KR20110113473A - Heparin-based self-assembled nanoparticle for photosensitizer - Google Patents

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KR20110113473A
KR20110113473A KR1020100032882A KR20100032882A KR20110113473A KR 20110113473 A KR20110113473 A KR 20110113473A KR 1020100032882 A KR1020100032882 A KR 1020100032882A KR 20100032882 A KR20100032882 A KR 20100032882A KR 20110113473 A KR20110113473 A KR 20110113473A
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허강무
최용두
김소연
이용규
이립
오인혁
박진영
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충남대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 생분해성 광활성 물질이 봉입된 복합체 자기-조립 나노입자 및 이를 포함하는 광감작제에 관한 것으로, 상기 복합체 자기-조립 나노입자는 신규혈관형성과 암 성장 억제에 대한 헤파린과 생분해성 광활성 물질의 시너지 효과를 얻을 수 있을 뿐 아니라 소수성 광민감제인 생분해성 광활성 물질의 암세포로의 효율적인 전달을 가능케 하여 광역학치료법을 통한 암치료에 크게 기여할 것이다.The present invention relates to a composite self-assembled nanoparticles and a biosensitizer containing the biodegradable photoactive material encapsulated, the composite self-assembled nanoparticles are heparin and biodegradable photoactive material for the inhibition of new angiogenesis and cancer growth In addition to the synergistic effect, the biodegradable photoactive substance, a hydrophobic photosensitive agent, can be efficiently delivered to cancer cells, thereby greatly contributing to the treatment of cancer through photodynamic therapy.

Description

생분해성 광활성 물질이 봉입된 복합체 자기-조립 나노입자 및 이를 포함하는 광감작제{Heparin-based self-assembled nanoparticle for photosensitizer}Composite self-assembled nanoparticles encapsulated with a biodegradable photoactive material and a photosensitizer comprising the same {Heparin-based self-assembled nanoparticle for photosensitizer}

본 발명은 생분해성 광활성 물질이 봉입된 복합체 자기-조립 나노입자 및 이를 포함하는 광감작제에 관한 것이다.The present invention relates to composite self-assembled nanoparticles encapsulated with a biodegradable photoactive material and a photosensitizer comprising the same.

광역학 치료법(Photodynamic therapy : PDT)는 암 치료법에 있어 새로운 의학 기술이다. 상기 광역학 치료법은 광민감제(Photosensitisers: PS), 빛, 조직 산소와의 상호작용으로 인한 광화학 반응을 통해서 이루어진다. 광민감제가 종양조직에 축적되거나 암세포에 흡착되어 적절한 파장의 빛으로 광활성이 발생되어 독성이 발생하게 되는데 이는 활성산소(reactive oxygen species, ROS)와 같이 종양 세포를 파괴하게 된다. 게다가 활성산소로 종양 세포를 직접적으로 죽일 뿐만 아니라 광역학 치료법는 두개의 방식으로 종양을 파괴시킨다. 광역학 치료법은 종양과 연관된 혈관에 피해를 줄 수 있다. 광역학 치료법는 또한 종양 세포에 대항하는 면역반응을 활성화 할 수 있다. 광민감제는 빛 없이는 해롭지 않으며 정상 조직에 피해 없이 효과적이고 선택적인 치료가 가능하다. Photodynamic therapy (PDT) is a new medical technology in the treatment of cancer. The photodynamic therapy is achieved through photochemical reactions due to interactions with photosensitisers (PS), light and tissue oxygen. Photosensitizers accumulate in tumor tissues or are adsorbed by cancer cells to generate photoactivity with light of appropriate wavelengths, causing toxicity, which destroys tumor cells such as reactive oxygen species (ROS). In addition to directly killing tumor cells with free radicals, photodynamic therapy destroys tumors in two ways. Photodynamic therapy can damage the blood vessels associated with the tumor. Photodynamic therapy can also activate immune responses against tumor cells. Photosensitizers are not harmful without light and can be effectively and selectively treated without damaging normal tissues.

하지만 암치료를 위한 광역학 치료법의 유용성은 광민감제의 종양조직에 대한 낮은 선택성이 제한된다. 게다가 광역학 치료법을 위한 광민감제의 대부분이 현재 임상 실험중이거나 임상 실험전이며 소수성을 갖기 때문에 비경구 투약제로 약물을 만드는 것이 어렵다. 따라서 적합한 전달시스템을 위해서는 치료효과의 향상과 종양조직에 광민감제의 선택성 향상이 필요하다.However, the usefulness of photodynamic therapy for the treatment of cancer is limited to the low selectivity of photosensitive agents for tumor tissue. In addition, it is difficult to make drugs with parenteral medications because most of the photosensitizers for photodynamic therapy are currently in or before clinical trials and are hydrophobic. Therefore, for the proper delivery system, it is necessary to improve the therapeutic effect and the selectivity of the photosensitizer to the tumor tissue.

헤파린(Heparin)은 물에 잘 녹으며 설페이트화된 다당류(polysaccharide)로 이루어져 있으며, 주로 유론산(Uronic acid)으로 구성되어 있다.상기 헤파린은 과거 60년 동안 항응혈제로 널리 사용 되어져 왔다. 지금까지 헤파린을 이용하여 저분자 및 고분자 화합물을 화학적 또는 물리적으로 결합하는 방법을 이용하여 약물전달체, 신규혈관형성 및 암 성장 효과를 갖는 헤파린 유도체들이 개발되어져 왔으며, 헤파린과 구조적으로 비슷한 다양한 저ㆍ고분자의 화합물들을 이용하여 암 치료에 적용해 왔다.Heparin is a water-soluble, sulfated polysaccharide, consisting primarily of uronic acid, which has been widely used as an anticoagulant for the past 60 years. Until now, heparin derivatives having drug delivery, new angiogenesis, and cancer growth effects have been developed by chemically or physically combining low molecular weight and high molecular compounds using heparin. Compounds have been used to treat cancer.

이에 본 발명자들은 신규혈관형성 억제, 항암 효능 및 약물전달체의 가능성을 갖는 다양한 헤파린 유도체 및 헤파린 나노입자에 대한 연구를 지속적으로 해오던 중 헤파린에 저분자량의 소수성을 띠는 물질을 헤파린의 카르복시 그룹에 화학적으로 결합시켜 양친매성 고분자를 개발하고, 암 성장 억제에 대한 상기 헤파린과 생분해성 광활성 물질에 대한 시너지 효과를 발견하여, 본 발명을 완성하였다.Therefore, the present inventors have continued to study various heparin derivatives and heparin nanoparticles having novel angiogenesis suppression, anticancer efficacy, and the possibility of drug carriers, and have a low molecular weight hydrophobic substance in heparin to the carboxy group of heparin. By chemically bonding to develop amphiphilic polymers, and found synergistic effects on the heparin and biodegradable photoactive material on cancer growth inhibition, the present invention was completed.

본 발명의 목적은 헤파린에 저분자량의 소수성을 띠는 물질을 헤파린의 카르복시 그룹에 화학적으로 결합시켜 제조되는 양친매성 고분자에 생분해성 광활성 물질이 봉입된 복합체 자기-조립 나노입자를 제공하고자 한다.It is an object of the present invention to provide a composite self-assembled nanoparticle in which a biodegradable photoactive material is encapsulated in an amphiphilic polymer prepared by chemically bonding a low molecular weight hydrophobic material to heparin to a carboxy group of heparin.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 복합체 자기-조립 나노입자를 포함하는 광감작제를 제공하고자 한다.It is another object of the present invention to provide a photosensitizer comprising the composite self-assembled nanoparticles.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 제조방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이며 과장되어 도시될 수 있다. Hereinafter, a manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples and may be exaggerated in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.

본 발명은 헤파린에 저분자량의 소수성을 띠는 물질을 헤파린의 카르복시 그룹에 화학적으로 결합시켜 제조되는 양친매성 고분자에 생분해성 광활성 물질이 봉입된 복합체 자기-조립 나노입자 및 상기 복합체 자기-조립 나노입자를 포함하는 광감작제를 제공한다.The present invention provides a composite self-assembled nanoparticle and a composite self-assembled nanoparticle in which a biodegradable photoactive material is encapsulated in an amphipathic polymer prepared by chemically bonding a low molecular weight hydrophobic substance to heparin to a carboxy group of heparin. It provides a photosensitizer comprising a.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 The present invention

하기 화학식 1의 양친매성 고분자에 생분해성 광활성 물질이 봉입된 복합체 자기-조립 나노입자를 제공한다.Provided is a composite self-assembled nanoparticles in which a biodegradable photoactive material is encapsulated in an amphiphilic polymer of Formula 1 below.

Figure pat00001
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보다 상세하게는 헤파린에 저분자량의 소수성을 띠는 물질을 헤파린의 카르복시 그룹에 화학적으로 결합시켜 제조되는 양친매성 고분자에 생분해성 광활성 물질이 봉입된 복합체 자기-조립 나노입자를 제공한다.More specifically, the present invention provides composite self-assembled nanoparticles in which a biodegradable photoactive material is encapsulated in an amphiphilic polymer prepared by chemically bonding a low molecular weight hydrophobic material to heparin to a carboxy group of heparin.

본 발명에 있어서, 본 발명의 복합체 자기-조립 나노입자는 상기 화학식 1의 양친매성 고분자에 생분해성 광활성 물질로서 페오포비드 에이(pheophorbide a), 헤마토포피린(Haematoporphyrin), 박테리오클로린(Bacteriochlorins), 프탈로시아닌(Phthalocyanines), 벤조포피린 데리바티브(Benzoporphyrin derivative), 및 5-아미노에부리닉 산(5-Aminolevulinic acid)로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용한다.In the present invention, the composite self-assembled nanoparticles of the present invention is a biodegradable photoactive material in the amphiphilic polymer of Formula 1 as pheophorbide a, hematopophyrin, Haematoporphyrin, Bacteriochlorins, One or more selected from Phthalocyanines, Benzoporphyrin derivatives, and 5-Aminolevulinic acid are used.

보다 상세하게는 본 발명의 복합체 자기-조립 나노입자는 상기 화학식 1의 양친매성 고분자에 하기 화학식 2의 페오포비드 에이가 봉입된 것을 특징으로 한다. More specifically, the composite self-assembling nanoparticles of the present invention is characterized in that the pheophovide A of Formula 2 is encapsulated in the amphipathic polymer of Formula 1.

Figure pat00002
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본 발명에 있어서, 상기 복합체 자기-조립 나노입자는 상기 화학식 1의 양친매성 고분자 : 생분해성 광활성 물질이 10: 0.1 내지 3 비율로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the composite self-assembled nanoparticles are characterized in that the amphiphilic polymer: biodegradable photoactive material of Formula 1 is 10: 0.1 to 3 ratio.

본 발명에 있어서, 상기 화학식 1의 양친매성 고분자는 입자의 크기가 10 내지 200 nm인 것을 특징으로 한다. 도 1을 참조한다.In the present invention, the amphiphilic polymer of Formula 1 is characterized in that the particle size of 10 to 200 nm. Please refer to Fig.

본 발명에 있어서, 복합체 자기-조립 나노입자는 상기 화학식 1의 양친매성 고분자를 제조하는 단계; 및 상기 제조된 양친매성 고분자에 생분해성 광활성 물질을 봉입시키는 단계;를 포함하여 이루어진다.In the present invention, the composite self-assembled nanoparticles comprises the steps of preparing an amphipathic polymer of Formula 1; And encapsulating the biodegradable photoactive material in the prepared amphipathic polymer.

상기 화학식 1의 양친매성 고분자는 헤파린의 사슬에 소수성기로서 poly(β-benzyl L-aspartate)의 소수성 블록을 도입하여 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 화학식 1의 양친매성 고분자는 poly(β-benzyl L-aspartate)의 소수성 블록 100 중량부에 대하여 헤파린이 0.1 내지 10 중량부로 구성된다.Amphiphilic polymer of the formula (1) is characterized in that the hydrophobic group of poly (β-benzyl L-aspartate) as a hydrophobic group in the chain of heparin is configured by introducing, the amphiphilic polymer of formula (1) is poly (β-benzyl L heparin in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of a hydrophobic block of -aspartate).

본 발명에 있어서, 상기 poly(β-benzyl L-aspartate)의 소수성 블록은 평균 분자량이 4500 내지 5500 Da인 것이며, 상기 헤파린은 중량 평균 분자량이 500 내지 10,000인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the hydrophobic block of the poly (β-benzyl L-aspartate) is an average molecular weight of 4500 to 5500 Da, the heparin is characterized in that the weight average molecular weight of 500 to 10,000.

보다 구체적인 일예로는 β-benzyl-L-aspartate(BLA), 트라히드로푸란(Tetrahydrofuranedry, THF) 및 트리포스젠(triphosgene)을 이용하여 β-benzyl-L-aspartate-N-carboxy anhydride(BLA-NCA)를 합성하여 용액화 한 후, 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide, DMF) 및 부틸아민(butylamine)과 혼합하여 질소분위기에서 40℃로 48시간 동안 반응시켜 평균 분자량이 4890 Da인 PBLA를 합성하였다.As a more specific example, β-benzyl-L-aspartate-N-carboxy anhydride (BLA-NCA) using β-benzyl-L-aspartate (BLA), Trahydrofurane (THF) and triphosgene (triphosgene) ) Was synthesized and liquefied, and then mixed with dimethylformamide (dimethylformamide, DMF) and butylamine (butylamine) was reacted for 48 hours at 40 ℃ in a nitrogen atmosphere to synthesize PBLA having an average molecular weight of 4890 Da.

헤파린을 이용한 양친매성 공중합체를 합성을 위해, 저 분자량의 헤파린(Mn: 6000) 용액을 제조한 후, PBLA 및 커플링을 첨가하여 제조한 혼합물을 36시간 교반하여 생성되는 생성물을 2일간 투석한 후 동결건조 하여 진공 건조시킨 후, 양친매성 고분자를 제조하였다.In order to synthesize an amphiphilic copolymer using heparin, a low molecular weight heparin (Mn: 6000) solution was prepared, and the resulting mixture was stirred for 36 hours by adding a PBLA and a coupling, and the resulting product was dialyzed for 2 days. After lyophilization and vacuum drying, an amphiphilic polymer was prepared.

본 발명에 있어서, 복합체 자기-조립 나노입자는 입자의 크기가 10 내지 200 nm인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the composite self-assembled nanoparticles are characterized in that the particle size is 10 to 200 nm.

보다 상세하게는 본 발명의 복합체 자기-조립 나노입자의 크기를 조사한 결과 약물이 봉입되지 않은 자기-조립 나노입자보다 길이가 다소 커지는 것을 확인하였고, 이는 약물의 봉입이 양친매성 고분자의 크기에 많은 영향을 주는 것을 확인한 결과이다. 또한, 약물의 봉입 이후에 양친매성 고분자들은 그들의 음전위차를 가지고 있어 정전기적으로 안정하고 음전하의 헤파린 쉘(heparin shell)이 물리적인 환경에서 장시간 안정성을 제공할 수 있는 것을 확인하였다. 도 2를 참조한다.More specifically, as a result of examining the size of the composite self-assembling nanoparticles of the present invention, it was confirmed that the length of the drug was slightly larger than that of the self-assembling nanoparticles, which were not encapsulated, which significantly affected the size of the amphiphilic polymer. This is the result of confirming. In addition, the amphiphilic polymers after the injection of the drug have their negative potential difference, it was confirmed that the electrostatically stable and negatively charged heparin shell (cell) can provide long-term stability in the physical environment. See FIG. 2.

본 발명에 있어서, 상기 복합체 자기-조립 나노입자를 포함하는 광감작제를 제공한다.In the present invention, it provides a photosensitizer comprising the composite self-assembled nanoparticles.

보다 구체적인 일예로, 본 발명의 복합체 자기-조립 나노입자에 대한 세포 생존율을 조사한 결과, 본 발명의 복합체 자기-조립 나노입자는 그 자체만으로도 SCC7 암세포에 독성을 나타내는 것을 확인할 수 있었고, 자기-조립 나노입자를 처리한 그룹은 광역학치료를 하지 않은 경우에는 세포 생존율이 약 80% 이상을 보였고 광역학치료를 한 경우에는 약 20% 이하의 생존율을 보이는 것을 확인한 것으로, 이는 좋은 세포에 대한 흡착 및 광역학치료 후 뚜렷한 광독성으로 암세포에 심각한 손상을 가져오는 것을 확인한 결과이기도 하다. 도 5를 참조한다.More specifically, as a result of examining the cell viability of the composite self-assembled nanoparticles of the present invention, it was confirmed that the composite self-assembled nanoparticles of the present invention are toxic to SCC7 cancer cells by themselves, and self-assembled nanoparticles. The group treated with particles showed that the cell viability was about 80% or more without photodynamic therapy and about 20% or less with photodynamic therapy. It is also confirmed that after photodynamic therapy, the phototoxic toxicity caused serious damage to cancer cells. See FIG. 5.

본 발명에 따른 복합체 자기-조립 나노입자는 신규혈관형성과 암 성장 억제에 대한 헤파린과 생분해성 광활성 물질의 시너지 효과를 얻을 수 있을 뿐 아니라 소수성 광민감제인 생분해성 광활성 물질의 암세포로의 효율적인 전달을 가능케 하여 광역학치료법을 통한 암치료에 크게 기여할 것이다.The composite self-assembled nanoparticles according to the present invention can not only obtain synergistic effects of heparin and biodegradable photoactive substances on new angiogenesis and inhibit cancer growth, but also provide efficient delivery of biodegradable photoactive substances which are hydrophobic photosensitive agents to cancer cells. It will make a great contribution to cancer treatment through photodynamic therapy.

도 1은 본 발명에 따른 제조예 1의 양친매성 고분자의 유체역학 지름(A) 및 입자의 형태(B)를 조사한 결과이고,
도 2는 본 발명에 따른 실시예 3의 복합체 자기-조립 나노입자의 유체역학 지름(A) 및 입자의 형태(B)를 조사한 결과이며,
도 3은 본 발명에 따른 복합체 자기-조립 나노입자의 흡수 스펙트럼을 조사한 결과이고,
(a: 페오포비드 에이, b: 실시예 4, c: 실시예 3, d: 실시예 5, e: 실시예 6, f: DMSO)
도 4는 본 발명에 따른 복합체 자기-조립 나노입자로부터의 약물 체외 방출거동을 조사한 결과이며,
도 5는 SCC7 세포주 이용하여 본 발명의 복합체 자기-조립 나노입자 처리에 따른 세포 생존율을 조사한 결과를 나타낸 것이고,
(■: 0 J/㎠, □: 5 J/㎠, ▦: 10 J/㎠)
도 6은 본 발명에 따른 실시예 4(A) 및 실시예 6(B)의 복합체 자기-조립 나노입자의 농도에 따른 세포독성을 조사한 결과이며,
(■: 0 J/㎠, □: 5 J/㎠, ▦: 10 J/㎠)
도 7은 본 발명에 따른 실시예 4의 복합체 자기-조립 나노입자를 이용한 광역학 치료에 따른 세포모양의 변화를 관찰한 결과이다.
1 is a result of investigating the hydrodynamic diameter (A) and particle shape (B) of the amphiphilic polymer of Preparation Example 1 according to the present invention,
2 is a result of investigating the hydrodynamic diameter (A) and morphology (B) of the composite self-assembled nanoparticles of Example 3 according to the present invention.
3 is a result of examining the absorption spectrum of the composite self-assembled nanoparticles according to the present invention,
(a: pheopovid A, b: Example 4, c: Example 3, d: Example 5, e: Example 6, f: DMSO)
Figure 4 is a result of investigating the drug in vitro release behavior from the composite self-assembled nanoparticles according to the present invention,
Figure 5 shows the results of examining the cell survival rate of the complex self-assembled nanoparticles treatment of the present invention using the SCC7 cell line,
(■: 0 J / cm 2, □: 5 J / cm 2, ▦: 10 J / cm 2)
6 is a result of examining the cytotoxicity according to the concentration of the composite self-assembled nanoparticles of Example 4 (A) and Example 6 (B) according to the present invention,
(■: 0 J / cm 2, □: 5 J / cm 2, ▦: 10 J / cm 2)
7 is a result of observing the change in cell shape according to photodynamic therapy using the composite self-assembled nanoparticles of Example 4 according to the present invention.

이하 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

[제조예] 양친매성 고분자의 제조Preparation Example Preparation of Amphiphilic Polymer

우선, β-benzyl-L-aspartate(BLA)를 60℃의 건조된 테트라히드로푸란(Tetrahydrofuranedry, THF) 60 mL에 녹인 후 3.2 g의 트리포스젠(triphosgene)을 넣고 투명해질 때 까지 녹여 BLA-NCA를 제조하였다. 상기 제조된 BLA-NCA를 차가운 헥산(hexane)에 재결정화로 정제하여, β-benzyl-L-aspartate-N-carboxy anhydride(BLA-NCA)를 합성하였다.First, β-benzyl-L-aspartate (BLA) was dissolved in 60 mL of dried tetrahydrofurane (THF) at 60 ° C, and 3.2 g of trihosgene was added and dissolved until it became clear. BLA-NCA Was prepared. The BLA-NCA prepared above was purified by recrystallization in cold hexane to synthesize β-benzyl-L-aspartate-N-carboxy anhydride (BLA-NCA).

상기 합성된 6.25 g의 BLA-NCA를 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide, DMF) 10 mL에 녹인 후, 100 mL 디클로로메탄(Dichloromethane, DCM)에 녹인 부틸아민(butylamine) 36.5 mg을 BLA-NCA 용액과 혼합하여 질소분위기에서 40℃로 48시간 동안 반응시켜 평균 분자량이 4890 Da인 PBLA를 합성하였다.6.25 g of the synthesized BLA-NCA was dissolved in 10 mL of dimethylformamide (dimethylformamide, DMF), and then 36.5 mg of butylamine dissolved in 100 mL dichloromethane (DCM) was mixed with the BLA-NCA solution. The mixture was reacted at 40 ° C. for 48 hours in a nitrogen atmosphere to synthesize PBLA having an average molecular weight of 4890 Da.

헤파린을 이용한 양친매성 공중합체를 합성을 위해, 200 mg의 Mediplex (Korea)로부터 구입한 저 분자량의 헤파린(Mn: 6000)을 5 mL의 포름아미드에 녹여 헤파린 용액을 제조하였다.For synthesizing amphiphilic copolymer using heparin, heparin solution was prepared by dissolving low molecular weight heparin (Mn: 6000) purchased from 200 mg of Mediplex (Korea) in 5 mL of formamide.

5 mL DMSO(Dimethylsulfoxide)에 녹인 상기 합성한 PBLA에 커플링 시약으로 1-(3-디메틸아미노프로필)-3-에틸카르보디이미드(EDC) 및 상기 제조한 헤파린 용액에 넣고 교반하였다. 상기 헤파린 : PBLA : EDC의 함량은 하기 표 1과 같다.The synthesized PBLA dissolved in 5 mL DMSO (Dimethylsulfoxide) was added to 1- (3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide (EDC) as a coupling reagent and heparin solution prepared above, followed by stirring. The content of the heparin: PBLA: EDC is shown in Table 1 below.

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상기 헤파린, PBLA 및 EDC를 혼합한 용액을 36시간 교반하여 생성되는 생성물을 2일간 투석한 후 동결건조 하였다.The resulting product was stirred for 36 hours by stirring the solution of heparin, PBLA and EDC mixed for 2 days and then lyophilized.

상기 동결건조 된 반응물중 미 반응물은 아세톤으로 제거하고 진공 건조시킨 후, 양친매성 고분자를 제조하였다.The unreacted reactant in the lyophilized reactant was removed with acetone and dried in vacuo to prepare an amphiphilic polymer.

[[ 실시예Example ] 복합체 자기-조립 나노입자의 제조] Preparation of Composite Self-Assembly Nanoparticles

본 발명의 페오포비드 에이(pheophorbide a)가 봉입된 양친매성 고분자는 투석방법(dialysis method)을 통해서 합성하였다.Amphiphilic polymers encapsulated with pheophorbide a of the present invention were synthesized through a dialysis method.

상기 제조예 1에서 제조된 양친매성 고분자(3HP) 및 상기 제조예 2에서 제조된 양친매성 고분자(6HP) 각각을 95 mg을 5 mL의 DMSO(Dimethylsulfoxide)에 첨가하여 약간의 열을 가해서 교반하여 녹인다. 상기 양친매성 고분자가 녹아 있는 용액에 DMSO 2 mL에 녹인 페오포비드 에이 용액을 첨가하여 혼합하였다. 상기 양친매성 고분자와 페오포비드 에이의 혼합비는 하기 표 2와 같다.95 mg of each of the amphiphilic polymer (3HP) prepared in Preparation Example 1 and the amphiphilic polymer (6HP) prepared in Preparation Example 2 were added to 5 mL of DMSO (dimethylsulfoxide), and dissolved by stirring with slight heat. . To the solution in which the amphiphilic polymer is dissolved was mixed by adding a pheopovid A solution dissolved in 2 mL of DMSO. The mixing ratio of the amphiphilic polymer and pheopovidide A is shown in Table 2 below.

Figure pat00004
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상기 혼합물을 증류수로 2일간 투석하였다. 투석 후 생성된 생성물을 0.45 μm syringe filter를 이용하여 필터링한 후, 동결건조하여 복합체 자기-조립 나노입자의 제조하였다.The mixture was dialyzed with distilled water for 2 days. The resulting product was filtered using a 0.45 μm syringe filter and then lyophilized to prepare composite self-assembled nanoparticles.

[실험예 1] 양친매성 고분자의 특성조사Experimental Example 1 Characterization of Amphiphilic Polymer

상기 제조예에서 제조된 양친매성 고분자에 포함된 헤파린의 함량을 측정하기 위해 톨루이딘 블루 비색 분석법(toluidine blue colorimetric)을 이용하여 계산하였다.In order to measure the content of heparin contained in the amphipathic polymer prepared in the preparation example it was calculated using toluidine blue colorimetric method (toluidine blue colorimetric).

Figure pat00005
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상기 표 3의 결과에서도 확인할 수 있듯이, 상기 제조예 1 및 2의 양친매성 고분자에서 PBLA과 헤파린의 커플링 비는 각각 2.66과 4.35이며, PBLA의 함유량이 증가할수록 커플링 비는 증가하는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen from the results of Table 3, in the amphiphilic polymers of Preparation Examples 1 and 2, the coupling ratios of PBLA and heparin are 2.66 and 4.35, respectively, and the coupling ratio increases as the content of PBLA increases. there was.

또한, 상기 제조예 1 및 2의 양친매성 고분자의 완벽한 항응고제 활성도는 anti-FXa chromogenic 분석을 이용하여 조사하였다.In addition, the complete anticoagulant activity of the amphiphilic polymers of Preparation Examples 1 and 2 were investigated using anti-FXa chromogenic assay.

100 μL 양친매성 고분자 용액(0.01 mg/mL)과 항트롬빈(anti-thrombin) 용액 100 μL을 혼합한 혼합물을 37℃에서 3분간 배양하고 100 μL의 FXa를 넣고 30초 동안 배양하였다. S-222(200 μL, 1 mM) 기질을 첨가하여 37℃에서 3분간 배양시킨 후, 20% 아세트산 300 μL를 첨가하여 반응을 종결시켰다. 생성물을 semi-micro cuvette에 옮기고, UV-VIS 분광광도계(Mini-1024, SHIMADZU, Japan)를 이용하여 405 nm 파장에서 조사하였다. 상기 제조예 1 및 2의 양친매성 고분자의 생체이용율은 헤파린의 흡수파장과 비교하여 측정하였다. A mixture of 100 μL amphiphilic polymer solution (0.01 mg / mL) and 100 μL of anti-thrombin solution was incubated at 37 ° C. for 3 minutes, and 100 μL of FXa was added thereto for 30 seconds. After adding S-222 (200 μL, 1 mM) substrate and incubating for 3 minutes at 37 ° C., the reaction was terminated by adding 300 μL of 20% acetic acid. The product was transferred to a semi-micro cuvette and irradiated at a wavelength of 405 nm using a UV-VIS spectrophotometer (Mini-1024, SHIMADZU, Japan). Bioavailability of the amphiphilic polymers of Preparation Examples 1 and 2 was measured in comparison with the absorption wavelength of heparin.

그 결과 제조예의 양친매성 고분자의 항응고제 활성은 85.6 및 제조예 2의 양친매성 고분자의 경우 70.5 IU/mg의 활성을 가지는 것을 확인하였다. 상기의 결과로부터 PBLA의 커플링 비의 증가는 양친매성 고분자의 항응고제 활성을 감소시키는 것을 확인하였다. 이는 헤파린의 임계 작용기나 항트롬빈 결합(antithrombin-bindin)서열 단위의 불활성화 때문으로, 변화된 헤파린의 카르복실기로 인해 헤파린의 토대가 되는 단백질(heparin backbone)에 결합된 PBLA가 더 낮은 항응고 활성을 나타내는 것이다. 그러나 내피세포의 결합과 VEGF-, bFGF-mediated 발생의 억제에 중요한 설페이트 그룹은 변하지 않으므로 양친매성 고분자는 항응고제 활성의 감소와 무관하게 항암효과를 가지고 있으며, 또한 투여과정에서 결합된 낮은 항응고 활성 헤파린은 여러 가지 헤파린에 관한 출혈, 혈소판 감소증 그리고 골다공증 같은 부작용을 극복할 수 있기 할 수 있으며, 높은 투여량을 사용할 수 있기 때문에 항암제로 선호되고 있다.As a result, it was confirmed that the anticoagulant activity of the amphipathic polymer of Preparation Example 85.6 and the amphiphilic polymer of Preparation Example 2 had an activity of 70.5 IU / mg. From the above results, it was confirmed that increasing the coupling ratio of PBLA decreased the anticoagulant activity of the amphiphilic polymer. This is due to the inactivation of the critical functional group of heparin or the antithrombin-bindin sequence unit, which results in lower anticoagulant activity of PBLA bound to the heparin backbone due to the altered heparin carboxyl group. will be. However, since sulfate groups, which are important for endothelial cell binding and inhibition of VEGF- and bFGF-mediated development, remain unchanged, amphiphilic polymers have an anticancer effect regardless of anticoagulant activity. It can overcome side effects such as bleeding, thrombocytopenia, and osteoporosis related to various heparin, and is preferred as an anticancer agent because of its high dosage.

상기 제조예의 양친매성 고분자에 대한 유체역학 지름, 제타 전위(Zeta potential) 및 입자의 형태를 조사하였다.The hydrodynamic diameter, zeta potential, and particle morphology of the amphipathic polymer of the above preparation were investigated.

상기 유체역학 지름은 동적 광산란(ELS-Z, OTSUKA, Japan)을 이용해 165°의 각도로 25℃ 조건에서 광원으로부터 반도체 레이저(semi-conductor laser, 655nm)를 이용하여 측정하였다.The hydrodynamic diameter was measured using a semiconductor laser (semi-conductor laser, 655 nm) from a light source at 25 ℃ conditions at an angle of 165 ° using dynamic light scattering (ELS-Z, OTSUKA, Japan).

상기 제타 전위는 ELS-Z의 전기영동 광산란 광도계(electrophoretic light scattering spectrophotometer)를 사용하여 분석하였으며, 광산란 분석을 위해 동결건조를 통해 얻은 파우더 형태의 약물 5 mg을 10 mL의 증류수에 넣고 소니케이션하여 0.45 μm syringe filter로 필터링하였다.The zeta potential was analyzed using an electrophoretic light scattering spectrophotometer of ELS-Z, and 5 mg of drug in powder form obtained through lyophilization in 10 mL of distilled water was subjected to sonication for 0.45 light scattering analysis. Filter by μm syringe filter.

그 결과, 상기 표 3의 결과에서도 확인할 수 있듯이 상기 제조예 1 및 2의 양친매성 고분자는 수용액 상태에서 각각 51 nm, 66 nm의 평균 크기를 가지는 자기조립 나노입자를 확인할 수 있었으며 제타 전위는 -44.1 mV와 -41.6 mV는 음전하로 하전 된 헤파린 사슬의 존재가 자기 조립 나노입자를 감싸고 있다고 확인할 수 있다. As a result, as can be seen from the results of Table 3, the amphiphilic polymers of Preparation Examples 1 and 2 were able to identify self-assembled nanoparticles having an average size of 51 nm and 66 nm, respectively, in aqueous solution, and zeta potential was -44.1. mV and -41.6 mV confirm that the presence of negatively charged heparin chains encloses self-assembled nanoparticles.

또한, 상기 제조예의 양친매성 고분자들의 형태는 FE-SEM(JSM-7000F, JEOL, Japan)통해 15 kV에서 관찰하였다. In addition, the morphology of the amphiphilic polymers of the preparation was observed at 15 kV through FE-SEM (JSM-7000F, JEOL, Japan).

그 결과 도 1 및 도 2의 결과에서도 확인할 수 있듯이, 양친매성 고분자는 구형의 전형적인 입자 분포를 가지며, 양친매성 고분자의 구성요소의 변화가 입자 직경과 제타 전위에 크게 영향을 미치지 않는 것을 확인 할 수 있었다. As a result, as can be seen from the results of FIGS. 1 and 2, the amphiphilic polymer has a typical spherical particle distribution, and it can be confirmed that the change of the constituents of the amphiphilic polymer does not significantly affect the particle diameter and zeta potential. there was.

[[ 실험예Experimental Example 2] 복합체 자기-조립 나노입자의 특성조사 2] Characterization of composite self-assembled nanoparticles

상기 실시예에서 제조된 복합체 자기-조립 나노입자에 대한 유체역학 지름, 제타 전위(Zeta potential) 및 입자의 형태를 조사하였다.The hydrodynamic diameter, Zeta potential, and particle morphology of the composite self-assembled nanoparticles prepared in the above examples were investigated.

상기 유체역학 지름은 동적 광산란(ELS-Z, OTSUKA, Japan)을 이용해 165°의 각도로 25℃ 조건에서 광원으로부터 반도체 레이저(semi-conductor laser, 655nm)를 이용하여 측정하였으며, 제타 전위 및 입자의 형태는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 조사하여 하기 표 4에 나타내었다.The hydrodynamic diameter was measured using a semiconductor laser (semi-conductor laser, 655 nm) at 25 ° C. at an angle of 165 ° using dynamic light scattering (ELS-Z, OTSUKA, Japan). The form was investigated in the same manner as in Experimental Example 1 and shown in Table 4 below.

또한, 상기 실시예에서 제조된 복합체 자기-조립 나노입자에 봉입된 페오포비드 에이의 양은 비색 분석법(colorimetric method)을 이용하여 측정하였다. 상기 비색 분석법을 통한 분석을 위해 동결건조 시킨 페오포비드 에이가 봉입된 복합체 자기-조립 나노입자를 10 mL 포름아미드에 완전히 용해될 때 까지 녹인 후, UV-VIS 분광광도계를 이용하여 669 nm 파장에서 조사하였다. 다양한 농도의 페오포비드 에이 용액을 준비하고, PBS(0.01M, PH 7.4)에 상기 실시예에서 제조된 복합체 자기-조립 나노입자를 녹인 후 흡수 스펙트럼을 상온의 조건에서 UV-VIS 분광광도계를 이용하여 측정하였다. 약물이 봉입되지 않은 양친매성 고분자를 blank 샘플로 사용되었다. 페오포비드 에이의 스펙트럼은 메탄올과 PBS에서 비교를 위해 측정하였다.In addition, the amount of pheophovide A encapsulated in the composite self-assembled nanoparticles prepared in the above example was measured using a colorimetric method. For analysis by colorimetric analysis, lyophilized pheophobide A-encapsulated composite self-assembled nanoparticles were dissolved until completely dissolved in 10 mL formamide, and then UV-VIS spectrophotometer was used at 669 nm wavelength. Investigate. Prepare various concentrations of pheopovid A solution, dissolve the composite self-assembled nanoparticles prepared in Example in PBS (0.01M, PH 7.4), and then absorb the spectrum using UV-VIS spectrophotometer at room temperature. It was measured by. Amphiphilic polymer without drug was used as blank sample. The spectra of pheopovid A were measured for comparison in methanol and PBS.

Figure pat00006
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상기 약물의 봉입 양을 산출하기 위해서 검정 곡선(calibration curve)을 669 nm에서 측정하였다. 약물-로딩 농도(Drug-loading content, DLC)와 약물-로딩 효율(Drug-loading efficiency, DLE)은 상기 식을 이용해서 계산하였다.A calibration curve was measured at 669 nm to calculate the amount of inclusion of the drug. Drug-loading content (DLC) and drug-loading efficiency (DLE) were calculated using the above equation.

Figure pat00007
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상기 표 4의 결과에서도 확인할 수 있듯이, 양친매성 고분자와 페오포비드 에이의 함량 몰비에 의존하여 약물 로딩 농도(%)는 1.45 내지 17.53% 정도인 것을 확인할 수 있었으며, 양친매성 고분자와 페오포비드 에이의 비율이 10:1일 때 약물 로딩 농도(%)와 약물 로딩 효율(%)이 가장 낮은 값을 갖는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen from the results of Table 4, the drug loading concentration (%) was found to be about 1.45 to 17.53%, depending on the molar ratio of the amphiphilic polymer and the pheophobeid A. When the ratio of 10: 1 was confirmed that the drug loading concentration (%) and drug loading efficiency (%) has the lowest value.

또한, 페오포비드 에이의 함량이 증가함에 따라 약물 로딩 농도(%)와 약물 로딩 효율(%)이 증가하는 것을 확인할 수 있어, 효과적인 약물의 봉입은 첨가해주는 약물의 함량이 중요한 조건인 것을 확인하였다.In addition, it can be seen that the drug loading concentration (%) and drug loading efficiency (%) increases as the content of pheophovid A increases, and it is confirmed that the effective drug loading is an important condition for the content of the drug to be added. .

상기 실시예에서 제조된 복합체 자기-조립 나노입자에 대한 입자의 분포 및 크기를 조사한 결과 도 2에서도 확인할 수 있듯이, 복합체 자기-조립 나노입자(3HP-Pheo15)는 전형적인 입자 분포를 가짐을 확인할 수 있었으며, 평균 입자크기는 117 내지 189 nm 임을 확인할 수 있었다. 이는 약물이 봉입되지 않은 자기-조립 나노입자보다 상당히 길며, 약물의 로딩이 양친매성 고분자의 크기에 많은 영향을 주는 것을 확인한 결과이다. 또한, 약물의 봉입 이후에 양친매성 고분자들은 그들의 음전위차를 가지고 있었으며, 이는 약물이 봉입된 복합체 자기-조립 나노입자가 정전기적으로 안정하고 음전하의 헤파린 쉘(heparin shell)이 물리적인 환경에서 장시간 안정성을 제공할 수 있는 것을 확인한 결과이기도 하다.As a result of investigating the distribution and size of the composite self-assembled nanoparticles prepared in the above example, as shown in FIG. 2, it was confirmed that the composite self-assembled nanoparticles (3HP-Pheo15) had a typical particle distribution. The average particle size was found to be 117-189 nm. This is a result of confirming that the drug is considerably longer than the self-assembled nanoparticles without encapsulation, and that the loading of the drug has a great influence on the size of the amphiphilic polymer. In addition, the amphiphilic polymers had their negative potentials after drug encapsulation, which allowed the drug-encapsulated composite self-assembled nanoparticles to be electrostatically stable and negatively charged heparin shells for long periods of time in the physical environment. It is also the result of confirming that it can provide.

[[ 실험예Experimental Example 3] 복합체 자기-조립 나노입자로부터의 약물방출 거동조사 3] Investigation of drug release from complex self-assembled nanoparticles

In vitro상에서 복합체 자기-조립 나노입자로부터의 페오포비드 에이의 방출 거동을 조사하기 위해 diaysis technique을 이용하였다. In The diaysis technique was used to investigate the release behavior of pheophovide A from complex self-assembled nanoparticles in vitro .

상기 실시예에서 제조된 동결건조 상태의 페오포비드 에이가 봉입된 복합체 자기-조립 나노입자를 2 mL의 PBS(0.01M, pH7.4)에 완전히 녹이기 위해 약간의 열과 10분간 소니케이션 한 후, 분자량 2000 Da이하를 내보낼 수 있는 멤브레인에 투입하여 20 mL의 PBS에 담가 37℃, 50 rpm 속도로 쉐이킹되는 항온기에 넣었다.After lyophilized pheophobide A-encapsulated composite self-assembled nanoparticles prepared in the above example was sonicated with a little heat and 10 minutes to completely dissolve in 2 mL of PBS (0.01M, pH7.4), Molecular weight 2000 Da or less was put in a membrane that can be exported, soaked in 20 mL PBS and put into a thermostat shaking at 37 ℃, 50 rpm speed.

선택한 시간간격으로, 용해성 배지로부터 3 mL의 용액을 빼내고 동일한 양의 PBS를 첨가하여 동결건조한 후, 3 mL의 메탄올과 섞어 UV-VIS 분광광도계를 이용하여 669 nm에서의 흡수 값을 측정하였다. 방출된 페오포비드 에이의 양은 Standard와 비교하여 측정한다.At selected time intervals, 3 mL of the solution was withdrawn from the soluble medium and lyophilized by addition of the same amount of PBS, and then mixed with 3 mL of methanol to measure the absorption value at 669 nm using a UV-VIS spectrophotometer. The amount of pheophovide A released is measured in comparison to Standard.

그 결과, 도 4의 결과에서도 확인할 수 있듯이 첫날 대략 14 내지 24%의 봉입약물이 방출되었다. 이러한 빠른 방출은 양친매성 고분자 매트릭스속의 바르지 않게 봉입되어있던 약물의 분해와 방출이 원인이 되어 나타난 것으로 유추 할 수 있다. 또한, 빠른 방출 이후에 느리고 지속적인 방출이 3주 동안 관찰되었다.As a result, as can be seen from the results of Figure 4, approximately 14 to 24% of the encapsulated drug was released on the first day. This rapid release can be attributed to the degradation and release of the incorrectly encapsulated drug in the amphipathic polymer matrix. In addition, slow and sustained release was observed for 3 weeks after rapid release.

또한, 양친매성 고분자가 방출율에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 즉, 실시예 3(3HP-pheo15)과 실시예 5(3HP-pheo20)이 20일 동안 65%와 80%를 방출하는 동안 실시예 4(6HP-pheo15)와 실시예 6(6HP-Pheo20)은 35%와 47%를 방출한 것을 확인하였다. 이는 페오포비드 에이 결합을 위한 제조예 1(3HP)의 양친성 고분자 보다 제조예 2(6HP)의 양친매성 고분자의 소수성 코어와 약물간의 상호작용이 더 강하기 때문에 느린 방출이 발생하기 때문인 것을 확인한 결과이기도 하다.In addition, it was confirmed that the amphipathic polymer affects the release rate. That is, while Example 3 (3HP-pheo15) and Example 5 (3HP-pheo20) released 65% and 80% for 20 days, Example 4 (6HP-pheo15) and Example 6 (6HP-Pheo20) It was confirmed that 35% and 47% were released. This is because the slow release occurs because the interaction between the hydrophobic core and the drug of the amphiphilic polymer of Preparation Example 2 (6HP) is stronger than the amphiphilic polymer of Preparation Example 1 (3HP) for binding to pheophovid A It is also.

[[ 실험예Experimental Example 4] 복합체 자기-조립 나노입자에 대한 세포 생존율 조사 4] Study of Cell Viability for Complex Self-Assembled Nanoparticles

상기 실시예에서 제조한 복합체 자기-조립 나노입자에 대한 세포 생존율을 조사하기 위하여 편상상피 세포암(SCC7) 세포주를 이용하여 CCK-8 분석 키트를 이용하여 세포 생존율을 측정하였다.Cell viability was measured using a CCK-8 assay kit using a squamous cell carcinoma (SCC7) cell line to investigate cell viability for the composite self-assembled nanoparticles prepared in the above examples.

상기 편상상피 세포암(SCC7)는 American type Culture Collection(Rockville, MD)에서 구입하였다. 세포의 기본 배지는 RPMI 1640(GIBCO)에 10% 우태혈청(FBS, GIBCO)과 1%의 항생제(P/S, GIBCO)를 첨가하여 사용하였고, 배양 용기에는 5% CO2와 95% 공기가 공급되고, 적절한 습도와 37℃의 온도의 조건에서 배양하였다.The squamous cell carcinoma (SCC7) was purchased from the American type Culture Collection (Rockville, MD). The basal medium of the cells was 10% fetal bovine serum (FBS, GIBCO) and 1% antibiotics (P / S, GIBCO) added to RPMI 1640 (GIBCO), and 5% CO 2 and 95% air were added to the culture vessel. It was supplied and incubated under conditions of a suitable humidity and a temperature of 37 ℃.

SCC7(편평상피 세포암) 세포주를 96-웰 플레이트에 웰 당 2만개씩 seeding 한 후, 24시간 동안 배양하였다. 이 후에 페오포비드 에이가 봉입된 복합체 자기-조립 나노입자를 0.1 M, 0.5 M 및 1 M의 페오포비드 에이 당량 농도가 되도록 새로운 세포 배양액을 이용하여 희석한 후, 웰 당 200 ㎕씩 첨가하여 37℃에서 4시간 동안 처리하였다. 대조군은 웰 당 200 ㎕씩의 세포배양액을 첨가하고 4시간을 배양한 것을 사용하였다. 그 후, 페오포비드 에이가 봉입된 복합체 자기-조립 나노입자가 포함된 세포 배양액을 제거하고, 세포내로 흡수되지 않은 상기 실시예의 복합체 자기-조립 나노입자를 제거하기 위하여 세포를 인산완충용액으로 3번 세척하였다.SCC7 (squamous cell carcinoma) cell lines were seeded in a 96-well plate at 20,000 per well and incubated for 24 hours. Subsequently, the complex self-assembled nanoparticles encapsulated with pheopovid A were diluted with fresh cell culture so as to have equivalent concentrations of pheopovid A of 0.1 M, 0.5 M and 1 M, and then 200 µl was added per well. Treatment was carried out at 37 ° C. for 4 hours. As a control, 200 µl of the cell culture solution was added per well, and the culture was performed for 4 hours. Subsequently, the cells were removed with a phosphate buffer solution to remove the cell culture medium containing the complex self-assembled nanoparticles encapsulated with pheophovide A, and to remove the complex self-assembled nanoparticles of the above example that were not absorbed into the cells. Washed twice.

그리고 새로운 배양액을 웰 마다 200 ㎕씩 첨가한 후, 광역학치료(PDT) 처리 그룹은 670 nm 레이저를 이용하여 조사선량 밀도를 50 mW/㎠, 10 J/㎠ 및 5 J/㎠과의 조건에서 광역학치료를 수행하였다. 24시간을 더 배양한 후 CCK-8 분석 키트를 이용하여 세포 생존율을 측정하였다.After adding 200 μl of the new culture solution per well, the photodynamic therapy (PDT) treatment group used a 670 nm laser at a dose density of 50 mW / cm 2, 10 J / cm 2 and 5 J / cm 2. Photodynamic therapy was performed. After 24 hours of incubation, cell viability was measured using a CCK-8 assay kit.

그 결과 도 5의 결과에서도 확인할 수 있듯이, 제조예 1(3HP) 및 제조예 2(6HP)의 경우는 세포에 빛을 조사하지 않았을 때 세포에 독성이 없는 것을 확인하였다. 상기의 결과는 페오포비드 에이가 봉입되어 있지 않은 양친매성 고분자의 경우는 광역학치료를 하지 않았을 때 그 자체만으로는 세포에 영향을 주지 않는 것을 확인한 결과이기도 하다.As a result, as can be seen from the results of Figure 5, in the case of Preparation Example 1 (3HP) and Preparation Example 2 (6HP) it was confirmed that the cells are not toxic when the light is not irradiated. The above results were also confirmed that the amphiphilic polymer that is not encapsulated pheopovid A does not affect the cells by itself when the photodynamic therapy is not performed.

그러나 실시예 3 및 실시예 5의 복합체 자기-조립 나노입자를 처리한 세포군 에서는 광역학치료를 하지 않았을 때에도 약 30% 정도의 세포만이 생존하였고, 광역학 치료를 한 경우에는 약 10% 이하의 생존율을 보이는 것을 확인하였다. 상기의 결과로부터 실시예 3 및 실시예 5는 그 자체만으로도 SCC7 암세포에 독성을 나타내는 것을 확인한 것이다. 실시예 4 및 실시예 6의 복합체 자기-조립 나노입자를 처리한 그룹은 광역학치료를 하지 않은 경우에는 세포 생존율이 약 80% 이상을 보였고 광역학치료를 한 경우에는 약 20% 이하의 생존율을 보이는 것을 확인하였다.However, in the cell groups treated with the composite self-assembled nanoparticles of Examples 3 and 5, only about 30% of the cells survived without photodynamic therapy, and about 10% or less of the cells treated with photodynamic therapy. It was confirmed that the survival rate. From the above results, it was confirmed that Example 3 and Example 5 are toxic to SCC7 cancer cells by themselves. Groups treated with the composite self-assembled nanoparticles of Examples 4 and 6 showed about 80% or more cell viability without photodynamic therapy and about 20% or less with photodynamic therapy. It confirmed that it was seen.

이는 좋은 세포에 대한 흡착 및 광역학치료 후 뚜렷한 광독성으로 암세포에 심각한 손상을 가져오는 것을 확인한 결과이기도 하다.This is a result of confirming that the cancer cells are seriously damaged by the phototoxicity after the adsorption and photodynamic therapy on the good cells.

또한, 상기 실시예 4 및 실시예 6의 복합체 자기-조립 나노입자를 여러 농도로 처리한 후, 농도에 따른 조사선량(5 및 10 J/㎠)의 광역학 치료시 세포에 대한 독성을 조사하였다. 그 결과 6에서도 확인할 수 있듯이, 복합체 자기-조립 나노입자의 농도와 빛의 세기에 의존적으로 세포 생존율은 감소하는 것을 확인할 수 있었다.In addition, after treating the complex self-assembled nanoparticles of Examples 4 and 6 at various concentrations, the toxicity to the cells during the photodynamic treatment of the irradiation dose (5 and 10 J / ㎠) according to the concentration was investigated . As a result, as can be seen in 6, it was confirmed that the cell viability decreased depending on the concentration of light and self-assembled composite nanoparticles.

실시예 4의 복합체 자기-조립 나노입자를 처리하고, 광역학치료를 하기 전과 후의 세포모양과 형광세기를 컨포컬 현미경으로 관찰하였다. 그 결과 도 7에서도 확인할 수 있듯이, 실시예 4의 복합체 자기-조립 나노입자는 세포에 흡수되어 세포의 내부와 핵막 쪽에 강한 형광시그널을 내었고, 광역학치료 전에는 세포의 모양이 정상적이었으나 치료 후에는 세포가 풍선처럼 부풀어지는 것과 수많은 기포를 관찰할 수 있었다.The composite self-assembled nanoparticles of Example 4 were treated, and the cell shape and fluorescence intensity before and after photodynamic therapy were observed by confocal microscopy. As a result, as shown in FIG. 7, the composite self-assembled nanoparticles of Example 4 were absorbed by the cells to give a strong fluorescence signal to the inside of the cell and the nuclear membrane, and the shape of the cells was normal before the photodynamic treatment, but after the treatment. The cells swell like balloons and numerous bubbles can be observed.

Claims (11)

하기 화학식 1의 양친매성 고분자에 생분해성 광활성 물질이 봉입된 복합체 자기-조립 나노입자.
Figure pat00008
Composite self-assembled nanoparticles in which a biodegradable photoactive material is encapsulated in an amphiphilic polymer of the formula (1).
Figure pat00008
제 1항에 있어서,
상기 생분해성 광활성 물질은 페오포비드 에이(pheophorbide a), 헤마토포피린(Haematoporphyrin), 박테리오클로린(Bacteriochlorins), 프탈로시아닌(Phthalocyanines), 벤조포피린 데리바티브(Benzoporphyrin derivative), 및 5-아미노에부리닉 산(5-Aminolevulinic acid)로부터 선택되는 어느 하나 이상인 복합체 자기-조립 나노입자.
The method of claim 1,
The biodegradable photoactive materials are pheophorbide a, hematopophyrin, Haematoporphyrin, bacteriochlorins, Phthalocyanines, benzopophyrin derivatization, and 5-aminoeburinic. Complex self-assembling nanoparticles of any one or more selected from 5-Aminolevulinic acid.
제 1항에 있어서,
상기 복합체 자기-조립 나노입자는 상기 화학식 1의 양친매성 고분자 : 생분해성 광활성 물질이 10: 0.1 내지 3 비율로 구성된 복합체 자기-조립 나노입자.
The method of claim 1,
The composite self-assembling nanoparticles are composite self-assembling nanoparticles of the amphipathic polymer: biodegradable photoactive material of Formula 1 in a ratio of 10: 0.1 to 3.
제 3항에 있어서,
상기 복합체 자기-조립 나노입자는 상기 화학식 1의 양친매성 고분자를 제조하는 단계; 및 상기 제조된 양친매성 고분자에 생분해성 광활성 물질를 봉입시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 복합체 자기-조립 나노입자.
The method of claim 3, wherein
The composite self-assembling nanoparticles is prepared by the amphipathic polymer of Formula 1; And encapsulating a biodegradable photoactive material in the prepared amphipathic polymer.
제 1항에 있어서,
상기 복합체 자기-조립 나노입자는 입자의 크기가 10 내지 200 nm인 복합체 자기-조립 나노입자.
The method of claim 1,
The composite self-assembled nanoparticles are composite self-assembled nanoparticles having a particle size of 10 to 200 nm.
제 4항에 있어서,
상기 화학식 1의 양친매성 고분자는 헤파린의 사슬에 소수성기로서 poly(β-benzyl L-aspartate)의 소수성 블록을 도입하여 구성되는 복합체 자기-조립 나노입자.
The method of claim 4, wherein
Amphiphilic polymer of Formula 1 is a composite self-assembling nanoparticles composed by introducing a hydrophobic block of poly (β-benzyl L-aspartate) as a hydrophobic group in the chain of heparin.
제 6항에 있어서,
상기 화학식 1의 양친매성 고분자는 poly(β-benzyl L-aspartate)의 소수성 블록 100 중량부에 대하여 헤파린이 0.1 내지 10 중량부로 구성되는 복합체 자기-조립 나노입자.
The method of claim 6,
Amphiphilic polymer of Formula 1 is a composite self-assembled nanoparticles composed of 0.1 to 10 parts by weight of heparin with respect to 100 parts by weight of hydrophobic block of poly (β-benzyl L-aspartate).
제 7항에 있어서,
상기 poly(β-benzyl L-aspartate)의 소수성 블록은 평균 분자량이 4500 내지 5500 Da인 복합체 자기-조립 나노입자.
The method of claim 7, wherein
The hydrophobic block of the poly (β-benzyl L-aspartate) is a composite self-assembled nanoparticles having an average molecular weight of 4500 to 5500 Da.
제 7항에 있어서,
상기 헤파린은 중량 평균 분자량이 500 내지 10,000인 복합체 자기-조립 나노입자.
The method of claim 7, wherein
The heparin is a composite self-assembled nanoparticles having a weight average molecular weight of 500 to 10,000.
제 6항에 있어서,
상기 화학식 1의 양친매성 고분자는 입자의 크기가 10 내지 200 nm인 복합체 자기-조립 나노입자.
The method of claim 6,
Amphiphilic polymer of Formula 1 is a composite self-assembling nanoparticles having a particle size of 10 to 200 nm.
제 1항 내지 제 10항에서 선택되는 어느 한 항의 복합체 자기-조립 나노입자를 포함하는 광감작제.A photosensitizer comprising the composite self-assembled nanoparticle of any one of claims 1 to 10.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102100060B1 (en) * 2018-11-08 2020-04-10 가톨릭대학교 산학협력단 Emulsan Nanoparticle for Drug Delivery and Use of the Same

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