수 있다. 표면 성분들은 예컨대 선택된 세포막 표면 상의 수용체에 대하여 친화성을 갖거나 이것과 결합할 수 있는 항체, 앱타머 또는 리간드일 수 있다. 일부 구체예에서, 표면 성분들은 선택된 세포막 표면 상의 수용체에 대하여 특이적인 성분들을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 표면 성분들은 선택된 세포막 표면 상의 수용체에 대하여 비특이적인 성분들을 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 표면 성분들은 특이적 및 비특이적 성분들을 포함할 수 있다.The surface components of the particle surface can be complementary to the receptors on the surface of the selected cell. Surface components can be, for example, antibodies, aptamers or ligands that have affinity for, or can bind to, receptors on selected cell membrane surfaces. In some embodiments, surface components can include components specific for a receptor on a selected cell membrane surface. In some embodiments, the surface components can include components that are not specific for the receptor on the selected cell membrane surface. In other embodiments, the surface components can include specific and nonspecific components.

미리 선택된 내재화 방식을 갖는 입자는 미리 선택된 내재화 방식을 갖지 않는 입자를 또한 포함할 수 있는 조성물의 일부일 수 있다. 미리 선택된 내재화 방식을 갖는 입자는 조성물내 입자의 총수에 대한 수로 10% 이상 또는 25% 이상 또는 50% 이상 또는 75% 이상 또는 90% 이상을 차지할 수 있다.Particles having a preselected internalization mode may be part of a composition that may also include particles that do not have a preselected internalization mode. Particles having a preselected internalization mode may account for at least 10% or at least 25% or at least 50% or at least 75% or at least 90% by number of the total number of particles in the composition.

많은 구체예에서, 입자는 비구형 입자일 수 있다. 일부 구체예에서, 입자는 원형 단면을 갖는 입자일 수 있다. 일부 구체예에서, 입자는 타원형 입자일 수 있다. 또다른 구체예에서, 입자는 원통의 축에 대하여 수직인 방향으로 타원형 단면을 갖는 원통형 입자일 수 있다.In many embodiments, the particles can be non-spherical particles. In some embodiments, the particles can be particles having a circular cross section. In some embodiments, the particles can be elliptical particles. In another embodiment, the particles can be cylindrical particles having an elliptical cross section in a direction perpendicular to the axis of the cylinder.

일부 구체예에서, 타원 단면을 갖는 입자의 장축 길이와 같은 입자의 최대 특징적인 크기는 2 미크론 미만 또는 1 미크론 미만 또는 800 nm 미만 또는 5 nm 내지 500 nm 또는 5 nm 내지 800 nm, 5 nm 내지 1 미크론 또는 10 nm 내지 1 미크론 또는 10 nm 내지 800 nm 또는 10 nm 내지 500 nm 또는 20 nm 내지 1 미크론 또는 20 nm 내지 800 nm 또는 20 nm 내지 500 nm 또는 50 nm 내지 1 미크론 또는 50 nm 내지 800 nm 또는 50 nm 내지 500 nm일 수 있다.In some embodiments, the maximum characteristic size of a particle, such as the long axis length of the particle having an elliptical cross section, is less than 2 microns or less than 1 micron or less than 800 nm or 5 nm to 500 nm or 5 nm to 800 nm, 5 nm to 1 Micron or 10 nm to 1 micron or 10 nm to 800 nm or 10 nm to 500 nm or 20 nm to 1 micron or 20 nm to 800 nm or 20 nm to 500 nm or 50 nm to 1 micron or 50 nm to 800 nm or 50 nm to 500 nm.

바람직하게는, 입자의 최대 특징적인 크기는 선택된 세포의 특징적인 크기보다 실질적으로 작다. 입자의 최대 특징적인 크기는 선택된 세포의 특징적인 크기보다 3배 이상 또는 5배 이상 또는 10배 이상 또는 20배 이상 또는 30배 이상 또는 50배 이상 또는 100배 이상 또는 200배 이상 또는 300배 이상 또는 500배 이상 또는 100배 이상 더 작을 수 있다. 선택된 세포의 특징적인 크기는 약 5 미크론 내지 약 40 미크론 또는 약 10 미크론 내지 약 30 미크론으로 달라질 수 있다.Preferably, the maximum characteristic size of the particles is substantially smaller than the characteristic size of the selected cell. The maximum characteristic size of the particles is at least 3 times or at least 5 times or at least 10 times or at least 20 times or at least 30 times or at least 50 times or at least 100 times or at least 200 times or at least 300 times the characteristic size of the selected cells or It may be at least 500 times or at least 100 times smaller. The characteristic size of the selected cells can vary from about 5 microns to about 40 microns or from about 10 microns to about 30 microns.

일부 구체예에서, 수득되는 입자는 수용체 매개 내포작용을 통한 입자의 내재화에 효과적인 성분(예컨대, 리간드)의 국소 표면 밀도 및 국소 곡률을 보유하는 볼록 표면을 갖는 입자일 수 있는데, 이것은 성분의 국소 표면 밀도에 대하여 국소 곡률 κ가 최대 내포작용 곡률 κmax보다 작음을 의미한다. 최대 내포작용 곡률은 입자 표면 상의 성분과 선택된 세포막의 표면 상의 수용체간 결합 에너지, 선택된 세포막의 결합 에너지 및 입자 성분 및 선택된 세포막의 수용체의 표면 밀도에 따라 달라질 수 있다. 최대 내포작용 곡률을 평가하는 방법은 이하에 개시된다. In some embodiments, the particles obtained may be particles having a convex surface that retains the local surface density and local curvature of the effective component (e.g., ligand) of the particle via receptor mediated inclusion, which is the local surface of the component. It means that the local curvature κ for density is less than the maximum inclusion curvature κ max . The maximum endogenous curvature may vary depending on the binding energy between the components on the particle surface and the receptors on the surface of the selected cell membrane, the binding energy and particle components of the selected cell membrane and the surface density of the receptors of the selected cell membrane. The method of evaluating the maximum nesting curvature is described below.

일부 구체예에서, 볼록 표면에서 성분의 국소 표면 밀도는 입자 표면의 다른 부분에서의 성분의 표면 밀도보다 클 수 있으므로, 입자 표면 상의 표면 성분의 표면 분포가 불균일할 수 있다.In some embodiments, the local surface density of the component at the convex surface may be greater than the surface density of the component at other portions of the particle surface, so that the surface distribution of the surface component on the particle surface may be nonuniform.

타원 단면을 갖는 입자에서, 미리 선택된 세포 내재화 방식을 갖는 입자를 수득하는 것은 선택된 모드에 해당하는 종횡비를 갖는 입자를 수득하는 것을 수반할 수 있다.In particles having an elliptic cross section, obtaining particles having a preselected mode of cell internalization may involve obtaining particles having an aspect ratio corresponding to the selected mode.

예컨대, 도 1은 특이적 리간드 수용체 결합을 통하여 막과 상호작용하는 타원형 원통 입자의 타원형 단면을 나타낸다. 입자 표면의 리간드의 표면 밀도는 ml이고, 세포막 표면의 수용체의 표면 밀도는 mr이다. For example, FIG. 1 shows an elliptical cross section of elliptical cylindrical particles that interact with the membrane through specific ligand receptor binding. The surface density of the ligand on the particle surface is m l, and the surface density of the receptor on the cell membrane surface is m r .

타원형 단면은 타원축의 반길이인 R1 및 R2를 특징으로 할 수 있다. 타원체의 종횡비는 Γ = R1/R2로서 정의될 수 있다. 입자의 단면적은 A = πR1R2 = πΓR2 2 = πRs 2(여기서, Rs는 타원 입자일 경우와 동일한 원형 단면을 갖는 입자의 반경임)이다.The elliptical cross section may be characterized by R 1 and R 2 , which are half lengths of the elliptic axis. The aspect ratio of the ellipsoid can be defined as Γ = R 1 / R 2 . The cross-sectional area of the particles is A = πR 1 R 2 = πΓR 2 2 = πR s 2 , where R s is the radius of the particles with the same circular cross section as in the case of elliptic particles.

입자의 기하학적 형상은 R1 및 R2; Γ 및 R1; Γ 및 R2, Γ 및 Rs 또는 Γ 및 V(여기서, V는 입자의 부피임)와 같은 파라미터 쌍의 수에 의하여 완전히 정해질 수 있다.The geometry of the particles is R 1 and R 2 ; Γ and R 1 ; Can be completely determined by the number of parameter pairs, such as Γ and R 2 , Γ and R s or Γ and V, where V is the volume of the particle.

이 경우, 입자의 기하학적 형상이 Γ 및 R2에 의하여 정해질 때, 미리 선택된 내재화 방식을 결정하는 형상 파라미터는 특정 R2에 대한 종횡비 Γ일 수 있다.In this case, when the geometry of the particle is determined by Γ and R 2 , the shape parameter that determines the preselected internalization scheme may be the aspect ratio Γ for the particular R 2 .

타원 단면을 갖는 입자는 입자의 단축 반길이에 대한 입자의 종횡비가 제1 임계값보다 작은 경우, 이하에 정의되는 Γ' = (R2κmax)-1/2(여기서, κmax는 최대 내포작용 곡률)인 경우, "비-내포작용" 방식일 수 있다.Particles with elliptical cross-sections are defined as Γ '= (R 2 κ max ) -1/2 , where κ max is the maximum nesting, if the aspect ratio of the particle to the uniaxial half-length of the particle is less than the first threshold, Action curvature), it may be in a "non-inclusion" manner.

단축의 특정 반길이에 대한 입자의 종횡비가 제2 임계값 이하일 경우 입자는 불완전 내포작용 방식일 수 있다(Γ" = R2κmax).Particles may be in an incomplete nesting mode if the aspect ratio of the particles to a particular half length of the uniaxial is below the second threshold (Γ "= R 2 κ max ).

단축의 특정 반길이에 대한 입자의 종횡비가 제1 임계값(Γ')보다 크고 제2 임계값(Γ")보다 작을 경우 입자는 내포작용 방식일 수 있다.Particles may be nested when the aspect ratio of the particles to a particular half-length of the uniaxial is greater than the first threshold Γ 'and less than the second threshold Γ ".

최대 내포작용 곡률(κmax)은 구형 입자 또는 원형 단면을 갖고 비구형 입자와 동일한 리간드를 표면에 갖는 입자에 대하여 선택된 세포에 대해 계산된 최소 내포작용 반경의 역수로서 정의될 수 있다.The maximum containment curvature κ max can be defined as the inverse of the calculated minimum containment radius for cells selected for spherical particles or particles having a circular cross section and the same ligand as the non-spherical particles.

최소 내포작용 반경, 따라서 최대 내포작용 곡률은 하기 식(1)을 사용하여 평가될 수 있다:The minimum nesting radius, and therefore the maximum nesting curvature, can be evaluated using the following equation (1):

Figure pct00001
Figure pct00001

상기 방정식에서, C는 κBT(여기서, κB는 볼츠만 상수)에 대한 리간드-수용체 결합 에너지이고 T는 캘빈으로 표시된 세포 또는 표적 부위의 온도(절대 온도)이다. C는 특정 리간드-수용체 쌍에 의존한다. 특히, C =

Figure pct00002
(여기서, Kd 2D는 세포/입자 계면에서 상호작용하는 리간드-수용체의 평형 해리 상수)이다. Kd 2D는 관계식 Kd 2D = Kd/h(여기서, Kd는 예컨대 실험적으로 용액에서 측정한 동일한 리간드-수용체 쌍의 평형 해리 상수이고, h는 리간드-수용체 부위가 제한되는 제한 영역의 두께임)으로부터 추산될 수 있다. 많은 경우, h는 대략 10 nm일 수 있다.In this equation, C is the ligand-receptor binding energy for κ B T, where κ B is the Boltzmann constant and T is the temperature (absolute temperature) of the cell or target site, expressed in Kelvin. C depends on the specific ligand-receptor pair. Specifically, C =
Figure pct00002
Where K d 2D is the equilibrium dissociation constant of the ligand-receptor interacting at the cell / particle interface. K d 2D is the relationship K d 2D = K d / h, where K d is the equilibrium dissociation constant of the same ligand-receptor pair measured in solution, for example, and h is the thickness of the restriction region at which the ligand-receptor site is restricted. Can be estimated from In many cases h can be approximately 10 nm.

B는 세포막의 결합 에너지 인자이며, 이것은 문헌(Hochmuth, R.M., J. Biomech., 33:15-22, 2000)에 상술된 바와 같이 결정될 수 있다.B is the binding energy factor of the cell membrane, which can be determined as detailed in Hochmuth, R.M., J. Biomech., 33: 15-22, 2000.

입자가 세포와 상호작용하지 않을 경우, 수용체 상의 평균 표면 밀도인 mr은, 당업자에게 공지된 방법을 이용하여 결정할 수 있다. 예컨대, 문헌(Panes J., et al. Am. J. Physiol. 1995; 269(6Pt2):H1955-64)에 세포간 부착 분자 1 수용체에 대해 상술된 바와 같이 수용체에 상보적인 방사선 표지된 단클론 항체를 이용함으로써 생체내에서 mr을 결정할 수 있다. 대안으로, mr은 수용체에 상보적인 형광 표지된 단클론 항체를 이용하여 결정할 수 있다. 이러한 형광 표지된 단클론 항체는 미국 특허 4,520,110호에 개시된 피코에리트린으로 표지된 항체일 수 있다.If the particles do not interact with the cells, the average surface density m r on the receptor can be determined using methods known to those skilled in the art. For example, radiolabeled monoclonal antibodies complementary to the receptor as described above for intercellular adhesion molecule 1 receptor in Pannes J., et al. Am. J. Physiol. 1995; 269 (6Pt2): H1955-64. M r can be determined in vivo. Alternatively, m r can be determined using fluorescently labeled monoclonal antibodies complementary to the receptor. Such fluorescently labeled monoclonal antibodies can be antibodies labeled with phycoerythrin disclosed in US Pat. No. 4,520,110.

ml은 리간드의 국소 표면 밀도 ml로서, 입자에 대한 표면 작용기화 조건을 제어함으로서 및/또는 리간드 분자의 크기를 변경함으로써 변화시킬 수 있다. 입자 상 리간드의 실제 표면 밀도는 방사능 분석에서 방사선 표지된 대응 분자 또는 흐름 세포 분석을 이용하여 실험적으로 입증할 수 있다.m l is a local surface density of the ligand, m l, it can be changed by changing the size of the control by and / or ligand molecules for surface functionalization conditions for the particles. The actual surface density of the ligand on the particles can be demonstrated experimentally using radiolabeled corresponding molecule or flow cell assays in radioactivity assays.

리간드의 균일한 표면 분포를 갖는 입자의 경우, 국소 표면 밀도 및 평균 표면 밀도가 동일할 수 있다.For particles with a uniform surface distribution of ligands, the local and average surface densities can be the same.

특정 구체예에서, 최소 내포작용 반경 및 따라서 최대 내포작용 곡률은 그 전체 내용이 본 명세서에 참고 문헌으로 포함된 2008년 2월 20일자 미국 특허 출원 12/034,259호 "Endocytotic particles"에 개시된 바와 같이 평가될 수 있다. In certain embodiments, the minimum nesting radius and thus the maximum nesting curvature are evaluated as disclosed in US Patent Application No. 12 / 034,259, "Endocytotic particles", filed February 20, 2008, the entire contents of which are incorporated herein by reference. Can be.

도 2는 반 랩핑 시간 0.5τw 및 랩핑 길이비 xmax/R1을 나타내는 타원 원통형 입자의 변화를 종횡비(Γ)의 함수로서 나타낸 것이며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참고 문헌으로 포함된 문헌(Decuzzi and Ferrari, Biophysical Journal, 94, 2008, 3790-3797)에 개시된 이론 모델을 이용하여 평가된 Rs = 50 nm에 대하여 0.9∼4 범위이다. χmax는 도 1의 x-축에 걸친 입자 랩핑 길이의 투영이다. χmax/R1 = 1에서, 완전한 랩핑은 τw 시간에 일어난다. 도 2에서, Γ < Γ'cr의 경우(이 경우 약 0.9), 무한히 큰 τw 및 제로비 χmax/R1를 유도하여 랩핑은 개시조차 불가능하다. Γ'cr < Γ < Γ"cr의 중간값 Γ에서, χmax/R1 비는 항상 입자의 완전한 내재화가 일어남을 의미하는 단위이며 0.5 τw는 Γ에 따라 거의 선형적으로 증가한다. Γ > Γ"cr에서, χmax/R1은 감소하여, 최소값에 도달한 다음 Γ가 증가함에 따라 꾸준히 증가한다.FIG. 2 shows the variation of elliptic cylindrical particles exhibiting a half lapping time 0.5τ w and a lapping length ratio x max / R 1 as a function of aspect ratio (Γ), the entire contents of which are incorporated herein by reference. In the range from 0.9 to 4 for R s = 50 nm evaluated using the theoretical model disclosed in Decuzzi and Ferrari, Biophysical Journal, 94, 2008, 3790-3797. χ max is the projection of the particle wrapping length across the x-axis of FIG. 1. At χ max / R 1 = 1, complete lapping occurs at τ w time. In FIG. 2, in the case of Γ <Γ ' cr (about 0.9 in this case), lapping is not possible even by inducing an infinitely large τ w and zero ratio χ max / R 1 . At the median Γ of Γ ' cr <Γ <Γ " cr , the χ max / R 1 ratio is always a unit that means complete internalization of the particles and 0.5 τ w increases almost linearly with Γ. In Γ " cr , χ max / R 1 decreases, reaching a minimum and then steadily increasing as Γ increases.

도 3은 최소 반-랩핑 시간에 상응하는 고정된 R2에 대한 Γ 값인 Γmin을 R2의 함수로서 나타낸 그래프이다. 도 3은 또한 Γmin에 대한 반-랩핑 시간을 R2의 함수로서 나타낸 그래프이다. 동일한 데이터를 Γ'cr 및 Γ"cr과 함께 표 1에 나타낸다.3 is at least half a graph showing the value Γ Γ min for a fixed R 2 corresponding to the wrapping time, as a function of R 2. 3 is also a graph showing the anti-lapping time for Γ min as a function of R 2 . The same data is shown in Table 1 together with Γ ' cr and Γ " cr .

R2, nmR 2 , nm Γmin Γ min (0.5 τw)min, 초(0.5 τ w ) min , sec Γ'cr Γ ' cr Γ"cr Γ " cr 38.35(=Rmin))38.35 (= R min )) 1One 1One 1One 5050 0.960.96 41.6041.60 0.870.87 1.301.30 7575 0.800.80 78.3378.33 0.710.71 1.951.95 100100 0.680.68 123.4123.4 0.620.62 2.612.61 150150 0.560.56 243.7243.7 0.500.50 3.913.91 300300 0.400.40 823.6823.6 0.360.36 7.827.82 500500 0.320.32 2105.22105.2 0.280.28 13.013.0

입자 크기 R2가 커짐에 따라, 내재화 시간이 최소인 종횡비 Γmin는 1(R2 = Rmin)에서 0.3(R2 = 500 nm )으로 감소된다. As particle size R 2 increases, aspect ratio Γ min with minimum internalization time decreases from 1 (R 2 = R min ) to 0.3 (R 2 = 500 nm).

일부 경우, 타원 원통형 입자의 기하학적 형상을 나타내는 두 파라미터는 Γ 및 Rs일 수 있다. In some cases, two parameters representing the geometry of the elliptic cylindrical particles can be Γ and R s .

이 경우, 미리 선택된 세포 내재화 방식을 결정하는 형상 마라미터는 특정 값 Rs에 대한 종횡비 Γ일 수 있다. In this case, the shape parameter that determines the preselected cell internalization scheme may be an aspect ratio Γ for a specific value R s .

타원 단면을 갖는 입자는 입자의 단축 반길이에 대한 입자의 종횡비가 제1 임계값보다 작은 경우, Γ1' = (R2κmax)-2/3(여기서, κmax는 최대 내포작용 곡률)인 경우, "비-내포작용" 방식일 수 있다.Particles with elliptical cross-sections have a Γ 1 '= (R 2 κ max ) -2/3 , where κ max is the maximum nesting curvature, provided that the aspect ratio of the particle to the uniaxial half-length of the particle is less than the first threshold. Can be in a "non-inclusion" mode.

단축의 특정 반길이에 대한 입자의 종횡비가 제2 임계값 이하일 경우(Γ1" = R2κmax)2/3 입자는 불완전 내포작용 방식일 수 있다.If the aspect ratio of the particles to a particular half-length of the uniaxial is below the second threshold (Γ 1 "= R 2 κ max ) 2/3 particles may be incomplete nesting mode.

단축의 특정 반길이에 대한 입자의 종횡비가 제1 임계값(Γ1')보다 크고 제2 임계값(Γ1")보다 작을 경우 입자는 내포작용 방식일 수 있다.Particles may be nested when the aspect ratio of the particle with respect to a particular half length of the uniaxial is greater than the first threshold Γ 1 ′ and less than the second threshold Γ 1 ″.

도 4는 반 랩핑 시간 0.5τw 및 랩핑 길이비 xmax/R1을 나타내는 타원 원통형 입자의 변화를 종횡비(Γ)의 함수로서 나타낸 것이며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참고 문헌으로 포함된 문헌(Decuzzi and Ferrari, Biophysical Journal, 94, 2008, 3790-3797)에 개시된 이론 모델을 이용하여 평가된 고정된 부피(Rs = 50 nm)에 대하여 0.9∼4 범위이다.4 shows the change of elliptic cylindrical particles exhibiting a half lapping time 0.5τ w and a lapping length ratio x max / R 1 as a function of aspect ratio (Γ), the entire contents of which are incorporated herein by reference ( Range from 0.9 to 4 for fixed volumes (R s = 50 nm) evaluated using the theoretical models disclosed in Decuzzi and Ferrari, Biophysical Journal, 94, 2008, 3790-3797.

입자의 유형Types of particles

미리 선택된 내재화 방식을 갖는 입자의 유형은 특별히 제한적이지 않다. 예컨대, 입자는 리포솜, 중합체계 입자, 규소계 및 실리카계 입자, 양자점, 금 나노쉘, 덴드리머 또는 바이러스 입자일 수 있다.The type of particles having a preselected internalization mode is not particularly limited. For example, the particles can be liposomes, polymeric particles, silicon- and silica-based particles, quantum dots, gold nanoshells, dendrimers or viral particles.

일부 구체예에서, 입자는 미리 선택된 내재화 방식에 효과적인 형상을 갖도록 제조될 수 있다. 또 일부 구체예에서, 미리 선택된 내재화 방식에 효과적인 형상을 갖는 입자는 광범위한 형상 및/또는 크기 분포를 가질 수 있는 입자 풀로부터 선택될 수 있다. 입자 풀로부터의 선택은 입자의 기하학적 치수를 측정할 수 있는, 예컨대 영국 워세스터셔에 소재하는 맬번 인스트루먼츠사의 Zetasizer™ 나노 시리즈 인스트루먼트를 이용하여 수행할 수 있다. In some embodiments, the particles can be prepared to have shapes that are effective for the preselected internalization scheme. In some embodiments, the particles having a shape effective for a preselected internalization scheme can be selected from particle pools that can have a wide range of shapes and / or size distributions. The selection from the particle pool can be made using a Zetasizer ™ Nano Series instrument from Malvern Instruments, Inc., Worcestershire, UK, which can measure the geometric dimensions of the particles.

입자는 다수의 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 일반적으로, 입자의 크기 및 형상에 대한 제어를 제공하는 제조 방법이 바람직할 수 있다.Particles can be produced using a number of methods. In general, manufacturing methods that provide control over the size and shape of the particles may be desirable.

일부 구체예에서, 입자는 포토리소그래피, 전자빔 리소그래피, X-선 리소그래피, 원자외선 리소그래피 또는 나노프린트 리소그래피와 같은 하향식(top-down) 마이크로제조 또는 나노제조 방법에 의하여 제조될 수 있다. 하향식 제조 방법을 이용하는 이점은 이러한 방법으로 치수가 균일한 입자가 대규모로 생성될 수 있다는 것이다.In some embodiments, the particles can be prepared by top-down microfabrication or nanofabrication methods such as photolithography, electron beam lithography, X-ray lithography, far ultraviolet lithography or nanoprint lithography. The advantage of using a top down manufacturing method is that in this way particles with uniform dimensions can be produced on a large scale.

입자는 리간드, 앱타머 또는 항체와 같은 표적 성분을 표면에 보유할 수 있다. 예컨대, 리간드는 입자 표면 상의 적절한 반응기에 화학적으로 결합될 수 있다. 단백질 리간드는 각각 티오에테르 또는 아미드 결합을 형성하기에 효과적인 조건 하에서 아미노 반응성 기 및 티올 반응성 기에 결합될 수 있다. 무기 또는 중합체 지지체에 항체 또는 다른 중합체 결합제를 부착하기 위한 방법은 예컨대 문헌[Taylor, R., Ed., Protein Immobilization Fundamentals and Applications, 109-110 페이지 (1991)]에 상세히 나와 있다.The particles may carry a target component such as a ligand, aptamer or antibody on the surface. For example, the ligand can be chemically bound to an appropriate reactor on the particle surface. Protein ligands can be bound to amino reactive groups and thiol reactive groups under conditions effective to form thioether or amide bonds, respectively. Methods for attaching antibodies or other polymeric binders to inorganic or polymeric supports are described in detail, for example, in Taylor, R., Ed., Protein Immobilization Fundamentals and Applications, pages 109-110 (1991).

표면 성분의 불균일한 표면 분포는 예컨대 하향식 마이크로제조 또는 나노제조 방법에 의하여 입자를 제조할 경우 얻어질 수 있다. 예컨대, 입자가 제조되는 기재는, 입자가 2 이상의 상이한 표면을 갖도록(하나는 리간드 침착에 견디는 표면이고 다른 하나는 그렇지 않은 표면임) 리간드 침착에 견디는 코팅을 사용하여 패턴화할 수 있다. 이후 리간드를 함유하는 용액에 기재를 노출함으로써 기재로부터 박리시 리간드가 불균일하게 분포된 입자가 생성될 수 있다.Non-uniform surface distribution of the surface components can be obtained when the particles are produced, for example, by top-down microfabrication or nanofabrication methods. For example, the substrate from which the particles are made can be patterned using a coating that resists ligand deposition such that the particles have two or more different surfaces, one that is resistant to ligand deposition and the other that is not. Subsequently exposing the substrate to a solution containing the ligand may result in particles with a heterogeneous distribution of ligand upon peeling from the substrate.

일부 구체예에서, 입자는 표면과 저장부를 연결하는 하나 이상의 채널을 보유할 수 있다. 일부 구체예에서, 저장부 및 채널은 입자 바디 상의 공극일 수 있다. 이러한 경우, 입자는 다공성 또는 나노다공성 물질을 포함할 수 있다. 소정 활성제 로딩 및/또는 소정 방출 속도를 얻기 위하여 다공성 또는 나노다공성 물질의 공극을 제어할 수 있다. 제어 가능한 공극 크기를 갖는 나노다공성 물질은 SiO2, Al2O3 또는 TiO2와 같은 산화물 물질일 수 있다. 졸겔 입자로서도 공지된 나노다공성 산화물 입자의 제조는 예컨대 문헌[Paik J. A. et. al. J. Mater. Res., 17권, Aug 2002]에 상세히 나와 있다. 제어 가능한 공극 크기를 갖는 나노다공성 물질은 또한 나노다공성 규소일 수 있다. 나노다공성 규소 입자의 제조에 대한 상세 사항은 예컨대 문헌(Cohen M. H. et. ah Biomedical Microdevices 5:3, 253-259, 2003)을 참조한다.In some embodiments, the particles can have one or more channels connecting the surface and the reservoir. In some embodiments, the reservoir and channel can be voids on the particle body. In such cases, the particles may comprise porous or nanoporous materials. The pores of the porous or nanoporous material can be controlled to achieve a desired activator loading and / or a desired release rate. The nanoporous material having controllable pore size may be an oxide material such as SiO 2 , Al 2 O 3 or TiO 2 . The preparation of nanoporous oxide particles, also known as solgel particles, is described, for example, in Paik JA et. al. J. Mater. Res., Vol. 17, Aug 2002. The nanoporous material with controllable pore size may also be nanoporous silicon. For details on the preparation of nanoporous silicon particles, see, eg, Cohen MH et. Ah Biomedical Microdevices 5: 3, 253-259, 2003.

일부 다른 구체예에서, 입자는 채널을 전혀 포함하지 않을 수 있다. 이러한 입자는 예컨대 생분해성 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 입자는 철, 티탄, 금, 은, 백금, 구리와 같은 금속 및 이의 합금 및 산화물과 같은 물질로 형성될 수 있다. 생분해성 물질은 또한 폴리오르토에스테르, 폴리무수물, 폴리아미드, 폴리알킬시아노아크릴레이트, 폴리포스파젠 및 폴리에스테르와 같은 생분해성 중합체일 수 있다. 예시적인 생분해성 중합체는 예컨대 미국 특허 4,933,185호, 4,888,176호 및 5,010,167호에 개시된다. 이러한 생분해성 중합체 물질의 구체적인 예는 폴리(락트산), 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 폴리히드록시부티레이트, 폴리(N-팔미토일-트랜스-4-히드록시-L-프롤린 에스테르) 및 폴리(DTH 카르보네이트)를 포함한다. In some other embodiments, the particles may not contain any channels. Such particles may include, for example, biodegradable materials. For example, the particles may be formed of metals such as iron, titanium, gold, silver, platinum, copper and materials such as alloys and oxides thereof. Biodegradable materials may also be biodegradable polymers such as polyorthoesters, polyanhydrides, polyamides, polyalkylcyanoacrylates, polyphosphazenes and polyesters. Exemplary biodegradable polymers are disclosed, for example, in US Pat. Nos. 4,933,185, 4,888,176 and 5,010,167. Specific examples of such biodegradable polymeric materials include poly (lactic acid), polyglycolic acid, polycaprolactone, polyhydroxybutyrate, poly (N-palmitoyl-trans-4-hydroxy-L-proline ester) and poly (DTH Carbonates).

특정 구체예에서, 입자는 그 자체로 활성 제제일 수 있다.In certain embodiments, the particles can themselves be active agents.

활성제Active agent

활성제는 치료 화합물 및/또는 조영제일 수 있다. 특정 활성제의 선택은 소정 용도에 따라 달라진다. The active agent can be a therapeutic compound and / or contrast agent. The choice of specific active agent depends on the desired application.

치료제는 포유동물 또는 인간과 같은 대상의 불완전 혈관구조에서 소정 생물학적 효과를 발휘할 수 있는 생리학적 또는 약리학적 활성 물질일 수 있다. 치료제는 펩티드, 단백질, 핵산 및 소분자를 비롯한 무기 또는 유기 화합물일 수 있다. 치료제는 불변 분자, 분자 착체, 약리학적으로 허용가능한 염, 예컨대 염산염, 브롬화수소산염, 황산염, 라우르산염, 팔미트산염, 인산염, 아질산염, 질산염, 붕산염, 아세트산염, 말레산염, 주석산염, 올레산염, 살리실산염 등과 같은 다양한 형태일 수 있다. 산성 치료제에 대하여, 금속, 아민 또는 유기 양이온의 염, 예컨대 4급 암모늄을 사용할 수 있다. 염기, 에스테르 및 아미드와 같은 약물의 유도체도 치료제로서 사용될 수 있다. 수불용성 치료제는 이의 수용성 유도체인 형태로 또는 이의 염기 유도체로서 사용할 수 있는데, 이것은 어떤 경우이든 또는 그 전달에 의하여 효소로 전환되고, 바디의 pH 또는 다른 대사 과정에 의하여 원래의 치료 활성 형태로 가수분해된다. The therapeutic agent may be a physiological or pharmacologically active substance capable of exerting some biological effect on the incomplete vasculature of a subject such as a mammal or a human. The therapeutic agent can be an inorganic or organic compound, including peptides, proteins, nucleic acids, and small molecules. Therapeutic agents include constant molecules, molecular complexes, pharmacologically acceptable salts such as hydrochloride, hydrobromide, sulfate, laurate, palmitate, phosphate, nitrite, nitrate, borate, acetate, maleate, tartarate, oleate It can be in various forms such as acid salts, salicylates, and the like. For acidic therapeutic agents, salts of metals, amines or organic cations such as quaternary ammonium can be used. Derivatives of drugs such as bases, esters and amides can also be used as therapeutic agents. The water-insoluble therapeutic agent can be used in the form of its water-soluble derivative or as its base derivative, which in any case or by its transfer is converted to an enzyme and hydrolyzed to its original therapeutically active form by the body's pH or other metabolic processes do.

치료제는 자연 발생적이거나 합성 또는 재조합 방법 또는 이들의 조합에 의하여 제조될 수 있는 화학요법제, 면역억제제, 시토킨, 세포 독성제, 수핵(nucleolytic) 화합물, 방사성 동위원소, 수용체 및 프로드럭 활성화 효소일 수 있다.Therapeutic agents may be chemotherapeutic agents, immunosuppressants, cytokines, cytotoxic agents, nucleolytic compounds, radioisotopes, receptors and prodrug activating enzymes that may be naturally occurring or prepared by synthetic or recombinant methods or combinations thereof. Can be.

빈카 알카로이드(예컨대, 빈블라스틴 및 빈크리스틴), 안트라시클린(예컨대, 독소루비신 및 다우노루비신), RNA 전사 억제제(예컨대, 악티노마이신-D) 및 미소관 안정화 약물(예컨대, 파클리탁셀)과 같은 종래의 다중 약물 내성에 의하여 영향을 받는 약물이 치료제로서 특히 유용할 수 있다. Such as vinca alkaloids (eg vinblastine and vincristine), anthracyclines (eg doxorubicin and daunorubicin), RNA transcription inhibitors (eg actinomycin-D) and microtubule stabilizing drugs (eg paclitaxel) Drugs affected by conventional multiple drug resistance may be particularly useful as therapeutic agents.

암 화학요법제도 바람직한 치료제일 수 있다. 유용한 암 화학요법 약물은 질소 머스타드, 니트로소우레아, 에틸렌이민, 알칸 설포네이트, 테트라진, 백금 화합물, 피리미딘 유사체, 푸린 유사체, 대사길항물질, 엽산 유사체, 안트라시클린, 탁산, 빈카 알카로이드, 토포이소머라제 억제제 및 호르몬제를 포함한다. 예시적인 화학요법 약물은 악티노마이신-D, 알케란, Ara-C, 아나스트로졸, 아스파라기나제, BiCNU, 비칼루타미드, 블레오마이신, 부술판, 카페시타빈, 카르보플라틴, 카르보플래티늄, 카르무스틴, CCNU, 클로라부실, 시스플라틴, 클라드리빈, CPT-11, 시클로포스파미드, 시타라빈, 시토신아라미도시드, 시톡산, 다카르바진, 닥티노마이신, 다우노루비신, 덱스라족산, 도세탁셀, 독소루비신, DTIC, 에피루비신, 에틸렌이민, 에토포시드, 플록수리딘, 플루다라빈, 플루오로우라실, 플루타미드, 포테무스틴, 겜시타빈, 헤르셉틴, 헥사메틸아민, 히드록시우레아, 이다루비신, 이포스파미드, 이리노테칸, 로무스틴, 메클로레타민, 멜팔란, 메르캅토푸린, 메토트렉세이트, 미토마이신, 미토탄, 미톡산트론, 옥살리플라틴, 파클리탁셀, 파미드로네이트, 펜토스타틴, 플리카마이신, 프로카르바진, 리툭시맙, 스테로이드, 스트렙토조신, STI-571, 스트렙토조신, 타목시펜, 테모졸로미드, 테니포시드, 테트라진, 티오구아닌, 티오테파, 토무덱스, 토포테칸, 트레오술판, 트리메트렉세이트, 빈블라스틴, 빈크리스틴, 빈데신, 비노렐빈, VP-16 및 크셀로다를 포함한다.Cancer chemotherapeutic agents may also be preferred therapeutic agents. Useful cancer chemotherapeutic drugs include nitrogen mustard, nitrosourea, ethyleneimine, alkane sulfonate, tetrazine, platinum compounds, pyrimidine analogs, purine analogs, metabolic compounds, folic acid analogs, anthracyclines, taxanes, vinca alkaloids, topo Isomerase inhibitors and hormones. Exemplary chemotherapeutic drugs include actinomycin-D, alkeran, Ara-C, anastrozole, asparaginase, BiCNU, bicalutamide, bleomycin, busulfan, capecitabine, carboplatin, carboplatinium , Carmustine, CCNU, chlorabusil, cisplatin, cladribine, CPT-11, cyclophosphamide, cytarabine, cytosine aramidoside, cytoxan, dacarbazine, dactinomycin, daunorubicin, dexra Foot acid, docetaxel, doxorubicin, DTIC, epirubicin, ethyleneimine, etoposide, phloxuridine, fludarabine, fluorouracil, flutamide, potemustine, gemcitabine, herceptin, hexamethylamine, hydride Loxyurea, Idarubicin, Iphosphamide, Irinotecan, Romustine, Mechloretamine, Melphalan, Mercaptopurine, Methotrexate, Mitomycin, Mitotan, Mitoxantrone, Oxaliplatin, Paclitaxel, Pamilonate, Pentostatin , Plicama Leucine, procarbazine, rituximab, steroid, streptozosin, STI-571, streptozosin, tamoxifen, temozolomide, teniposide, tetrazine, thioguanine, thiotepa, tomudex, topotecan, threosulfane, Trimetrexate, vinblastine, vincristine, vindesine, vinorelbine, VP-16 and xceloda.

유용한 암 화학요법 약물은 또한 티오테파 및 시클로스포스파미드와 같은 알킬화제; 부술판, 임프로술판 및 피포술판과 같은 알킬 설포네이트; 벤조도파, 카르보콘, 메투레도파 및 우레도파와 같은 아지리딘; 에틸렌이민 및 메틸라멜라민, 예콘대 알트레타민, 트리에틸렌멜라민, 트리에틸렌포스포라미드, 트리에틸렌티오포스포라미드 및 트리메틸올멜라민; 질소 머스타드, 예컨대 클로르암부실, 클로르나파진, 클로로포스파미드, 에스트라무스틴, 이포스파미드, 메클로르에타민, 메클로르에타민 옥시드 염산염, 멜팔란, 노벰비에힌, 페네스테린, 프레드니무스틴, 트로포스파미드, 우라실 머스타드; 니트로우레아, 예컨대 칸누스틴, 클로로조토신, 포테무스틴, 로무스틴, 니무스틴 및 라니무스틴; 항생제, 예컨대 악라시노마이신, 악티노마이신, 오트라마이신, 아자세린, 블레오마이신, 칵티노마이신, 칼리케아미신, 카라비신, 카르미노마이신, 칼지노필린, 크로모이니신, 닥티노마이신, 다우노루비신, 데토루비신, 6-디아조-5-옥소-L-노르류신, 독소루비신, 에피루비신, 에소루비신, 이담비신, 마르셀로마이신, 미토마이신, 미코페놀산, 노갈라마이신, 올리보마이신, 페플로마이신, 포트피로마이신, 푸로마이신, 켈라마이신, 로도루비신, 스트렙토니그린, 스트렙토조신, 투베르시딘, 우베니멕스, 지노스타틴, 및 조루비신; 메토트렉세이트 및 5-플루오로우라실(5-FU)과 같은 대사길항물질; 데노프테린, 메토트렉세이트, 프테로프테린 및 트리메트렉세이트와 같은 엽산 유사체; 플루다라빈, 6-머캅토푸린, 티아미푸린 및 티오구아닌과 같은 푸린 유사체; 안시타빈, 아자시티딘, 6-아자우리딘, 카르모푸르, 시타라빈, 디데옥시우리딘, 독시플루리딘, 에노시타빈, 플록스우리딘 및 5-FU와 같은 피리미딘 유사체; 칼루스테론, 드로모스타노론 프로피오네이트, 에피티오스타놀, 르네피티오스탄 및 테스토락톤과 같은 안드로겐; 항부신제(anti-adrenal), 예컨대 아미노글루테티미드, 미토탄 및 트릴로스탄과 같은 ; 프롤린산과 같은 엽산 보충제; 아세글라톤; 알도포스파미드 글리코시드; 아미노에불린산; 암사크린; 베스트라부실; 비산트렌; 에다트락세이트; 데포파민; 데메콜신; 디아지쿠온; 엘포르니틴; 엘립티늄 아세테이트; 에토글루시드; 질산갈륨; 히드록시우레아; 렌티난; 로니다민; 미토구아존; 미톡산트론; 모피다몰; 니트라크린; 펜토스타틴; 페나메트; 피라루비신; 포도필린산; 2-에틸히드라지드; 프로카르바진; PSK®; 라족산; 시조프란; 스피로게르마늄; 테누아존산; 트리아지콘; 2,2',2"-트리클로로트리에틸아민; 우레탄; 빈데신; 다카르바진; 만노무스틴; 미토브로니톨; 미토락톨; 피포브로만; 가시토신; 아라비노시드("Ara-C"); 시클로포스파미드; thiotEPa; 탁소이드, 예컨대 파크리탁셀(TAXOL®, 미국 뉴저지주 프린스턴 소재 Bristol-Myers Squibb Oncology사) 및 독세탁셀(TAXOTERE®, 프랑스 앙토니 소재 Rhone-Poulenc Rorer사); 클로르암부실; 겜시타빈; 6-티오구아닌; 메르캅토푸린; 메토트렉세이트; 백금 유사체, 예컨대 시스플라틴 및 카르보플라틴; 빈블라스틴; 백금; 에토포시드(VP- 16); 이포스파미드; 미토마이신 C; 미톡산트론; 빈크리스틴; 비노렐빈; 나벨빈; 노반트론; 테니포시드; 다우노마이신; 아미노프테린; 크셀로다; 이반드로네이트; CPT-11; 토포이소머라제 억제제 RFS 2000; 디플루오로메틸로르니틴(DMFO); 리티노산; 에스페라미신; 카페시타빈; 및 상기 임의의 것의 약학적으로 허용가능한 염, 산 또는 유도체를 포함한다. 또한, 예컨대 타목시펜, 랄록시펜, 아로마타제 억제 4(5)-이미다졸, 4-히드록시타목시펜, 트리옥시펜, 케옥시펜, 오나프리스톤 및 토레미펜(Fareston)을 비롯한 항에스트로겐; 및 플루타미드, 닐루타미드, 비칼루타미드, 류프롤리드 및 고세렐린과 같은 항안드로겐; 및 상기 임의의 것의 약학적으로 허용가능한 염, 산 또는 유도체와 같이 종양에 대한 호르몬 작용을 조절 또는 억제하는 역할을 하는 항호르몬제도 포함된다.Useful cancer chemotherapeutic drugs also include alkylating agents such as thiotepa and cyclophosphamide; Alkyl sulfonates such as busulfan, impprosulfan and pifosulfan; Aziridine, such as benzodopa, carbocon, meturedopa and uredopa; Ethyleneimine and methyllamelamine, such as altretamine, triethylenemelamine, triethylenephosphoramide, triethylenethiophosphoramide and trimethylolmelamine; Nitrogen mustards such as chlorambucil, chlornaphazine, chlorophosphamide, esturamustine, ifosfamide, mechlorethamine, mechlorethamine oxide hydrochloride, melphalan, nocheviehin, fensterrin, Prednismustine, trophosphamide, uracil mustard; Nitroreas such as cannustin, chlorozotocin, potemustine, lomustine, nimustine and rannimustine; Antibiotics such as arachinomycin, actinomycin, otramycin, azaserine, bleomycin, cocktinomycin, calicheamicin, carabicin, carminomycin, calginophylline, chrominomycin, dactinomycin, daunorucin Bisine, detorrubicin, 6-diazo-5-oxo-L-norleucine, doxorubicin, epirubicin, esorubicin, edambicin, marcelomycin, mitomycin, mycophenolic acid, nogalamycin, olibomycin, Peplomycin, fort pyromycin, puromycin, kelamycin, rhorubicin, streptonigrin, streptozosin, tubercidine, ubenymex, ginostatin, and zorubicin; Metabolic agents such as methotrexate and 5-fluorouracil (5-FU); Folic acid analogs such as denophtherine, methotrexate, putrophtherin and trimetrexate; Purine analogs such as fludarabine, 6-mercaptopurine, thiamipurine and thioguanine; Pyrimidine analogs such as ancitabine, azacytidine, 6-azauridine, carmopur, cytarabine, dideoxyuridine, doxyfluridine, enositabine, phloxuridine and 5-FU; Androgens, such as calusosterone, drostatanolone propionate, epithiostanol, renpythiostane and testosterone; Anti-adrenal such as aminoglutetidemide, mitotan and trilostane; Folic acid supplements such as proline acid; Aceglaton; Aldophosphamide glycosides; Aminoebulinic acid; Amsacrine; Best La Vucil; Bisantrene; Edatraxate; Depopamine; Demecolsin; Diaziquone; Elponnitine; Elliptinium acetate; Etogluside; Gallium nitrate; Hydroxyurea; Lentinane; Rodidamine; Mitoguazone; Mitoxantrone; Fur mall; Nitracrine; Pentostatin; Penammet; Pyrarubicin; Grape filinic acid; 2-ethylhydrazide; Procarbazine; PSK®; Lakamic acid; Sizofran; Spirogermanium; Tenuazone acid; Triazicones; 2,2 ', 2 "-trichlorotriethylamine; urethane; bindesin; dacarbazine; mannosemusin; mitobronitol; mitolactol; fifobroman; spinytocin; arabinoxide (" Ara-C "); Cyclophosphamide; thiotEPa; taxoids such as paclitaxel (TAXOL®, Bristol-Myers Squibb Oncology, Princeton, NJ) and docetaxel (TAXOTERE®, Rhone-Poulenc Rorer, Antony, France); Ambucil; gemcitabine; 6-thioguanine; mercaptopurine; methotrexate; platinum analogs such as cisplatin and carboplatin; vinblastine; platinum; etoposide (VP-16); phosphamide; mitomycin C; Mitoxantrone; vincristine; vinorelbine; nabelbin; novantron; teniposide; daunomycin; aminopterin; xceloda; ibandronate; CPT-11; topoisomerase inhibitor RFS 2000; difluoro Methylornithine (DMFO); Litinoic acid; Esperamicin; Capecitabine; and Pharmaceutically acceptable salts, acids or derivatives of any of the groups, such as tamoxifen, raloxifene, aromatase inhibitory 4 (5) -imidazole, 4-hydroxytamoxifen, trioxyphene, keoxyphene, Antiestrogens, including onnapristone and toremifen; and androgens, such as flutamide, nilutamide, bicalutamide, leuprolide, and goserelin; and pharmaceutically acceptable salts of any of the above Or anti-hormonal agents that act to modulate or inhibit hormonal action on tumors, such as derivatives.

시토킨도 치료제로서 사용될 수 있다. 이러한 시토킨의 예는 림포카인, 모노카인 및 종래의 폴리펩티드 호르몬이다. 시토킨에는 인간 성장 호르몬, N-메티오닐 인간 성장 호르몬 및 소 성장 호르몬과 같은 성장 호르몬; 파라티로이드 호르몬; 티록신; 인슐린; 프로인슐린; 렐락신; 프로렐락신; 난포 자극 호르몬(FSH), 갑상선 자극 호르몬(TSH) 및 황체 형성 호르몬(LH)과 같은 당단백질 호르몬; 간 성장 인자; 섬유아세포 성장 인자; 프로락틴; 태반성 락토겐; 종양 괴사 인자-α 및-β; 뮬러관 저해 물질; 마우스 성선 자극 호르몬 관련 펩티드; 인히빈; 액티빈; 혈관 내피 성장 인자; 인테그린; 트롬보포이에틴(TPO); NGF-β와 같은 신경 성장 인자; 혈소판 성장 인자; TGF-α 및 TGF-β와 같은 전환 성장 인자(TGF); 인슐린 유사 성장 인자-I 및 -II; 에리트로포이에틴(EPO); 골유도 인자; 인터페론-α, -β 및 -γ와 같은 인터페론; 마크로파지-CSF(M-CSF)와 같은 콜로니 자극 인자(CSFs); 과립구-마크로파지-CSF (GM-CSF); 및 과립구-CSF (GCSF); IL-I, IL-Ia, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-11, IL-12, IL-15와 같은 인터류킨(IL); TNF-α 또는 TNF-β와 같은 종양 괴사 인자; 및 LIF 및 키트 리간드(KL)를 포함하는 다른 폴리펩티드 인자가 포함된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 시토킨은 천연 공급원 또는 재조합 세포 배양 및 천연 배열 시토킨의 생물학적으로 활성인 등가물에서 유래하는 단백질을 포함한다.Cytokines can also be used as therapeutic agents. Examples of such cytokines are lymphokine, monocaine and conventional polypeptide hormones. Cytokines include growth hormones such as human growth hormone, N-methionyl human growth hormone and bovine growth hormone; Parathyroid hormone; Thyroxine; insulin; Proinsulin; Relaxine; Prorelaxin; Glycoprotein hormones such as follicle stimulating hormone (FSH), thyroid stimulating hormone (TSH) and luteinizing hormone (LH); Liver growth factor; Fibroblast growth factor; Prolactin; Placental lactogen; Tumor necrosis factor-α and -β; Mullerian inhibitors; Mouse gonadotropin associated peptide; Inhivin; Actibin; Vascular endothelial growth factor; Integrin; Thrombopoietin (TPO); Nerve growth factors such as NGF-β; Platelet growth factor; Converting growth factors (TGF) such as TGF-α and TGF-β; Insulin-like growth factor-I and -II; Erythropoietin (EPO); Osteoinduction factors; Interferons such as interferon-α, -β and -γ; Colony stimulating factors (CSFs) such as macrophage-CSF (M-CSF); Granulocyte-macrophage-CSF (GM-CSF); And granulocyte-CSF (GCSF); IL-I, IL-Ia, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-11, IL-12, IL- Interleukin (IL) such as 15; Tumor necrosis factor such as TNF-α or TNF-β; And other polypeptide factors including LIF and kit ligand (KL). As used herein, the term cytokine includes proteins derived from natural sources or from biologically active equivalents of recombinant cell culture and native array cytokines.

조영제는 포유동물 또는 인간과 같은 동물의 신체에서 표적화된 부위에 대한 조영 정보를 제공할 수 있는 물질일 수 있다. 조영제는 자기 공명 조영을 위한 산화철과 같은 자성 물질을 포함할 수 있다. 광학 조영에서, 활성제는 예컨대 반도체 나노결정 또는 양자점일 수 있다. 광간섭 단층 촬영에서, 조영제는 예컨대 금 또는 은과 같은 금속, 나노케이지 입자일 수 있다. 조영제는 또한 마이크로 또는 나노버블 또는 산화철 마이크로 또는 나노입자와 같은 초음파 콘트라스트제일 수 있다.The contrast agent may be a substance that can provide contrast information about the targeted site in the body of an animal, such as a mammal or a human. The contrast agent may comprise a magnetic material such as iron oxide for magnetic resonance imaging. In optical contrast, the active agent can be, for example, semiconductor nanocrystals or quantum dots. In optical coherence tomography, the contrast agent may be a metal, such as gold or silver, nanocage particles. The contrast agent may also be an ultrasonic contrast agent such as micro or nanobubbles or iron oxide micro or nanoparticles.

조성물Composition

특정 세포 유형에 대하여 미리 선택된 내재화 세포 방식을 갖는 입자는 약학 조성물과 같은 조성물의 일부일 수 있다. 이러한 조성물은 치료제 또는 조영제를 투여하는 데 사용하기 위한 상기 개시된 입자를 포함하는 현탁액일 수 있다. 현탁액을 형성하기 위하여, 입자를 선택된 농도로 수성 매질에 현탁시킬 수 있다. 최적 농도는 입자의 특성(예컨대, 가용 특성), 치료 제품의 유형 및 투여 방식에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 경구 투여용 조성물은 비교적 점성일 수 있으므로 고농도(예컨대, >50%)의 입자를 함유할 수 있다. 일시 주사(bolus injection)를 위한 용액은 바람직하게는 비교적 농축된 입자 현탁액(예컨대, 10∼50%)을 함유하나, 염수보다 상당히 높은 점도를 갖도록 농축되지는 않는다(구멍이 큰 바늘에 대한 필요를 최소화하기 위하여). 연속 정맥내 투입을 위해 사용되는 용액은 비교적 많은 부피의 유체가 투여되기 때문에 일반적으로 비교적 낮은 농도(예컨대, 2∼10% 현탁액)의 입자를 함유할 수 있다.Particles having a preselected internalizing cellular mode for a particular cell type may be part of a composition, such as a pharmaceutical composition. Such compositions may be suspensions comprising the particles disclosed above for use in administering a therapeutic or contrast agent. To form a suspension, the particles can be suspended in an aqueous medium at a selected concentration. The optimal concentration may vary depending on the nature of the particles (eg, available properties), the type of therapeutic product and the mode of administration. For example, compositions for oral administration may be relatively viscous and may contain high concentrations of particles (eg,> 50%). The solution for bolus injection preferably contains a relatively concentrated particle suspension (eg 10-50%) but is not concentrated to have a viscosity significantly higher than that of saline (relieving the need for needles with large holes). To minimize). Solutions used for continuous intravenous infusion may generally contain relatively low concentrations of particles (eg, 2-10% suspension) because relatively large volumes of fluid are administered.

입자는 다수의 적당한 수성 담체 비히클에 현탁시킬 수 있다. 적당한 약학 담체는 사용되는 용량 및 농도에서 투여받는 대상에게 비독성이고 제제 중의 다른 성분과 상용성인 담체일 수 있다. 적당한 담체 비히클의 예는 물, 염수, 링거액, 덱스트로스 용액 및 5% 인간 혈청 알부민을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 주사 가능한 제제에 사용하기 위한 현탁액은 바람직하게는 대상의 혈액과 등장성이다. 일반적으로, 담체는 등장성 및 화학적 안정성을 증대시키는 물질, 예컨대 완충액 및 보존제, 및 저분자량(약 10 잔기 미만) 폴리펩티드, 단백질, 아미노산, 글루코스 또는 덱스트린을 비롯한 탄수화물, EDTA와 같은 킬레이트화제 또는 기타 부형제와 같은 같은 소량의 첨가제를 함유할 수 있다.The particles can be suspended in a number of suitable aqueous carrier vehicles. Suitable pharmaceutical carriers may be carriers which are nontoxic to the subject to be administered at the dosages and concentrations employed and are compatible with the other ingredients in the formulation. Examples of suitable carrier vehicles include, but are not limited to, water, saline, Ringer's solution, dextrose solution and 5% human serum albumin. Suspensions for use in injectable preparations are preferably isotonic with the blood of the subject. Generally, carriers include substances that enhance isotonicity and chemical stability, such as buffers and preservatives, and low molecular weight (less than about 10 residues) polypeptides, proteins, amino acids, carbohydrates including glucose or dextrins, chelating agents such as EDTA or other excipients. It may contain small amounts of additives such as

대상에 투여하기 전에, 입자 현탁액을 적당한 살균 방법으로 살균할 수 있다. 열안정성 물질로부터 제조한 입자를 예컨대 오토클레이브를 사용하여 열살균할 수 있다. 열안정성이 아닌 물질로부터 제조된 입자는 시중에서 구입할 수 있는 살균 필터를 통과시킴으로써 살균할 수 있다. 물론, 여과는 입자가 살균 필터의 공극보다 작을 경우에만 이용할 수 있다.Prior to administration to the subject, the particle suspension can be sterilized by any suitable sterilization method. Particles made from thermostable materials can be heat sterilized, for example using an autoclave. Particles made from materials that are not thermally stable can be sterilized by passing commercially available sterilization filters. Of course, filtration can only be used if the particles are smaller than the pores of the sterile filter.

입자는 다수의 적당한 투여 방법을 통해 치료가 필요한 대상에게 투여될 수 있다. 구체적인 용도에 사용되는 특정 방법은 담당의가 결정할 수 있다. 예컨대, 입자는 국소, 비경구, 흡인, 경구, 질 및 항문 중 하나의 경로에 의해 투여될 수 있다. 정맥내(i.v.), 근내(i.m.) 및 피하(s.c.) 주입을 포함하는 혈관내 투여가 특히 바람직할 수 있다.The particles can be administered to a subject in need of treatment through a number of suitable methods of administration. The specific method used for the specific application can be determined by the attending physician. For example, the particles can be administered by one of the following routes: topical, parenteral, aspiration, oral, vaginal and anal. Intravascular administration, including intravenous (i.v.), intramuscular (i.m.) and subcutaneous (s.c.) infusions, may be particularly preferred.

혈관내 투여는 국소 투여 또는 전신 투여일 수 있다. 국소 혈관내 전달은 투여는 CAT-스캔 가이드 카테터와 같은 가이드 카테터 시스템의 사용에 의하여 알려진 종양 또는 염증을 갖는 신체 부위 근처에 입자를 가져오기 위하여 이용될 수 있다. 일시 정맥 주사 또는 연속/세류 공급 정맥내 주사와 같은 일반적인 주사는 일반적으로 전신 주사이다.Intravascular administration can be topical or systemic. Local vascular delivery can be used to bring the particles near the body part with known tumor or inflammation by the use of a guide catheter system such as a CAT-scan guide catheter. Common injections, such as bolus intravenous injection or continuous / trickle-feeding intravenous injection, are generally systemic injections.

입자는 혈류에 주입되어 순환하여 표적 부위에 편재될 수 있다. 바람직하게는, 입자는 표적 부위의 혈관 조직에 주입된다.The particles can be injected into the blood stream, circulated and localized at the target site. Preferably, the particles are injected into vascular tissue at the target site.

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지금까지 특정 바람직한 구체예를 언급하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않음을 이해할 것이다. 당업자라면 개시된 구체예에 대한 다양한 변경을 생각할 수 있을 것이며 이러한 변경은 본 발명의 범위 내에 속한다.While certain preferred embodiments have been mentioned so far, it will be understood that the invention is not so limited. Those skilled in the art will contemplate various changes to the disclosed embodiments and such changes fall within the scope of the present invention.

본 명세서에 인용된 모든 공보, 특허 출원 및 특허는 그 전체 내용이 참고 문헌으로 본 명세서에 포함된다. All publications, patent applications, and patents cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.

Claims (22)

a) 표면 수용체를 갖는 세포를 선택하는 단계; 및
b) i) 수용체에 대하여 친화성을 갖거나 수용체와 결합할 수 있는 표면 성분들, 및 ii) 표면 성분들의 표면 분포 및 그 형상이 선택된 세포에 대하여 미리 선택된 세포 내재화 방식에 효과적인 형상을 갖는 입자를 수득하는 단계
를 포함하는, 미리 선택된 세포 내재화 방식을 갖는 입자 조성물의 제조 방법.
a) selecting a cell having a surface receptor; And
b) particles having i) affinity for the receptor, or surface components capable of binding to the receptor, and ii) a surface distribution of the surface components and the shape thereof effective for the cell internalization scheme preselected for the selected cells. Obtaining Step
Method for producing a particle composition having a pre-selected cell internalization method, comprising.
제1항에 있어서, 상기 미리 선택된 내재화 방식은 완전 내포작용, 불완전(frustrated) 내포작용 및 비-내포작용에서 선택되는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the preselected internalization mode is selected from full nesting, frustrated nesting and non- nesting. 제1항에 있어서, 상기 세포는 내피 세포인 방법.The method of claim 1, wherein the cell is an endothelial cell. 제3항에 있어서, 상기 내피 세포는 혈관 내피 세포인 방법.The method of claim 3, wherein the endothelial cells are vascular endothelial cells. 제4항에 있어서, 상기 수용체는 혈관신생 혈관구조 수용체, 공용된(coopted) 혈관구조 수용체 또는 재정상화된 수용체인 것인 방법.The method of claim 4, wherein the receptor is an angiogenic vascular structure receptor, a coopted vascular structure receptor or a renormalized receptor. 제1항에 있어서, 상기 세포는 비-포식 세포인 방법.The method of claim 1, wherein the cells are non-phagocytic cells. 제1항에 있어서, 상기 표면 성분은 수용체에 결합할 수 있는 리간드인 방법.The method of claim 1, wherein the surface component is a ligand capable of binding to a receptor. 제1항에 있어서, 상기 수득 단계는 입자 제조를 포함하는 것인 방법.The method of claim 1, wherein said obtaining step comprises particle preparation. 제8항에 있어서, 상기 제조는 하향식(top-down) 공정에 의한 제조를 포함하는 것인 방법.The method of claim 8, wherein the manufacture comprises preparation by a top-down process. 제8항에 있어서, 상기 제조는 상기 성분들을 입자의 표면에 배치하는 것을 포함하는 것인 방법.The method of claim 8, wherein the preparation comprises disposing the components on the surface of the particle. 제1항에 있어서, 상기 수득 단계는 입자 군집으로부터 입자를 선택하는 것을 포함하는 것인 방법.The method of claim 1, wherein said obtaining step comprises selecting particles from the particle population. 제1항에 있어서, 상기 입자는 활성제를 포함하는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the particles comprise an active agent. 제12항에 있어서, 상기 활성제는 조영제 또는 치료제를 포함하는 것인 방법.The method of claim 12, wherein the active agent comprises a contrast agent or a therapeutic agent. 제1항에 있어서, 상기 입자는 나노입자인 방법.The method of claim 1, wherein the particles are nanoparticles. 제1항에 있어서, 상기 입자는 비구형 입자인 방법.The method of claim 1, wherein the particles are nonspherical particles. 제1항에 있어서, 상기 입자는 원형 단면을 갖지 않는 입자인 방법.The method of claim 1, wherein the particles are particles that do not have a circular cross section. 제1항에 있어서, 상기 입자는 타원형 입자인 방법.The method of claim 1, wherein the particles are elliptical particles. 제17항에 있어서, 상기 타원형 입자는 선택된 세포에 대해 미리 선택된 세포 내재화 방식에 효과적인 종횡비를 갖는 것인 방법.18. The method of claim 17, wherein the ellipsoidal particles have an aspect ratio effective for a preselected cell internalization mode for the selected cells. 제18항에 있어서, 상기 표면 성분들의 표면 밀도 및 표면 수용체의 표면 밀도를 기초로 상기 종횡비를 결정하는 것을 더 포함하는 것인 방법.19. The method of claim 18, further comprising determining the aspect ratio based on the surface density of the surface components and the surface density of the surface receptor. 제1항에 있어서, 상기 입자 표면은 미리 선택된 내포작용 방식에 효과적인 성분들의 국소 표면 밀도 및 곡률을 갖는 볼록 표면을 포함하는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the particle surface comprises a convex surface having local surface density and curvature of components effective for a preselected inclusion mode. 생리학적 병태의 치료 또는 모니터링이 필요한 대상에게 제12항의 방법에 따라 제조된 입자 조성물의 유효량을 투여하는 것을 포함하는 생리학적 병태의 치료 또는 모니터링 방법.A method of treating or monitoring a physiological condition comprising administering to a subject in need thereof the effective amount of the particle composition prepared according to the method of claim 12. 제1항의 방법에 따라 제조된 조성물.A composition prepared according to the method of claim 1.
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