KR20130047232A - Manufacturing method of sustained-release particle containing drugs using supercritical fluid and manufacturing method of medical stent - Google Patents

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KR20130047232A
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Abstract

PURPOSE: A method for preparing a sustained release drug-containing fine particle using supercritical fluid and a method for manufacturing a medical stent using the same are provided to obtain fine particles without a residual organic solvent. CONSTITUTION: A method for preparing a sustained release drug-containing fine particle using supercritical fluid comprises: a step of dissolving a paclitaxel drug and a biodegradable polymer in a solvent and preparing a polymer solution; a step of inputting the polymer solution into a reactor and dissolving the polymer solution in the supercritical fluid; a step of removing the solvent and forming a fine particle containing the drug; and a step of washing the fine particle with distilled water and drying.

Description

초임계유체를 이용한 서방형 약물 함유 미립자의 제조방법 및 이를 이용한 의료용 스텐트의 제조방법{manufacturing method of sustained-release particle containing drugs using supercritical fluid and manufacturing method of medical stent}Manufacturing method of sustained-release particle containing drugs using supercritical fluid and manufacturing method of medical stent using supercritical fluid

본 발명은 초임계유체를 이용한 서방형 약물 함유 미립자의 제조방법 및 이를 이용한 의료용 스텐트의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초임계유체를 이용하여 유기용매가 제거된 약물 함유 미립자를 입자를 제조함과 동시에 약물함유량, 약물방출속도, 입자의 크기, 입자의 열적특성이 우수한 미립자의 제조방법 및 이를 이용한 의료용 스텐트의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing sustained-release drug-containing microparticles using a supercritical fluid, and to a method for producing a medical stent using the same, and more specifically, to preparing particles containing drug-containing microparticles from which an organic solvent is removed using a supercritical fluid. At the same time, the present invention relates to a method for producing microparticles having excellent drug content, drug release rate, particle size, and thermal properties of particles, and a method for manufacturing a medical stent using the same.

의료용 스텐트(stent)는 생체적합성 물질, 바람직하게는 금속이나 플라스틱 물질로 만들어져 체관 내에 이식되는 스프링 형태의 장치이다. 스텐트는 예를 들면 혈관에서 협착증, 협착 또는 동맥류의 치료에 사용된다. A medical stent is a spring-type device made of a biocompatible material, preferably a metal or plastic material, and implanted into a phloem. Stents are used, for example, in the treatment of stenosis, stenosis or aneurysms in blood vessels.

스텐트는 체관이 붕괴되거나, 부분적으로 폐색되거나, 약화되거나 또는 비정상적으로 확장된 부분을 강화하는 체관 내 영구 스텐트, 또는 손상된 체관에 치료를 제공하는 임시 스텐트로 이식된다. 스텐트는 요도관과 담관에도 적용될 수 있지만, 전형적으로 손상된 혈관의 재협착을 예방하기 위하여 혈관의 풍선 혈관성형술(angioplasty) 이후에 사용된다. The stent is implanted into a permanent stent in the phloem that strengthens the portion of the phloem that has collapsed, partially occluded, weakened or abnormally expanded, or a temporary stent that provides treatment to the damaged phloem. Stents can also be applied to the urethra and bile ducts, but are typically used after balloon angioplasty to prevent restenosis of damaged vessels.

그러나 종래의 금속 스텐트를 이식할 때 혈관 내피의 손상으로 신생내막 과형성(neointimal hyperplasia)이 일어나게 된다. 이로 인해 혈관은 몇 개월 내에 재협착(restenosis)이 발생하고 이러한 경우 다시 수술을 해야 하기 때문에 신생내막 과형성을 막는 약물을 스텐트 표면에 코팅시킨 약물방출 스텐트(drug-eleuting stents)가 개발되었다. However, neointimal hyperplasia occurs due to vascular endothelial damage when a conventional metal stent is implanted. Because of this, blood vessels develop restenosis within a few months, and in this case, surgery has been performed, and drug-release stents have been developed in which a drug that prevents endothelial hyperplasia is coated on the surface of the stent.

현재 파크리탁셀(paclitaxel, PTX)이 함유되어 있는 TaxusTM과 시롤리무스(sirolimus)가 함유되어 있는 CypherTM가 그 대표적인 예이다. 몇몇 연구에서 고분자와 파크리탁셀 또는 시롤리무스가 코팅되어 있는 약물방출 스텐트를 상처가 난 혈관에 이식했을 때의 재협착률을 금속스텐트로 이식했을 때보다 현저히 낮다고 알려졌다(B. L. Hoatt, F. Ikeno, and A. C. Yeung, Catheter . Cardiovasc . Interv ., 55, 409 (2002); G. W. Stone, S. G. Ellis, and D. A. Cox, Circulation ., 109, 1942 (2004)).Representative examples include Taxus containing paclitaxel (PTX) and Cypher containing sirolimus. Several studies have shown that the rate of restenosis when implanting drug-releasing stents coated with polymer and paclitaxel or sirolimus into wounded blood vessels is significantly lower than that of metal stents (BL Hoatt, F. Ikeno, and AC Yeung, Catheter . Cardiovasc . Interv ., 55, 409 (2002); GW Stone, SG Ellis, and DA Cox, Circulation ., 109, 1942 (2004)).

스텐트에 코팅된 약물의 효능과 생체이용률을 향상시키는 대표적인 방법으로는 약물을 생분해성 고분자 내에 봉입하여 원하는 형태와 크기를 갖는 미세 또는 나노입자로 제조하여 특정 시간 동안 원하는 속도로 약물을 방출시키는 방법을 들 수 있다(Langer, R., Biomaterials for drug delivery and tissue engineering, MRS Bull ., 31, 6 (2006); Feng, S. S. and S. Chin, Chemotherapeutic engineering, Chem . Eng . Sci ., 58 (2003); Kim, K. K. and D. W. Pack, A. P. Lee and L. J. Lee, Eds ., p19 , Springer , New York (2006)).Representative methods for improving the efficacy and bioavailability of the drug coated on the stent include a method of encapsulating the drug in a biodegradable polymer to produce fine or nanoparticles having a desired shape and size to release the drug at a desired rate for a specific time. (Langer, R., Biomaterials for drug delivery and tissue engineering, MRS Bull ., 31, 6 (2006); Feng, SS and S. Chin, Chemotherapeutic engineering, Chem . Eng . Sci ., 58 (2003) ; Kim, KK and DW Pack, AP Lee and LJ Lee, Eds ., P19 , Springer , New York (2006)).

스텐트 분야에서 약물을 일정기간 동안 담지하여 약물을 원하는 속도로 방출하기 위해 고분자 재료는 꼭 필요하며, 혈관 내막과 조직 반응을 최소화하기 위한 고분자를 코팅함으로써 염증반응 및 혈전을 최소화할 수 있었다. In the stent field, the polymer material is necessary to support the drug for a certain period of time and release the drug at a desired rate. The polymer coating to minimize vascular endothelial and tissue reactions can minimize inflammation and blood clots.

고분자 미립자 약물전달시스템(microparticle drug delivery system)의 개발에 가장 널리 이용되고 있는 폴리에스터(polyester) 계통의 생분해성 고분자는 중합체의 조성과 분자량을 바꾸어 분해속도를 쉽게 조절할 수 있어서 약물방출시스템에서 각광받고 있으며, 일반적인 형태의 제형에 비해 훨씬 오랫동안 체내에서 약물의 유효농도를 유지할 수 있으며, 생체 내에서 이물질 반응을 거의 일으키지 않을 뿐만 아니라 일정한 기능을 다한 후에는 신진대사를 통해 이산화탄소와 물로서 분해되어 체외로 배출되는 등 여러 가지 장점을 갖는다.The biodegradable polymer of polyester system, which is widely used in the development of microparticle drug delivery system, can easily control the decomposition rate by changing the composition and molecular weight of the polymer. It can maintain the effective concentration of the drug in the body for much longer than the general form of the formulation, and rarely cause the foreign body reaction in the body, and after performing a certain function, it is decomposed into carbon dioxide and water through metabolism and released into the body. Emissions have several advantages.

약물이 함유된 미립자 형태의 약물 전달체를 제조하기 위한 종래의 방법으로는 용융법, 에멀젼법, 상분리법, 용매 증발 및 추출법, 분무건조법 등이 있다. 하지만 종래 방법의 경우 과량의 에너지 소비, 다량의 유기용매 및 폐수 배출로 인한 환경오염, 고비용, 낮은 수율, 열민감성 약물의 효능 저하, 약물의 변성, 약물 내 유기용매의 잔존 등 많은 문제점을 갖는다.Conventional methods for preparing drug carriers in the form of drug-containing microparticles include melting, emulsion, phase separation, solvent evaporation and extraction, spray drying, and the like. However, the conventional method has many problems such as excessive energy consumption, environmental pollution due to the large amount of organic solvents and wastewater discharge, high cost, low yield, deterioration of the efficacy of the heat-sensitive drug, drug denaturation, remaining of the organic solvent in the drug.

특히, 약물이 함유된 에멀젼을 증발건조(evaporation) 방법을 사용하여 용매를 제거함과 동시에 입자를 형성시키는 종래의 방법은 입자사이즈의 조절이 가능하다는 장점이 있으나, 용매를 제거하는 증발건조과정에서 입자에 균열이 생기며, 입자에 용매가 잔존할 가능성이 있고, 입자의 회수율과 함유 효율이 낮다는 단점을 가진다. 예를 들어 대표적인 용매 제거 과정인 로터리 증발건조(Rotary evaporator)공정은 용매의 끓는점을 이용하여 용매를 제거하기 때문에 입자의 안정성이 저하되는 문제점이 있다. In particular, the conventional method of forming particles while simultaneously removing the solvent by using the evaporation method of the drug-containing emulsion has the advantage that the particle size can be controlled, but the particles in the evaporation drying process to remove the solvent There is a possibility that cracks are generated, solvent may remain in the particles, and the recovery and containing efficiency of the particles are low. For example, the rotary evaporator process, which is a typical solvent removal process, removes the solvent by using the boiling point of the solvent, thereby degrading the stability of the particles.

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 초임계유체를 이용하여 생분해성 고분자 물질에 약물이 함유된 미세한 입자를 제조함으로써 낮은 온도에서 유기용매를 용이하게 제거함과 동시에 약물함유량, 약물방출속도, 입자의 크기, 입자의 열적특성이 우수한 미립자의 제조방법 및 이를 이용한 의료용 스텐트의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been made to improve the above problems, by using a supercritical fluid to produce fine particles containing a drug in a biodegradable polymer material to easily remove the organic solvent at a low temperature, at the same time drug content, drug release rate It is an object of the present invention to provide a method for producing fine particles having excellent particle size, particle thermal properties, and a method for producing a medical stent using the same.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초임계유체를 이용한 서방형 약물 함유 미립자의 제조방법은 a)용매에 파크리탁셀(paclitaxel) 약물과 생분해성 고분자물질을 용해시켜 고분자 용액을 수득하는 단계와; b)상기 고분자용액을 반응조에 투입한 후 초임계유체를 상기 반응조로 유입시켜 상기 고분자용액을 상기 초임계유체에 용해시키는 단계와; c)상기 반응조 내부의 혼합물을 외부로 방출시켜 상기 용매를 제거함과 동시에 상기 약물이 상기 고분자물질에 함유된 미세입자를 형성시키는 단계와; d)상기 미세입자를 증류수로 세척한 후 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. Method for producing a sustained release drug-containing microparticles using the supercritical fluid of the present invention for achieving the above object is a) dissolving a paclitaxel drug and a biodegradable polymer in a solvent to obtain a polymer solution; ; b) dissolving the polymer solution in the supercritical fluid by introducing the polymer solution into the reaction tank and then introducing a supercritical fluid into the reactor; c) releasing the mixture inside the reactor to the outside to remove the solvent and simultaneously form the microparticles contained in the polymer material; and d) washing the fine particles with distilled water and drying the same.

상기 a)단계에서 상기 용매는 에틸아세테이트(ethyl acetate)이고, 상기 고분자물질은 폴리락틱-코-글라이콜리드(Poly (lactide-co-glycolide))인 것을 특징으로 한다. In the step a), the solvent is ethyl acetate, and the high molecular material is polylactic-co-glycolide (Poly (lactide-co-glycolide)).

상기 b)단계는 상기 반응조 내부를 80 내지 200bar, 38℃조건으로 30 내지 90분 동안 유지시키는 것을 특징으로 한다.Step b) is characterized in that for maintaining the inside of the reactor for 80 to 200 bar, 38 ℃ conditions for 30 to 90 minutes.

상기 c)단계는 상기 혼합물을 대기압 조건으로 팽창시켜 방출하는 것을 특징으로 한다.Step c) is characterized in that the mixture is released by expanding the mixture to atmospheric conditions.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초임계유체를 이용한 서방형 약물 함유 미립자의 제조방법은 a)용매에 아스피린(aspirin) 약물과 생분해성 고분자물질을 용해시켜 고분자 용액을 수득하는 단계와; b)상기 고분자용액을 반응조에 투입한 후 초임계유체를 상기 반응조로 유입시켜 상기 고분자용액을 상기 초임계유체에 용해시키는 단계와; c)상기 반응조 내부의 혼합물을 외부로 방출시켜 상기 용매를 제거함과 동시에 상기 약물이 상기 고분자물질에 함유된 미세입자를 형성시키는 단계와; d)상기 미세입자를 증류수로 세척한 후 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the method for producing a sustained release drug-containing microparticles using the supercritical fluid of the present invention for achieving the above object comprises the steps of a) dissolving aspirin drug and a biodegradable polymer in a solvent to obtain a polymer solution; ; b) dissolving the polymer solution in the supercritical fluid by introducing the polymer solution into the reaction tank and then introducing a supercritical fluid into the reactor; c) releasing the mixture inside the reactor to the outside to remove the solvent and simultaneously form the microparticles contained in the polymer material; and d) washing the fine particles with distilled water and drying the same.

그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 의료용 스텐트의 제조방법은 상술한 제조방법에 의해 제조된 약물 함유 미립자를 표면에 코팅하여 제조하는 것을 특징으로 한다. And the method for producing a medical stent of the present invention for achieving the above object is characterized in that the drug-containing microparticles prepared by the above-described manufacturing method is prepared by coating the surface.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 의료용 스텐트에 이용하기 위한 약물 함유 미립자 제조에 초임계 액체 급속팽창(rapid expansion of supercritical solution, RESS) 공정을 적용함으로써 잔존 유기 용매가 없는 나노 수준의 미세한 입자를 제조할 수 있다.As described above, according to the present invention, nanoscale fine particles free of residual organic solvents can be prepared by applying a rapid expansion of supercritical solution (RESS) process to the preparation of drug-containing microparticles for use in medical stents. Can be.

또한, RESS 공정시 온도와 압력, 노즐 사이즈 등을 조절함으로써 입자의 크기와 형태를 용이하게 조절할 수 있다. In addition, the size and shape of the particles can be easily controlled by adjusting the temperature, pressure, nozzle size, etc. in the RESS process.

또한, 미립자의 약물함유효율을 증대시키고 약물의 방출속도를 늦출 수 있어 장기간 동안 서서히 혈관 내 세포와 주변으로 약물을 방출할 수 있다. 따라서 혈관 내 신생내막 과형성을 억제하여 혈관의 재협착을 막을 수 있고, 혈류의 흐름을 원활하게 개선할 수 있다. In addition, the drug-containing efficiency of the microparticles can be increased and the release rate of the drug can be slowed, so that the drug can be released into the blood cells and the surroundings gradually for a long time. Therefore, it is possible to prevent vascular restenosis by inhibiting endovascular neovascular hyperplasia and to smoothly improve blood flow.

도 1은 본 발명에 적용된 RESS장치의 일 예를 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 2는 제조된 미립자의 주사전자현미경 사진이고,
도 3 및 도 4는 제조된 미립자의 FT-IR 측정한 결과를 나타내는 그래프이고,
도 5 및 도 6은 제조된 미립자의 유리전이온도를 나타내는 그래프이고,
도 7 및 도 8은 제조된 미립자의 약물방출결과는 나타내는 그래프이다.
1 is a configuration diagram schematically showing an example of a RESS apparatus applied to the present invention,
2 is a scanning electron micrograph of the prepared microparticles,
3 and 4 are graphs showing the results of FT-IR measurement of the prepared microparticles,
5 and 6 are graphs showing the glass transition temperature of the prepared fine particles,
7 and 8 are graphs showing the drug release results of the prepared microparticles.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초임계유체를 이용한 서방형 약물 함유 미립자의 제조방법 및 이를 이용한 의료용 스텐트의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of preparing sustained-release drug-containing microparticles using a supercritical fluid according to a preferred embodiment of the present invention and a method of manufacturing a medical stent using the same will be described in detail.

본 발명의 초임계유체를 이용한 서방형 약물 함유 미립자의 제조방법은 용매에 약물과 생분해성 고분자물질을 용해시켜 고분자 용액을 수득하는 단계와, 고분자용액을 반응조에 투입한 후 초임계유체를 반응조로 유입시켜 고분자용액을 초임계유체에 용해시키는 단계와, 반응조 내부의 혼합물을 외부로 방출시켜 용매를 제거함과 동시에 약물이 고분자물질에 봉입된 미세입자를 형성시키는 단계와, 미세입자를 증류수로 세척한 후 건조시키는 단계를 포함한다. The method for preparing sustained-release drug-containing microparticles using the supercritical fluid of the present invention comprises the steps of obtaining a polymer solution by dissolving a drug and a biodegradable polymer in a solvent, adding a polymer solution to a reactor and then adding a supercritical fluid to the reactor. Dissolving the polymer solution in a supercritical fluid by introducing the same, releasing the mixture inside the reactor to the outside to remove the solvent, and forming the microparticles in which the drug is encapsulated in the polymer material, and washing the microparticles with distilled water. And then drying.

단계별로 구체적으로 살펴보면, 먼저 약물과 생분해성 고분자물질을 용매에 용해시켜 고분자 용액을 수득한다. Specifically, step by step, first, the drug and the biodegradable polymer is dissolved in a solvent to obtain a polymer solution.

본 발명에서 약물로 파크리탁셀(paclitaxel, PTX)과 아스피린(aspirin)이 적용된다. 파크리탁셀과 아스피린은 각각 또는 혼합된 형태로 이용될 수 있다. 파크리탁셀은 신생내막 과형성(neointimal hyperplasia)을 억제하여 혈관의 재협착을 방지하고, 아스피린은 혈전(thrombus)을 용해하여 혈류를 원활하게 한다. 약물 대 생분해성 고분자 물질은 중량비로 1:5~15로 조절되는 것이 바람직하다. In the present invention, paclitaxel (PTX) and aspirin are applied as drugs. Paclitaxel and aspirin can be used individually or in mixed form. Paclitaxel inhibits neointimal hyperplasia to prevent vascular restenosis, while aspirin dissolves the thrombus to facilitate blood flow. The drug to biodegradable polymeric material is preferably adjusted to 1: 5-15 by weight ratio.

고분자물질로 폴리에스터(polyester) 계통의 생분해성 고분자를 이용할 수 있다. 폴리에스터계 생분해성 고분자는 중합체의 조성과 분자량을 바꾸어 분해속도를 쉽게 조절할 수 있고, 오랫동안 약물의 유효농도를 유지할 수 있으며, 생체 내에서 이물질 반응을 거의 일으키지 않는 장점을 갖는다. As the polymer material, a biodegradable polymer of polyester system may be used. Polyester-based biodegradable polymer has the advantage that it is possible to easily control the decomposition rate by changing the composition and molecular weight of the polymer, to maintain the effective concentration of the drug for a long time, and rarely cause a foreign body reaction in vivo.

폴리에스터계 생분해성 고분자 물질로, 예를 들면 폴리엘락티드(Poly L-(lactide)), 폴리디엘락티드(Poly DL-(lactide))와 폴리글라이콜리드(Poly (glycolide))의 공중합체인 폴리락틱-코-글라이콜리드(Poly (lactide-co-glycolide)), 폴리히드록시부틸레이트(Poly(hydroxybutylate)), 폴리발레로락톤(Poly (valerolactone)), 폴리카프로락톤(Poly (ε-caprolactone)) 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물일 수 있다. Polyester-based biodegradable polymer material, for example, copolymerization of polylactide (Poly L- (lactide)), polydielactide (Poly DL- (lactide)) and polyglycolide (Poly (glycolide)) Chain polylactic-co-glycolide (Poly (lactide-co-glycolide)), polyhydroxybutylate (Poly (hydroxybutylate)), poly (valerolactone), polycaprolactone (Poly ( ε-caprolactone)) or a mixture of two or more thereof.

특히, 바람직한 생분해성 고분자 물질로는 폴리락틱-코-글라이콜리드이다. 폴리락틱-코-글라이콜리드는 인체에 무해한 고분자로서 분자량과 락티드와 글라이콜리드의 혼합비율에 따라 용해되는 속도가 다른 고분자 미세입자를 얻을 수 있는 장점이 있다. 폴리락틱-코-글라이콜리드의 평균분자량은 5,000 내지 200,000Da, 바람직하게 40,000 내지 75,000Da이고, 락티드 대 글라이콜리드의 중량비는 65:35로 혼합될 수 있다. In particular, preferred biodegradable polymeric materials are polylactic-co-glycolide. Polylactic-co-glycolide is a polymer that is harmless to the human body and has the advantage of obtaining polymer microparticles having different dissolution rates depending on the molecular weight and the mixing ratio of lactide and glycolide. The average molecular weight of the polylactic-co-glycolide is 5,000 to 200,000 Da, preferably 40,000 to 75,000 Da, and the weight ratio of lactide to glycolide can be mixed at 65:35.

그리고 상기 생분해성 고분자 물질과 함께 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol)과 같은 친수성 고분자 물질이 사용될 수 있다. In addition, a hydrophilic polymer such as polyvinyl alcohol may be used together with the biodegradable polymer.

약물을 용해시키기 위한 용매는 약물의 종류에 따라 증류수, 알코올류 등이 이용될 수 있다. 가령, 파크리탁셀의 용매로 메탄올, 에탄올, t-부탄올, n-부탄올, n-프로판올 및 2-메틸-1-프로판올 등의 알코올이 적용되고, 아스피린의 용매로 증류수가 적용될 수 있다. As the solvent for dissolving the drug, distilled water, alcohols, or the like may be used depending on the type of the drug. For example, alcohols such as methanol, ethanol, t-butanol, n-butanol, n-propanol and 2-methyl-1-propanol may be used as a solvent of paclitaxel, and distilled water may be applied as a solvent of aspirin.

그리고 생분해성 고분자물질을 용해시키기 위한 용매로 고분자물질을 용해시킬 수 있는 것이라면 제한이 없지만, 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소, 에틸아세테이트, N,N-디메틸포름아마이드, 디메틸설폭사이드 또는 테트라하이드로퓨란 등이 사용될 수 있다. 바람직한 유기용매로 에틸아세테이트(ethylacetate)이다.There is no limitation as long as it can dissolve the polymer material as a solvent for dissolving the biodegradable polymer material, but dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, ethyl acetate, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide or tetrahydrofuran Can be used. Preferred organic solvents are ethylacetate.

약물과 생분해성 고분자 물질을 각각의 용매에 용해시킨 2가지의 용액은 혼합하여 에멀젼 형태의 고분자 용액으로 만든다. 다음으로, 고분자 용액을 초임계 액체 급속팽창(rapid expansion of supercritical solution, RESS) 공정을 이용하여 미립자로 제조한다. The two solutions in which the drug and the biodegradable polymer are dissolved in each solvent are mixed to form an emulsion polymer solution. Next, the polymer solution is prepared into fine particles using a rapid expansion of supercritical solution (RESS) process.

초임계 액체 급속팽창(이하, RESS라 함) 공정은 나노입자로 만들기를 원하는 용질을 초임계유체에 용해시킨 후 미세한 노즐을 통하여 급속히 팽창시키면 초임계유체가 가스 상태로 되는 과정에서 용질이 용해력을 잃게 되고 빠른 시간 내에 과포화되어 용해되어 있던 용질이 석출되는 현상을 이용하는 것이다. 이러한 과포화 상태는 10-5~10-6초의 매우 짧은 시간에 달성된다. RESS공정은 Krukonis가 1984년 미국화학공학회에서 공학적 응용을 제안하였다(Krukonis,V.,"Supercritical Fluid Nucleation of Difficult to Comminute Solids", the AIChE Annual Meeting, San Francisco(1984)). RESS공정은 생성되는 입자 중에 유해한 유기용매를 전혀 남기지 않는 특성을 갖는다(G. DELLA PORTA, N. FALCO, E. REVERCHON, 2009. NSAID Drugs Release from Injectable Microspheres Produced by Supercritical Fluid Emulsion Extraction. Wiley InterScience. DOI 10.1002/jps.21920.)The supercritical liquid rapid expansion (hereinafter referred to as RESS) process dissolves the solute that is desired to be made into nanoparticles in the supercritical fluid and rapidly expands it through a fine nozzle. It is to take advantage of the phenomenon that the solute that is lost and supersaturated and dissolved within a short time is precipitated. This supersaturation state is achieved in a very short time of 10 −5 to 10 −6 seconds. The RESS process was proposed by Krukonis for engineering applications at the American Institute of Chemical Engineering in 1984 (Krukonis, V., "Supercritical Fluid Nucleation of Difficult to Comminute Solids", the AIChE Annual Meeting, San Francisco (1984)). The RESS process has the characteristic of leaving no harmful organic solvents in the particles produced (G. DELLA PORTA, N. FALCO, E. REVERCHON, 2009. NSAID Drugs Release from Injectable Microspheres Produced by Supercritical Fluid Emulsion Extraction. Wiley InterScience. 10.1002 / jps.21920.)

RESS공정에 이용되는 초임계유체는 임계점 이상의 온도와 압력 조건에서 존재하는 유체로서, 액체와 기체의 중간적 성질을 보이며 미세 및 나노입자의 제조에 매우 적합한 열역학적 특성(높은 용해도, 선택도, 압축성, 감압에 따른 자발적 분리성)과 이동특성(낮은 표면장력과 점도, 높은 확산계수)을 갖고 있다.Supercritical fluids used in the RESS process are fluids that exist at temperatures and pressures above the critical point, and have thermodynamic properties (high solubility, selectivity, compressibility, Spontaneous separability due to reduced pressure) and transfer characteristics (low surface tension and viscosity, high diffusion coefficient).

본 발명에서 초임계유체로 이산화탄소를 이용할 수 있다. 이산화탄소의 경우 비교적 낮은 임계압력(73.8bar)과 상온 근처의 임계온도(31℃)를 가지며, 압력 또는 온도를 좁은 범위 내에서 변화시킴으로써 용해도, 확산도 등의 성질을 쉽게 조절할 수 있으며, 인체에 무해하고 가격이 저렴할 뿐만 아니라 폭발성 및 발화성이 없으며, 감압에 의해 쉽게 회수할 수 있다. Carbon dioxide may be used as the supercritical fluid in the present invention. Carbon dioxide has a relatively low critical pressure (73.8 bar) and a critical temperature (31 ° C) near room temperature. By changing the pressure or temperature within a narrow range, properties such as solubility and diffusion can be easily controlled. In addition to being inexpensive and inexpensive, it is not explosive and flammable, and can be easily recovered by decompression.

초임계유체로 이산화탄소를 이용한 RESS장치를 도 1에 개략적으로 도시하고 있다. A RESS apparatus using carbon dioxide as a supercritical fluid is schematically illustrated in FIG. 1.

도 1을 참조하면, RESS장치는 가압부, 반응부, 팽창조, 회수조를 포함한다. 가압부는 이산화탄소 공급원(1)과, 저온수조(3) 및 고압펌프(5)와 부수장치(역압레귤레이터, 체크밸브, 압력게이지)를 포함한다. 그리고 반응부는 압력의 맥동을 방지하기 위한 저장탱크(7)와, 초임계유체와 용질을 접촉시키는 반응조(9)로 이루어진다. 저장탱크(7)와 반응조(9)는 항온수조 속에 설치된다. 반응조(9)에는 온도와 압력을 측정하기 위한 온도계와 압력계가 설치된다. 그리고 팽창조(11)는 내부에 설치된 노즐을 통해 반응조(9)의 혼합물이 방출된다. 혼합물은 방출시 급격히 감압된 상태에서 팽창되어 미세한 입자를 형성한다. 형성된 입자는 회수조(13)에 회수된다. Referring to FIG. 1, the RESS apparatus includes a pressurizing unit, a reaction unit, an expansion tank, and a recovery tank. The pressurization section includes a carbon dioxide source 1, a low temperature water tank 3, a high pressure pump 5, and an auxiliary device (back pressure regulator, check valve, pressure gauge). The reaction section includes a storage tank 7 for preventing pulsation of pressure and a reaction tank 9 for contacting the supercritical fluid with the solute. The storage tank 7 and the reaction tank 9 are installed in a constant temperature water tank. The reactor 9 is provided with a thermometer and a manometer for measuring temperature and pressure. And the expansion tank 11 is discharged the mixture of the reaction tank (9) through a nozzle installed therein. The mixture expands under rapid depressurization upon release to form fine particles. The formed particles are collected in the recovery tank 13.

상술한 RESS장치를 이용한 미립자의 제조방법을 살펴보면, 준비된 고분자 용액을 반응조(9)에 투입한 후 초임계이산화탄소를 반응조(9) 내부로 유입시킨다. 이산화탄소는 고압펌프(5)에 의해 80 내지 200bar로 압축되어 반응조(9) 내부로 공급된다. 반응조(9) 내에서 이산화탄소는 초임계 상태, 즉 80 내지 200bar, 38℃조건으로 30 내지 90분 동안 유지된다. Looking at the method of producing the fine particles using the RESS apparatus described above, the prepared polymer solution is introduced into the reaction tank (9) and then supercritical carbon dioxide is introduced into the reaction tank (9). The carbon dioxide is compressed to 80 to 200 bar by the high pressure pump (5) and supplied into the reactor (9). In the reactor 9, carbon dioxide is maintained for 30 to 90 minutes in a supercritical state, that is, 80 to 200 bar and 38 ° C.

그리고 밸브를 열어 반응조(9) 내부의 혼합물을 노즐을 통해 팽창조(11)에 방출시킨다. 가령 혼합물을 대기압 조건으로 급격히 팽창시켜 방출시킨다. 노즐을 통하여 혼합물을 대기압 조건으로 급속히 팽창시키면 초임계유체가 가스 상태로 되는 과정에서 과포화되어 용해되어 있던 용질이 미세한 입자 형태로 석출된다. 이러한 결정화과정은 매우 높은 과포화상태에서 거의 동시에 이루어지며, 형성된 입자의 크기는 매우 작고 좁은 입자크기 분포를 갖는다. 또한, 입자의 결정화 과정에서 초임계유체와 함께 유기용매는 입자로부터 분리된다. Then, the valve is opened to release the mixture in the reaction tank 9 to the expansion tank 11 through the nozzle. For example, the mixture is rapidly expanded to atmospheric conditions and released. When the mixture is rapidly expanded to atmospheric pressure through the nozzle, the supercritical fluid is supersaturated in the process of becoming gaseous and the dissolved solute is precipitated in the form of fine particles. This crystallization process occurs almost simultaneously with very high supersaturation, and the size of the formed particles is very small and has a narrow particle size distribution. In addition, during the crystallization of the particles, together with the supercritical fluid, the organic solvent is separated from the particles.

회수된 미세 입자는 증류수로 세척한 후 건조시켜 최종적으로 생분해성 고분자 물질에 약물이 함유된 미립자를 제조할 수 있다. The recovered fine particles may be washed with distilled water and then dried to prepare fine particles containing a drug in a biodegradable polymer material.

상기 미립자는 의료용 스텐트(stent)의 표면에 코팅하여 의료용 스텐트를 제조할 수 있다. 코팅은 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 가령, 통상적인 코팅 과정, 즉 주입 코팅, 스프레이 코팅, 침지 코팅(dip coating) 등을 통하여 스텐트에 도포할 수 있다. 의료용 스텐트에 코팅된 약물은 시간이 지남에 따라 서서히 혈관 및 혈관 주변의 조직으로 방출된다. The fine particles may be coated on the surface of the medical stent to prepare a medical stent. Coating can be carried out in a variety of ways. For example, it may be applied to the stent through a conventional coating process, that is, injection coating, spray coating, dip coating and the like. Drugs coated on the medical stent are slowly released into the blood vessels and tissues around the blood vessels over time.

이하, 실시 예를 통하여 본 발명에 대해 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시 예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위를 하기의 실시 예로 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described through examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention in detail, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

<약물함유 미립자의 제조><Production of Drug-Containing Fine Particles>

1. 물질1. Substance

생분해성 고분자 물질 Poly(DL-lactide-co-glycolide)(M.w 40,000~75,000, lactide:glycolide(65:35), USA)(이하, PLGA라고 함)와, 약물 파크리탁셀(USA)과 아스피린(USA)은 Sigma-Aldrich에서 구매하여 준비하였다. Poly(vinyl alcohol)(99+%hydrolyzed(M.w89,000~98,000,USA)는 Sigma-Aldrich에서 구매하였다. 그리고 고분자 물질의 용매로는 에틸아세테이트(OCI company. LTD., Korea)를, 파크리탁셀의 용매로는 에탄올을, 아스피린의 용매로는 증류수를 준비하였다. Biodegradable polymers Poly (DL-lactide-co-glycolide) (Mw 40,000-75,000, lactide: glycolide (65:35), USA) (hereinafter referred to as PLGA), drugs paclitaxel (USA) and aspirin ( USA) was purchased from Sigma-Aldrich. Poly (vinyl alcohol) (99 +% hydrolyzed (M.w89,000 to 98,000, USA) was purchased from Sigma-Aldrich, and ethyl acetate (OCI company. Ethanol was used as a solvent for Litaxel, and distilled water was prepared as a solvent for Aspirin.

2. 제 1실시예2. First embodiment

에틸아세테이트 4.95g에 PLGA 0.05g를 용해시킨 PLGA 1%용액과, 에탄올 1g에 파크리탁셀 0.005g을 용해시킨 용액을 100:1의 중량비로 혼합하여 Homogenizer(Polytron system PT2100, KINEMATICA, Switzerland)를 이용하여 5min동안 30,000rpm으로 균질화시켰다. 그리고 증류수에 폴리비닐알콜을 용해시킨 1%의 폴리비닐알콜 용액을 20g 첨가 후 5min동안 30,000rpm으로 균질화시켜 에멀젼 형태의 고분자 용액을 제조하였다.A PLGA 1% solution in which 0.05 g of PLGA was dissolved in 4.95 g of ethyl acetate and a solution of 0.005 g of paclitaxel in 1 g of ethanol were mixed at a weight ratio of 100: 1 using a Homogenizer (Polytron system PT2100, KINEMATICA, Switzerland). And homogenized at 30,000 rpm for 5 min. In addition, 20% of a 1% polyvinyl alcohol solution in which polyvinyl alcohol was dissolved in distilled water was homogenized at 30,000 rpm for 5 min to prepare an emulsion polymer solution.

제조된 고분자 용액은 도 1에 도시된 RESS장치를 이용하여 미립자로 결정화시켰다. 즉, 고분자 용액이 투입된 반응조에 초임계이산화탄소를 주입 후 80bar의 압력에서 38℃의 온도로 60분 동안 초임계 상태를 유지한 후 팽창조에서 500㎛인 노즐을 통하여 혼합물을 대기압 조건으로 급격히 팽창시켜 미세입자를 형성시켰다. 제조된 미세입자는 불순물을 제거하기 위해 증류수를 첨가 후 10min 동안 20000rpm에서 원심분리하여 상등액을 제거한 다음 동결건조기(Freeze drying,FDT-8650)를 이용하여 3일 동안 동결 건조하여 최종적으로 파크리탁셀 약물이 함유된 미립자를 제조하였다. The prepared polymer solution was crystallized into fine particles using the RESS apparatus shown in FIG. In other words, after supercritical carbon dioxide is injected into the reaction tank into which the polymer solution is added, the supercritical state is maintained at a temperature of 38 ° C. for 60 minutes at a pressure of 80 bar, and then the mixture is rapidly expanded to atmospheric pressure through a nozzle having a diameter of 500 μm in an expansion tank. Microparticles were formed. The prepared microparticles were centrifuged at 20000 rpm for 10 min to remove impurities to remove impurities, and then the supernatant was lyophilized for 3 days using a freeze drying (FDT-8650). The fine particles contained therein were prepared.

3.제 2실시예3. Second Embodiment

상기 제 1실시예와 동일한 방법으로 미립자를 제조하되, 200bar의 압력으로 초임계상태를 유지하였다. Fine particles were prepared in the same manner as in the first embodiment, but maintained in a supercritical state at a pressure of 200 bar.

4. 제 3실시예4. Third embodiment

에틸아세테이트 4.95g에 PLGA 0.05g를 용해시킨 PLGA 1%(w/w)용액과, 에탄올 1g에 아스피린 0.005g을 용해시킨 용액을 100:1의 중량비로 혼합하여 Homogenizer(Polytron system PT2100, KINEMATICA, Switzerland)를 이용하여 5min동안 30,000rpm으로 균질화시켰다. 그리고 증류수에 폴리비닐알콜을 용해시킨 폴리비닐알콜 1%(w/w)용액을 20g 첨가 후 5min동안 30,000rpm으로 균질화시켜 에멀젼 형태의 고분자 용액을 제조하였다.Homogenizer (Polytron system PT2100, KINEMATICA, Switzerland) by mixing a solution of PLGA 1% (w / w) in which 0.05 g of PLGA was dissolved in 4.95 g of ethyl acetate and a solution of 0.005 g of aspirin in 1 g of ethanol at a weight ratio of 100: 1. ) Was homogenized at 30,000 rpm for 5 min. In addition, 20% of a polyvinyl alcohol 1% (w / w) solution in which polyvinyl alcohol was dissolved in distilled water was homogenized at 30,000 rpm for 5 min to prepare an emulsion polymer solution.

제조된 고분자 용액은 상기 제 1실시예와 동일한 RESS장치를 이용하여 동일한 조건으로 아스피린이 함유된 미립자를 제조하였다. The prepared polymer solution prepared microparticles containing aspirin under the same conditions using the same RESS apparatus as in the first embodiment.

5. 제 4실시예5. Fourth embodiment

상기 제 3실시예와 동일한 방법으로 미립자를 제조하되, 200bar의 압력으로 초임계상태를 유지하였다. Fine particles were prepared in the same manner as in the third embodiment, but the supercritical state was maintained at a pressure of 200 bar.

6. 제 1비교예6. Comparative Example 1

상기 제 1실시예에서 제조된 고분자용액을 통상적인 증발건조방법(78℃ 이상에서 20분 동안 증발건조)을 통하여 파크리탁셀이 함유된 미립자를 제조하였다. The polymer solution prepared in Example 1 was prepared through the conventional evaporation drying method (evaporation drying for 20 minutes at 78 ° C. or higher) to prepare microparticles containing paclitaxel.

7. 제 2비교예7. Comparative Example 2

상기 제 3실시예에서 제조된 고분자용액을 통상적인 증발건조방법(78℃ 이상에서 20분 동안 증발건조)을 통하여 아스피린이 함유된 미립자를 제조하였다.Aspirin-containing microparticles were prepared by using the polymer solution prepared in Example 3 through a conventional evaporation drying method (evaporation drying for 20 minutes at 78 ° C. or higher).

<실험분석>Experimental Analysis

상기 실시예들 및 비교예들에서 제조된 미립자의 특성을 살펴보기 위해 실험하였다. Experiments were conducted to examine the properties of the microparticles prepared in the examples and comparative examples.

1.미립자의 형태 및 크기1.Form and size of fine particles

제조된 미립자를 소량 채취하여 증류수에 용해시킨 후 카본테이프(carbon tape)에 떨어뜨려 건조시켰다. 그 후 건조된 시료를 주사전자현미경(scanning electron microscope(SEM),MIRA 3 LMU, Tescan, Czech republic)을 사용하여 입자의 형태를 관찰하였다. 그리고 입도분석기(Particle size analyzer,ELS-8000, Otsuka Electronics, Japan)를 통하여 제조된 입자의 평균 사이즈를 분석하였다. A small amount of the prepared fine particles were collected, dissolved in distilled water, and dropped on a carbon tape to dry. The dried sample was then observed using a scanning electron microscope (SEM), MIRA 3 LMU, Tescan, Czech Republic to observe the shape of the particles. And the average size of the particles prepared by particle size analyzer (Particle size analyzer, ELS-8000, Otsuka Electronics, Japan) was analyzed.

도 2에 (a)는 제 1비교예의 미립자, (b)는 제 1실시예의 미립자, (c)는 제 2비교예의 미립자, (d)는 제 3실시예의 미립자 사진을 각각 나타내었다. (A) shows fine particles of the first comparative example, (b) shows fine particles of the first example, (c) shows fine particles of the second comparative example, and (d) shows fine particles of the third example.

도 2를 통해 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 미립자의 크기는 통상적인 증발건조를 통해 제조된 미립자의 크기보다 그 평균사이즈가 더 작아지는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 제 1비교예의 미립자는 약 3271.2㎚임에 반해 제 1실시예의 미립자는 약 229㎚이고, 제 2비교예의 미립자는 약 976.9㎚임에 반해 제 3실시예의 미립자는 약 237.9㎚였다. 2, the size of the microparticles prepared according to the embodiment of the present invention was confirmed that the average size is smaller than the size of the microparticles prepared through conventional evaporation drying. That is, while the fine particles of the first comparative example were about 3271.2 nm, the fine particles of the first example were about 229 nm, and the fine particles of the second comparative example were about 976.9 nm, while the fine particles of the third example were about 237.9 nm.

이와 같은 실험 결과는 생분해성 고분자물질인 PLGA가 높은 압력과 온도로 인하여 팽윤(swelling) 현상이 일어나게 되고, 일정 시간이 지난 후 급격하게 압력을 떨어뜨려 노즐을 통해 분사시킴으로써 고분자 구조의 치밀도 향상이 그 원인으로 생각된다. The experimental results show that PLGA, a biodegradable polymer material, has a swelling phenomenon due to high pressure and temperature, and after a certain period of time, it suddenly drops the pressure and is injected through a nozzle to improve the density of the polymer structure. It seems to be the cause.

2. 미립자의 약물 함유 여부2. Whether the microparticles contain drugs

약물의 함유 여부를 확인하기 위해 적외선분광기(Nicolet 6700, Thermo scientific, USA)를 이용하여 미립자의 화학적인 구조를 확인하였다. In order to check the drug content, an infrared spectrometer (Nicolet 6700, Thermo scientific, USA) was used to check the chemical structure of the fine particles.

도 3은 PLGA와, 파크리탁셀, 제 1비교예의 미립자, 제 1실시예의 미립자의 FT-IR 측정 결과이다. 도 3을 참조하면, 파크리탁셀이 함유된 PLGA 입자에서는 3339cm-1에서 N-H/O-H streching 결합, 1652cm-1에서 C-C 결합 그리고 848cm-1에서 C-H in-plane deformation 결합을 통해 파크리탁셀의 존재를 알 수 있었다. 따라서 제 1실시 예는 파크리탁셀이 포함되어 있는 PLGA 입자가 잘 제조되었음을 확인할 수 있었다. 3 shows FT-IR measurement results of PLGA, paclitaxel, microparticles of the first comparative example, and microparticles of the first example. Referring to Figure 3, in the PLGA particles containing paclitaxel 3339cm -1 in the presence of paclitaxel via the CH in-plane deformation in the CC bond bond and 848cm -1 in NH / OH streching bond, 1652cm -1 Could know. Therefore, the first embodiment could confirm that the PLGA particles containing paclitaxel were well prepared.

그리고 도 4는 PLGA와, 아스피린, 제 2비교예의 미립자, 제 3실시예의 미립자 FT-IR 측정 결과이다. 도 4를 참조하면, 아스피린이 함유된 PLGA 입자에서는 3300~2500cm-1에서 O-H(carboxylic acids) 결합 그리고 1300~1000cm-1에서 C-O(ester/carboxylic acid) 결합을 통해 아스피린의 존재를 확인할 수 있었다. 따라서 제 3실시 예는 아스피린이 포함되어 있는 PLGA 입자가 잘 제조되었음을 확인할 수 있었다. 4 shows the results of PLGA, aspirin, fine particles of the second comparative example, and fine particle FT-IR of the third example. Referring to Figure 4, in the PLGA particles containing aspirin is confirmed the 3300 ~ OH (carboxylic acids) combined at 2500cm -1 and the presence of aspirin through CO (ester / carboxylic acid) bonded at 1300 ~ 1000cm -1. Therefore, the third embodiment was confirmed that the PLGA particles containing aspirin was well prepared.

3. 미립자의 열적 특성3. Thermal Characteristics of Particulates

시차주사열량계(differential scanning calorimetry, DSC; DSC star system, Mettler Toledo, Switzerland)를 이용하여 약물이 함유된 미립자의 열적 특성을 조사하여 그 결과를 도 5 및 도 6에 나타내었다. 그리고 하기 표 1에 유리전이온도의 개시점과 중간점을 나타내었다. Differential scanning calorimetry (DSC; DSC star system, Mettler Toledo, Switzerland) was used to investigate the thermal properties of the drug-containing microparticles, and the results are shown in FIGS. 5 and 6. In addition, Table 1 shows the starting point and the middle point of the glass transition temperature.

도 5에서 (a)는 제 1비교예의 미립자, (b)는 제 1실시예의 미립자, (c)는 제 2실시예의 미립자를 각각 나타낸다. 그리고 도 6에서 (a)는 제 2비교예의 미립자, (b)는 제 3실시예의 미립자, (c)는 제 4실시예의 미립자를 각각 나타낸다.In FIG. 5, (a) shows the fine particles of the first comparative example, (b) shows the fine particles of the first embodiment, and (c) shows the fine particles of the second embodiment. 6, (a) shows the fine particles of the second comparative example, (b) shows the fine particles of the third embodiment, and (c) shows the fine particles of the fourth embodiment.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제 1 및 제 2비교예에 비해 실시예들의 미립자의 유리전이온도(Tg)가 더 높게 나타났는데, 이는 약물과 고분자 사슬간의 수소결합으로 인한 상호작용 때문으로 설명할 수 있다. 유리전이온도가 낮을수록 고분자 내의 자유부피(free volume)가 증가하기 때문에 약물의 움직임이 용이해서 약물방출이 빠르게 진행되는 반면에 유리전이온도가 높을수록 약물의 방출은 느리게 진행된다. 5 and 6, the glass transition temperature ( T g) of the microparticles of the examples was higher than in the first and second comparative examples, due to the interaction due to hydrogen bonding between the drug and the polymer chain. It can be explained. The lower the glass transition temperature, the more the free volume in the polymer increases, and thus the drug is easily released due to the easy movement of the drug, while the higher the glass transition temperature, the slower the drug is released.


파크리탁셀Park Litaxel 아스피린aspirin
제1비교예Comparative Example 1 제1실시예First Embodiment 제2실시예Second Embodiment 제2비교예Comparative Example 2 제3실시예Third Embodiment 제4실시예Fourth Embodiment Tg
Tg
onsetonset 25.8925.89 47.9547.95 45.0145.01 26.0026.00 50.0350.03 55.4355.43
midpointmidpoint 27.1627.16 60.2460.24 56.1156.11 27.4327.43 58.0358.03 58.2558.25

4. 미립자의 약물방출실험4. Drug Release Test of Particulates

제조된 미립자로부터 약물의 방출속도를 평가하기 위해서 일정량의 시료를 각각 바이알에 넣고 PBS에 분산시킨 후 이 용액을 37.0±0.5℃의 일정온도로 유지되는 shaking incubator에 넣고 일정한 속도(50rpm)로 교반하면서 4주 동안 시간에 따른 약물의 용출량을 조사하였다. 용출 개시 후 일정 시간 간격으로 2ml의 시료를 채취하고, 그 농도를 분광광도계(UV-visible;Biomate 3S, Thermo scientific, USA)를 사용하여 측정하여 결과를 도 7 및 도 8에 나타내었다. In order to evaluate the release rate of the drug from the prepared microparticles, a certain amount of sample was put in a vial and dispersed in PBS, and then the solution was placed in a shaking incubator maintained at a constant temperature of 37.0 ± 0.5 ° C and stirred at a constant speed (50 rpm). The elution of the drug over time for 4 weeks was investigated. 2 ml of samples were taken at regular time intervals after the start of elution, and the concentration thereof was measured using a spectrophotometer (UV-visible; Biomate 3S, Thermo scientific, USA). The results are shown in FIGS. 7 and 8.

도 7에서 (a)는 제 1비교예의 미립자, (b)는 제 1실시예의 미립자, (c)는 제 2실시예의 미립자를 각각 나타낸다. 그리고 도 8에서 (a)는 제 2비교예의 미립자, (b)는 제 3실시예의 미립자, (c)는 제 4실시예의 미립자를 각각 나타낸다.In FIG. 7, (a) shows the fine particles of the first comparative example, (b) shows the fine particles of the first embodiment, and (c) shows the fine particles of the second embodiment. In FIG. 8, (a) shows the fine particles of the second comparative example, (b) shows the fine particles of the third embodiment, and (c) shows the fine particles of the fourth embodiment.

도 7을 참조하면, 방출 실험 시작 2일 만에 파크리탁셀의 방출량이 급격히 상승하였고 그 이후 꾸준한 상승 곡선을 보였다. 또한 제 1실시예 및 제 2실시예의 미립자의 경우 제 1비교예의 미립자에 비해 약물이 더 천천히 방출되는 특성을 보였다. 이와 같은 결과는 제 1 및 제 2실시 예의 경우 고분자 PLGA의 구조가 좀 더 치밀해져 약물의 서방성이 증대된 결과로 사료된다. Referring to FIG. 7, two days after the start of the release experiment, the release amount of paclitaxel was rapidly increased and a steady rise curve thereafter was shown. In addition, the microparticles of Examples 1 and 2 showed a more slow release of the drug than the microparticles of the first comparative example. This result is considered to be a result of the more compact structure of the polymer PLGA in the case of the first and second embodiments to increase the sustained release of the drug.

한편, 도 8에 나타난 아스피린은 방출 실험 하루 만에 그 방출량이 급격히 상승하는 것을 확인할 수 있었고, 방출 실험 9일 이후부터는 방출량이 거의 변화가 없었다. 이 같은 결과는 도 7의 파크리탁셀의 방출거동과 차이를 보이는데 아스피린의 경우 파크리탁셀보다 고분자 사슬간의 수소결합으로 인한 상호작용이 좋아 초기에 약물이 방출되는 속도가 빠른 결과에 의한 것으로 사료된다. On the other hand, the aspirin shown in Figure 8 was confirmed that the release of the rapid increase in the day after the release experiment, after 9 days of the release experiment there was almost no change in release. This result is different from the release behavior of paclitaxel in FIG. 7, which is thought to be due to the faster release rate of the drug at the early stage because of a better interaction due to hydrogen bonds between the polymer chains than paclitaxel. .

그리고 파크리탁셀 및 아스피린 모두 압력을 더 높게 하여 제조한 미립자에서 방출 속도가 더 느려지는 것으로 나타났는데, 이는 압력이 높아짐에 따라 팽윤현상이 더 커지고 그에 따라 고분자의 구조가 더욱 치밀해진 결과로 보인다. In addition, both the paclitaxel and the aspirin were shown to have a slower release rate in the fine particles produced by the higher pressure, which resulted in a greater swelling phenomenon and a denser structure of the polymer.

5. 미립자의 약물 함유효율5. Drug content of microparticles

미립자의 약물 함유효율(encapsulation efficiency)을 확인하기 위해 이론약물함유율(theoretical drug loading)과 실제약물함유율(actual drug loading) 값으로부터 약물 함유효율을 계산하였다.To determine the encapsulation efficiency of the microparticles, the drug content efficiency was calculated from the theoretical drug loading and the actual drug loading values.

이론약물함유율과 실제약물함유율은 다음과 같이 계산하였다.The theoretical drug content and the actual drug content were calculated as follows.

이론약물함유율= drug(tot.)/[drug(tot.)+polymer]Theoretical drug content = drug (tot.) / [Drug (tot.) + Polymer]

실제약물함유율= drug(enc.)/[drug(tot.)+polymer]Actual drug content = drug (enc.) / [Drug (tot.) + Polymer]

그리고 약물함유율은 다음과 같이 계산하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. And drug content is calculated as follows and the results are shown in Table 2 below.

약물함유효율(%)= (실제약물함유율/이론약물함유율)×100Drug content efficiency (%) = (actual drug content / theoretical drug content) × 100


파크리탁셀Park Litaxel 아스피린aspirin
제1비교예Comparative Example 1 제1실시예First Embodiment 제2실시예Second Embodiment 제2비교예Comparative Example 2 제3실시예Third Embodiment 제4실시예Fourth Embodiment Theoretical drug loading(%)Theoretical drug loading (%) 9.349.34 8.558.55 9.269.26 7.857.85 8.48.4 8.478.47 Actual drug loading(%)Actual drug loading (%) 6.86.8 7.97.9 8.18.1 5.65.6 7.47.4 8.28.2 Encapsulation Efficiency(%)Encapsulation Efficiency (%) 72.872.8 92.492.4 87.587.5 71.371.3 88.188.1 96.896.8

상기 표 2의 결과를 참조하면, 파크리탁셀의 함유효율의 경우 제 1 및 제 2실시예의 미립자가 제 1비교예의 미립자에 비해 약 12 내지 20%정도 증가되었고, 아스피린에서는 제 3 및 제 4실시예의 미립자가 제 1비교예의 미립자에 비해 약 17 내지 25%정도 증가된 것으로 나타났다. 결국, 본 발명에 따라 제조된 미립자의 약물의 방출속도는 느려졌고, 약물함유량 및 약물함유효율은 증가하였다. Referring to the results of Table 2, in the case of the content efficiency of paclitaxel, the fine particles of the first and second examples were increased by about 12 to 20% compared to the fine particles of the first comparative example, and the third and fourth implementations of the aspirin The fine particles of Example were shown to be increased by about 17 to 25% compared to the fine particles of the first comparative example. As a result, the release rate of the drug of the microparticles prepared according to the present invention was slowed, and the drug content and the drug content efficiency were increased.

상술한 실험결과들을 통해 본 발명은 의료용 스텐트에 이용하기 위한 약물 함유 미립자 제조에 RESS 공정을 적용함으로써 잔존 유기 용매가 없는 나노 수준의 미세한 입자를 제조할 수 있음이 확인되었다. 동시에 미립자의 약물함유효율을 증대시키고 약물의 방출속도를 늦출 수 있어 장기간 동안 서서히 혈관 내 세포와 주변으로 약물을 방출할 수 있다. 따라서 혈관 내 신생내막 과형성을 억제하여 혈관의 재협착을 막을 수 있고, 혈류의 흐름을 원활하게 개선할 수 있다. Through the above experimental results, it was confirmed that the present invention can produce nano-level fine particles free of residual organic solvent by applying the RESS process to the preparation of drug-containing fine particles for use in medical stents. At the same time, the drug-containing efficiency of the microparticles can be increased and the release rate of the drug can be slowed, so that the drug can be released into the blood cells and the surroundings gradually over a long period of time. Therefore, it is possible to prevent vascular restenosis by inhibiting endovascular neovascular hyperplasia and to smoothly improve blood flow.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.In the above, the present invention has been described with reference to one embodiment, which is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

1: 이산화탄소 공급원 3:항온수조
5:고압펌프 7:저장탱크
9: 반응조 11:팽창조
13:회수조
1: CO2 source 3: Constant temperature water tank
5: high pressure pump 7: storage tank
9: reactor 11: expansion tank
13: Recovery tank

Claims (6)

a)용매에 파크리탁셀(paclitaxel) 약물과 생분해성 고분자물질을 용해시켜 고분자용액을 수득하는 단계와;
b)상기 고분자용액을 반응조에 투입한 후 초임계유체를 가해 상기 고분자용액을 상기 초임계유체에 용해시키는 단계와;
c)상기 반응조 내부의 혼합물을 외부로 방출시켜 상기 용매를 제거함과 동시에 상기 약물이 상기 고분자물질에 함유된 미세입자를 형성시키는 단계와;
d)상기 미세입자를 증류수로 세척한 후 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초임계유체를 이용한 서방형 약물 함유 미립자의 제조방법.
a) dissolving a paclitaxel drug and a biodegradable polymer in a solvent to obtain a polymer solution;
b) injecting the polymer solution into the reaction tank and adding a supercritical fluid to dissolve the polymer solution in the supercritical fluid;
c) releasing the mixture inside the reactor to the outside to remove the solvent and simultaneously form the microparticles contained in the polymer material;
and d) washing the microparticles with distilled water and drying the same. The method for preparing sustained-release drug-containing microparticles using a supercritical fluid, comprising: d) washing the microparticles with distilled water.
제 1항에 있어서, 상기 a)단계에서 상기 용매는 에틸아세테이트(ethyl acetate)이고, 상기 고분자물질은 폴리락틱-코-글라이콜리드(Poly (lactide-co-glycolide))인 것을 특징으로 하는 초임계유체를 이용한 서방형 약물 함유 미립자의 제조방법.The method of claim 1, wherein in the step a), the solvent is ethyl acetate, and the polymer material is polylactic-co-glycolide (Poly (lactide-co-glycolide)). Method for producing sustained release drug-containing microparticles using a supercritical fluid. 제 1항에 있어서, 상기 b)단계는 상기 반응조 내부를 80 내지 200bar, 38℃조건으로 30 내지 90분 동안 유지시키는 것을 특징으로 하는 초임계유체를 이용한 서방형 약물 함유 미립자의 제조방법.According to claim 1, wherein the step b) is a method for producing a sustained-release drug-containing microparticles using supercritical fluid, characterized in that for 30 to 90 minutes at 80 to 200 bar, 38 ℃ conditions inside the reactor. 제 1항에 있어서, 상기 c)단계는 상기 혼합물을 대기압 조건으로 팽창시켜 방출하는 것을 특징으로 하는 초임계유체를 이용한 서방형 약물 함유 미립자의 제조방법.According to claim 1, wherein the step c) is a method for producing a sustained-release drug-containing microparticles using a supercritical fluid, characterized in that the mixture is released by expanding the mixture to atmospheric pressure conditions. a)용매에 아스피린(aspirin) 약물과 생분해성 고분자물질을 용해시켜 고분자 용액을 수득하는 단계와;
b)상기 고분자용액을 반응조에 투입한 후 초임계유체를 상기 반응조로 유입시켜 상기 고분자용액을 상기 초임계유체에 용해시키는 단계와;
c)상기 반응조 혼합물을 외부로 방출시켜 상기 용매를 제거함과 동시에 상기 약물이 상기 고분자물질에 함유된 미세입자를 형성시키는 단계와;
d)상기 미세입자를 증류수로 세척한 후 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초임계유체를 이용한 서방형 약물 함유 미립자의 제조방법.
a) dissolving an aspirin drug and a biodegradable polymer in a solvent to obtain a polymer solution;
b) dissolving the polymer solution in the supercritical fluid by introducing the polymer solution into the reaction tank and then introducing a supercritical fluid into the reactor;
c) releasing the reaction mixture to the outside to remove the solvent and simultaneously forming the microparticles contained in the polymer material;
d) washing the microparticles with distilled water and drying the same; a sustained-release drug-containing microparticles using supercritical fluid, comprising:
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 약물 함유 미립자를 표면에 코팅하여 제조하는 것을 특징으로 하는 의료용 스텐트의 제조방법.A method for producing a medical stent, characterized in that the drug-containing microparticles produced by the method of any one of claims 1 to 5 coated on the surface of the drug.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160044925A (en) * 2014-10-16 2016-04-26 부경대학교 산학협력단 Ultrafine particles of inclusion complex of peracetylated cyclodextrin and drug using supercritical carbon dioxide, preparation method thereof and use thereof
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