KR20110069150A - 지속방출형 약물 전달시스템 - Google Patents

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KR20110069150A
KR20110069150A KR1020117010514A KR20117010514A KR20110069150A KR 20110069150 A KR20110069150 A KR 20110069150A KR 1020117010514 A KR1020117010514 A KR 1020117010514A KR 20117010514 A KR20117010514 A KR 20117010514A KR 20110069150 A KR20110069150 A KR 20110069150A
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서브히트 자인
수미트 다리왈
마드후 라나
팔 싱 하데빈더
에이. 케이. 티와리
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바이오플러스 라이프 사이언스 피브이티. 엘티디.
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Abstract

본 발명은, USP 제1형 용출시험에서 1차 방출속도로 모사 위액 내에서 12시간 이내에 방출되는 양이 90%를 넘지 않는 것으로서 아씨클로버(Acyclovir)로 예시되는 약제학적 활성제를 치료학적 유효량으로 포함하고, 또한 가용화제나 팽윤 개선제 중 어느 하나 혹은 양측 모두를 함유하지 않는 제어방출형 투약 제형을 개시한다. 상기 투약 제형은, (a) 카르보폴 974P 및 폴리에틸렌 옥사이드로 예시되는 적어도 2종의 생체적합성 고분자로 이루어진 고분자 매트릭스, 상술한 약제학적 활성제, 및 약제학적으로 허용되는 부형제로 구성된 태블릿으로서, 상기 모사 위액에 붕괴되지 않고 위에 체류하여 상기 모사 위액과 접촉후 즉시 확산 및 제어 미란을 개시함으로써 활성제의 제어 방출을 시작하는 소정의 크기로 신속 팽윤할 수 있는 태블릿; 또는 (b) 상기 활성제가 함입된 것으로서, 티올화 키토산 및 트리메틸 키토산으로 예시되는 미그래프트된 키토산이나 키토산 유도체의 미립구 혹은 카르보폴을 포함한다. 여기서, 상기 약제학적 활성제는 고분자형 분자가 아니며, 위에 투여시, 상기 미립구가 위점막에 부착되어 장시간에 걸쳐 제어된 방식으로 상기 활성제를 방출한다.

Description

지속방출형 약물 전달시스템 {SUSTAINED RELEASE DRUG DELIVERY SYSTEM}
본 발명은, 지속/제어방출형 약물 전달용 운반체, 특히, 카르보폴, PEO, 알긴산 나트륨, 하이프로멜로스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 소듐 카르복시메틸 셀룰로오스, 에우드라기츠, 키토산 및 이들의 유도체 등의 점막접착성 및 팽윤성 고분자와 약물형 아씨클로버를 위한 운반체로서, 점막접착성 및 팽윤성 고분자와 그의 유도체를 이용하여 약물의 생체이용율을 증대시키기 위한 지속/제어 방출형 약물 전달 시스템을 개시한다.
약물 및 거대분자 중에는 점막에 대한 흡수성이 적은 것 혹은 용출성이 부족하거나 느리게 용출되는 종류가 있으며, 이들은 한정된 시간 동안 위장관에 체류하여 방출 혹은 흡수되지 않고 대부분 비흡수 상태로 장관을 통과한다. 과학자들은,약물이 소정 기간내 혈장에 도달하는 양이 제한되어 생체이용율이 낮은 이러한 분자들의 약물 전달 분야에 큰 노력을 기울이고 있다. 저 생체이용율은 대부분의 환자에서 약물 흡수 변화를 야기하여 유효량을 투여하기가 매우 곤란하다. 따라서, 경구형 투여 약물의 생체이용율을 개선하는 것은 약물 전달계 연구자들의 오랜 숙원이었다. 타겟 부위에 약물을 온전히 전달할 수 있고, 장시간 해당 장소에 체류하며 점막의 투과율을 증대시켜 방해없이 약물의 흡수를 더욱 높이는 운반체 (담지체)가 그 해결 방안이라고 판단했으며 단, 이러한 담지체는 안전하고 점막 상피에 무해해야 한다. 본 발명의 대상물 중 하나인 아씨클로버는 상술한 부문에 속하는 약물로서, 수용해성이 낮고, 경구 생체이용율이 낮으며 또한 가변적이다 (10 내지 20%). 또한 아씨클로버의 소실 반감기는 약 3시간으로서, 상기 약물은 신장 배설되고 일부는 사구체 여과되는 한편 일부는 기관 분비된다.
본 발명은, 점막접착성 및 팽윤성이고 약물 전달시 G.I. 체류성, 약물의 생체이용율 등을 증대시키는 것으로서, 특별히 한정되지는 않으나, 키토산 (및 티올화 키토산, 트리메틸 키토산 등의 키토산 유도체), 하이퍼멜로스, 폴리에틸렌 옥사이드, 카르보폴, 알긴산 나트륨, 소듐 카르복시메틸 셀룰로오스, 잔탄검 및 유사 산물 등의 고분자류, 또한 이들 고분자의 유도체, 이들의 다양한 조합물 등을 포함하는 담지체에 관한 것이다.
Genta et al.1 (1997)1은 아씨클로버의 지속 방출을 위해 폴리락티드와 폴리락티드-코글리콜라이드의 마이크로입자를 사용하는 용도에 대해 개시한다.
Thanau et al.2 (2001)은 키토산 밑 트리메틸 키토산을, 펩티드 약물을 포함한 친수성 거대분자형 약물의 흡수 증강제로 사용하는 방법에 대해 광범위하게 연구하였다. 실험은 돼지와 쥐에 대해 실시하였으며 펩티드 약물의 생체이용율 증가를 달성하였다.
거대분자 고분자형 약물, 예컨대, 지용성 약물의 모델로서 인슐린, 라미닌 펩티드, FITC-덱스트란 4000 등의 약물 전달 비히클로서, 티올화 키토산과 TMC의 용도에 관련하여 다수의 실시예가 있다3 -5.
그래프트된 키토산은 약물전달 시스템에서 흡수 증강제로 사용했다.
Rokhade et al.6 (2007)은, 글루타르알데히드를 가교제로 이용하는 에멀젼 가교법에 따라 제조된 것으로서, 덱스트란과 키토산에 그래프트된 아크릴아미드 미립구의 반-내부투과성 고분자 네트워크(IPN)와 또한 상기 미립구 내에 아씨클로버를 캡슐화하는 것에 대해 개시하였으며, 약물 방출은 최고 12시간까지 지연되는 것을 확인하였다. 그러나, 이 기술은 약물 테오파일린을 이용한 것이며 이 약물의 물리화학적 성질은 생체이용율이 100%인 아씨클로버와는 전혀 다르다.
Hu et al.7 (2009)은 약물 독소루비신의 흡수 개선을 위한 약물이 함입되어 있는 미셀을 형성하는 스테아르산 그래프트된 키토산 올리고당을 이용했다.
US 63404758는 10 중량부의 물에 대해 1 중량부의 약물보다 큰 수용해도를 갖는 약물을 방출하기 위한 제어방출형 경구 약물 투약 제형을 개시하며, 상기 투약 제형은 고체 고분자 매트릭스 및, 고분자에 대한 약물의 중량비 기준 15:85 내지 80:20의 중량비로 상기 고분자 매트릭스에 분산된 약물로 이루어진 것으로서, 이때의 고분자 매트릭스는 흡수 팽윤시 팽윤되어 투약 공급시 위체류를 촉진하기에 충분한 크기에 도달할 수 있고, 상기 약물이 위액에 의해 매트릭스 밖으로 용출 확산되어 위액 내로 방출되며, 위액내 침지시 침지후 1시간 동안 적어도 40% 이상의 약물이 체류하고 8시간 이내에 사실상 모두 방출되며, 또한 약물이 모두 방출될 때까지 장관 내에 잔류하는 것을 특징으로 한다. 다수의 약물군 및 약물예를 포함하는 기타의 청구항에서, 약물을 모두 방출하는데 걸리는 시간을 10시간 이내로 한정하고 있다. 상기 특허의 투약 형태는 전신 흡수가 아니라 궤양 등 국소의 위장 질환을 치료하기 위한 것이다.
US 200401851059는 고분자 매트릭스 및 고분자 매트릭스에 분산된 생체적합형 친수성 고분자로 이루어진 약리학적 활성제를 포함하는 제어방출형 투약 제형을 개시하며, 이때의 제형은 흡수 팽윤시, 위체류를 촉진하는데 효과적인 크기로 무제한적으로 팽윤하며 침식(혹은 미란; erosion)에 의해 감소되기 전까지 장기간 이 크기를 유지한다.
US 2007016067810은 GIT 액에 불용인 고분자 마이크로캡슐에 관한 발명을 개시하며 또한 아씨클로버의 체내 방출 패턴도 설명하였다. 이 발명에 따르면 약 80%의 아씨클로버가 초기 3시간 이내에 방출되었다. 생체이용률 및 투약횟수의 감소에 대한 정보는 없다.
상술한 종래 문헌들은 약물이 체내 환경에서 작용하는 방식을 명확히 설명하기 위한 체내 연구에 대해서는 기술하고 있지 않다. 본 발명은 생체이용율이 낮은 약물의 전달에 이용되는 각종 점막접착성 담지체의 신규 및 개선된 용도에 관한 것으로서, 제어방출형 조성물에 대해 시험관내 (in vitro; 통상 '체외' 라고 함) 및 체내 연구를 수행하고 또한, 특히, 키토산, 티올화 키토산 및 트리메틸 키토산 등에 포집된 약물 아씨클로버 또는 고분자와 결합된 아씨클로버에 관하여 구체적으로 기술하였으며, 이에 따라 약물 방출의 균일성을 개선하는 한편 약물을 투약 제형으로부터 방출되는 기간을 연장하는 목적을 달성하였다. 아씨클로버로 예시된 본 발명의 조성물 및 이의 제조방법은 동일하거나 유사한 특성을 가진 기타의 약물, 약물 전달, 효능 및 치료에도 적용이 가능하다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
본 발명은, USP 제1형 용출시험에서 1차 방출속도로 모사 위액 내에서 12시간 이내에 방출되는 양이 90%를 넘지 않는 약제학적 활성제를 치료학적 유효량으로 포함하고, 또한 가용화제나 팽윤 개선제 중 어느 하나 혹은 양측 모두를 함유하지 않는 제어방출형 투약 제형을 개시한다. 상기 투약 제형은, (a) 적어도 1종이 점막접착성인 2종 이상의 생체적합성 고분자로 이루어진 고분자 매트릭스, 상술한 약제학적 활성제, 및 약제학적으로 허용되는 부형제로 구성된 태블릿으로서, 상기 모사 위액에 붕괴되지 않고 위에 체류하여 상기 모사 위액과 접촉후 즉시 제어 미란을 개시함으로써 활성제의 제어 방출을 시작하는 소정의 크기로 신속 팽윤할 수 있는 태블릿; 또는 (b)상기 활성제가 함입된 것으로서, 미그래프트된 키토산이나 키토산 유도체의 미립구 혹은 카르보폴을 포함하고, 이때의 상기 약제학적 활성제는 고분자형 분자가 아니며, 위 투여후, 상기 미립구가 위점막에 부착되어 장시간에 걸쳐 제어된 방식으로 상기 활성제를 방출한다. 본 발명의 태블릿에 이용되는 2종의 고분자로서 카르보폴 974P 및 폴리에틸렌 옥사이드를 예시하나, 적정비율로 사용시 상술한 약물 방출 특성을 달성할 수 있는 기타의 고분자쌍도 이용가능하다. 본 발명에서 허용되는 약제학적 부형제로는 결합제, 희석제, pH 조절제, 활제, 윤활제, 막 형성제, 접착 방지제, 피복제, 착색제 등이 포함된다.
본 발명의 한 구체적인 예에 따르면, 태블릿은 아씨클로버, 카르보폴 974P, 폴리에틸렌 옥사이드, 아비셀 PH 101, 포비돈 K30, 스테아르산 마그네슘, 및 콜로이드성 산화실리콘 등을 포함한다. 더 구체적으로, 상기 태블릿은 투약 제형 1000mg 당 다음의 성분들을 함유한다: 763.37mg의 아씨클로버; 75mg의 카르보폴 974P; 25mg의 폴리에틸렌 옥사이드; 93.83mg의 아비셀 PH 101; 30mg의 포비돈 K30; 7.5mg의 스테아르산 마그네슘; 및 5.0mg의 콜로이드성 산화실리콘.
미립구 제조에 이용된 키토산 유도체는 트리메틸 키토산 혹은 티올화 키토산이다. 원하는 약물 방출 프로파일을 달성하기 위하여 혼합물도 사용할 수 있다.
본 발명의 미립구는 약낭에 포장되거나 또는, 태블릿 및/또는 캡슐을 포함한 고체 단위 투약 제형의 제조에 이용되는 약제학적으로 허용된 성분들 및 부형제와 더불어, 한가지 구성분으로서 사용할 수 있다.
본 발명은 또한 제어방출 투약 제형으로부터 방출되는 치료학적 유효량의 약제학적 활성제를 환자에 투여하는 경구 투여방법을 개시하며, 상기 투약 제형은 제1형 용출시험에서 1차 방출속도로 모사 위액 내에서 12시간 이내에 90%를 넘지 않는 양의 상기 활성제를 방출하고, 가용화제나 팽윤 개선제 혹은 이들 모두를 함유하지 않는다. 상기 제형은, (a) 적어도 2종의 생체적합성 고분자로 이루어진 고분자 매트릭스, 상술한 약제학적 활성제, 및 약제학적으로 허용되는 부형제로 구성된 태블릿으로서, 상기 모사 위액에 붕괴되지 않고 위에 체류하여 상기 모사 위액과 접촉후 즉시 확산 및 제어 미란을 개시함으로써 활성제의 제어 방출을 시작하는 소정의 크기로 신속 팽윤할 수 있는 태블릿; 또는 (b) 상기 활성제가 함입된 것으로서, 미그래프트된 키토산이나 키토산 유도체의 미립구 혹은 카르보폴을 포함하며, 이때의 약제학적 활성제는 고분자형 분자가 아니며, 위 투여후, 상기 미립구가 위점막에 부착되어 장시간에 걸쳐 제어된 방식으로 상기 활성제를 방출한다.
본 발명에서 기술한 방법에 사용되는 고분자는 카르보폴 974P 및 폴리에틸렌 옥사이드를 포함한다. 그러나, 상기 정의된 약물 방출 프로파일을 제공하는 기타의 다른 고분자쌍을 대체 사용할 수도 있다.
본 발명에서 기술한 방법에 사용되는 약제학적 활성 성분은 아씨클로버이다. 그러나, 아씨클로버와 동일한 성질 및 이와 마찬가지의 약물 방출 문제를 갖는 기타의 다른 약제학적 활성제를 대체 사용할 수도 있다.
본 발명의 방법에 허용되는 약제학적 부형제는 결합제, 희석제, pH 조절제, 활제, 윤활제, 막 형성제, 접착 방지제, 피복제, 착색제 등이 있다.
본 발명의 방법에 따른 제어방출 투약 제형은 아씨클로버, 카르보폴 974P, 폴리에틸렌 옥사이드, 아비셀 PH 101, 포비돈 K30, 스테아르산 마그네슘, 콜로이드성 산화실리콘, 에탄올 등을 함유한다.
본 발명의 방법에 관한 한 실시형태에서, 상기 제어방출 투약 제형은 제혀 1000mg 당, 763.37mg의 아씨클로버, 75mg의 카르보폴 974P, 25mg의 폴리에틸렌 옥사이드, 93.83mg의 아비셀 PH 101, 30mg의 포비돈 K30, 7.5mg의 스테아르산 마그네슘, 및 5.0mg의 콜로이드서 산화실리콘 등을 함유한다.
본 발명의 미립구 제작에 이용되는 키토산 유도체는 트리메틸 키토산 및/또는 티올화 키토산을 포함한다.
본 발명은 또한 상기 미립구를 약낭에 포장하거나 혹은, 태블릿과 캡슐을 포함하는 고체 단일 투약 제형의 제조에 이용되는 약제학적으로 허용된 성분들 및 부형제와 더불어, 한가지 구성분으로서 이용하는 방법도 제공한다.
경구 투약 제형을 제조하는 방법은, 태블릿 제형의 경우, 상술한 약제학적 활성 성분, 고분자 및 부형제로 된 혼합물을 습식 과립화하고 여기에 활제를 첨가한 후 타정하여 태블릿을 만드는 것을 포함한다.
본 발명의 미립구 제조방법은: 키토산이나 키토산 유도체를 아세트산에 용해시킨 용액을 제조하고; 약제학적 활성제 수용액을 첨가하고; 이 혼합물을 경질 유동파라핀 및 중질 유동파라핀 (1:1)으로 구성되고 계면활성제가 함유된 연속상에 대해 첨가하여 교반하면서 유중수적 에멀젼을 형성하고; 글루타르 알데히드를 소정시간에 걸쳐 점적 첨가하고; 역시 소정시간 동안 지속 교반하고; 형성된 미립구를 원심분리를 통해 분리하고; 이를 석유에테르로 세척하여 유동파라핀을 제거하고; 상기 미립구를 중아황산 나트륨 용액에 현탁하고; 소정시간 동안 교반하여 글루타르알데히드 잔사를 제거하고; 마지막으로 증류수로 세척한 다음 건조하여 미립구를 얻는 단계들을 포함한다.
도 1은 키토산(A), N-TMC(B), 티올화 키토산(C), 카르보폴(D) 및 메토셀 K15M(E) 미립구의 SEM 사진(X 10,000)으로서, 스케일 바는 50㎛이고;
도 2는 미립구 제형의 팽윤율(%) 측정 결과를 도시하며 해당 데이타는 평균치±표준편차(SD)를 나타내고(n=3);
도 3은 미립구 제형의 아씨클로버 약물 체외 방출률(%) 측정 결과를 도시하며 해당 데이타는 평균치±표준편차(SD)를 나타내고(n=3);
도 4는 용액(A), 티올화 키토산(B), TMC(C), 키토산(D), 카르보폴(E) 및 메토셀 K15M(F) 미립구 제형을 투여한 뒤 3시간 후, 장점막 중 십이지장 부위에 대한 형광표식자 6-CF(0.3 중량/부피%, 1ml)의 투과 상태를 도시하는 사진(X 450)으로서, 스케일 바는 250㎛, MU 는 점막 표면, 및 VI는 융모를 각각 나타내고;
도 5는 약물 제형 및 미립구 제형을 투여한 후의 아씨클로버의 혈장 농도를 도시하며, 해당 데이타는 평균치±표준편차(SD)를 나타내고(n=3);
도 6은 해당 시뮬레이션의 혈장 농도-시간 프로파일을 도시하고;
도 7은 아씨클로버 IR 200mg 및 400mg의 모사혈장농도-시간 프로파일을 비교 도시하고;
도 8은 다수회 투약시의 아씨클로버 IR 200의 혈장 농도를 도시하고;
도 9는 제1일 및 제5일에 투약한 아씨클로버 IR 200의 혈장 농도를 비교 도시하고;
도 10은 아씨클로버 즉시방출 및 아씨클로버 제어방출 태블릿의 혈장 농도 프로파일을 비교 도시하고;
도 11은 아씨클로버 CR 제형에 대해 예측되는 체외 약물 방출 프로파일을 도시하고;
도 12는 고분자로서 카르보폴 974P를 이용하여 제조한 위체류형 태블릿 (Acy-ER-1A 및 Acy-ER-1B 뱃치)의 체외 약물 방출 프로파일을 도시하고;
도 13은 폴리에틸렌 옥사이드를 이용하여 제조한 위체류형 태블릿 (Acy-ER-2A 및 Acy-ER-2B 뱃치)의 체외 약물 방출 프로파일을 도시하고;
도 14는 카르보폴 974P 및 폴리에틸렌 옥사이드의 조합물을 이용하여 제조한 위체류형 태블릿 (3A, 3B 및 3C 뱃치)의 체외 약물 방출 프로파일을 도시하고;
도 15는 각종 위체류형 태블릿 뱃치로부터 얻은 체외 약물 방출 프로파일과 또한 컴퓨터 시뮬레이션에서 얻은 지속방출 아씨클로버 제형의 타겟(목표) 방출 프로파일을 비교 도시하며;
도 16은 각종 위체류형 태블릿 뱃치로부터 얻은 팽윤율(%) 프로파일을 도시하고; 또한
도 17은 각종 위체류형 태블릿 뱃치에서 얻은 점막접착 강도 측정값을 도시한다.
본 발명의 고분자는 수용성 혹은 수불용성 고분자를 포함하며 또한, 키토산 및 티올화 키토산과 트리메틸 키토산으로 예시되는 키토산 유도체, 카르보폴, HPMC, 알긴산염, 펙틴, 에우드라짓, 하이프로멜로스, 폴리에틸렌 옥사이드, 이들의 조합물 등을 추가로 포함한다. 본 발명에서 약제학적 수용가능한 부형제는 결합제, 희석제, pH 조절제, 활제, 윤활제, 막 형성제, 접착 방지제, 피복제, 착색제 등으로 이루어진 군에서 선택할 수 있다.
지속방출형 전달 시스템은 단일 혹은 복수의 단위체 형태일 수 있다. 태블릿, 캡슐, 미립구, 펠릿, 과립 등을 형태로 사용할 수 있다. 또한 수포제, 약병, 약낭 등에 포장하여 사용할 수도 있다.
전달 시스템은 습식 과립화, 건식 과립화, 직접 압축, 블렌딩, 압출 및 구형화, 코팅 등의 제형 제작에 관련한 종래 방법에 따라 제조할 수 있다.
본 발명의 지속방출형 전달 시스템은 환자가 필요로 하는 투약 방식으로 투여할 수 있다.
본 발명은 또한 약물, 특히 아씨클로버의 제어방출에 관한 약동학적 시뮬레이션에 관한 것으로서, 이는:
* Cmax 및 Cmin 를 IR(즉시방출)일 때의 값과 대비하기 위해 아씨클로버 CR에 요구되는 약량 및 흡수율을 결정하고;
* 혈중 아씨클로버 CR 농도를 예측 및 이를 IR에 따른 농도와 비교하고; 또한
* 흡수속도 정수로부터 체외 용해도 프로파일을 시뮬레이션하기 위한 것이다.
지속방출에 이용되는 고분자 중 하나는, 글루코사민 및 N-아세틸 글루코사민 공중합체를 포함하는 다당류인 키토산이다. 이는 생분해성, 생체적합성, 점막접착성 고분자로서 입상형 약물 전달 시스템의 제형화에 사용되고 있다. 키토산은 농도 및 pH에 따라 표면의 밀착결합부를 개방한다. 산성 pH일 경우, 키토산은 소정 약물의 투과도를 증가시키나 pH 증가시 그 효능이 감소된다11.
따라서 pH값 증가시의 키토산의 용해도 한계를 극복하기 위해, N-트리메틸 4차화 키토산 (N-TMC) 유도체를 합성하여 비교연구에 이용하였다. N-TMC는 중성 환경에서도 장내 상피세포에 대한 흡수 개선제로서의 잠재능을 나타냈다2. N-TMC에 의한 약물흡수 개선 메카니즘은 키토산과 마찬가지이다12. 즉, 고분자의 분자들 상의 양전하 및 상피세포 표면의 음이온 성분 간의 상호작용에 따라 인접한 상피세포 간의 밀착결합부를 개방한다.
본 연구에서 선택된 또다른 고분자는 티올화 키토산이다. 티올화 키토산은 점막접착성 고분자 분야에서 새롭게 각광받고 있다. 이 물질은 티오머의 점막접착성이 높으며 위점막과의 접촉성이 강화되는 것으로 보고되어 있으며, 따라서 다수 약물에서 상피 투과율을 증대시킨다13 -15. 또한, 이들 고분자는 약물의 장투과율을 높이는 것으로 알려졌으며 따라서 점막접착성에 기초하여 아씨클로버의 장투과율을 증대시키는데 바람직하다.
본 발명의 한 실시형태에서, 단순포진 바이러스 감염의 치료에 이용되는 약물 아씨클로버는 피부 포진, 생식기 포진, 수두, 대상포진 감염 및 헤르페스 각막염 등의 감염에 가장 널리 이용되는 약물이다16. 아씨클로버는 현재 캡슐, 태블릿 및 경구용 현탁액, 정맥주사 및 국소 연고 등의 형태로 시판되고 있다. 경구형 아씨클로버는 대부분 200mg 태블릿을 하루 5회 투여하는 수준의 강도로 사용한다. 또한, 재발성 단순포진에 감염된 면역적격 환자의 경우 아씨클로버 장기 투여(6개월 이상)가 필요하다17. 현재 이용되고 있는 종래의 치료법은 흡수율의 변화가 크고 생체이용율이 낮으며(10-20%) 수회의 투약이 요구되는(1일 5회) 등 다수의 문제점을 안고 있으며, 따라서 환자의 수용도가 낮다. 또한, 약량 증가시 생체이용율은 감소했다. 상기 약물의 평균 혈장 반감기는 2.5시간이므로 고약량의 약물을 반복 투여해야 한다 (1일 5회, 200mg). 결과적으로, 대부분의 약물이 미흡수 형태로 변을 통해 배설된다 (50-60%)18. 아씨클로버는 산성 pH에서 가용성이며 위장관(GIT)의 상부에서 주로 흡수된다19.
본 발명의 한 실시형태는 약물의 위체류 전달을 위한 점막접착성 미립구를 개시한다. 다당류 키토산, 티올화 키토산, 트리메틸 키토산, 카르보폴 71G, 메토셀 K15M 및 이들의 조합물을 점막접착성 고분자로 사용하였다. 미립구 제형을 에멀젼-화학 가교법을 통해 제조하고 이에 대해 시험관내, 체외 및 체내 시험 평가를 실시했다. 이들 미립구는 다양한 투약 제형으로 제조, 예컨대, 약낭에 포장하거나 태블릿, 캡슐 등으로 제조하여 투여할 수 있다.
또다른 실시형태에 있어서, 위체류형 아씨클로버 태블릿은 지속방출을 위한 1종 이상의 고분자와 부형제를 이용하여 제조하였다.
본 발명의 또다른 실시형태에서, 아씨클로버 CR에 관한 약동학 시뮬레이션은:
* Cmax 및 Cmin 를 IR일 때의 값과 대비하기 위해 아씨클로버 CR에 요구되는 약량 및 흡수율을 결정하고;
* 혈중 아씨클로버 CR 농도를 예측 및 이를 IR에 따른 농도와 비교하고; 또한
* 흡수속도 정수로부터 체외 용출 프로파일을 시뮬레이션하기 위하여 실시했다.
이하, 본 발명을 수행하는 비제한적인 예시로서 다음과 같은 실시예에 대해 상세히 기술한다. 본 발명에서 사용되는 고분자나 이의 조합물, 약물, 화학물질 및 그의 농도, 다양한 약물분석 방법, 약물 모사체 등은 특별히 한정되지 않으며, 당해 분야의 지식을 가진 자라면 이들 파라미터가 본 발명의 예시에 불과하며 본 발명의 목적을 달성할 수 있다면 이의 변경이나 변형 혹은 등가물 역시 본 발명의 범위와 사상에 포함되는 것임을 명백히 이해할 것이다.
재료와 방법
재료
규정 시료로서 키토산 (탈아세틸화도 82%, 분자량 650,000)을 센트랄 피셔리 연구소 (Cochin)로부터 입수하여 준비하고, 또한 규정 시료로서 메토셀 K15M 및 카르보폴 71G를 각각 칼라콘사 (뭄바이) 및 데구사사 (뭄바이)로부터 입수 준비했다. 2-이미노티올란-HCl, 6-카르복시플루오레신(6-CF) 및 트라우트 시약을 시그마 알드리히사 (미국)로부터 입수했다. 에탄올, 아세토니트릴, 메탄올 및 자일렌은 모두 E. 메르크사 (인도)로부터 구입했다. 티올화 키토산과 N 트리메틸 키토산 (N-TMC)은 베른코프-슈너하(Bernkop-Schnurch et al.)가 발표한 방법에 따라 연구실에서 제조했다.
미립구 제형의 제조
키토산, N-TMC 및 티올화 키토산을 고분자로 이용하여 유화 가교법 (Wang et al.20)에 따라 미립구 제형을 제조했다. 유화 가교법은 각 공정 및 제형의 변수에 관련하여 최적화했다.
키토산 용액 (1.0 내지 2.0 중량%)은 아세트산 (2 부피%)에 넣어 제조하고 약물 수용액 (0.1 내지 0.5 중량%)을 상기 용액에 첨가했다. 이것을 다시, 3-날개 프로펠러형 교반기를 이용하여 일정한 교반 (1200 내지 2000 rpm)하에, 연속상 (경질 유동파라핀 대 중질 유동파라핀(1:1)으로 구성되고 계면활성제로서 Span 80 (0.5 중량%)을 함유하는)에 첨가하여 유중수적(w/o) 에멀젼을 형성했다. 수득된 미립구는 원심분리후 석유에테르로 세척하여 유동파라핀을 제거했다. 처리된 미립구를 5 중량/부피%의 중아황산나트륨 용액에 현탁하고 15분간 교반하여 글루타르알데히드 잔사를 제거했다. 증류수로 마지막 세척 후, 미립구를 건조 및 진공 건조기에 보관했다. 마찬가지의 방법으로, 최적의 공정 및 제형의 변수를 이용하여 티올화 키토산 및 N-트리메틸 키토산 미립구를 제조했다.
카르보폴 71G 및 메토셀 K15M의 미립구는 Harikarnpakdee 등이 발표한 분무 건조 기법에 따라 제조했다21. 구체적으로, 먼저 메토셀 K15M이나 카르보폴 71G를 탈이온수에 용해했다. 이와 별도로 아씨클로버를 증류수에 용해했다. 콜로이드성 산화실리콘 (에어로실), 말토덱스트린 및 프로필렌글리콜을 고분자 용액과 혼합했다. 카르보폴 71G 공급온도 120℃ 및 메토셀 K15M 공급온도 130℃, 펌프 속도 5ml/분, 또한 분무 유속 400 nl/분으로 설정한 조건하에, 각 뱃치의 용액을 분무 건조하였다.
형광충전된 미립구를 같은 방법으로 제조했다. 이를 위해, 약물 용액을 0.3 중량/부피%의 6-CF로 대체하고 미립구는 상술한 방법에 따라 제조했다.
미립구의 특성화
형태학적 검사
미립구의 형상을 주사전자현미경(SEM, JSM-5310LV 주사현미경, 동경, 일본)을 이용하여 검사했다. 미립구는 양면 테이프를 이용하여 금속 스터브에 설치하고 진공하에 금 코팅기를 이용하여 150Å의 금층을 도포, 코팅했다. 스터브를 주사전자현미경으로 관찰했다.
입자크기 측정
미립구의 입자크기는 대물 마이크로미터 척도를 이용하여 측정했다. 무수 미립구(5mg)을 증류수에 현탁하여 5초간 초음파 처리했다. 현탁액 1방울을 투명한 유리 슬라이드에 떨어뜨리고 대물 접안 마이크로미터로 미립구의 수를 측정했다. 각 뱃치당 최소 200개의 미립구가 계수되었다.
팽윤성 측정
미립구는 인사염 완충액(pH6.8)에 팽윤시켰다. 건조 미립구의 크기 및 인산염 완충액(pH6.8)에 각각 0.3, 1.0, 3.0 및 5.0시간 동안 흡수 팽윤한 후의 크기를 현미경으로 확인했다. 다음의 식으로부터 t시간(Dt) 및 초기시간(t = 0 [D0])일 때의 미립구 직경 간 차이를 구하여 상이한 시간 간격으로 팽윤율을 산출했다:
팽윤율 (%) = (Dt - D0)/D0 * 100 (1)
수율
수율 (중량%)은 3개의 뱃치에서 각각 회수된 건조 미립구(W1)의 평균 중량 대 출발물질(W2)의 초기 무수 중량의 총합 사이의 비로부터 계산했다.
포집 효율
키토산, N-TMC 혹은 티올화 키토산으로 된 아씨클로버 충전 미립구(10mg)를 염산(0.01M)에 소화시켰다. 카르보폴 71G 및 메토셀 K15M 미립구를 각각 0.1M NaOH 및 0.05M 인산염 완충액(pH6.8)에 간헐적인 교반과 함께 하룻밤 분산시켰다. 혼합물을 여과하고, Darwish22 등이 발표한 방법에 따라, 여기 파장 256nm 및 방출 파장 374nm에서 분광형광 측정방식(엘리코 분광형광측정기, SL-174, 델리, 인도)으로 상기 여액을 분석했다. 포집 효율은 제형내 존재하는 약물의 실제량 대 첨가된 약물 초기량의 비로부터 계산했다.
점막접착성 측정 연구
미립구 제형의 점막접착성은 Vyas23 등이 발표한 방법에 따라 측정했다. 도살장에서 도살후 1시간 이내에 5cm 길이의 돼지 장조직편을 입수하여 등장성 염수액으로 깨끗이 세척했다. 정확한 중량의 미립구를, 폴리에틸렌 판이 수평면에 대해 40˚ 각도로 고정 부착된 점막 표면에 올려놓았다. 37℃±1℃로 가온한 인산염 완충액(pH6.8)을 상기 조직에 5ml/분의 유속으로 흘려보냈다. 돼지 장조직의 점막면으로부터 미립구가 모두 떨어져 나가는데 걸린 시간을 육안 검사로 기록했다2 1.
체외 약물 방출 연구
미립구로부터 아씨클로버의 체외 방출은 37±0.5℃에서 교반속도 50±5rpm의 USP 패들을 이용한 용출 시험을 통해 측정했다. 900ml의 염산 완충액(pH1.2)을 처음 1시간 동안 용출 매질로 사용하고 후속의 11시간은 인산염 완충염수(PBS, pH6.8)를 사용했다. 건조 미립구는 경질의 젤라틴 캡슐에 충전하여 용출조에 담았다. 상이한 시간 간격으로 5ml의 시료를 취하고 동량의 용출 배지를 추가하여 배지의 용량을 보충했다. 시료를 분광형광 측정방식으로 분석했다.
G.I.T 분포
생후 6개월 내지 8개월 및 무게 200 내지 220mg의 래트 (스프라그 다울리 염색)에게 실험 개시전 6 내지 20 시간 동안 먹이공급을 중단했다. 물은 무제한 제공했다. 본 연구의 프로토콜은 CPCSEA의 가이드라인 및 징계규정에 따라 실험동물 윤리위원회의 승인을 받았다. 본 연구에서는 각 실험군에 15마리씩, 6개의 실험군을 이용했다. 제1 실험군에는 6-CF 수용액 (1ml, 0.3 w/v% 농도)을 경구 투여했다. 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 실험군에는 각각 키토산(M-CH), 티올화 키토산(M-TCH), N-트리메틸 키토산(N-TMC), 카르보폴 71G 혹은 메토셀 K15M을 이용하여 제조한 6-CF 미립구를 투여했다. 미립구의 경구 투여는, 3.0mg의 6-CF에 상응하는 20mg의 미립구 시료를 1.0ml의 보통 염수에 현탁한 후 마취없이 고무관을 통해 강제 공급하는 방식으로 행했다. 투약한 뒤 2, 4, 6, 8 또는 10시간 후 래트를 희생시켜, 추후 6개 영역 (제2 영역 내지 7 영역; 각 영역의 길이는 14cm)으로 분할된 전체 소장 길이를 따라 위 (제1 영역)를 즉시 분리 차단했다. 위와 소장 영역을 절개하여 내부 점막면을 노출시켰다. 점막을 스파툴러로 긁어 각 부위에 존재하는 미립구를 모두 수집했다. 수집된 시료에 대해 키토산, 티올화 키토산 및 N-TMC의 경우 10ml의 0.1N 염산을 가했다. 또한 카르보폴 71G 및 메토셀 K15M 미립구의 경우, 각각에 대해 0.1N 수산화나트륨 및 인산염 완충액(0.05M)을 첨가했다. 상기 혼합물을 균질화기를 이용하여 잘게 부수어 6-CF를 추출하고 24시간 동안 유지했다. 3000rpm에서 20분간 원심분리한 후, 상청액을 λ여기 489nm 및 λ방출 515nm 에서 형광측정법으로 6-카르복시플루오레신에 대해 분석했다. 상기 방법에 6-CF 추출 효율은 약 95%에 달하는 것으로 확인되었다. 또한 제2, 3 및 4 영역의 2cm 부분을 취해 형광 현미경 검사의 용도로 가공했다.
형광 현미경 검사
미립구 제형의 분포도 및 투과율을 측정하기 위해 형광 현미경 검사를 실시했다. 절제된 GIT 조직편을 티슈 페이퍼로 블롯 처리했다. 닦아낸 조직을 고정액 (3:1 무수 알코올:클로로포름)으로 3시간 동안 고정처리했다. 조직편을 먼저 무수 알코올에 0.5시간 동안 투입한 후 다시 무수 알코올 및 자일렌에 1시간 동안 투입했다. 이 용액으로 포화될 때까지 왁스 스크래핑을 가하고 그 후 24시간 동안 유지했다. 조직을 경화 파라핀에 함침하여 파라핀 블록을 제작하고 이를 62±1.0℃에서 숙성시켰다. 마이크로톰 (에르마 옵티칼 웍스사, 일본)을 이용하여 해당 영역 (5㎛ 두께)을 절단하고 이를 형광 현미경으로 검사했다 (Leica, DMRBE, 벤샤임, 독일).
용혈독성 분석
용혈독성 연구에 관련하여 문헌상의 절차에 따라 시행하였다19. 건강한 공여자의 혈액을 수집하여 3% 시트르산 나트륨으로 응고 방지처리했다. 원심분리 (3000 x g, 5분)로 적혈구를 혈장으로부터 분리하여 pH 7.4의 인산염 완충염수(PBS)에 현탁했다. RBC 현탁액(1%)을 증류수와 혼합하고 이를 100% 용혈물로 간주했다. 규정 염수를 사용할 경우 용혈 작용을 일으키지 않으므로 무가공 상태가 된다. PBS(pH7.4)에 혼련한 0.5ml의 2 중량/부피% 분산 미립구 제형을 4.5ml의 정규 염수에 가하고 1ml의 RBC 현탁액과 상호반응시켰다. 마찬가지로, PBS에 용해한 0.5ml의 0.3 중량/부피% 아씨클로버 용액을 4.5ml의 정규 염수에 가하여 RBC 현탁액과 상호반응시키고 배양기에 담아 37±1℃에서 1시간 동안 유지했다. 1시간 후, 혼합물을 원심분리한 뒤 상청액을 취하여 동량 부피의 규정 염수로 희석하고, 무가공물과 마찬가지로, 희석된 규정 염수 상청액에 대한 흡수율을 540nm에서 측정했다. 이에 따라, 100% 용혈 시료인 물의 흡수율을 구하여 각 시료의 용혈율을 산출했다.
약동학 연구
생후 6개월 내지 8개월 및 무게 200 내지 220mg의 래트 (스프라그 다울리 염색)를 각 실험군당 5마리씩 총 6개 실험군으로 구분했다. 래트는 약물 투여전 12시간 동안 및 투약 후 24시간 동안 먹이공급을 중단했다. 물은 연구기간 내내 무제한 제공했다. 아씨클로버의 투약량은 5mg/kg이었다24. 제1 실험군에는 PBS(pH7.4)에 용해된 0.3 중량/부피%의 약물 용액을 경구 투여했다. 제2, 3, 4, 5 및 5 실험군에는 각각 키토산, 티올화 키토산, 트리메틸 키토산, 카르바폴 혹은 메토셀 미립구를 경구 투여했다. 3mg의 아씨클로버에 해당하는 20mg의 미립구 시료를 1.0ml의 염수에 현탁하여 마취하지 않은 상태에서 고무관을 이용하여 경구 투여했다. 2.5, 5, 10, 15 및 25시간 간격으로 에펜도르프관을 통해 경정맥으로부터 채혈하여 200rpm로 10분간 원심분리했다 (REMI 이큅먼트, 뭄바이, 인도). 상청액을 수집하고 아씨클로버를 첨가하여 단백질을 침전시켰다. 침전된 단백질은 2000rpm로 15분간 원심분리를 통해 침지하고 상청액은 0.45㎛ 필터를 통해 여과하여 용량 플라스크에 수집했다. 분광형광 측정법으로 약물 농도를 측정했다.
아씨클로버 제어방출을 위한 약동학 시뮬레이션
다음과 같은 전제하에 시뮬레이션 연구를 실시한다:
1. 당 제품을 생식기 포진의 초기 및 중간 치료에 사용한다.
사용시 투약 용량은 10일간 매일, 1일 4시간 간격으로 5회, 회당 200mg으로 한다.
2. 당 제품은 생체접착성 투약 제형으로, GIT 상부에 장기간 체류하도록 설계되어 있다.
3. CR 제형은 1일 2회 투여한다.
4. CR 제형의 생체이용율은 GIT의 흡수영역에서의 체류가 연장된 탓에 IR 제형보다 25% 상회한다.
5. 상기 투약 제형의 방출 방식에 따라 흡수 과정이 제어된다. 약물 고유의 흡수속도 정수는 투약 제형의 약물 방출 속도보다 훨씬 빠르므로 (Ka >>>>>> 약물 방출속도), 투약 제형으로부터의 약물 방출량은 즉시 흡수된다.
시뮬레이션 실행
시뮬레이션 공정은 다음과 같은 단계로 수행된다:
1. 제1 단계로, 아씨클로버/아씨클로버 IR 태블릿의 혈장농도 프로파일은 문헌에 보고된 약동학 파라미터를 이용하여 계산했다16 ,18.
2. 이들 파라미터를 이용하여 CR 투약 제형의 원하는 특성을 계산했다.
3. CR 투약 제형의 시뮬레이션은 상기 제2 단계에서 수득한 파라미터를 이용하여 수행했다.
방법과 그 결과를 다음의 표 6 내지 9 및 도 6 내지 11에 요약한다.
플랫폼 사용
컴퓨터 PIV (1.7 듀얼 프로세서), 1GB 램, 200GB 하드디스크, 마이크로엑셀 2003 소프트웨어
위체류형 아씨클로버 태블릿의 제작
습식 과립화법으로 매트릭스 태블릿을 제조했다. 아씨클로버, 고분자 및 아비셀을 칭량한 후 체(#40 ASTM)에 통과시켜 폴리백에 담아 5분간 혼합했다. 혼합물은 PVP-30D을 에탄올에 녹인 용액을 이용하여 과립화했다 (과립화 과정/과립화 방법은?). 습윤 상태의 물질을 40℃의 트레이형 건조기에서 30분간 건조한 뒤 건조물을 체(#20 ASTM)에 통과시켰다. 과립을 스테아르산 마그네슘과 혼합하고 19mm×9mm 크기의 변형된 캡슐 형태의 오목 펀치를 이용하여 압착시켰다. 각종 뱃치의 제형 성분을 표 9에 수록한다. 태블릿의 경도를 19.6 내지 22.6 kp 정도로 유지하고 두께는 5.94 내지 6.03mm 정도로 했다.
태블릿의 특성화
압착된 위체류형 아씨클로버 태블릿의 물성, 예컨대, 경도, 마손도, 두께, 중량변화율 및 함량 균일성 등을 공지 방식에 따라 측정했다. 요약하면, 경도는 몬산토 경도시험기로 측정했고 마손도는 로체 마손도 검사장치로 측정했다. 중량 변화율 및 약물 함량의 균일성은 IP 방법에 따라 측정했다.
위체류형 아씨클로버 태블릿의 체외 약물 방출 연구
체외 용출 시험연구는 50rpm에서 USP 제2형 용출장치를 이용하여 실행했고 이때의 온도는 37±0.5℃로 유지했다. 방출 시험은 900ml의 상이한 용출 배지, 즉, 모사 위액(pH 1.2) 및 인산염 완충액(pH 6.8)에서 실행했다. 소정 시간 간격으로 분취물(10mL)을 취하고 약물 함량은 UV-가시광 분광광도계를 이용하여 255nm에서 측정했다. 태블릿 제형 내의 어떤 성분도 분석에 장애가 되지 않은 것으로 나타났다.
수분흡수 속도론
수분흡수 연구는 USP 제1형 용출시험 장치를 이용하여 평형 중량이득법 (equilibrium weight gain method)에 따라 실행했다. 태블릿을 정확히 칭량하여 용출 바스켓에 담았다 바스켓을 37±0.5℃로 유지되고 900ml의 0.1N 염산(pH1.2)이 담긴 용출조에 침지하고 50rpm의 속도로 회전시켰다. 규칙적인 간격으로 바스켓-매트릭스 시스템을 용출조로부터 꺼내 티슈 페이퍼로 블롯 처리하여 여분의 물을 제거한 뒤 다시 칭량했다. 수분 흡수율 (즉, 흡수 배지에 의한 팽윤도)은 다음의 식으로 계산했다.
수분 흡수율 (%) = Wt/W0 × 100 (2)
여기서, W0 및 Wt 는 각각 건조상태의 태블릿 무게 및 t시간일 때의 평윤된 태블릿의 무게를 나타낸다.
매트릭스 미란 연구
매트릭스 미란 연구는 Ebube 등의 방법에 따라 실시했다25. USP 제1형 용출 시험장치를 상기의 목적에 이용했다. 건조 태블릿을 칭량하여 37±0.5℃로 유지e되고 900ml의 0.1N 염산(pH1.2)이 담긴 용출 바스킷에 담고 이 바스킷을 50rpm의 속도로 회전시켰다. 규칙적인 간격으로 바스켓-매트릭스 장치 전체를 용출조로부터 꺼내 50℃의 열풍 오븐에서 소정의 중량이 될 때까지 건조했다. t시간일 때의 매트릭스 미란(E)을 다음의 식 3으로부터 산출했다:
매트릭스 미란율 (%) = Wdt/W0 × 100 (3)
여기서, Wdt 및 W0 은 각각 t시간일 때의 건조된 태블릿의 무게 및 초기 건조 태블릿의 무게를 나타낸다.
위체류형 아씨클로버 태블릿의 점막접착성 측정 연구
위체류형 아씨클로버 태블릿의 점막접착 강도는, 돼지의 장을 이용한 탈리력 측정법에 따라 측정했다. 도살 직후, 장의 여러 부분을 떼어내어 4℃로 유지된 티로드 용액에 첨가했다. 티로드 용액(g/L)의 조성은 다음과 같다: NaCl, 6; KCl, 0.2; CaCl2 2H20, 0.134; NaHCO3,1.0; 인산수소나트륨, 0.05; 및 글루코스-H2O,1.0. 실험 동안, 용액을 순수 산소로 통기 처리하고 37℃로 유지했다. 장 조직을 수용격실의 유리판에 고정했다. 태블릿을 장 조직 위에 올려놓고 유리봉 끝에 팬을 부착했다. 팬 내부에는 비이커가 설치되었다. 30분간 유지한 후, 뷰렛을 이용하여 물을 비이커에 점적 첨가했다. 의료용 칭량계(prescription balance)를 이용하여 태블릿을 떼어내는데 필요한 힘을 측정했다. 뉴우턴 단위의 힘(F)은 다음의 식에 따라 계산했다:
F = 0.00981 W/2 (4)
여기서, W는 비이커에 담긴 물의 그램 단위 양을 뜻한다.
통계 분석
데이타는 모두 평균치±표준편차(SD)로 표시한다. 통계 분석은 그래프-패드 PRISM 소프트웨어 (2.01 버전, 산디아고, CA)를 이용하는 스튜던트 t검정법에 따랐다. p < 0.05 를 통계적 의미값으로 간주했다.
결과
제조 및 체외 특성화
표 1은 키토산, 티올화 키토산 및 트리메틸 키토산 등을 고분자로 이용하여 제조한 각종 미립구 제형물의 조성을 도시하며, 그 결과를 종래에 광범위하게 이용되는 점착접착성 고분자인 카르보폴 71G 및 메토셀 K15M 을 이용하여 제조한 미립구와 비교했다.
4종의 상이한 제형과 공정 변수를 이용하여 20종의 미립구 제형을 제조했다. 먼저: 상이한 약물 농도 (0.1 내지 0.5 중량/부피%의 아씨클로버가 각각 함유된 CH-A1 내지 CH-A5 뱃치); 상이한 고분자 농도 (1.0 내지 5.0 중량/부피%의 키토산이 각각 함유된 CH-B1 내지 C-B5 뱃치); 상이한 용량의 가교제 (0.25 내지 1ml 글루타르알데히드가 함유된 CH-C1 내지 CH-C5 뱃치); 및 상이한 교반속도 (1200 내지 2000rpm으로 처리한 CH-D1 내지 CH-D5 뱃치) 등을 이용하여 키토산 미립구를 제조했다. 표면 형상, 입자크기, 포집효율 및 체외 약물 방출 등의 측면에서 특성화에 기초하여 각 변수를 최적화했다. 해당 데이타는 표 2에 수록했다.
고 포집효율 (88.0±4.1%)을 나타내고, 완전한 구형이며 약물 방출을 지속하므로 (11시간일 때 71.1±2.8%의 약물 방출률), CH-D5 뱃치 (아씨클로버 0.3 중량%, 키토산 2 중량/부피%, 가교제 용량 1.0ml, 및 교반속도 2000rpm)를 최적 뱃치로 선택했다. 상기의 최적값을 이용하여 얻은 미립구 제형 M-TMC 및 M-TCH 각각의 뱃치를, 고분자로서 키토산 대신 N-트리메틸 키토산 클로라이드 및 티올화 키토산을 이용하여 제조했다.
도 1(A-E)은 키토산, N-TMC, 티올화 키토산, 카르보폴 71G 및 메토셀 K15M 고분자물을 이용하여 제조한 미립구의 현미경 사진을 도시한다. 미립구 제형은 모두 구형이었으며 SEM 관측시 매끄러운 표면을 나타냈다. 각종 미립구 제형의 크기는 11.2±0.5㎛ 내지 21.3±1.0㎛의 범위인 것으로 확인되었다 (표 2). 입자크기는 주로 고분자 농도 및 교반 속도에 따라 변화했다. 표 2는 미립구의 입자크기에 미치는 교반 속도의 영향을 나타낸다. 이 결과로부터, 교반 속도가 1200에서 2000rpm으로 증가하면 입자크기는 21.3±0.9㎛에서 12.5±0.3㎛으로 감소하는 것을 알 수 있었다. 이는 교반속도 증가시 생성되는 에너지의 증가가 원인일 수 있으며, 따라서 큰 액적을 효과적으로 분산하여 이보다 훨씬 입자크기가 작은 액적으로 만들 수 있었다.
고분자의 농도가 1 중량/부피%에서 3 중량/부피%로 증가하자 입자크기의 증가가 현저했다 (p < 0.05). 그러나, 그 후 고분자의 농도가 더 증가해도 (3에서 5 중량/부피%로) 입자크기에는 더이상 큰 영향 (p < 0.05)을 미치지 않았다. 키토산 농도가 1에서 3%로 증가했을 때, 키토산 용액의 점도가 증가했으며 유화 단계에서 내부상의 액적 크기도 증가했다. 이러한 증가는 다양한 액적 분산물 및 재분산물을 얻기에 충분히 높은 수준으로, 대형 미립구를 얻을 수 있게 된다. 글루타르알데히드 (가교제 용액)의 용량은 미립구의 입자크기 및 포집효율에 큰 영향(p < 0.05)을 미치지 않는 것으로 나타났다. 반면에, 교반속도는 미립구의 입자크기에 큰 영향(p < 0.05)을 미쳤다. 교반속도가 증가하면 기하평균직경은 21.3±0.9㎛에서 12.5±0.3㎛으로 감소했다. 높은 교반속도로 제조한 미립구는 완전한 구형으로서, 덩어리가 지는 저속 교반의 경우와 대조적이었다. 교반속도가 1200에서 2000rpm 으로 증가하면 미립구의 분리도는 더욱 향상되었다 (표 2).
다양한 미립구 제형의 포집효율은 55±1.8% 내지 91.6±3.1%의 범위인 것으로 확인되었다 (표 2). 포집효율은 주로 사용된 고분자의 농도에 의존하는 것으로 나타났다. 기타의 제형 및 공정 변수는 큰 영향(p < 0.05)을 미치지 않았다. 포집효율 측정결과는 상술한 Thanoo26 등의 문헌 내용과 큰 상관관계가 있었다.
최적 미립구 제형의 수율은, 키토산, N-TMC, 티올화 키토산, 카르보폴 71G 및 메토센 K15M 고분자 각각에 대해 74.5±3.5, 72.4±2.8, 76.3±3.8, 69.4±4.1 및 54.1±3.0 이었다. 최적 미립구 뱃치에서 아씨클로버 포집효율은, 키토산, N-TMC, 티올화 키토산, 카르보폴 71G 및 메토센 K15M 고분자 각각에 대해 88.0±2.6, 91.3±4.5, 86.8±3.1, 91.4±4.2 및 77.3±4.2 이었다 (표 3).
점막접착성 측정
표 3은 돼지 장 내에서의 각종 미립구 제형의 점막접착성 측정 결과를 수록한 것이다. 미립구의 접착 시간은 다음의 순위, 즉, 티올 키토산 (8.0±0.8시간) > N-TMC (4.9±0.6시간) > 키토산 (3.1±0.4시간) > 카르보폴 71G (1.1±0.2시간) > 메토셀 (0.2±0.1시간) 의 순서였다. 특별히 이론에 근거하지 않아도, 본 발명의 다양한 관찰결과를 이해할 수 있다. 메토셀 미립구가 상대적으로 낮은 점막접착성을 갖고 있으며 이는 비이온성에 기인한 것으로 볼 수 있다. 반면에, 강력한 정전기 인력은 뮤신과 카르보폴 71G 혹은 키토산 간에 양호한 점막접착력을 유지하는데 도움을 주는 것으로 보인다. 다수의 친수성 작용기, 예를 들어, 키토산 분자 내의 카르복실기는 점액 분자와 수소결합을 형성하는 능력을 갖는다. 종래 문헌에 따르면, 상호작용은 상기 고분자의 점막접착성에 중요한 역할을 하는 것으로 보고되어 있다`21. 키토산 미립구와 비교시, N-TMC 미립구는 양전하를 수용하는 N-TMC의 이온특성 탓에 훨씬 큰 점막접착성을 갖게 되며, 이에 따라 뮤신의 -SH기와 강력한 결합을 형성하여 고 점막접착력을 달성하게 될 것이다. 카르보폴 미립구는 음전하를 함유하는데, 이는 연구에 사용된 배지 PBS 완충액(pH6.8)의 존재하에 음으로 하전된 점액에 의해 배척되므로 결국 점막접착성이 감소하게 된다.
티올화 키토산 미립구는 우수한 점막접착성을 갖는 것으로 확인되었으며, 이는 티올기가 존재하는 탓일 수 있다. 즉, 티올기는 뮤신과 강력한 공유결합 (디설파이드 결합)을 형성하므로 키토산의 점막접착성을 개선하는 역할을 하는 것으로 공지되어 있다. 티올/디설파이드 교환 반응이나 혹은 티올기의 단순한 산화반응 과정을 거쳐, 티오머와 점액겔층 사이에 디설파이드 결합이 형성된다27. 그러나, 키토산이나 카르보폴 같은 다른 고분자는 수소결합 등의 비공유결합, 반데르바알스 힘이나 이온간 상호인력을 형성하므로, 점막접착력이 약화되는 결과를 가져온다.
팽윤성 연구
도 2는 상이한 시간 간격에서의 각종 미립구 제형의 팽윤율을 도시한다. 연구 결과, 미립구 제형은 인산염 완충액(pH6.8)에서 모두 신속히 팽윤한 것으로 나타났다. 또한 점막접착성 고분자의 접착성과 응집성은 대개 팽윤 거동의 영향을 받는 것으로 보고되어 있다28. 점막접착성 미립구는 흡수, 팽윤 및 모세관 효과를 통해 하부 점막조직으로부터 물을 흡수하여 강한 접착성을 갖게 될 것이다29. 각 미립구 제형의 팽윤율(%)은 2시간 후 키토산, N-TMC, 티올화 키토산, 카르보폴 71G 및 메토셀 K15M로 제조된 미립구가 각각 248.3±18, 260.1±20, 198.2±15, 279.1±26 및 164±15% 인 것으로 확인되었다. 또한, 5시간 배양 후의 팽윤율(%)은 상기와 동일한 물질로 된 미립구가 각각 295.5±28, 309.2±24, 273.2±24, 340.7±30 및 173±15% 이었다. 키토산과 메토셀 K15M 미립구는 티올화 키토산, N-TMC 혹은 카르보폴 71G 미립구 대비시 팽윤율이 훨씬 낮았다 (p < 0.05). N-TMC 및 티올화 키토산 미립구는 천천히 팽윤하여 고 점막접착강도를 달성하는 것으로 관찰되었다. 이는 느린 팽윤으로 인해, 타겟에 도달하기 전에 점막접착성을 약화시키는 과수화 (over-hydrated) 구조가 형성되는 것을 면할 수 있기 때문일 것이다30. 또다른 한편, 가장 높은 팽윤율은 카르보폴 71G의 미립구에서 관찰되며 이러한 결과는 pH6.8에서의 고이온화 작용에 따른 것이며 따라서 다량의 수분을 흡수할 수 있다.
체외 약물 방출
도 3은 각종 점막접착성 미립구로부터의 아씨클로버 방출을 나타낸다. 경질 젤라틴 캡슐에 함입된 약물은 1시간 이내에 완전 방출되었다 (95.3±4.1%). 키토산, N-TMC,티올화 키토산, 메토셀 K15M 혹은 카르보폴 71G 미립구로부터 75%의 아씨클로버 방출에 걸린 시간(t75)은 각각 5.0±0.4, 8.0±0.6, 9.5±0.7, 4.0±0.3 및 5.5±0.6시간이었다. 티올화 키토산 미립구에 요구되는 아씨클로버 방출 시간은 훨씬 길며 (p < 0.05), 이는 초기 1시간의 용출에서 약물 방출량을 크게 감소시키는데 도움을 준 산성 배지 내에 있을 때 안정성이 한층 커지기 때문일 것이다 (키토산 혹은 티올화 키토산 미립구로부터 1시간 동안의 약물 방출률은 각각 29.3±1.1% 및 20.5±0.5% 이었다). 키토산 미립구로부터 아씨클로버의 초기 고방출은 산성 배지내에서의 키토산 용해도가 높은 탓일 수 있다. 키토산은 산성 배지에 가용성이지만, 미립구 매트릭스를 안정화하는 아미노기를 통해 글루타르알데히드와 가교 반응하며 지속방출을 가능하게 한다26. 티올화 키토산 미립구에서 약물 방출이 크게 감소하는 이유는 미립구 매트릭스 내에 디설파이드 결합이 존재하기 때문으로, 가교제인 글루타르알데히드 덕분에 구조를 안정화할 수 있었다. 메토셀 K15M 미립구에서 방출되는 약물의 양이 많은 것은 선형 구조 및 소정 pH에서의 저점도에 기인한 것일 수 있다. 아크릴아미드 그래프트된 덱스트란 및 CS로 된 미립구가 20 내지 40%의 아씨클로버를 초기 1시간 내에 방출하는 반면, 트리메틸 키토산으로 제작한 미립구는 처음 1시간 내에 7%의 키토산을 방출하는데 불과하다. 이 결과, 12시간에 걸쳐 매우 균일한 약물 방출 프로파일, 궁극적으로는 12시간 내에 80%의 약물 방출률을 유도한다는 놀라운 사실을 발견하였다. 반면, 그 밖의 연구 대상 조성물로 이루어진 미립구는 처음 1시간 동안 약 20% (카르보폴 미립구) 내지 35% (메토셀 미립구)의 약물을 방출하였다.
미립구로부터의 약물 방출률은 사용된 고분자의 농도, 제조방법, 가교제의 양, 약물의 양, 용출 조건 등 다양한 인자에 따라 달라진다.
방출 반응속도의 특성화에 있어서, 체외 약물 방출에 관한 데이타는 0차 속도, 1차 속도 및 다음의 히구치식에 따라 작성되었다.
Mt / Mf = Ktn
여기서, Mt은 t시간에서의 약물 방출량; Mf은 무한시간 후의 약물 방출량; K는 방출속도 정수; 및 n은 실행되는 방출 메카니즘을 나타내는 확산 지수를 의미한다.
정량적 GIT 분포
표 4는 경구 투여후, 위 (제1 영역) 및 소장 (제2 영역 내지 제7 영역)를 포함한 위장관(GI) 내에서 시간에 따른 6-CF 충전 점막접착성 미립구의 분포 과정을 나타낸다. 6-CF는 친수성, 고 추출효과( > 95%) 및 낮은 검출한계치 (1.0 ng/ml) 등을 갖기 때문에 형광 표시자로서 선택되었다. 경구 투여후, 30%가 넘는 6-CF 용액이 위로부터 회수되었으며 10% 미만은 4시간 후에 나타났다. 래트에 대한 시험에서, 장의 하부에 전달된 6-CF의 양은 투여 8시간 이후에 최대가 되었다. 흡수 부위에서의 6-CF의 체류 효율이 낮은 것은, 이 물질이 가용성이며 GIT 조직에 대한 친화력이 매우 낮기 때문이다. 한편, 6-CF가 충전된 티올화 키토산 미립구를 경구 투여하면 상이한 GI 분포 패턴을 나타냈다. 2시간 후, 22.3±3.1%의 제형이 위 (제1 영역)에서 회수되었으며 4시간 후에는 제2, 3 및 4 영역 (십이지장 및 공장 부분)에서 41.6±2.9%가 회수되었다. 또한 경구 투여 10시간 후에는, 26±2.1%의 제형이 제2, 3 및 4 영역에서 회수되었다. GIT의 제2, 3 및 4 영역에서 대부분의 아씨클로버가 회수되었으며 (p < 0.05), 이는 티올화 키토산 미립구 제형이 위체류 특성을 갖는다는 사실을 시사한다. 키토산과 대조적으로, 카르보폴 71G 및 메토셀 K15M 미립구는 경구 투여 4시간 후에 GIT의 제2, 3 및 4 영역에서 각각 33.5±4.2, 17±2.8 및 9.6±1.4% 의 회수율을, 반면에 10시간 후에는 상기 영역에서 각각 12.9±1.2, 2.5±0.3 및 0%의 회수율을 나타냈다. 티올화 미립구의 GI 체류 정도는 키토산, 카르보폴 71G 및 메토셀 K15M 미립구 제형의 2배에 달하며 이는 티올화 키토산의 점막접착성이, 십이지장과 공장 영역의 pH값 범위인 pH5 내지 6에서 훨씬 우수하기 때문이라고 생각된다32. 아씨클로버를 이용한 종래적인 치료법의 주요 문제는, 이 물질의 십이지장 및 공장 내 체류성이 낮아 약물 흡수력이 매우 떨어지고 약물의 1/2 이상이 배설물 중에 미변화 형태로 회수된다는 점이다.
정성적 GI 분포 연구
미립구 제형의 위체류 특성 및 투과율 개선 효과 등은, 형광 표시자(6-CF)가 충전된 미립구 제형의 십이지장 및 공장 영역(제2, 3 및 4 영역)에 대한 투과 정도를 측정함으로서 확인하였다. 도 4 (A-F)는, 6-CF 용액(5A), 티올화 키토산(5B), N-TMC(5C), 키토산(5D), 카르보폴 71G(5E) 및 메토셀 K15M(5F) 미립구로 치료한 뒤의 래트의 소장을 나타내는 현미경 사진이다. 형광 현미경사진을 통해, 용액과 대비시, 점막접착성 미립구에 충전된 형광 표시자의 국소화 및 정성적 흡수가 십이지장과 공장 내에서 개선된 것을 알 수 있었다. 6-CF 충전된 티올화 키토산 및 N-TMC 미립구의 경구 투여시, 표시자가 장 조직에 깊게 침투함에 따라 높은 형광강도를 나타냈다 (도 5B 및 5C). 이는 티올화 키토산과 N-TMC 미립구 제형의 높은 점막접착성 및 투과 개선효과를 가리킨다. 티올화 키토산과 N-TMC는 장의 단백질과 상호작용하여 장 상피조직의 밀착 결합부를 개방하는 것으로 보고되어 있으며 이는 투과 개선효과에 영향을 미친다32. 아씨클로버는 III종 약물로서 저투과율 탓에 경구 흡수에 영향을 미치는 속도 제한인자가 된다. 따라서, 위와 같은 결과는 티올화 키토산 미립구의 투과 개선효과가 아씨클로버의 경구 흡수를 촉진하는데 유리할 수 있음을 입증하는 것이다.
용혈독성 분석
용혈독성 분석은 고분자막 상호작용을 연구하는데 광범위하게 이용되는 간단한 방법이다. 이를 통해 헤모글로빈 방출을 정량적으로 측정할 수 있다. 표 5는 각종 아씨클로버 미립구 제형의 용혈율(%) 측정 결과를 서로 비교한 것이다. 티올화 키토산, N-TMC, 키토산, 카르보폴 71G 및 메토셀 K15M 미립구는 배양 1시간 후 각각 13.1±1.2, 27.2±1.8, 20.1±2.0, 26.2±3.4 및 22.0±2.8%의 용혈율을 나타냈다. 티올화 키토산 미립구는 키토산 미립구보다 낮은 막손상을 나타냈으며, 이로인해 헤모글로빈 방출량이 훨씬 적어진다. 티올화 키토산 미립구의 경우, 키토산 미립구 대비시 막손상이 낮은 것은 내부 및 상호간 분자형 디설파이드 결합의 형성에 기인한 것으로 해명할 수 있으며, 이에 따라 미립구 매트릭스의 강도가 증가한다. 딱딱한 분자는 연성 분자보다 세포막에 부착되기 어렵고 독성을 나타냈다33. 이러한 발견은, 무변형된 키토산 및 글루코사민과 비교시 키토산-TBA 및 글루코사민-TBA 공액체(접합체)가 적혈구 세포에 훨씬 낮은 독성을 나타낸다고 주장한 Guggi 등의 종래 연구 결과와 대체로 부합하는 것이다.
약동학 연구
도 5는 용액형 및 미립구 형태로 경구 투여한 후의 아씨클로버의 혈장농도 프로파일을 도시한다. 티올화 키토산 미립구는 24시간 혈장 농도에 있어서 다른 제형들 보다 훨씬 우수한 것으로 나타났다. 이들 미립구의 아씨클로버 AUC0 -24 값은 1090.7±51 ng.hour/ml로서 약물 용액의 경우(281.7±28 ng.hour/ml)보다 4배 높은 것으로 관찰되었다. 트리메틸 키토산 미립구의 경우는 상기보다 높은 1335.5 이었고 또한 혈장농도의 상승이 더욱 빨리 및 크게 진행하여, 24시간일 때의 티올화 키토산보다 훨씬 이른 10시간 및 12시간에 최대 혈장농도에 도달했다. 그러므로 12시간 투약에서, 트리메틸 키토산은 용혈 활성이 크게 낮기 때문에 티올화 키토산 보다 훨씬 우수할 수 있다. 티올화 키토산은 트리메틸 키토산보다 더 바람직하며 본원에서 시험한 모든 미립구 조성물 중 가장 우수한 것으로 판단된다. 약물 용액과 비교시, M-TCH의 경우 상대적 생체이용율이 387%로서 훨씬 높아 (p < 0.05) 상술한 미립구 제형의 위체류 특성을 뒷받침했다. 또한, 티올화 키토산 미립구는 24시간 동안 아씨클로버 혈장농도를 지속 유지하는 능력을 나타냈으며, 이는 5시간만 동일한 약물 수준을 유지할 수 있는 약물 용액과 뚜렷이 대비되는 것이다. 상기의 결과로부터, 티올화 키토산으로 제작된 점막접착성 아씨클로버 미립구의 지속방출력을 확인할 수 있었다. 따라서, 티올화 키토산 미립구의 전체적인 약동학적 기능은 약물 용액 대비시 더욱 우수하며 이는: (1) GI 분포 연구에서 입증된 바와 같이 상부 GI관 내부에서의 체류시간 증가, (2) 점막접착력 연구에서 입증된 바와 같이 장 점막 및 미립구 사이의 접촉 강화, (3) 체외 약물 방출 연구에서 입증된 바와 같이 흡수 부위에서의 약물 농도 증가, 또한 (4) 형광 현미경 검사에서 확인된 바와 같이 점막을 통한 약물 투과의 촉진 등에 따른 것이다.
아씨클로버 IR 400 mg 의 혈장농도 프로파일 - 단일 투약
3가지 파라미터, 즉, 최대 혈장농도에 도달하는 시간(tmax), 소실 반감기(t1 /2) 및 혈장농도 프로파일 아래의 면적(AUC)을 공지문헌으로부터 수집했다16 ,18,36,36. 기타의 약동학 파라미터는 이들 값으로부터 계산하여 표 6에 수록했다.
표 7에 나타낸 파라미터를 이용하여 단일 투약시의 혈장농도를 계산하기 위한 시뮬레이션을 수행했다. Cmax는 0.78mcg/mL이었다. 도 6 내지 11은 상기 시뮬레이션의 혈장농도-시간 프로파일을 도시한다.
아씨클로버 IR 200 mg 의 혈장농도 프로파일 - 단일 투약
아씨클로버 IR 200mg의 혈장농도는 탐색법을 통해 모사혈액내 아씨클로버 IR 400mg의 농도로부터 계산했다. 아씨클로버의 약동학적 값은 약량 비례값보다 낮다 (비선형 약동학). 따라서 400mg 투약시 혈장농도는 비선형적으로 탐색했으며 0.69의 상대비 (200mg:400mg)를 이용했다1. 도 7은 아씨클로버 IR 200mg 및 400mg의 모사혈장농도-시간 프로파일을 비교한 결과를 나타낸다.
아씨클로버 IR 200 mg 의 혈장농도 프로파일 - 다수회 투약
다수회 투약시 (1일 5회 4시간 간격으로 200mg)의 아씨클로버 IR 200mg의 혈장농도는 도 8에서 보는 바와 같이 수퍼포지션법을 통해 시뮬레이션했다. 도 9는 제1일 및 제5일 투약시의 아씨클로버 IR 200mg의 혈장농도를 서로 비교한 결과를 나타낸다. 제1일 및 제5일에 달성된 최대 혈장농도와 최소 혈장농도 (Cmax 및 Cmin) 간의 차이는 크지 않았다. Cmax는 0.80 mcg/mL 및 Cmin는 0.10 mcg/mL 이었다.
CR 제형의 혈정농도 파일
두가지 방법에 따라 시뮬레이션을 수행했다. 먼저 약물 방출과 흡수율은 0차 속도 (ER-0차 속도)에 따르고 그 뒤에 1차 속도 (ER-1차 속도)를 고려한다.
혈장농도 프로파일의 비교 양상은 도 10에서 보는 바와 같다.
표 7은 IR 제형과 대비한 CR 제형의 시뮬레이션 약동학 파라미터를 나타낸다. 상술한 표에 수록된 데이타로부터 CR 제형의 Cmax/C12h/C24h 혈장농도는 IR 제형 투여후 달성된 값에 근접하는 것을 관찰할 수 있다.
중요한 생체약학적 인자 중 하나로서, 누워있는 자세로 위장활동이 감소하는 상태 (즉, 환자가 잠든 상태 등)에서 흡수과정이 진행되는 2차 투약에서 GI 전달시간이 느리다는 점에 주목한다. 결과적으로, 대체로 1차 투약 (아침 투약)보다 우수한 생체이용율을 얻게 되나 흡수속도가 느린 탓에 아침 투약보다 Cmax가 저하된다.
체외 약물 방출
CR 제형을 투여한 후의 약물 흡수는 고유 흡수율과 무관하다. 즉, 고유 흡수율이 투약 제형으로부터의 약물 방출율보다 훨씬 빠르다. 따라서 상기 시뮬레이션에 이용되는 흡수율은 약물 방출 작용을 반영하는 것으로 본다. 그러므로, 상기 제형으로부터의 체외 약물 방출은 0차/1차 반응속도에 관한 일반식을 이용하여 계산했다. 표 8 및 도 11은 시뮬레이션한 체외 방출율을 나타낸다.
위체류형 아씨클로버 태블릿의 제작 및 특성화
표 9는 각종 위체류형 아씨클로버 태블릿의 조성을 나타낸다. 카르보폴 및 PEO는 아씨클로버 방출을 제어하기 위한 점막접착성 및 팽윤성 고분자로서 선택된 것이다. 카르보폴 및 PEO는 양호한 겔 형성능력 및 점막접착성 등 지연방출 태블릿의 후보로 선택될 수 있는 다수의 장점을 갖는다. 시뮬레이션 연구에 따른 계산에 기초하여 (표 8 및 도 11), 제어방출형 태블릿 용도의 아씨클로버의 약량은 763mg으로 했다. 태블릿을 습식 과립화법으로 제작하고 다수의 품질 관리 파라미터에 대해 특성화했다.
도 12 내지 14는 각종 위체류형 태블릿 뱃치들의 체외 약물 방출을 도시한다. Acy-ER-1A, 1B 및 Acy-ER-3A, 3B 및 3C는 약물 방출이 12시간으로 연장된 결과를 보여준다. 도 15는 컴퓨터 시뮬레이션 연구에서 생성된 타겟 방출 프로파일과 각 뱃치들의 체외 약물 방출 프로파일 간의 비교 그래프를 도시한다. Acy-ER-3B 및 Acy-ER-1B의 뱃치는 타겟 방출 프로파일과 최상의 부합성을 나타냈다.
팽윤은 약물 방출을 제어하고 위체류형 태블릿의 G.I. 체류성을 증가시키는 고분자의 매우 중요한 특성이다. 도 15는 아씨클로버 태블릿 뱃치들의 팽윤율(%)을 나타낸다. 이 결과에 따르면, Acy-ER-1B 뱃치 및 Acy-ER-3B 뱃치는 특히 현저히 크고 12시간에 이르는 긴 팽윤성을 갖는 것으로 확인된다. Acy-ER-1B 및 3B는 45분후 각각 302.5% 및 255.7%의 팽윤율을 나타내며 또한 12시간 후에는 34.9% 및 12.2%의 팽윤율을 나타냈다. 이러한 결과는, 약물 방출이 12시간 동안 지연된 것으로 나타난 체외 약물 방출 연구와 밀접한 유사성을 갖는다 상기의 결과는 또한 매트릭스 안정성이 12시간 동안 유지됨을 입증한다.
도 16은 위체류형 태블릿 뱃치들의 점막접착강도를 측정한 결과를 도시한다. Acy-ER-1B 및 3B 뱃치는 다른 뱃치들보다 상대적으로 높은 점막접착강도를 나타낸다. 본 발명은 위체류형 아씨클로버 태블릿의 제조에 있어서 팽윤성 및 점막접착 메카니즘의 조합 원리에 근거한다. 아씨클로버는 G.I.관의 상부에서 주로 흡수되며 점차 십이지장 및 공장 부위로 내려간다. 팽윤성 및 점막접착성 측정 연구의 결과에 따르면, 상기 두 메카니즘을 조합함으로써 본 발명에 따른 위체류형 태블릿을 개발할 수 있음을 확인할 수 있다.
각종 미립구형 제형의 조성
제형 코드 약물 농도(중량%) 고분자 농도(중량/부피%) 가교제 용량(ml) 교반속도 (rpm)
M-CH-A1 0.1 2.0 0.1 1800
M-CH-A2 0.2 2.0 0.1 1800
M-CH-A3 0.3 2.0 0.1 1800
M-CH-A4 0.4 2.0 0.1 1800
M-CH-A5 0.5 2.0 0.1 1800
M-CH-B1 0.3 1.0 0.1 1800
M-CH-B2 0.3 3.0 0.1 1800
M-CH-B3 0.3 4.0 0.1 1800
M-CH-B4 0.3 5.0 0.1 1800
M-CH-C1 0.3 2.0 0.2 1800
M-CH-C2 0.3 2.0 0.4 1800
M-CH-C3 0.3 2.0 0.6 1800
M-CH-C4 0.3 2.0 0.8 1800
M-CH-C5 0.3 2.0 1.0 1200
M-CH-D1 0.3 2.0 1.0 1400
M-CH-D2 0.3 2.0 1.0 1600
M-CH-D3 0.3 2.0 1.0 2000
M-CH-D4 0.3 2.0 1.0 2000
M-TCH 0.3 2.0 1.0 2000
*M-CA 0.3 2.0 1.0
*M-ME 0.3 2.0 1.0
* M-CH = 키토산 미립구; M-TMC = 트리메틸 키토산 클로라이드 미립구; M-TCH = 티올화 키토산 미립구; M-CA = 카르보폴 71G 미립구; M-ME = 메토셀 K15M 미립구
* 분무건조 방식으로 제조한 카르보폴 및 메토셀 K15M 미립구
* A1-A5 = 각각 0.1 내지 0.5 중량%의 약물 농도
±* B1-B5 = 각각 1.0 내지 5.0 중량%의 고분자 농도
* C1-C5 = 각각 0.2 내지 1.0ml의 가교제 변화량
* D1-D4 = 각각 1200 내지 2000 rpm의 교반속도 변화량
각종 미립구 제형의 특성화 및 최적화
제형 코드 표면 형태 입자크기 포집효율(%)
M-CH-A1 - 응집 15.0±0.3 55±1.8
M-CH-A2 - 응집 17.2±0.5 64.2±2.8
M-CH-A3 - 응집 20.8±0.9 74.5±3.1
M-CH-A4 - 응집 20.0±0.8 68.7±2.9
M-CH-A5 - 응집 19.5±0.6 60.9±2.5
M-CH-B1 - 응집 12.3±0.1 67±2.8
M-CH-B2 + 분리 18.1±0.5 85.1±3.9
M-CH-B3 + 분리 15.0±0.3 70.9±2.9
M-CH-B4 + 분리 14.9±0.2 65.0±2.5
M-CH-C1 + 분리 19.5±0.89 90.0±4.1
M-CH-C2 + 분리 19.0±0.82 88.5±3.7
M-CH-C3 + 분리 19.2±0.84 88.0±3.6
M-CH-C4 + 분리 18.9±0.79 89.4±3.9
M-CH-C5 + 분리 18.8±0.75 92.0±4.3
M-CH-D1 ++ 분리 21.3±0.9 87.7±3.7
M-CH-D2 ++ 분리 19.1±0.8 87.2±3.6
M-CH-D3 ++ 분리 17.5±0.7 87.0±3.5
M-CH-D4 ++ 분리 12.5±0.3 88.0±2.6
M-TM ++ 분리 11.2±0.4 91.3±4.5
M-TCH ++ 분리 21.3±1.0 86.8±3.1
M-CA + 응집 20.6±1.2 91.4±4.2
M-ME + 응집 17.8±1.5 77.3±4.2
각 값은 평균치±표준편차(SD)를 나타낸다 (n=3).
- 거친 표면
+ 매끄러운 표면
+ 완벽히 매끄러운 표면
점막점착성 미립구의 체외 특성화
제형 코드 수율 (%) 입자크기 (㎛) 포집 효율(%) 부착시간 (시간)
M-CH 74.5±3.5 18.2±0.8 88.0±2.6 3.1±0.4
M-TMC 72.4±2.8 11.2±0.4 91.3±4.5 4.9±0.6
M-TCH 76.3±3.8 21.3±1.0 86.8±3.1 8.0±0.8
M-CA 69.4±4.1 20.6±1.2 91.4±4.2 0.2±0.1
M-ME 54.1±3.0 17.8±1.5 77.3±4.2 1.1±0.2
각 데이타는 평균치±표준편차(SD)를 나타낸다 (n=3).
용액 및 점막점착성 미립구 형태로 투여한 후 쥐의 위장관 내 6-CF의 GI 분포
영역 약량 회수율 %
6-CF 용액 M-TCH M-CH
2h 4h 6h 8h 10h 2h 4h 6h 8h 10h 2h 4h 6h 8h 10h
1(위) 52.2±2.3 3.5±0.2 0 0 0 22.3±3.1 12.6±1.4 6.8±0.6 2.1±0.3 0 23.8±2.5 11.2±0.8 4.3±0.5 0 0
2(십이지장) 10.9±1.4 19.5±3.2 0 0 0 15.5±1.6 16.3±1.7 12.4±1.1 7.8±0.7 3.8±0.2 14.2±1.3 13.1±1.2 10.2±1.0 5.6±0.5 1.2±0.2
3 (공장) 0 10.6±1.2 0 0 0 13.9±1.4 14.1±1.3 14.2±1.4 10.1±1.2 9.1±0.7 10.8±1.1 12.6±1.2 10.6±1.1 8.9±0.7 4.2±0.5
4 (공장) 0 5.8±0.6 6.9±0.7 0 0 6.4±0.5 11.2±1.2 15.5±1.6 14.8±1.6 13.1±1.5 3.6±0.4 7.8±0.6 15.4±1.4 12.1±1.0 7.5±1.0
5 (공장) 0 0 3.9±0.4 0 0 0 8.4±0.9 15.1±1.5 18.6±2.0 17.5±1.8 0 4.2±0.5 9.6±0.8 17.6±1.8 13.5±1.2
6 (회장) 0 0 0 5.9±0.7 0 0 4.2±0.4 10.8±1.1 15.5±1.6 11.7±1.2 0 1.5±0.2 7.3±0.6 15.2±1.4 10.7±1.0
장의 나머지 부분 0 0 0 0 0 0 1.1±0.1 10.2±1.0 12.8±1.2 12.1±1.4 0 0 6.4±0.5 13.6±1.2 8.7±0.7
영역 약량 회수율 %
M-CA M-ME M-TMC
2h 4h 6h 8h 10h 2h 4h 6h 8h 10h 2h 4h 6h 8h 10h
1(위) 17.2±1.5 5.4±0.5 0 0 0 14.2±1.2 0 0 0 0 22.6±1.8 10.1±0.8 5.2±1.8 0 0
2(십이지장) 7.5±0.9 7.5±0.6 0 0 0 5.6±0.5 2.1±0.3 0 0 0 17.5±1.5 12.4±1.1 11.1±1.0 7.1±0.6 5.2±0.3
3 (공장) 0 5.8±0.5 6.8±0.7 0 0 0 3.5±0.5 0 0 0 15.9±1.2 13.6±1.4 14.5±1.3 8.2±0.8 7.2±0.6
4 (공장) 0 3.7±0.4 5.8±0.5 5.4±0.4 2.5±0.3 0 4.0±0.5 8.0±0.9 0 0 10.1±1.0 17.5±1.5 16.4±1.7 10.1±1.2 10.1±0.9
5 (공장) 0 2.1±0.2 4.4±0.3 6.4±0.5 0 0 3.2±0.4 5.0±0.5 0 0 0 7.5±0.6 10.5±0.7 11.5±1.2 14.5±1.1
6 (회장) 17.2±1.5 5.4±0.5 0 0 0 14.2±1.2 0 0 0 0 0 5.1±0.4 12.3±1.1 13.1±1.4 17.1±1.5
장의 나머지 부분 7.5±0.9 7.5±0.6 0 0 0 5.6±0.5 2.1±0.3 0 0 0 0 3.5±0.2 13.5±1.4 15.2±1.5 20.6±1.9
각 데이타는 평균치±표준편차(SD)를 나타낸다 (n=3).
각종 아씨클로버 미립구 제형의 약동학적 및 용혈독성 분석 결과
제형 코드 AUC (ng.시간/ml) CMAX (ng) MRT (시간) **RB (%) 용혈율 %
약물 용액 281.7±28 53.07±6.8 5.4±0.5 100 10.2±1.4
M-CH 885.8±72 54.87±8.2 12.4±1.2 314.4±13 20.1±2.0
M-TMC 1335.5±58 62.00±8.9 13.1±1.4 474.1±16 27.2±1.8
M-TCH 1090.7±51 59.69±10.1 17.9±1.8 387.1±18 13.1±1.2
M-CA 727.8±45 47.69±6.8 11.6±1.1 258.3±12 6.2±3.4
M-ME 510.5±35 33.33±5.8 11.3±1.0 181.2±10 22.0±2.8
* WinNolin 소프트웨어로 분석함
** RB = 상대 생체이용률
각 데이타는 평균치±표준편차(SD)를 나타낸다 (n=3).
아씨클로버의 약동학 파라미터
파라미터 값 참고
최대 혈장 농도에 이르는 시간 (tmax) 1.4h Ref. 35 참조
겉보기 소실 반감기 (t1 /2) 2.3h Ref. 35 참조
플라즈미 농도 프로파일 아래의 면적 (AUC) 3.3075 mcg*h/mL Ref. 35 참조
소실속도 정수 (kel) 0.3010h-1 t1 / 2 로부터 계산
흡수율 (ka) 3.2894h-1 tmax 로부터 계산, IR 산물이므로 tmax 일때 거의 99%의 흡수율을 나타낼 것으로 예상
약물 분포의 겉보기 용적 (Vz) 401.38L 약량, AUC 및 kel 로부터 계산
IR 제형과 비교한 CR 제형의 시뮬레이션 약동학 파라미터
제형
 제1일 제5일
IR CR-0차 속도 CR-1차 속도 IR CR-0차 속도 CR-1차 속도
약량 (mg) 1000 723 723 1000 723 723
흡수율 3.2894h-1 100 mg/h 0.2556h- - - -
Cmax (mcg/mL) 0.80 0.80 0.88 0.80 0.89
C12h (mcg/mL) 0.32 0.31 0.25 0.32 0.27
C24h (mcg/mL) 0.10 0.32 0.27 0.10 0.32 0.27
AUC1 (mcg*h/mL) 11.05 13.88 13.69 - - -
AUC (%) 100 128 124 - - -
아씨클로버 CR 제형의 체외 약물 방출 프로파일 예측
시간 (h)
 약물 방출률 (%)
0차 속도 1차 속도
0 0.0 0.0
1 11.1 22.6
2 22.2 40.0
3 33.3 53.6
4 44.4 64.0
5 55.6 72.1
6 66.7 78.4
7 77.8 83.3
8 88.9 87.1
9 100.0 90.0
지속 방출형 위체류 아씨클로버 태블릿의 조성
뱃치 번호 아씨-ER-1A 아씨-ER-1B 아씨-ER-2A 아씨-ER-2B 아씨-ER-3A 아씨-ER-3B 아씨-ER-3C
아씨클로버 763.37 763.37 763.37 763.37 763.37 763.37 763.37
카르보폴 974P 100 150 - - 50 75 25
*PEO - - 100 50 50 25 75
아비셀 PH 101 93.83 43.83 93.83 143.83 93.83 93.83 93.83
포비돈 K30 30 30 30 30 30 30 30
마그네슘 스테아레이트 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5
콜로이드성 산화실리콘 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
에탄올 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
총 중량 1000mg 1000mg 1000mg 1000mg 1000mg 1000mg
* 폴리에틸렌 옥사이드

Claims (17)

  1. USP 제1형 용출시험에서 1차 방출속도로 모사 위액 내에서 12시간 이내에 방출되는 양이 90%를 넘지 않는 약제학적 활성제를 치료학적 유효량으로 포함하고, 또한 가용화제나 팽윤 개선제 중 어느 하나 혹은 양측 모두를 함유하지 않는 제어방출형 투약 제형으로서, 상기 투약 제형은:
    (a) 적어도 1종은 점막접착성인 2종 이상의 생체적합성 고분자로 이루어진 고분자 매트릭스, 상술한 약제학적 활성제, 및 약제학적으로 허용되는 부형제로 구성된 태블릿으로서, 상기 모사 위액에 붕괴되지 않고 위에 체류하여 상기 모사 위액과 접촉후 즉시 제어 미란(erosion)을 개시함으로써 활성제의 제어 방출을 시작하는 소정의 크기로 신속 팽윤할 수 있는 태블릿; 또는
    (b) 상기 활성제가 함입된 미그래프트된 키토산이나 키토산 유도체의 미립구를 포함하며,
    여기서, 상기 약제학적 활성제는 고분자형 분자가 아니며, 위에 투여시, 상기 미립구가 위점막에 부착되어 장시간에 걸쳐 제어된 방식으로 상기 활성제를 방출하는 것인, 제어방출형 투약 제형.
  2. 제 1항에 있어서,
    (a)의 고분자는 카르보폴 71G, 폴리에틸렌 옥사이드, 하이퍼멜로스, 폴리에틸렌 옥사이드, 카르보폴, 알긴산 나트륨, 소듐 카르복시메틸 셀룰로오스, 에우드라짓, 잔탄검 등을 포함한 점막접착성 및 팽윤성 고분자인 것인 제형.
  3. 제 1항에 있어서,
    (a)의 활성제는 아씨클로버나 아씨클로버 유도체인 것인 제형.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 약제학적으로 허용된 부형제는, 결합제, 희석제, pH 조절제, 활제, 윤활제, 막형성제, 접착방지제, 코팅제, 착색제 등을 포함하는 것인 제형.
  5. 아씨클로버, 카르보폴 974P, 폴리에틸렌 옥사이드, 아비셀 PH101, 포비돈 K30, 스테아르산 마그네슘 및 콜로이드성 산화실리콘을 포함하는 제어방출형 투약 제형.
  6. 투약 제형 100mg당, 763.37mg의 아씨클로버, 75mg의 카르보폴 974P, 25mg의 옥시에틸렌 옥사이드, 93.83mg의 아비셀 PH101, 30mg의 포비돈 K30, 7.5mg의 스테아르산 마그네슘 및 5.0mg의 콜로이드성 산화실리콘을 포함하는 제어방출형 투약 제형.
  7. 제 1항에 있어서,
    (b)의 키토산 유도체는 트리메틸 키토산 또는 티올화 키토산인 것인 제형.
  8. 제 1항에 있어서,
    (b)의 미립구는 약낭에 포장되거나, 혹은 태블릿 및 캡슐을 포함한 고체 단위 투약 제형을 형성하는 구성분으로서 이용되는 것인 제형.
  9. 제어방출형 투약 제형으로부터 방출되는 약제학적 활성제를 환자에 대해 치료학적 유효량으로 경구 투여하는 방법으로서, 이때의 투약 제형은 USP 제1형 용출시험에서 1차 방출속도로 모사 위액 내에 상기 활성제를 12시간 이내에 90%를 넘지 않는 양으로 방출하고 또한 가용화제나 팽윤 개선제 중 어느 하나 혹은 양측 모두를 함유하지 않으며, 또한 상기 투약 제형은:
    (i) 적어도 2종의 생체적합성 고분자로 이루어진 고분자 매트릭스, 상술한 약제학적 활성제, 및 약제학적으로 허용되는 부형제로 구성된 태블릿으로서, 상기 모사 위액에 붕괴되지 않고 위에 체류하여 상기 모사 위액과 접촉후 즉시 제어 미란을 개시함으로써 활성제의 제어 방출을 시작하는 소정의 크기로 신속 팽윤할 수 있는 태블릿; 또는
    (ii) 상기 활성제가 함입된 미그래프트된 키토산이나 키토산 유도체의 미립구를 포함하며,
    여기서, 상기 약제학적 활성제는 고분자형 분자가 아니며, 위에 투여시, 상기 미립구가 위점막에 부착되어 장시간에 걸쳐 제어된 방식으로 상기 활성제를 방출하는 것을 특징으로 하는, 경구 투여방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    (a)의 고분자는 카르보폴 71G 및 폴리에틸렌 옥사이드, 아비셀 PH 101, 포비돈 K30, 스테아르산 마그네슘, 또한 콜로이드성 산화실리콘을 포함하는 것인, 경구 투여방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    (a)의 활성제는 아씨클로버인 것인, 경구 투여방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 약제학적으로 허용된 부형제는, 결합제, 희석제, pH 조절제, 활제, 윤활제, 막형성제, 접착방지제, 코팅제, 착색제 등을 포함하는 것인, 경구 투여방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 제어방출형 투약 제형은, 아씨클로버, 카르보폴 974P, 폴리에틸렌 옥사이드, 아비셀 PH101, 포비돈 K30, 스테아르산 마그네슘 및 콜로이드성 산화실리콘을 포함하는 것인, 경구 투여방법.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 제어방출형 투약 제형은 제형 100mg당, 763.37mg의 아씨클로버, 75mg의 카르보폴 974P, 25mg의 옥시에틸렌 옥사이드, 93.83mg의 아비셀 PH101, 30mg의 포비돈 K30, 7.5mg의 스테아르산 마그네슘 및 5.0mg의 콜로이드성 산화실리콘을 포함하는 것인, 경구 투여방법.
  15. 제 9항에 있어서,
    (b)의 키토산 유도체는 트리메틸 키토산 또는 티올화 키토산인 것인, 경구 투여방법.
  16. 제 9항에 있어서,
    상기 미립구는 약낭에 포장되거나, 혹은 태블릿 및 캡슐을 포함한 고체 단위 투약 제형을 형성하는 구성분으로서 이용되는 것인, 경구 투여방법.
  17. 제 1항에 따른 경구용 투약 제형을 제조하는 방법으로서, 이 방법은:
    (i) 상기 약제학적 활성성분, 고분자 및 부형제로 된 혼합물을 습식 과립화하고, 여기에 활제를 첨가한 후 타정하여 태블릿으로 만들거나; 또는
    (ii) 키토산이나 키토산 유도체를 아세트산에 용해한 용액을 제조하고, 약제학적 활성제 수용액을 첨가하고, 이 혼합물을 경질 유동파라핀 및 중질 유동파라핀 (1:1)으로 구성되고 계면활성제가 함유된 연속상에 첨가하여 교반과 함께 유중수적 에멀젼을 형성하고, 글루타르 알데히드를 소정시간에 걸쳐 점적 첨가하며, 역시 소정시간 동안 지속 교반하고, 형성된 미립구를 원심분리를 통해 분리하고, 이를 석유에테르로 세척하여 유동파라핀을 제거하고, 상기 미립구를 중아황산 나트륨 용액에 현탁하고, 소정시간 동안 교반하여 글루타르알데히드 잔사를 제거하고, 마지막으로 증류수로 세척한 다음 건조하여 미립구를 수득하는 단계들을 포함하는 것인, 경구용 투약 제형의 제조방법.
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