KR20110114914A - 약물 전달을 위한 ｐＨ-민감성 나노입자 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 본 발명은 다당류의 아민기에 3-디에틸아미노프로필(3-diethylaminopropyl,DEAP)이 도입되어 있는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체에 관한 것이다. 본 발명에 따른 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체는 나노 크기의 약물 전달체로서 표적 세포 내로 쉽고 빠르게 침투할 수 있는 효과가 있으며, 약산성 조건의 환경 변화를 가지는 특정 질병 부위에 대해 선택적 및 효율적으로 약물을 전달하여 치료 효과를 높일 수 있으므로 각종 질환을 치료하기 위한 약물 전달체로서 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

ｐＨ민감성 약물 전달용 나노 복합체 및 이의 제조방법{pH sensitive nano complex for drug delivery and preparation method thereof}

본 발명은 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 작용성 3-diethylaminopropyl(DEAP)을 그래프팅 한 다당류를 포함하는 pH-민감성 약물 전달용 나노 복합체에 관한 것이다.

최근 산업화에 따른 기술의 발전은 생명공학 분야에서 임상적용을 위한 치료 물질로서 펩타이드나 단백질의 사용 가능성을 실용화 할 수 있을 정도로 확장시켰다. 그러나 이러한 펩타이드 또는 단백질을 이용한 약물들의 경우 어떻게 생체 내로 전달시키느냐는 수년 동안 제약 연구 분야에서 계속 진행되고 있는 부분이다.

특히, 약물 전달을 위한 방법 중에서 경구 전달은 약물 전달을 위한 가장 전통적이며 바람직한 방법이라고 할 수 있는데, 반복적 또는 정기적 투여가 필요한 경우에는 더욱 그러하며(B.Y. Kim, 등., J. Control. Release 102, 525-38. 2005),주사와 같은 다른 투여 방법들에 비해 환자의 고통이 적으며, 주사에 동반되는 불쾌감을 덜어준다는 장점들이 있기 때문이다(A. des Rieux 등., J. Control. Release 116, 1-27, 2006). 그러나 약물을 경구 투여할 경우, 정제(tablet) 또는 캡슐(capsule) 형태 제제로부터 약물이 방출된 직후 소화강(digestive lumen)과 혈액 사이의 농도구배(concentration gradient)는 증가하지만, 제제가 소화관의 하부로 이동함에 따라 농도구배가 급격히 감소하게 되어 약물 흡수에 좋지 않은 여건이 형성되는 문제점이 있고, 특히, 단백질 또는 펩타이드 제제의 약물은 소화관으로 분비되는 소화효소에 의해 상당 부분 가수분해 되기 때문에 생체내의 이용도가 감소되는 문제점이 있다.

또한, 경구 투여용 제제 이외에도 지금까지 사용되고 있는 각종 형태의 제약들은 질환 부위에 적절한 약효를 나타내기 위해 필요로 하는 양보다 많은 양을 투약하여야만 약효를 나타내므로 적절치 않은 약물의 양으로 인해 그 이외의 부분에서는 부작용이 발생하여, 많은 제약회사들은 이러한 부작용을 줄일 수 있으면서 동시에 약효를 극대화할 수 있는 제형의 개발에 대한 필요성을 갖게 되었다.

상기 문제점을 해결하기 위해 약물전달시스템(drug delivery system, 이하 DDS)에 대한 활용도가 높아지고 있는데, 상기 DDS란, 기존 의약품의 부작용을 최소화하고 효능 및 효과를 극대화시키는 방법이며, 이것은 이전보다 낮은 농도 또는 투약하기 곤란한 약물의 선택성을 개선하는데 유용하다. 투여되는 약물이 물리화학적으로나 약동학적으로 특별한 특성, 예를 들면 높은 수용성, 높은 지용성, 불용해성 등을 보인다면, 특별한 전달체계의 사용이 요구된다.

또한, 특별한 요구사항을 갖는 약물들, 예를 들면, 독성이 심한 일회 투여되는 주사용 약물, 세포독성을 갖는 불안정 약물, 고청소율을 갖는 약물, 생체내에서 쉽게 불활성화되는 약물, 국소적 적용이 요구되는 약물 등은 적절한 DDS를 갖도록 고려되어야 한다.

상기 DDS기술은 70년대부터 선진국들이 첨단기술을 동원해 활발히 연구되고 있는 분야이다. 87년 물질특허제도가 도입됨에 따라 위기의식을 느낀 국내 제약회사들이 평균 15년의 기간과 2억 달러 이상의 비용이 소요되는 신약개발보다는 기존 약물의 단점을 개선한 DDS을 응용한 제품 개발이 새로운 신약개발에 필요한 기간과 비용이 약 1/3로 단축되고 성공 확률도 매우 높다는 것을 알게 되었고, 이에 많은 제약회사에서 DDS에 대한 연구가 본격화되었다. 국내에서는 90년부터 본격적인 연구가 시작되었으며, 이와 관련된 특허출원은 92년 이후 지속적인 증가세를 보이고 있다.

상기 약물전달시스템에 있어서, 인체 내에서 pH의 변화를 이용할 수도 있다. 특히, 인체 내에서 pH의 변화는 세 곳에서 관찰되고 있는데, 첫째는 위장관에서의 변화로서, 위의 낮은 pH와 장의 높은 pH 사이의 차이가 약물전달 등에 이용되고 있다. 둘째로는 혈액내의 pH 변화인데 인체의 혈중 pH는 7.4를 유지하고 있으며, 그 변화의 폭은 일반적으로 ± 0.04를 넘지 않는다. 그러나 혈중의 pH 변화가 0.04보다 높으면 알카데미아(alkademia)가 유발되며, 0.04보다 낮으면 엑시데미아(acidemia)가 유발된다. 셋째로 인체 내에서 관찰되는 pH의 변화는 국부적인 세포내에서 관찰되는데, 이는 암이나 저산소증과 같은 질환이 유발되었을 경우, 정상 세포에 비해 pH가 낮아진다.

또한, 각 질병의 종류 및 발생 부위에 따라 병변 세포는 특정 약산성의 pH를 나타내는 것으로 알려져 있는데, 예컨대, 암세포의 경우에는 암주위의 pH가 암세포의 왕성한 대사에 의해 발생되는 유기산 때문에 정상조직보다 평균 0.6 낮은 약 6.8의 pH를 나타내는 것으로 밝혀졌다.

이와 같이 암을 비롯한 각종 질병이 발생한 부위에서는 정상에 비해 pH가 다소 낮아지는 차이점이 있으므로 이러한 pH 변화를 이용한 약물 전달체를 사용할 경우, 종래의 약물 전달체에 비해 질병 부위 특이적으로 약물을 효율적으로 전달할 수 있어 치료 효과를 증진시킬 수 있을 것으로 기대할 수 있으나, 아직까지 이러한 pH 차이를 인식할 수 있는 약물 전달체가 개발되지 못하고 있다.

이에, 본 발명자들은 다당류의 아민기에 3-디에틸아미노프로필(3-diethylaminopropyl,DEAP)이 도입되어 형성된 나노 복합체 나노겔이 미세한 pH의 변화에서도 반응하여 약산성에서 분해됨으로써, 약산성 환경을 가지는 질병에 대해 특이적으로 약물을 효과적으로 전달 및 방출할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 3-디에틸아미노프로필(3-diethylaminopropyl,DEAP)이 그래프팅되어 있는 다당류를 포함하는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체 내에 약물이 봉입되어 있는 약물전달체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 본 발명에 따른 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 3-디에틸아미노프로필(3-diethylaminopropyl,DEAP)이 그래프팅(grafting) 되어 있는 다당류를 포함하는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 그래프팅은 상기 다당류의 아민기와 상기 3-디에틸아미노프로필의 이소티오시아네이트기(isothiocyanate)가 결합하는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 다당류는 풀루란(pullulan), 커드란(cudlan), 히아루론산( hyaluronic acid), 펙틴(pectin), 키토산(chitosan), 덱스트란(dextran), 헤파린(Heparin) 및 전분(starch)으로 이루어진 군 중에서 선택될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 다당류는 키토산일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 키토산은 수용성 글리콜 키토산, 키토산 올리고머, 아세틸화된 키토산 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 나노 복합체는 pH 7.0 이하에서 불안정화 될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 3-디에틸아미노프로필(3-diethylaminopropyl,DEAP)은 다당류의 1차 아민 하나당 0.90 ~ 0.97개로 치환되는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 나노 복합체의 입자 크기는 100 ~ 110 nm인 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체 및 상기 나노 복합체 내에 봉입될 수 있는 약물을 포함하는 약물 전달체를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 약물은 단백질, 펩타이드 및 합성화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 약물은 파클리탁셀, 도세탁셀, 독소루비신, 시스플레틴, 카보플래틴, 5-FU, 에토포시드, 캄토테신으로 구성된 항암제 중 선택되는 1종 이상의 약물일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 나노 복합체 및 약물의 혼합비는 나노 복합체 : 약물의 혼합비가 1:1 내지 10:1인 것일 수 있다.

또한, 본 발명은,

다당류를 용매에 용해시키는 단계;

상기 다당류가 용해된 용액에 3-디에틸아미노프로필을 첨가하여 상기 다당류의 아민기와 상기 3-디에틸아미노프로필의 이소티오시아네이트기(isothiocyanate)를 결합시키는 단계; 및

상기 결합되어 합성된 고분자를 투석 및 동결 건조하는 단계를 포함하는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 다당류는 풀루란(pullulan), 커드란(cudlan), 히아루론산( hyaluronic acid), 펙틴(pectin), 키토산(chitosan), 덱스트란(dextran), 헤파린(Heparin) 및 전분(starch)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 키토산은 글리콜 키토산일 수 있다.

본 발명에 따른 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체는 생분해성 및 생체적합성이 우수한 다당류를 기반으로 하고 있으며 pH 민감성 물질인 3-디에틸아미노프로필(3-diethylaminopropyl,DEAP)을 사용하여 제조된 나노 크기의 약물 전달체로서, 표적 세포 내로 쉽고 빠르게 침투할 수 있는 효과가 있으며, 약산성 조건의 환경 변화를 가지는 특정 질병 부위에 대해 선택적 및 효율적으로 약물을 전달하여 치료 효과를 높일 수 있으므로 약산성 질환 치료용 약물 전달체로서 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 산-염기 적정법에 의한 GCS-g-DEAP 나노겔의 pH 프로파일 그래프이다.
도 2는 GCS-g-DEAP 나노겔의 입자 크기 분포를 나타낸 그래프이다.
도 3은 GCS-g-DEAP 나노겔 및 GCS 용액 pH에 따른 투과도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 GCS-g-DEAP 나노겔의 pH에 따른 CAC값의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 GCS-g-DEAP 나노겔의 pH에 따른 제타 전위의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 GCS-g-DEAP 나노겔의 FE-SEM 이미지이다.
도 7은 DOX-로딩된 GCS-g-DEAP 나노겔로부터 방출되는, pH-의존성 DOX 방출 그래프이다.
도 8은 DOX-로딩된 GCS-g-DEAP 나노겔 또는 유리 DOX로 처리한 A549 세포의 형광 이미지 사진이다.

본 발명에서 사용되는 용어에 대한 정의는 이하와 같다.

"졸(sol)"은 액체 내에 콜로이드성 입자의 분산이며, 용어 "겔(gel)"은 1마이크로미터 이하(submicometer)의 치수의 포어(pore)와 전형적으로 1마이크로미터보다 큰 평균 길이를 갖는 폴리머 사슬의 상호연결된 단단한 네트워크를 의미하는 것으로, 폴리머 용액의 온도가 블럭공중합체의 겔화온도 이상으로 상승될 때 자발적으로 발생하는 반고체상을 나타낸다.

"제어된 방출"이란 본 발명의 약물 전달 제형에 따라 전달되는 약물 또는 치료제의 속도 및/또는 양의 조절을 언급한다. 제어된 방출은 연속적 또는 불연속적이고/거나 선형 또는 비선형일 수 있다. 이것은 하나 이상의 유형의 중합체 조성물, 약물 로딩, 부형제 또는 분해 개선제, 또는 다른 개질제의 포함, 단독으로, 조합하여 또는 연속으로 투여시켜 요망되는 효과를 제공하는 것을 이용하여 달성될 수 있다.

"약물"은 생활성을 가지며 치료용으로 사용 또는 개조되는 유기 또는 무기 화합물이나 물질을 의미한다. 단백질, 올리고누클레오티드, DNA 및 유전자 치료제가 광의의 약물 정의에 포함된다.

"치료제"란 유기체(사람 또는 사람이 아닌 동물)에 투여될 때 국소적 및/또는 전신적 작용에 의해 요망되는 약리학적, 면역원성 및/또는 생리학적 효과를 유도하는 임의의 화합물 또는 조성물을 언급한다. 따라서 상기 용어는 전통적으로 약물, 백신, 및 단백질, 펩티드, 호르몬, 핵산, 유전자 구성물 등과 같은 분자를 포함하는 생체약제로서 간주되는 화합물 또는 화학물질을 포함한다. "치료제"는 하기를 포함하나 이로 제한되지 않는 모든 주요 치료 분야에 사용되는 화합물 또는 조성물을 포함한다: 항생제 및 항바이러스제와 같은 항-감염제; 진통제 및 진통 조합물; 국소 및 일반적인 마취제; 식욕감퇴제; 항관절염제; 항천식제; 항경련제; 항우울제; 항히스타민제; 항염증제; 항구토제; 항편두통제; 항신생물제; 항가려움제; 항정신병제; 해열제; 항연축제; 심혈관 제조물 (칼슘 채널 차단제, β-차단제, β-효능제 및 항부정맥제 포함); 항고혈압제; 화학요법제; 이뇨제; 혈관확장제; 중추 신경계 자극제; 기침 및 감기 제조물; 충혈제거제; 진단제; 호르몬; 골형성 자극제 및 골 재흡수 억제제; 면역억제제; 근육 이완제; 정신자극제; 진정제; 신경안정제; 단백질, 펩티드 및 이의 단편 (천연 발생, 화학적으로 합성 또는 재조합에 의해 생성); 및 핵산 분자 (둘 이상의 누클레오티드의 고분자 형태, 이중- 및 단일-가닥 분자 및 슈퍼코일되거나 축합된 분자를 포함하는 리보누클레오티드 (RNA) 또는 데옥시리보누클레오티드 (DNA), 유전자 구성물, 발현 벡터, 플라스미드, 안티센스 분자 등).

"펩티드" "폴리펩티드" "올리고펩티드" 및 "단백질"은 펩티드 또는 단백질 약물을 말할 때 동일하게 사용될 수 있으며 특정 분자량, 펩티드 서열 또는 길이, 생활성 또는 치료분야에 국한되지 않는다.

"치료적 효과"란 당해 방법에 따라 치료된 피검체, 사람 또는 동물의 병에서의 임의의 개선을 의미하며, 예방 또는 방지 효과, 또는 물리적 조사, 실험실용 또는 기계적 방법에 의해 탐지될 수 있는 질병, 질환 또는 병의 징후 및 증상의 중증도에 있어서의 임의의 경감을 수득하는 것을 포함한다.

특정 질병 또는 질환과 관련하여 달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 용어 "치료" 또는 "치료하는"이란 (i) 질병, 질환 및/또는 병에 걸리기 쉬우나 아직 병에 걸린 것으로 진단되지 않은 동물 또는 사람에서 질병, 질환 또는 병이 발생하는 것을 예방하고; (ii) 질병, 질환 또는 병을 억제하고, 즉 이의 진행을 억제하고; 및/또는 (iii) 질병, 질환 또는 병을 경감시키고, 즉 질병, 질환 및/또는 병의 퇴화를 야기하는 것을 언급한다.

"대상" 또는 "환자"는 인간, 소, 개, 기니아 피그, 토끼, 닭, 곤충 등을 포함하여 치료가 요구되는 임의의 단일 개체를 의미한다. 또한, 임의의 질병 임상 소견을 보이지 않는 임상 연구 시험에 참여한 임의의 대상 또는 역학 연구에 참여한 대상 또는 대조군으로 사용된 대상이 대상에 포함된다. 본 발명의 일 실시예에서는 인간을 대상으로 하였다.

"조직 또는 세포 샘플"은 대상 또는 환자의 조직으로부터 얻은 유사한 세포의 집합체를 의미한다. 조직 또는 세포 샘플의 공급원은 신선한, 동결된 및/또는 보존된 장기 또는 조직 샘플 또는 생검 또는 흡인물로부터의 고형 조직; 혈액 또는 임의의 혈액 구성분; 대상의 임신 또는 발생의 임의의 시점의 세포일 수 있다. 조직 샘플은 또한 1차 또는 배양 세포 또는 세포주일 수 있다.

임의로, 조직 또는 세포 샘플은 원발성 또는 전이성 종양으로부터 얻는다. 조직 샘플은 특성상 조직과 서로 혼합되지 않는 화합물, 예를 들어 보존제, 항응고제, 버퍼, 고정액, 영양물질, 항생제 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 조직 샘플의 "절편"은 조직 샘플의 하나의 일부 또는 조각, 예를 들어 조직 샘플로부터 절단한 조직 또는 세포의 얇은 슬라이스를 의미한다. 본 발명이 조직 샘플의 동일한 절편이 형태학적 및 분자적 수준 모두에 분석되거나 단백질 및 핵산 모두에 대해 분석되는 방법을 포함함을 이해한다면, 조직 샘플의 다수의 절편을 취하여 본 발명에 따른 분석에 적용할 수 있음이 이해된다.

"암", "종양" 또는 "악성"은 일반적으로 비조절된 세포 성장의 특징을 갖는 포유동물의 생리학적 상태를 나타내거나 설명한다. 암의 예는 암종, 림프종, 백혈병, 모세포종 및 육종을 포함하지만 이로 제한되지 않는다.

"유효량"은, 이롭거나 바람직한 임상적 또는 생화학적 결과에 영향을 주는 적절한 양이다. 유효량은 한번 또는 그 이상 투여될 수 있다. 본 발명의 목적을 위하여, 저해제 화합물의 유효량은 질병 상태의 진행을 일시적으로 완화, 개선, 안정화, 되돌림, 속도를 늦춤 또는 지연시키는데 적절한 양이다. 만약, 수혜동물이 조성물의 투여에 견딜 수 있거나, 조성물의 그 동물에의 투여가 적합한 경우라면, 조성물은 "약학적으로 또는 생리학적으로 허용가능함"을 나타낸다. 투여된 양이 생리학적으로 중요한 경우에는 상기 제제는 "치료학적으로 유효량"으로 투여되었다고 말할 수 있다. 상기 제제의 존재가 수혜 환자의 생리학적으로 검출가능한 변화를 초래한 경우라면 상기 제제는 생리학적으로 의미가 있다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 3-diethylaminopropyl (DEAP)을 그래프팅(grafting)한 다당류를 포함하는 pH-민감성 약물 전달용 나노 복합체에 관한 것으로서, 이는 '나노겔(nanogel)'의 형태를 취하고 있다.

본 발명에 따른 상기 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체는 생분해성 및 생체적합성이 우수한 다당류와 pH 민감성 물질의 유기적인 결합에 의해 합성될 수 있다.

본 발명의 나노 복합체에서 소수성 블럭을 담당하는 다당류는 물리적 겔을 형성하기 위하여 치환도가 높은 소수성 영역과 치환도가 낮거나 치환이 일어나지 않은 친수성 영역으로 이루어진 블록공중합체 구조를 가지는 것을 특징으로 한다. 상기 소수성 영역은 물 구조를 국소적으로 안정화시키고, 가열시에는 물 구조가 파괴되어 소수성 상호작용을 증강시킴으로써 결과적으로는 겔화 현상을 초래하게 된다.

친수성과 소수성을 동시에 가지고 있는 양친성 고분자는 수용액 상에서 계면에너지의 안정화를 위해 소수성 블록간의 상호작용을 통해 교질입자(micelle) 또는 자가집합체(self-aggregate)를 형성하게 된다. 양친성 고분자에 의해 형성된 고분자 교질입자는 친수성 및 소수성의 정도에 따라 입자의 크기, 분포, 유동학적 성질, 열역학적 안정성 등이 다르게 나타나는 것으로 알려져 있다

또한, 상기 천연고분자 다당류는 생체 내에서 분해되는(biodegradable) 생분해성 및 생체 적합성을 가지는 것을 특징으로 한다.

"생분해성"은 블럭 공중합체가 신체내에서 화학적으로 분해되어서 비독성 화합물을 형성할 수 있음을 의미한다. 분해속도는 약물 방출 속도와 동일 또는 상이하다. 그리고 "생체적합성"이란 바람직하지 않은 후속효과 없이 인체와 상호작용하는 특성을 의미한다.

본 발명에서 사용한 상기 다당류로는 이에 제한되지는 않으나, 풀루란(pullulan), 커드란(cudlan), 히아루론산( hyaluronic acid), 펙틴(pectin), 키토산(chitosan), 덱스트란(dextran), 헤파린(Heparin) 및 전분(starch)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 생체고분자 다당류 및 이들의 유도체들을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 키토산을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 수용성 글리콜 키토산, 키토산 올리고머 또는 아세틸화된 키토산 등을 사용할 수 있고, 더욱더 바람직하게는 하기 구조식의 키토산 유도체인 글리콜 키토산을 사용할 수 있다.

키토산은 자연계에서 셀룰로오스(cellulose) 다음으로 풍부한 천연 고분자 재료인 키틴(chitin)을 탈아세틸화(deacetylation)하여 얻어지는 화합물을 총칭하는 것으로, 2-아미노-2-디옥시-β-D-글루코피라노오스(2-amino-2-deoxy-β-D-glucopyranose)로 구성된 다당류(polysaccharide)이다. 키토산은 자연계에 존재하는 다른 다당류와 달리 주쇄에 1차 아민을 함유하고 있으며, 이로 인해 매우 독특한 성질을 나타내어, 환경, 농업, 의약등 여러 분야에서 응용되고 있고, 특히 생체적합성 및 생분해성이 우수하여 유전자 및 약물전달체, 조직공학을 위한 스케폴드, 주입형 하이드로젤 등의 구성요소로서 의약분야에서 집중적 연구대상이 되고 있다.

상기 키토산은 특정 pH에서 졸-겔 전이 특성을 보이는데, 체내와 비슷한 pH 7.0 내지 7.4 부근에서 겔화가 이루어지고 상기 범위 이하에서는 졸화됨으로써, 체내 주입시 종래 하이드로 겔에서 볼 수 있었던 주사 바늘의 막힘 현상의 발생 없이 체내에서 안전하게 겔을 형성할 수 있다.

한편, 본 발명에서 pH 민감성 물질로 하기 화학식 1을 가지는 3-diethylaminopropyl (DEAP)을 사용할 수 있다.

상기 DEAP 블럭(block)은 3차 아민을 가지고 있어 체내 pH에 민감성을 나타낼 수 있다.

3차 아민기로 인해 pH에 따라 물에 대한 용해도가 달라지는 이온화 특성을 가짐으로써, pH 변화에 따라 겔을 형성하거나 졸 상태를 유지할 수 있다. 상기 3차 아민기는 화학적으로 미-반응성이고, 통상적으로 정상 조직에서 2차 또는 1차 아민 그룹에 비하여 감소된 독성을 나타낸다. 또한, 1차 또는 2차 아민 그룹과 달리, 3차 아민은 생물학적 단백질의 카르복시산과 결합된 아실 유도체로 전환되지 않는다.

본 발명에서, 다당류와 상기 pH 민감성 물질인 3-diethylaminopropyl (DEAP)의 유기적인 결합은 반응성이 뛰어난 다당류의 자유 아민기가 3-diethylaminopropyl (DEAP)의 이소티오시아네이트기(isothiocyanate)와 반응함으로써 생체고분자를 합성할 수 있다.

특히, pH 민감성 고분자의 인체 내에서의 생분해 및 완전히 체외로 배출을 위하여, pH 민감성을 가지는 3-diethylaminopropyl (DEAP) 성분을 커플링 반응시킴으로써, 인체 내에서의 생분해 및 체외로의 완전한 배출이 가능한 나노겔을 제조할 수가 있다.

본 발명의 일실시예에서는 글리콜 키토산(glycol chitosan (GCS))에 3-diethylaminopropyl (DEAP) 그룹을 그래프팅 함으로써 pH-민감성 나노겔 GCS-g-DEAP을 제조하였다.

본 발명에 따른 상기 pH 민감성 DEAP 그룹은, 키토산의 하나의 1차 아민기에 대하여, 치환도가 0.90 ~ 0.97의 범위인 것이 바람직하고, 가장 바람직한 것은 치환도가 0.95인 경우이다. 상기 치환도의 범위에서 약물을 봉입하기 위한 최적의 나노 복합체가 형성될 수 있기 때문이다.

본 발명의 pH 민감성 DEAP 그룹을 함유한 다당류 복합체는 pH 민감성 DEAP 그룹의 소수성기와 키토산의 친수성기에 의한 양친성으로 인하여 수계에서 구형 자가 조립체의 나노겔을 형성할 수 있다.

일반적으로 자가조립(self-assembling)은 친수성 및 소수성을 모두 가진 양친성 분자가 수용액 상에서 회합하여 형성하는 구형집합체를 형성하는데, 친수성기는 구형 집합체의 외부에 소수성기는 내부에 모이게 된다. 특히, 본 발명에서 친수성 쉘 상의 GCS 및 소수성 코어에서의 DEAP 블럭, 특히, DEAP 블럭의 소수성은, 산성 조건(~ pK_b) 하에서 DEAP 블럭의 이온화가 블록의 친수성을 증가시킬 것이라는 점에서, 용액의 pH에 대해 의존적이다.

또한, 상기 나노 복합체의 입자크기는 직경이 100 ㎚ 내지 110 ㎚의 범위가 될 수 있으며, 이러한 크기는 상기 나노 복합체가 표적세포로 이동하기에 적절하다.

본 발명에 따른 약물 전달용 나노 복합체는 pH가 7.0 이하의 약산성 환경에서 불안정화, 즉, 나노 복합체의 구조가 변화되어 나노 복합체 내부에 봉입되어 있는 약리 활성을 갖는 약물이 외부로 방출될 수 있는 특징이 있다.

따라서 pH가 7.0 이하의 약산성을 보이는 질병부위에 특이적으로 반응할 수 있는 특징이 있으며, 바람직하게는 pH 5.0 내지 7.0의 약산성을 보이는 부위에 특이적으로 반응할 수 있다. 가장 바람직하게는 pH 6.0 ~ 7.0의 약산성 환경에서 반응할 수 있다.

그러므로 본 발명에의 나노 복합체는 암과 같은 질환 부위에 형성되는 약산성 조건인 약 pH 6.0 ~ 7.0에서의 약물 방출에 효과적으로 이용될 수 있다. 즉, 본 발명의 나노 복합체는 코어의 소수성 특성 때문에 소수성을 가지는 여러 항암제를 효율적으로 전달하는 체계로 널리 이용되고 있다.

즉, 중성 pH에서 DEAP 블럭은 소수성 약물을 위한 창고(저장소)로서 제공될 수 있으며, 반면, 산성 pH의 환경에서 DEAP 블럭은 내부 코어의 양성자 첨가반응(protonation)으로 인해 나노겔의 분해를 일으키게 되고, 결과적으로 나노겔로부터 약물이 밖으로 방출되게 된다.

따라서 본 발명의 pH 민감성 DEAP 그룹을 함유한 나노 복합체는 일반 저분자량의 항암제보다 투과 보유성 효과(enhanced permeability and retention, 이하 EPR)에 의하여 암조직에 대한 선택성이 높아, 더 많은 양이 암 조직에 축적되어 효과적으로 항암 작용을 발휘할 수 있는 장점이 있으며, 주쇄로 사용되어진 친수성 다당류와 결합된 pH 민감성 DEAP에 의하여 수용액 상에서 수십 ~ 수백 나노미터 크기의 구형 자가집합체를 자발적으로 형성하여 항암제의 전달체로서 표적 지향적이며, 지속적 약물 방출이 가능한, 높은 항암 효과를 발휘할 수 있는 약제로서 암 등의 질환의 치료에 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는 본 발명의 나노 복합체(즉, 나노겔)의 불안정화를 의미하는 나노겔 용액의 상대적 투과도를 확인하였는데, 특히 pH 7.4에서의 투과도와 관련하여, 본 발명의 나노겔 용액의 상대적 투과도(relative transmittance)를 선택된 pH 범위에서 측정하였다. 그 결과, pH를 7.2에서 6.8로 감소시키는 동안 나노겔 용액의 상대적 투과도는 급격히 증가하였는 바, 본 발명의 GCS-g-DEAP 나노겔은 약산성에서 불안정화되는 특성을 가지고 있음을 확인하였다.

또한, GCS-g-DEAP 나노겔의 다른 pH의 조건에서의 제타 전위(zeta potential) 변위 또한 약산성 조건에서 조립체의 분해로 인해 양이온의 노출이 늘어났다는 사실을 보여준다.

일반적으로 제타 전위는 입자 사이의 반발력이나 인력의 크기에 대한 단위로서 정전기 분산을 제어하는데 중요한 요소로 사용되고 있는데, 상기 본 발명의 GCS-g-DEAP 나노겔 제타전위는 pH 7.4의 경우에는 -0.9mV 정도로 측정되었고, pH가 점점 낮아질수록 제타 전위는 증가하여 pH 6.8에서는 +0.95 mV로 측정되었다. 이러한 결과를 통해 약산성 조건에서 본 발명 나노 복합체의 내부에 양이온이 증가하면서 양이온의 노출이 증가함을 알 수 있다. 즉, 이는 pH 7.4에서 GCS의 에틸렌 글리콜로부터 발생되는 음의 제타전위가, pH 6.8에서의 DEAP 블럭의 양성자 첨가반응에 의해 상쇄됨을 의미한다 .

또한, GCS-g-DEAP 나노겔에 대해, FE-SEM로부터 수득한 형태학적 이미지 역시 pH 7.4 에서 거의 구형의 GCS-g-DEAP 나노겔이 pH 6.8에서 불안정하게 되고 부분적으로 사라진다는 것을 보여준다.

즉, 본 발명의 일 구체예인 GCS-g-DEAP 나노겔은 pH 7.4의 중성 조건에서는 그 구조가 안정하게 유지되지만 pH가 낮아져서 약산성 조건에서는 나노 복합체의 구조가 분해된다.

따라서 나노 복합체를 형성하는 고분자를 이용한 약물 전달 방법은 표적세포에 대한 선택성을 충분히 나타내면서 정상세포에의 독성을 현저히 줄이고, 장기간 약물이 지속적으로 방출되도록 하는 약물 전달체계로서 암과 같은 심각한 질환을 치료하는 새로운 개념의 치료법의 연구에 사용될 수 있다.

나아가 본 발명은 본 발명에 따른 상기 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체는 당업자에게 자명한 방법을 이용하여 제조될 수 있으나, 바람직하게는 (i) 다당류를 용매에 용해시키는 단계; (ii) 상기 다당류가 용해된 용액에 3-diethylaminopropyl (DEAP)을 첨가하여 상기 다당류의 아민기와 상기 3-diethylaminopropyl (DEAP)의 이소티오시아네이트기(isothiocyanate)를 결합시켜 고분자를 합성하는 단계; 및 (iii) 상기 합성된 고분자를 투석 및 동결 건조하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 다양한 pH에 대한 나노 복합체의 민감성, 예컨대 액체(졸)에서 겔에 이르는 가역적인 변화에 대한 겔의 안정성은 다양한 pH에서 점도 및 부피 변화를 측정하는 표준 검정 또는 기술, 예를 들어 점도계를 이용하여 측정될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체의 제조방법에 있어서, 상기 다당류를 용해할 수 있는 용매로는 상기 다당류를 용해시킬 수 있는 용매라면 모두 사용가능하며, 바람직하게는 디메틸설폭사이드(DMSO)를 사용할 수 있다.

또한, 상기 다당류가 용해된 용액에 첨가되는 3-diethylaminopropyl (DEAP)의 양은 상기 첨가된 다당류의 몰비와 동일한 양으로 첨가할 수 있으며, 반응 용액에 트리에틸아민 등을 첨가하여 반응시킴으로써 본 발명에 따른 상기 고분자를 합성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 다당류로서 글리콜 키토산을 사용하였는데, 글리콜 키토산과 3-diethylaminopropyl (DEAP)을 이용하여 GCS-g-DEAP를 합성하였다. 상기 GCS-g-DEAP의 합성과정은 하기에 나타낸 바와 같이, 글리콜 키토산(GSC)의 자유 아민기가 3-diethylaminopropyl (DEAP)의 이소티오시아네이트기(isothiocyanate)와 반응하여 상기 아민기에 3-diethylaminopropyl (DEAP)이 도입됨으로써 합성할 수 있는데, 이때 상기 반응은 상온에서 5~7일간 반응시킬 수 있다.

상기 합성된 나노 복합체는 투석 및 동결 건조를 통해 파우더 상태로 수득할 수 있으며, 수상에 녹일 경우 음전하(-)를 띈다.

따라서 본 발명의 방법으로 합성된 고분자가 용해된 수용액에 양전하(+)를 띄는 약리 활성을 갖는 약물을 첨가할 경우, 정전기적 인력, 즉, 이온결합에 의해 상기 고분자의 내부에 상기 약물을 봉입시킬 수 있다. 이때, 상기 합성된 고분자 및 약리 활성을 갖는 약물은 합성된 고분자 대 약리 활성을 갖는 약물을 1:1 내지 10:1의 혼합비(중량%)로 혼합할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 본 발명에서 합성된 나노 복합체 내부에 약리 활성을 갖는 약물이 봉입된 pH 민감성 약물 전달체에 관한 것이다. 상기 약물 전달체 역시 나노입자 크기를 갖는다는 특징이 있다.

약물전달시스템은 체내로 도입된 약물의 체내 농도와 위치를 제어하여 부작용을 최소화하고 치료부위에 질병 치료용 약물을 효율적으로 전달하는 기술로서 기존 약물의 약물 동력학(pharmacokinetics)을 변화시켜 효능 및 효과를 극대화하고자 하는 약물 제형 기술을 말한다. 이러한 약물전달시스템은 최근 마이크로기술 또는 나노기술의 급속한 발전에 따라 약제 성분 또는 제형들을 나노크기의 전달체를 사용하여 세포내로 전달시키는 방법들이 속속들이 개발되고 있다.

또한, 나노입자는 입자의 크기가 수 나노미터에서 수백 나노미터 크기의 넓은 표면적을 가지는 콜로이드 상의 불균인 분산 입자로서, 나노입자가 인체에 투입될 때에는 주사, 경구, 피부 등 다양한 방법을 통해 전달되며 이때의 약물의 분포는 나노입자의 특성에 따라 조금씩 다르게 나타난다.

한편, 본 발명에 따른 약물 전달체는 본 발명에서 합성된 나노 복합체가 수용액 상에서 음전하(-)를 띄고 있으며, 양전하를 띄는 약물과 함께 이온결합에 의해 구형의 약물 전달체의 형태를 이루게 되며, 이때, 상기 본 발명의 나노 복합체 나노겔의 입자 크기는 100~110nm일 수 있으며, 바람직하게는 100~105 nm일 수 있다.

본 발명에 따른 상기 나노 복합체의 입자 크기는 합성된 고분자와 약리 활성을 갖는 약물의 혼합비에 따라 다소 차이가 있을 수 있다.

본 발명에 따른 나노 복합체의 약물전달체는 앞서 기술된 바와 같이 나노크기의 형태를 가지기 때문에 표적 부위, 특히 표적 세포 내로 쉽고 빠르면서도 깊숙히 들어갈 수 있는 장점이 있다.

나아가, 본 발명의 약물 전달체는 미세한 pH의 변화에도 반응하여 약산성에서부터 작용 범위를 가질 수 있는 특징이 있으며, 구체적으로 본 발명의 약물 전달체는 약산성인 pH 7.0 이하에서 나노 복합체 내부에 봉입되어 있는 약리 활성을 갖는 약물이 방출될 수 있는 특징이 있다.

일반적으로 체내의 신진과정은 정상의 수소이온 농도를 유지하기 위해 체내에서 생성된 상당량의 산(acid)의 제거가 신속하게 이루어져야 한다. 그러나 이러한 유지 기능에 장애가 발생하여 수소이온 농도가 7.35 아래로 내려갈 경우에는 산증(acidosis)이 유발되고, 7.45 이상으로 올라갈 경우에는 알칼리성증(Alkalosis)이 유발된다. 또한, 상기 산증(acidosis)은 질환이 발생할 경우 보이는 현상 중 하나로서, 근무력증, 루게릭병 및 근위축증과 같은 근신경계(neuromuscular) 질환, 만성 폐쇄성 폐질환(chronic obstructive pulmonary disease), 류마티스 관절염 및 고형암과 같은 질병부위는 약산성을 띄는 특징이 있으며, 특히 고형암의 세포외(extracellular) pH는 7.2 내지 6.0이다.

따라서 질병 발생 시 유발되는 pH의 변화를 이용하여 pH에 민감한 특성을 갖는 약물 전달체를 이용할 경우, 질병 특이적으로 약물 전달체가 작용할 수 있으므로 보다 정확하고 효과적으로 질병을 진단 또는 치료할 수 있다. 따라서 최근에는 pH에 민감한 특성을 갖는 약물 전달체가 개발되고 있으며 단백질 약물을 함유한 고분자를 세포질 내로 도입할 수 있는 나노 전달체가 개발된 바 있다(Y. Lee, et. al., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 5362-5363). 그러나 상기 개발된 pH 민감성 약물 전달체는 pH가 5.5인 낮은 산성 영역에서만 작용하는 문제점이 있어 왔다.

그러나 본 발명에 따른 약물 전달체는 pH가 7.0 이하의 약산성을 보이는 질병부위에 특이적으로 반응할 수 있는 특징이 있다. 바람직하게는 pH 5.0 내지 7.0의 약산성을 보이는 부위에 특이적으로 반응할 수 있다. 더욱 바람직하게는 6.0 내지 7.0, 가장 바람직하게는 pH 6.8에서 특이적으로 반응할 수 있다.

본 발명의 약물 전달용 나노 복합체의 약물 방출 원리는 하기에 나타낸 바와 같이 중성의 pH, 즉, pH 7.4에서는 본 발명에서 합성된 고분자의 내부에 약리 활성 물질이 이온결합에 의해 구형의 나노입자들을 형성하고 있다가 pH가 낮아져서 약산성의 조건이 되면, 양이온의 증가로 이온 결합이 균형을 이루지 못하고 상기 이온결합이 해리되면서 내부에 존재하던 약물이 외부로 방출하게 되는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 약물전달체는 질환 부위에 형성되는 약산성 조건인 약 pH 7.0에서 상기 나노 복합체가 분해되어 약물을 방출할 수 있는 원리에 의한 것이다.

따라서 본 발명의 pH 민감성 약물 전달체는 약산성인 pH 7.0 이하의 조건에서 상기 복합체의 구조 변형을 통해 내부에 존재하는 약물을 신속하게 방출할 수 있다.

본 발명의 약물전달체는 단기 치료적 효과 또는 치료를 위한 하나 이상의 약물 또는 치료제를 포함할 수 있는데, 약물 또는 치료제는 천연고분자 및 합성고분자 중합체를 용액에 용해시키기 전, 용해시키는 동안 또는 용해시킨 후에 겔을 제조하는데 사용된 중합체에 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 약물 또는 치료제를 용해시키기 전에 첨가시켜 약물 또는 치료제의 보다 균일한 분산 또는 용해를 촉진시킨다.

약물 또는 치료제를 겔(중합체)에 혼입시킬 수 있는 다양한 기술이 공지되어 있으며, 분무 건조, 용매 증발, 상분리, 급속 냉동 및 용매 추출을 포함하나, 이로 제한되지 않는다.

약물 또는 치료제는 상기 겔에 약 0.1 내지 약 100 중량%, 바람직하게는 약 1 내지 약 50 중량%, 및 보다 바람직하게는 약 10 내지 약 30 중량%로 포함된다. 그러나 약물 또는 치료제가 겔의 0.01 내지 95 중량%로 포함될 수도 있다. 겔에 포함된 약물 또는 치료제의 양 또는 농도는 약물 또는 치료제의 흡수비활성화 및 배출 속도 뿐만 아니라 겔 중 중합체의 전달 속도에 따라 달라질 것이다.

상기와 같은 방법으로 제조된, 본 발명에 따른 약물 전달체는 실온에서 액상이다. 피검체에 주사 직후, 체온으로 인해 겔이 된다. 나노 복합체 내에 함유된 약물 또는 치료제는 피검체의 세포외 매트릭스로 확산되고, 표적 부위에 제어된 수단으로 방출될 것이다.

본 발명에서 상기 합성된 고분자의 내부에 봉입할 수 있는 약물로는 양전하를 띄는 약리 활성을 갖는 성분이라면 모두 사용할 수 있다.

바람직하게는 단백질, 펩타이드 및 합성화합물을 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 양전하를 띄는 단백질을 사용할 수 있으며, 양전하를 띄는 상기 단백질로는 이에 제한되지는 않으나, 리소자임(lysozyme), TRAIL(tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand), 판크레아토펩티다제 E(pancreatopeptidase E), 칼시토닌(calcitonin), HIV Tat 단백질(human immunodeficiency virus Tat protein), Antp 호메오 박스 단백질(Antennapedia homeobox protein), HSV VP22 단백질(herpes simplex virus VP22 protein), 트라스투주맙(trastuzumab), 아다리뮤맙(adalimumab), 세투시맙(cetuximab), 알렙투주맙(alemtuzumab). 리투시맙(rituximab), 이타너셉트(etanercept), 인플릭시맙(infliximab), 알레파셉트(alefacept), 바실릭시맙(basiliximab), 다실리주맙(daclizumab), 에리트로포이에틴(erythropoietin; epoetin-α), 다베포에틴알파(darbepoetin-α), 오프렐베킨(oprelvekin; interleukin 11), 루트로핀알파(lutropin-α), 인터페론-베타 1a(interferon-β 1a), 인터페론-베타 1b(interferon-β 1b), 인터페론-감마 1b(interferon-γ 1b), 글루카곤(glucagon), 세크레틴(secretin),아르시투모맙(arcitumomab), 이브리투모맙 튜세탄(ibritumomab tiuxetan), 토시투모맙(tositumomab), 알테프라제(alteplase; tissue plasminogen activatoerl), 테넥테플라제(tenecteplase), 유로키나아제(urokinase), 살몰 칼시토닌(salmon calcitonin), 팔리퍼민(palifermin; keratinicyte growth factor) 및 베카플러민(becaplermin; platelet-derived growth factor)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 이는 앞서 기술한 바와 같이, 본 발명에서 합성된 고분자의 경우, 수상에 용해 시키면 음전하(-)를 띄게 되므로 양전하를 띄는 약물을 사용할 경우, 보다 용이하게 이온결합을 형성할 수 있기 때문이다.

예를 들어, 단백질, 폴리펩티드, 탄수화물, 무기 물질, 항생제, 항신생물제, 국소 마취제, 항혈관형성제, 혈관활성제, 항응고제, 면역조절제, 세포독성제, 항바이러스제, 항체, 신경전달물질, 정신작용약, 올리고누클레오티드, 지질, 세포, 조직, 조직 또는 세포 응집물, 및 이들의 조합물이 있다.

뿐만 아니라, 암 화학요법제, 예컨대 시토킨, 케모킨, 림포킨 및 실제로 정제된 핵산, 및 백신, 예컨대 약독화된 인플루엔자 바이러스가 있다. 혼입될 수 있는 실제로 정제된 헥산은 게놈 핵산 서열, cDNA 엔코딩 단백질, 발현 벡터, 상보적인 핵산 서열과 결합하여 번역 또는 전사를 억제하는 안티센스 분자 및 리보자임을 포함한다. 또한, 국소 마취제, 예컨대 아메토카인, 아르티카인, 벤조카인, 부피바카인, 클로로프로카인, 디부카인, 디클로닌, 에티도카인, 레보부피바카인, 리도카인, 메피바카인, 옥세타자인, 프라목신, 프릴로카인, 프로카인, 프로파라카인 및 로피바카인; 마약성 진통제, 예컨대 알펜타닐, 알파프로딘, 부프레노르핀, 부토르파놀, 코데인, 코데인 포스페이트, 시클라조신, 덱스토모라미드, 데조신, 디아모르핀, 디히드로코데인, 디피아논, 페도토진, 펜타닐, 히드로코돈, 히드로모르폰, 케토베미돈, 레보르파놀, 메프타지놀, 메타돈, 메타딜 아세테이트, 모르핀, 날부핀, 노르프로폭시펜, 노스카핀, 옥시코돈, 옥시모르폰, 파레고릭, 펜타조신, 페티딘, 페나조신, 피리트라미드, 프로폭시펜, 레미펜타닐, 수펜타닐, 틸리딘 및 트라마돌; 및 비마약성 진통제, 예컨대 살리실레이트 또는 페닐프로피온산 유도체가 있다. 적합한 살리실레이트의 예로는 아미노살리실릭 나트륨, 발살라지드, 콜린 살리실레이트, 메살라진, 올살라진, 파라-아미노 살리실산, 살리실산, 살리실살리실산, 및 설파살라진 등이 있다. 적합한 페닐프로피온산 유도체의 예로는 이부프로펜, 페노프로펜, 플루르비프로펜, 케토프로펜 및 나프록센 등이 있다.

특히, 본 발명의 pH 민감성 약물전달용 나노 복합체는 암 질환부위 등의 약산성 환경에서 약물방출효능을 가지므로, 상기 약물은 파클리탁셀, 도세탁셀, 독소루비신, 시스플레틴, 카보플래틴, 5-FU, 에토포시드, 캄토테신으로 구성된 항암제 중 선택되는 1종 이상의 약물인 것이 바람직하다.

또 다른 관점에서 본 발명은 생체분해가능하고 생체적합한 나노겔에 다수의 약물 또는 치료제를 포함하는, 제어된 약물 방출용 약제 조성물을 포함하며, 여기서 상기 조성물 약물 또는 치료제를 필요로 하는 환자에게 도입시키는 것을 포함하는 질병, 질환 또는 병을 치료하는 방법 및 본 발명의 시스템을 제조하는 방법을 포함한다.

본 발명의 약물전달체는 생체흡수성, 생체분해성, 생체적합성으로 제형화할 수 있다. 생체흡수성이라 함은 중합체가 체내에서, 분산된 중합체 분자의 분해 또는 분해 없이, 초기 적용에서 사라질 수 있음을 의미하는 것이다. 생체분해성은 가수분해 또는 효소 분해에 의해 중합체가 체내에서 파쇄 또는 분해될 수 있음을 의미한다. 생체적합성은 성분 모두가 체내에서 무독성임을 의미한다.

본 발명의 치료제 약물 전달 시스템은 당해 약물 시스템에 포함된 약물이 치료 효과적인 질환 상태 또는 증상이 있는 사람 또는 기타 포유동물에 적합하게는 주사 또는 기타 다른 방법으로 전달(예: 이식, 체강 또는 가능한 공간에 넣는 것, 신체의 조직 표면을 코팅 또는 이식가능한 장치의 표면을 코팅함으로써)될 수 있지만, 특히, 상기 조성물은 비경구로 전달되는 것이 바람직하다. '비경구'란 근육내, 복막내, 복부내, 피하, 정맥 및 동맥내를 의미한다. 그러므로, 본 발명의 조성물은 대표적으로 주사 제형으로 제제될 수 있다.

본 발명의 주사가능한 조성물은 임의의 적합한 방법, 바람직하게는 피하 바늘을 통한 주사에 의해 사람 또는 기타 포유 동물의 체내에 주사 또는 삽입할 수 있다.

예를 들면, 주사 또는 기타 다른 방식으로 동맥내, 정맥내, 비뇨생식기, 피하, 근육내, 피하, 두개내, 심장막내, 흉막내, 또는 기타 신체강 또는 가능한 공간내로 투여할 수 있다. 또는, 카테터 또는 시린지를 통해 예를 들어 관절경 시술 동안에 관절내로, 또는 비뇨생식관내로, 맥관내로, 구개내로 또는 흉막내, 또는 신체내 임의의 체강 또는 가능한 공간내로, 수술, 외과, 진단 또는 중재 시술 도중에 도입할 수 있다.

또한, 본 발명의 약물 전달 시스템에 따라, 약물 또는 치료제가 피검체의 표적 부위에 제어된 방식으로 방출될 수 있다.

일 구체예에서, 나노 복합체를 사용하여 약물 또는 치료제의 피검체로의 부위-특이적 방출을 제공한다. 또 다른 구체예에서, pH 민감성 나노겔은 피검체에 투여될 수 있는 하나 이상의 약물 또는 치료제를 포함하여, 약물 또는 치료제가 나노겔로부터의 확산 및/또는 나노겔의 분해에 의해 방출된다.

이 때, 조성물의 투여 값은 치료되는 질병, 질환 또는 병의 유형 및 중증도에 따라 달라질 것이다. 임의의 특정 피검체에 대하여, 특정 용량 섭생이 개개인의 요구 및 조성물을 투여하거나 투여를 지시하는 사람의 전문적인 판단에 따라 경시적으로 조정되어야 함을 추가로 이해해야 한다. 생체내 투여는 세포 배양에서의 시험관내 방출 연구 또는 생체내 동물 모델에 기초할 수 있다

약물 또는 치료제의 방출 속도는 많은 인자에 의존적인데, 특히, 겔을 구성하는 생체분해가능한 중합체의 분해 속도에 의존적이다. 또한, 약물 또는 치료제의 입경에 의존적이다. 따라서, 상기 논의된 인자들을 조정함으로써, 분해, 확산 및 제어된 방출을 매우 다양한 범위로 달리할 수 있다. 예를 들어, 방출이 시간, 일, 개월에 따라 일어나도록 고안될 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에서 제조된 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체는 생체고분자 다당류를 기본으로 하여 생체 내에서 생분해성 및 생체적합성을 확보할 수 있으며, 또한, 상기 다당류가 pH 민감성 물질과 유기적으로 결합되어 있어 이러한 유기적 결합으로 합성된 고분자는 약리 활성 성분과 이온결합을 통해 나노크기의 약물 전달용 나노 복합체를 형성할 수 있으므로 세포 내로 쉽고 빠르게 침투할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서 제조된 약물 전달용 나노 복합체는 pH 민감성 물질의 사용으로 인해 약산성 조건에서 나노 복합체의 구조가 붕괴(즉, pH 민감성 물질인 3-디에틸아미노프로필(3-diethylaminopropyl,DEAP)이 pH의 변화에 의해 화학적으로 변성되어 결국 글리콜 키토산의 아민기가 노출되고 이온결합이 해리되면서 궁극적으로 나노 복합체의 구조가 변형됨)될 수 있으므로 상기 나노 복합체의 내부에 존재하는 약물이 표적 부위로 빠르게 방출될 수 있다.

그러므로 본 발명의 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체는 약산성 조건의 환경 변화를 가지는 특정 질병 또는 산증과 같은 질병에 대해 선택적 및 효율적으로 약물을 전달하여 치료 효과를 높일 수 있으며, 특히 상기 약산성 조건의 환경 변화를 가지는 특정 질병인 근무력증, 루게릭병 및 근위축증과 같은 근신경계(neuromuscular) 질환, 만성 폐쇄성 폐질환(chronic obstructive pulmonary disease), 류마티스 관절염 및 고형암과 같은 질병을 치료하는데 사용할 수 있다.

다양한 측면의 조성물이 상세하게 기술되었으나, 개질, 치환 및 첨가가 본 발명의 범위를 벗어나지 않으며 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다.

[실시예]

이하에서, 본 발명을 하기의 실시예 및 첨부된 도면을 통하여 구체적으로 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 의도일 뿐, 본 발명의 보호범위가 하기의 실시예에 기재된 예만으로 국한되는 것은 결코 아니다. 또한, 하기의 실시예 뿐만 아니라, 당업자에 의해서 이로부터 용이하게 추론될 수 있는 사항까지도 본 발명의 보호범위에 속함은 자명하다.

우선, 키토산 유도체 및 pH 민감성 물질인 3-디에틸아미노프로필(3-diethylaminopropyl,DEAP)을 사용하여 pH에 민감한 약물 전달용 나노 복합체를 제조하기 위하여 이하의 물질들을, 시그마 알드리치사(St. Louis, MO, USA)로부터 구입하여 준비하였다.

글리콜 키토산(Glycol chitosan:GCS, 250kDa, 82.7%의 탈아세틸화)

3-diethylaminopropyl isothiocyanate (DEAP),

pyrene,

pyridine,

독소루비신HCL(doxorubicinHCl; DOXHCl),

디메틸설폭사이드(DMSO),

트리에틸아민(TEA),

Na₂B₄O₇,

NaOH,

HCl, 및

NaCl

< 실시예 1>

pH 민감성 GCS - g - DEAP 제조

<1-1> GCS - g - DEAP 합성

먼저, 시그마 알드리치사(미국)로부터 구입한 글리콜 키토산(Glycol chitosan:GCS, 250kDa, 82.7%의 탈아세틸화) 1 g을 20 ml의 DMSO에 용해시킨 후, 트리에틸아민(TEA) 1 ml 및 피리딘 0.1ml을 이용하여 실온에서 1일 동안 반응시켜 DEAP (2.8 g)을 GCS에 그래프팅시켰다. 반응 후, 상기 용액을 pre-swollen dialysis membrane tube (Spectra/Por MWCO 8K)에 옮기고 탈이온수에 대해 투석함으로써 반응하지 않은 DEAP를 제거하고, 상기 용액을 동결건조 하였다. 그 후 치환도((DS, 글리콜 키토산의 1차 아민 당 치환된 DEAP 블럭의 갯수)를, δ 1.0 (-CH3, DEAP block) 및 δ2.73 (-CH-, 글리콜 키토산의 반복적인 당 유닛)로부터 유래된 피크의 도입 비율을 이용한 ¹H-NMR (TMS를 갖는 DMSO-d6) 피크를 분석함으로써 측정하였다.

그 결과, 상기 방법으로 합성된 GCS-g-DEAP의 경우 ¹H-NMR을 통해 분석된 글리콜 키토산의 1차 아민 당 치환된 3-디에틸아미노프로필 블럭의 갯수는 0.95인 것으로 확인되었다.

<1-2> 산-염기 적정

탈이온수(30 mmol/l)에 용해된 GCS-g-DEAP 또는 NaCl(대조군)를 1 M NaOH로 pH 10까지 조정하였다. 상기 용액을, 0.1 M HCl 용액의 다단계 첨가법(stepwise addition)에 의해 적정하여 pH 프로파일을 얻었다. 3회의 평균값을 표시하였다.

그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이, 산-염기 적정 곡선에서 변곡점으로부터 측정된, GCS-g-DEAP의 pK_b는 약 6.74이었다. 이는 약 6.0인 GCS의 pK_b와 비슷한 수준이다.

이러한 결과로부터 상기 DEAP blocks이 생리학적 pH 범위 내 완충능력의 대부분을 책임지고 있고; 상기 GCS-g-DEAP의 pH-완충 영역은 pH 6.5 ~ 7.0 사이임을 알 수 있다. 또한, 상기 결과는 polyHis-b-poly(ethylene glycol)의 이미다졸의 pKb가 약 7.0이므로, polyHis-b-poly(ethylene glycol)의 경우와 유사하였다. 그러나, 이미다졸의 경우와 달리, 본 발명의 DEAP block은 3차 아민을 가지고 있고 화학적으로 미-반응성이다. 상기 3차 아민 그룹은 통상적으로 정상 조직에서 2차 또는 1차 아민 그룹에 비하여 감소된 독성을 나타내고, 생물학적 단백질의 카르복시산과 결합된 아실 유도체로 전환되지 않으므로 polyHis-b-poly(ethylene glycol)의 이미다졸과 상이한 효과를 가져올 것으로 예상할 수 있었다.

< 실시예 2>

GCS - g - DEAP 나노겔(nanogel)의 제조

DMSO (5 ml)에 용해된 GCS-g-DEAP (50 mg)를 pre-swollen dialysis membrane tube (Spectra/Por MWCO 8K)에 옮기고 Na₂B₄O₇ 완충용액(5 mM)에 24시간 동안 투석하였다. 바깥쪽 페이즈(outer phase)를 3회 신선한 Na₂B₄O₇ 완충용액으로 대체하였다. 상기 용액을 0.8 μm 시린지 필터를 통해 여과시킨 후, 계속하여 동결건조시켰다. 2일 동안 냉동 건조시킨 다음, 파우더를 수득하였다.

< 실시예 3>

GCS - g - DEAP 나노겔(nanogel)의 특성

<3-1> 입자 크기 분포

GCS-g-DEAP 나노겔의 물리화학적 특성을 알아보기 위하여, 우선, He-Ne 레이저 빔이 구비되어 Zetasizer 3000 (Malvern Instruments, USA)을 이용하여 파장 632.8 nm 및 90°의 고정된 산란각에서, 상기 나노겔(0.1 g/l)의 입자 크기 분포를 PBS(phosphate buffer saline) 용액에서(pH 7.4-5.0, ionic strength= 0.15) 측정하였다.

그 결과, 도 2에 나타난 바와 같이, GCS-g-DEAP 나노겔의 평균 입자 크기는 약 102 nm였다. 이러한 GCS-g-DEAP 나노겔은 어떠한 침전없이 최적 조건하에서 7일 동안 안정하였고, 이 기간을 경과하여도 GCS-g-DEAP 나노겔의 입자크기 및 투과도는 변하지 않았다.

<3-2> 나노겔 용액의 투과도( transmittance ) 변화

자외선/가시광선 분광분석법(UV/visible spectrophotometer)(Labantech Co.)을 이용하여 용액의 빛 투과도를 측정하였다. 테스트 전에, 상이한 pH (pH 7.4-5.0, ionic strength= 0.15)에서의 나노겔 용액 (0.1 g/l)을 4시간 동안 실온에서 안정화시켰다. pH 7.4에서의 투과도와 관련하여, 상기 나노겔 용액의 상대적 투과도(relative transmittance)를 선택된 pH 범위에서 측정하였다.

그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, pH를 7.2에서 6.8로 감소시키는 동안, GCS-g-DEAP 나노겔의 불안정화를 의미하는 나노겔 용액의 상대적 투과도는 급격히 증가하였다. 이는 테스트한 모든 pH에서 투과도의 변화를 나타내지 않는 GCS 용액과 극명한 대조를 이루었다.

<3-3> 임계회합체 농도( critical aggregation concentration , CAC ) 분석

CAC 결정을 위한 형광측정을 Shimadzu RF-5301PC 형광분석장치를 이용하여 수행하였다. 즉, 냉동-건조된 나노겔 파우더를 HCl(또는 NaOH)-Na₂B₄O₇ 완충 용액(pH 7.4-5.0, ionic strength= 0.15)에 확산시킨 후 50℃에서 6시간 동안 피렌(pyrene)과 혼합하여 최종적으로 6.0×10^-7 M의 피렌 농도와 1×10^{- 3} 에서 5×10^-1 g/l까지의 나노겔 농도를 수득하였다. 그리고, GCS-g-DEAP 농도의 log에 대한 발광 스펙트럼 프로파일(λex 339 nm에서)의 I1(intensity of first peak) 을 표시함으로써 상기 CAC를 측정하였다.

그 결과 도 4에 나타낸 바와 같이, pH 7.4에서 GCS-g-DEAP 나노겔의 CAC 값은 상대적으로 낮았다(6 μg/ml). 그러나, 용액의 감소된 pH 때문에, GCS-g-DEAP 나노겔의 CAC 값은 현저히 증가하였다(pH 6.8에서 24 μg/ml 및 pH 6.0에서 73 μg/ml).

이는 산성 pH가 DEAP blocks의 소수성을 감소시켜 CAC값을 증가시키기 때문이다.

<3-4> GCS - g - DEAP 나노겔의 제타 전위( Zeta potential )

상이한 pH 값에서(pH 7.4-5.0, ionic strength= 0.15) GCS-g-DEAP 나노겔 용액(0.1 mg/ml)의 제타전위를, Zetasizer 3000을 이용하여 측정하였다. 테스트 전에, 상기 GCS-g-DEAP 나노겔 용액을 4시간 동안 실온에서 안정화시켰다.

그 결과, 도 5에 나타나 있듯이, 나노겔 용액의 pH가 pH 7.4에서 6.8로 감소하는 동안, GCS-g-DEAP 나노겔의 제타 전위(zeta potential)는 -0.9 mV 에서 +0.95 mV로 변화하였다. 이러한 결과는 pH 7.4에서 GCS의 에틸렌 글리콜로부터 발생되는 음의 제타전위가, pH 6.8에서의 DEAP 블럭의 양성자 첨가반응에 의해 상쇄됨을 시사한다 .

<3-5> GCS - g - DEAP 나노겔의 형태학적 관찰

GCS-g-DEAP 나노겔의 형태를 관찰하기 위하여, 희석한 GCS-g-DEAP 나노겔 용액(0.1 mg/ml)을 pH 7.4 또는 pH 6.8에서 슬라이드 글라스 위에 캐스팅함으로써 샘플을 제조하고, 이를 진공에서 건조시켰다. 상기 샘플의 형태를 Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM, Hitachi s-4800)에 의해 이미지화하였다.

그 결과 도 6에 나타낸 바와 같이, FE-SEM로부터 수득한 형태학적 이미지는 pH 7.4 에서 거의 구형의 GCS-g-DEAP 나노겔이 pH 6.8에서 불안정하게 되고 부분적으로 사라진다는 것을 보여주었다.

전체적으로, GCS-g-DEAP 나노겔의 물리화학적 특성을 알아본 데이터들은 다소 약한 산성 pH에서의 GCS-g-DEAP 나노겔이, DEAP blocks의 양성자 첨가반응에 의한 소수성으로부터 친수성으로의 나노겔 코어의 전이(transition) 때문에 불안정화된다는 것을 시사한다.

< 실시예 4>

GCS - g - DEAP 나노겔을 이용한 약물전달체의 제조

<4-1> DOX 로딩

GCS-g-DEAP 나노겔 내에 독소루비신(DOX)을 로딩하기 전에, DOXHCl를 DMSO에서 2 mole 비율의 TEA와 밤새 반응시킴으로써 DOXHCl의 HCl 염을 분리해냈다. 계속하여, GCS-g-DEAP 나노겔(20 mg) 및 DOX (4 mg)를 DMSO (2 ml)에 녹이고 HCl (또는 NaOH)-Na₂B₄O₇ 완충용액(10 mM)에 대해 24시간 동안 투석시켰다. DOX를 함유하는 투석 백(bag)의 바깥쪽 페이즈 및 폴리머를 3회 교환하고, 비-캡슐화된 유리 DOX를 이 공정 동안 제거하였다. GCS-g-DEAP 나노겔에서 상기 DOX 농도를, 자외선/가시광선 스펙트럼 분석기로 481nm에서 DMSO/HCl (or NaOH)-Na₂B₄O₇ 완충 혼합용액 (95 : 5 vol.%)에 용해된 DOX-로딩된 나노겔의 UV 흡광도를 측정함으로써 결정하였다. 상기 DOX 로딩 효율은 78±3.1 wt.%이었고, 이는 로딩된 DOX 함량을 feeding DOX 함량으로 나누어 계산하였다.

<4-2> DOX 방출 테스트

DOX-로딩된 GCS-g-DEAP 나노겔 용액(0.5 ml)을 투석막 백(bag)(Spectra/Por MWCO 15K)에 첨가하였다 상기 투석막 백을 밀봉한 후, 상이한 pH 값(pH 7.4-5.0)에서 신선한 PBS (10 ml, ionic strength= 0.15)를 함유하는 바이알에 침지시켰다.

GCS-g-DEAP 나노겔로부터 DOX 방출 테스트를 37℃에서 기계적 진동(100 rev./min) 하에 수행하였다. 투석막 백의 바깥쪽 페이즈를 추출하고 DOX 가라앉음(sink)을 유지하기 위해 규정된 시간 간격에서 신선한 완충 용액을 교체하였다. 상기 DOX 농도를 UV/가시광선 스펙트럼 분석기를 이용하여 측정하였다.

그 결과, 도 7에서 보여지는 바와 같이, pH 7.4 및 pH 6.8에서의 DOX 방출 프로파일은 현저히 상이하였다. 즉, 4 시간 이내에 pH 7.4에서 8 wt.% 및 pH 6.8에서 23 wt.% 약물이 방출되고, 24시간 이내에 pH 7.4에서 20 wt.% 및 pH 6.8에서 59 wt.% 약물이 방출되었다.

그리고 용액 pH의 pH 6.0까지의 추가적 감소는 GCS-g-DEAP 나노겔의 DOX 방출 속도를 촉진시켰다: 24시간 동안 pH 6.0에서 74 wt.% 약물이 방출되었다.

이러한 결과는 GCS-g-DEAP 나노겔이 암-관련 산성 pH(예컨대, pH 6.8) 부위를 타겟팅 하는데 유용할 수 있고, 내포낭(endosomal) pH 6.0에서 약물 방출에 방아쇠 역할을 하는데 사용될 수 있음을 시사한다. 또한, 시간의 기능으로서 DOX 방출 패턴은 1차 역학(first-order kinetics)에 가깝게 따르고 8시간 내에 안정기에 도달함을 알 수 있다.

< 실시예 5>

약물 테스트

<5-1> 세포 배양

인간 비-소 폐 암종(Human non-small lung carcinoma) A549 세포(한국 세포주 은행)를, 0.5 M PBS, 2 mM L-글루타민, 5 % 페니실린-스트렙토마이신, 10% FBS가 보충된 RPMI-1640/PBS 배지를 사용하여 습식 배양기로 37 ℃ 및 5 % CO₂ 공기 조건 하에서 유지시켰다. 테스트 전에, 단일층으로 성장하고 있는 상기 세포들을(1x10⁵ cells/ml) 0.25 % (w/v) 트립신/0.03 % (w/v) EDTA 용액을 이용하여 트립신 처리(trypsinization)함으로써 수득하였다. RPMI-1640 배지 (200 μl)에 부착되어 있는 세포들을 96-웰 플레이트에 씨딩하고 체외(in vitro) 세포 테스트 전에 24시간 동안 배양하였다.

<5-2> 형광 현미경 분석

DOX-로딩된 GCS-g-DEAP 나노겔에 의한 A549 세포에의 DOX 축적의 상이한 양을, 형광 현미경(λex 488 nm 및 λem 510 nm, E-SCOPE 1500F)을 이용하여 pH 신호에 따라 조사하였다. 상기 테스트에서, pH 7.4 및 6.8에서 GCS-g-DEAP 나노겔 용액 중 DOX 농도는 1 μg/ml이었다. DOX-로딩된 GCS-g-DEAP 나노겔 용액(pH 7.4 or 6.8)으로 A549 세포(1x10³ cells/ml)를 8시간 배양한 후, 상기 세포들을 PBS (pH 7.4)로 3회 세척하고, 실온 하 PBS에서 10분 동안 1% 포름 알데히드로 고정시켰다. 이후, 커버 슬립을, anti-fade mounting media (5 % N-propyl galate, 47.5 % 글리세롤 및 47.5 % TrisHCl, pH 8.4)의 점적으로 현미경 슬라이드 상에 마운팅하여 형광 포토 블리칭을 줄였다.

그 결과, DOX-로딩된 GCS-g-DEAP 나노겔 또는 유리 DOX로 처리된 A549 세포의 형광 이미지를 도 8에 나타내었다. 세포에서의 상기 DOX 농도는 DOX의 붉은 형광 강도를 통해 관찰되었다. 또한, 각 pH에서 DOX-로딩된 GCS-g-DEAP 나노겔 처리된 A549 세포에서 DOX 축적 수준은 상이하였다. 이러한 행동은 유리 DOX를 처리한 A549 세포의 경우와 대강 비슷한 수준이다

또한, pH 6.8에서 GCS-g-DEAP 나노겔로부터 가속된 DOX 방출은 A549 세포에서의 향상된 DOX 흡수를 가져오고, 이는 높은 형광 신호를 제공한다. 이러한 결과는 나노겔 시스템이 암세포에 대한 항암 약물의 선택적인 운반용 용도로 매우 유용할 수 있음을 시사한다.

상기 결과들은 DOX-로딩된 나노겔은 정상 pH 7.4에서의 경우와 비교하여 pH 6.8에서 현저하게 향상된 DOX 방출을 보여주고 있고, 이는 본 발명의 시스템이 산성 pH_e.(~ pH 6.8)의 암 부위에서 국부적 DOX 농도를 현저히 증가시킬 수 있음을 나타내므로, in vivo 암 치료용 약물의 치료학적 활성을 높일 수 있음을 의미한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

1. 3-디에틸아미노프로필(3-diethylaminopropyl,DEAP)이 그래프팅(grafting) 되어 있는 다당류를 포함하는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 그래프팅은 상기 다당류의 아민기와 상기 3-디에틸아미노프로필의 이소티오시아네이트기(isothiocyanate)가 결합하는 것을 특징으로 하는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체.
3. 제1항에 있어서,
   상기 다당류는 풀루란(pullulan), 커드란(cudlan), 히아루론산( hyaluronic acid), 펙틴(pectin), 키토산(chitosan), 덱스트란(dextran), 헤파린(Heparin) 및 전분(starch)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체.
4. 제3항에 있어서,
   상기 다당류는 키토산인 것을 특징으로 하는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체.
5. 제4항에 있어서,
   상기 키토산은 수용성 글리콜 키토산, 키토산 올리고머, 아세틸화된 키토산 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체.
6. 제1항에 있어서,
   상기 나노 복합체는 pH 7.0 이하에서 불안정화 되는 것을 특징으로 하는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체.
7. 제1항에 있어서,
   상기 3-디에틸아미노프로필(3-diethylaminopropyl,DEAP)은 다당류의 1차 아민 하나당 0.90 ~ 0.97개로 치환되는 것을 특징으로 하는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체.
8. 제1항에 있어서,
   상기 나노 복합체의 입자 크기는 100 ~ 110 nm인 것을 특징으로 하는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체.
9. 제1항에 의한 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체 및 상기 나노 복합체 내에 봉입될 수 있는 약물을 포함하는 약물 전달체.
10. 제9항에 있어서,
    상기 약물은 단백질, 펩타이드 및 합성화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 약물 전달체.
11. 제10항에 있어서,
    상기 약물은 파클리탁셀, 도세탁셀, 독소루비신, 시스플레틴, 카보플래틴, 5-FU, 에토포시드, 캄토테신으로 구성된 항암제 중 선택되는 1종 이상의 약물인 것을 특징으로 하는 약물 전달체.
12. 제9항에 있어서,
    상기 나노 복합체 및 약물의 혼합비는 나노 복합체 : 약물의 혼합비가 1:1 내지 10:1인 것을 특징으로 하는 약물 전달체.
13. 다당류를 용매에 용해시키는 단계;
    상기 다당류가 용해된 용액에 3-디에틸아미노프로필을 첨가하여 상기 다당류의 아민기와 상기 3-디에틸아미노프로필의 이소티오시아네이트기(isothiocyanate)를 결합시키는 단계; 및
    상기 결합되어 합성된 고분자를 투석 및 동결 건조하는 단계를 포함하는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체의 제조방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 다당류는 풀루란(pullulan), 커드란(cudlan), 히아루론산( hyaluronic acid), 펙틴(pectin), 키토산(chitosan), 덱스트란(dextran), 헤파린(Heparin) 및 전분(starch)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체의 제조방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 키토산은 글리콜 키토산인 것을 특징으로 하는 pH 민감성 약물 전달용 나노 복합체의 제조방법.

Images