KR20140126264A - 가교결합된 젤라틴 지지체 및 이를 사용한 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 위한 지지체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가교결합된 젤라틴의 표면이 음으로 하전되고 에탄올 중 제타 전위가 -3 내지 -50mV인 가교결합된 젤라틴 지지체, 및 가교결합된 젤라틴 지지체 및 가교결합된 젤라틴 지지체 상 및/또는 내부에 흡착 및 보유된 생리학적 활성 물질을 포함하는 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 위한 지지체에 관한 것이다.

Description

가교결합된 젤라틴 지지체 및 이를 사용한 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 위한 지지체 {CROSSLINKED GELATIN SUPPORT AND SUPPORT FOR CONTROLLED RELEASE OF PHYSIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCE USING THE SAME}

본 발명은 가교결합된 젤라틴 지지체 및 이를 사용한 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 위한 지지체에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 입자 등으로 형성된 가교결합된 젤라틴의 표면 전하가 -3 내지 -50mV인 음전하 제타 전위를 가지는 가교결합된 젤라틴 지지체, 특히 수용성 물질의 함량이 특정 범위로 제어되는 입자 등으로 형성된 가교결합된 젤라틴 지지체 및 생리학적 활성 물질이 지지체 상에 흡착되고 보유되는 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 위한 지지체에 관한 것이다.

젤라틴은 동물에서 유래된 콜라겐을 산 또는 알칼리로 처리하고 후속하여 추출하여 수득되는 단백질이고, 이는 다양한 분야에서 사용되는 친숙한 재료이며, 이는, 예를 들어 식품 분야(예컨대 젤리), 제약 분야 등에서 겔화제로 사용되고, 이는 또한 산업적 용도(예컨대 접착제) 및 필름 분야에서 사용된다. 이러한 다양한 용도 중에서, 의료 용도로 사용되는 고도로 정제된 젤라틴 및 콜라겐은 또한 일본 약전에 열거되어 있고, 주사 제제용 첨가제로서 및 간암에 있어서 색전 물질, 지혈을 위한 스폰지 재료 및 경구 투여용 캡슐 재료와 같은 제품에서 널리 사용되어 왔다.

상기 언급된 바와 같이, 젤라틴이 생물학적 조직을 구성하는 콜라겐으로부터 추출되므로, 젤라틴은 생체적합성 및 생분해성에서 매우 뛰어난 재료이다. 또한, 젤라틴에 가교결합 처리하여 불용화를 달성하고 불용화 정도를 제어함으로써, 젤라틴은 통상적으로 물 및 따뜻한 물 중에서 비교적 쉽게 용해되는 특성을 가지고, 생체에 투여되는 시점에 젤라틴의 생분해 시간을 제어할 수 있다는 특성을 가진다. 따라서, 생리학적 활성 물질, 예컨대 약물을 가교결합되고 불용화된 젤라틴에 사전에 흡착시킬 때, 생체에 투여되는 경우, 생분해에 의해 젤라틴이 용해됨에 따라 생리학적 활성 물질이 점진적으로 방출되어, 특정 기간에 걸친 생리학적 활성 물질의 제어된 방출의 작용이 나타날 수 있다.

특허 문헌 1은 생체적합성 물질로서의 젤라틴을 수불용성으로 제조하고, 다공성 입자로 전환시키는 발명을 개시하고, 입자가 색전 치료용으로, 그리고 의학적 제제를 위한 지지체로서 유용한 것으로 기재되어 있다. 즉, 수불용성화 다공성 입자는 그의 다공성 부분이 생리 식염수 또는 제약 등의 용액으로 침지되고 이를 보유한다. 그러나, 침지 및 보유가 그의 다공성 부분에서 달성되므로, 예를 들어 그의 흡착된 양은 세공 직경 및 다공도가 변할 때 크게 달라져서, 흡착된 양을 제어하기 힘들다는 문제가 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허 제3879018호

통상적으로, 생리학적 활성 물질, 예컨대 약물을 가교결합된 젤라틴에 사전에 흡착시키고, 생리 식염수 등과 현탁시킨 후, 젤라틴을 생체에 투여하여 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 달성하는 경우, 생리학적 활성 물질의 처방 및 치료적 목적에 따라 가교결합된 젤라틴 중 생리학적 활성 물질의 흡착된 양을 제어 및 조절하는 것이 중요해진다.

그러나, 가교결합된 젤라틴 지지체가 치료 등에 필요한 흡착된 양의 생리학적 활성 물질을 가지지 않을 때, 지지체가 생체에 투여되어도 유효한 치료적 효과가 나타날 수 없고, 또한 생리학적 활성 물질의 제어된 방출이 요구되는 시간에 걸쳐 달성될 수 없다는 문제가 나타난다.

상기 문제를 해결하기 위하여, 생체 내에서 생분해 시간을 조절할 수 있는 가교결합된 젤라틴을 제조하고 생리학적 활성 물질의 흡착된 양에 영향을 주는 원인의 조사를 수행한 결과, 본 발명의 발명자들은 가교결합된 젤라틴의 표면 전하가 흡착된 양에 현저한 영향을 주고, 가교결합된 젤라틴 중 수용성 물질의 함량이 흡착된 양에 큰 영향을 준다는 것을 확인했다. 따라서, 발명자들은 본 발명을 달성했다.

즉, 본 발명은 가교결합된 젤라틴의 표면이 음으로 하전되고 에탄올 중 제타 전위가 -3 내지 -50mV인 가교결합된 젤라틴 지지체를 제공한다.

특히, 가교결합된 젤라틴은 바람직하게는 통상적 화학적 가교결합제 등으로 화학적 가교결합 처리한 것이 아니며, 열 처리에 의해 물리적으로 가교결합한 것이다. 더 바람직한 것은 가교결합 처리 후 γ-선 조사 처리를 추가로 수행하여 분해 처리한 것이다.

또한, 가교결합된 젤라틴 지지체 중 수용성 물질의 함량이 분해 처리 전 15 내지 50중량%이고, 분해 처리 후 25 내지 75중량%로 증가되는 것이 바람직하다. 부가적으로, 가교결합된 젤라틴 지지체가 비-다공성 구조를 가지는 단일 입자 또는 그의 입자 응집물인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 언급된 가교결합된 젤라틴 지지체 상 및/또는 내에 생리학적 활성 물질을 흡착시키고 보유시켜, 제어된 방출 능력이 뛰어난, 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 위한 지지체를 제공할 수 있다.

본 발명의 가교결합된 젤라틴 지지체는 생리학적 활성 물질의 흡착 및 보유된 양이, 표면 전하를 음전하로, 구체적으로 에탄올 중 제타 전위를 -3 내지 -50mV 범위로 제어함으로써 정확하게 조절될 수 있다는 효과를 지닌다. 따라서, 특정 제타 전위 범위 내에서 가교결합된 젤라틴 지지체의 표면 전하를 변화시킴으로써, 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 달성하는 제어된 방출을 위한 지지체를 수득하여 목적하는 치료적 효과를 나타낼 수 있다.

또한, 본 발명의 가교결합된 젤라틴 지지체는, 분해 처리 전 및 후의 가교결합된 젤라틴 지지체 중 수용성 물질의 함량이 특정 범위 내로 증가하도록 그의 함량을 제어함으로써 생리학적 활성 물질의 흡착 및 보유된 양을 정확하게 조절할 수 있는 효과를 나타낸다. 즉, 분해 처리 전 및 후에 가교결합된 젤라틴 지지체 중 수용성 물질의 양을 특정 범위 내로 제어 및 변화시키므로, 목적하는 치료적 효과를 나타낼 수 있도록 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 달성하는 제어된 방출을 위한 지지체를 수득하는 것이 가능하다.

도 1은 각각의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 수득되는 가교결합된 젤라틴 지지체의 표면 전하 (제타 전위)와 생리학적 활성 물질로서 성장 인자의 흡착률 사이의 관계를 보이는 그래프이다.
도 2는 각각의 실험 실시예에서 수득되는 가교결합된 젤라틴 지지체 중 수용성 물질의 양과 생리학적 활성 물질로서 성장 인자의 흡착된 양 사이의 관계를 보이는 그래프이다.

본 발명에서 사용되는 젤라틴과 관련하여, 그의 종류 (원천)은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 소 뼈, 소 피부, 돼지 뼈, 돼지 피부 등으로부터 유래된 다양한 젤라틴을 사용할 수 있다.

본 발명의 가교결합된 젤라틴 지지체는 입자로 성형한 젤라틴을 수성 용매에 대해 불용화시키기 위해 가교결합 처리하여 수득된 것이고, 바람직하게는 가교결합제를 사용하여 통상적으로 사용되는 화학적 가교결합 처리를 하지 않은 것이며, 바람직하게는 열 처리에 의해 열 가교결합을 수행한 것이다. 즉, 가교결합제를 사용한 화학적 가교결합 처리를 수행하는 경우, 가교결합제의 반응 생성물 또는 가교결합제의 잔여물이 젤라틴에 결합될 가능성이 있다. 이렇게 수득된 가교결합된 젤라틴 지지체를 생체에 사용하는 경우, 다양한 종류의 독성 등을 철저하게 조사해야 하고 그에 따라 사용가능한 가교결합제에 제약이 생긴다.

반면, 열 처리에 의해 열 가교결합을 수행하는 경우, 상기한 바와 같은 문제가 전혀 없고 가교결합제를 사용하는 가교결합 처리와 비교하여 온화한 조건하에서 가교결합 처리가 수행되어, 생분해성에 영향을 주는 젤라틴의 가교결합 정도의 조절이 비교적 쉬워진다. 따라서, 본 발명에서와 같이 가교결합된 젤라틴 지지체가 열 가교결합에 의해 제조되는 경우, 가교결합의 정도가 의도하는 목적에 따라 제어될 수 있으므로, 수용액 또는 혈관 중에 완전한 용해에 걸리는 시간 (생분해 시간 등)을 쉽게 제어할 수 있다.

본 발명의 가교결합된 젤라틴 지지체를 입자 모양으로 수득하기 위하여, 입자-성형된 젤라틴 지지체를 공지된 과립화 방법, 예컨대 W/O 분산액 방법, 마이크로반응기 방법, 분무 건조 방법, 분무 동결-건조 방법 또는 분쇄(pulverization) 방법으로 제조할 수 있다.

그 후, 생성된 젤라틴 지지체를 일단 송풍 건조, 공기 건조, 진공 건조, 또는 동결 건조와 같은 건조 방법을 수단으로 건조되면, 이어서 100 내지 200℃, 바람직하게는 120 내지 180℃의 온도 범위에서, 2 내지 48시간, 바람직하게는 2 내지 8시간 동안 가열 및 건조시키고, 이로 인해 열 가교결합이 수행되어 본 발명의 가교결합된 젤라틴 지지체가 생성된다. 그러나, 정치 상태에서 가열 및 건조시키는 경우가 아닌, 교반 또는 회전 조건하 가열 및 건조시키는 경우, 150 내지 170℃±5℃의 온도 범위에서 약 3 내지 5시간 동안 열 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 건조는 정상 기압하에서 수행할 수 있으나, 젤라틴이 본질적으로 수용성이고 공기 중 산소, 습기 등에 의해 쉽게 영향을 받으므로, 진공하에서의 열 처리가 우수한 재현가능성을 가지는 균질한 열 가교결합을 수행하기에 바람직하다. 본 발명에서 "진공하"는 절대 진공을 0kPa라고 했을 때, 통상적인 진공 건조기로 달성할 수 있는 10kPa 이하의 압력 조건을 의미한다.

게다가, 본 발명에서 가교결합된 젤라틴 지지체는 또한 상기 기재된 가교결합 처리 후 분해 처리를 수행하여 수득할 수 있다. 이렇게 분해 처리를 수행한 가교결합된 젤라틴 지지체에서, 지지체 표면 상의 음전하가 분해 처리에 의해 추가로 증가될 수 있으므로, 생리학적 활성 물질의 흡착에 효과적인 지지체 표면 상의 제타 전위를 -3 내지 -50mV 범위 내의 목적하는 값으로 제어할 수 있으므로, 상기 지지체가 바람직하다. 또한, 가교결합 처리에 의한 젤라틴의 수불용화와 분해 처리에 의한 수불용화 젤라틴의 물 중 재가용화 사이의 균형을 유지함으로써, 생리학적 활성 물질의 흡착된 양을 제어할 수 있다.

본 발명에서 분해 처리로서, γ-선, 전자 빔 등을 사용한 조사를 포함하는 방사선 조사에 의한 분해 처리를 언급할 수 있다. 바람직하게는, 생성물 포장 후 최종 살균 처리로도 이용할 수 있는 γ-선을 사용하는 것이 실질적으로 바람직하다. γ-선의 조사량은 바람직하게는 약 10 내지 50kGy이나, 가교결합된 젤라틴 지지체의 표면 상의 제타 전위를 제어하고, 확실히 수용성으로 만들기 위해 수불용화된 가교결합된 젤라틴을 분해하는 관점에서 살균 조작으로서 충분히 수용될 수 있는 25 내지 50kGy 범위의 조사량도 추가로 바람직하다.

상기한 바와 같이 수득된 본 발명의 가교결합된 젤라틴 지지체에서, 지지체 내부의 구조는 특별히 제한되지 않으나, 가교결합 처리 또는 분해 처리를 제어함으로써 표면 제타 전위를 쉽게 제어하고 수용성 물질의 함량을 쉽게 제어할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 점을 고려할 때, 세공 부분에서의 표면적의 제어가 또한 필요하므로 다공성 구조에서는 제어가 어려워지는데, 따라서 바람직하게는 비-다공성 구조를 가지는 입자, 추가로 바람직하게는 비-다공성 구조를 가지는 단일 입자 또는 그의 복수개의 입자의 응집에 의해 수득되는 입자 응집물이 바람직하다.

즉, 지지체가 다공성 구조를 가지는 입자일 때, 비 표면적이 넓어지고, 입자 내 다공성 부분의 표면 전하가 본 발명의 효과에 영향을 주어서, 가교결합된 젤라틴 지지체로서 목적하는 표면 제타 전위를 제어하기 어려워지고, 생리학적 활성 물질의 흡착되는 양 (보유되는 양)을 목적하는 값으로 설정하기 어려운 경향이 있다. 또한, 지지체가 다공성 구조를 가지는 입자일 때, 세공 부분의 표면 부분이 또한 분해 처리에 의해 수용해도에 영향을 주고 생리학적 활성 물질의 물리적 흡착이 세공 부분의 모세관 현상으로 인해 이루어지므로, 본 발명의 효과, 즉 생리학적 활성 물질의 흡착성 제어에 큰 영향을 미치고, 따라서 우수한 재현가능성을 확실히 가지는 목적하는 효과를 수득하기 어려운 경향이 있다. 따라서, 본 발명의 효과를 확실히 나타내기 위해서, 비-다공성 구조를 가지는 젤라틴 입자를 사용하는 것이 바람직하다.

게다가, 생성된 가교결합된 젤라틴 지지체에서, 건조된 상태에서 가교결합된 젤라틴의 단일 입자의 평균 입자 직경이, 생리학적 활성 물질의 흡착되는 양의 제어를 가능하게 하기 위해 본 발명의 범위 내로 제타 전위를 제어하는 관점에서, 5 내지 50㎛, 바람직하게는 5 내지 25㎛인 것이 바람직하다. 평균 입자 직경이 5㎛ 미만이면, 입자가 너무 작으므로, 생체 내로 이를 도입하는 경우 생분해성이 증가되어 본 발명의 효과가 충분히 나타나기 어렵다. 따라서, 추가적 가교결합을 수행하기 위한 더 강한 가교결합 조건이 필요하게 되고 제타 전위가 중성 쪽으로 이동하여, 본 발명의 효과가 충분히 수득되기 어려운 경향이 있다. 반면, 평균 입자 직경이 50㎛을 초과하는 경우, 입자 내부 전하는 또한 본 발명의 효과 및 제타 전위의 제어에 영향을 주어, 가교결합된 젤라틴 지지체로서 본 발명의 효과를 나타내기 어려운 경향이 있으므로, 이러한 경우는 바람직하지 않다.

그러나, 전체 젤라틴 입자 상에 가교결합 처리 및 분해 처리를 균일하게 수행하는 관점에서, 건조 상태에서의 가교결합된 젤라틴 지지체의 단일 입자의 평균 입자 직경이 25 내지 2,000㎛, 바람직하게는 60 내지 1,700㎛인 것이 바람직하다. 평균 입자 직경이 25㎛ 미만인 경우, 입자가 작기 때문에 수용성 물질의 양을 조절하는 것이 어려워지고, 또한, 예를 들어 본 발명의 가교결합된 젤라틴 지지체를 생체 내에 도입하는 경우, 생분해성이 과도하게 증가되고 본 발명의 효과가 충분히 나타나기 어려운 경향이 있다. 이와 관련하여, 생분해성을 감소시키는 목적으로 추가적 가교결합이 수행될 때, 강한 가교결합 조건이 필요하게 되어 분해 처리를 수행하여도 충분한 양의 수용성 물질이 수득될 수 없다. 그 결과, 본 발명의 효과가 충분히 수득되지 않는다. 반면, 평균 입자 직경이 2,000㎛을 초과하는 경우, 균일한 가교결합 처리를 전체 젤라틴 입자에 수행하기 어렵고, 또한 분해 처리가 표면 층 부분에만 부분적으로 이루어진다. 그 결과, 생분해성의 제어를 수행하기 어려워지고, 본 발명의 효과에 부정적인 영향을 미치는 경향이 있으므로, 이러한 경우는 바람직하지 않다.

부수적으로, 본 발명에서 가교결합된 젤라틴 지지체는 상기된 바와 같이 가교결합된 젤라틴의 단일 입자뿐만 아니라 또한 그의 복수개의 입자의 응집에 의해 수득되는 입자 응집물일 수 있고, 이러한 경우 평균 입자 직경은 25 내지 2,000㎛, 바람직하게는 50 내지 1,700㎛, 더욱 바람직하게는 약 60 내지 약 200㎛일 수 있다.

상기와 같이 수득된 본 발명의 가교결합된 젤라틴 지지체에서, 위에서 마지막에 언급된 바와 같이 생리학적 활성 물질의 흡착된 양을 제어하기 위해, 제타 전위를 에탄올 중에서 측정하는 경우 그 값이 -3 내지 -50mV 범위 내에 있는 것이 중요하다. 바람직하게는, 이 값은 바람직하게는 -10 내지 -40mV 범위로 제어된다. 제타 전위가 -3mV를 초과할 때 생성된 가교결합된 젤라틴 지지체는 전기적으로 중성 상태에 가깝고 생리학적 활성 물질을 흡착하는 성능이 약화되어, 충분한 흡착성이 수득되지 않는 경우가 있다. 반면, 전위가 -50mV 미만일 때 생성된 가교결합된 젤라틴 지지체의 제타 전위의 제어가 불안정해져서, 안정한 성능을 갖는 가교결합된 젤라틴 지지체를 수득하기 어려워지는 경향이 있고, 그 결과 흡착 및 보유된 생리학적 활성 물질이 지니는 목적 효과가 충분히 나타날 수 없는 경우가 있다.

본 발명에서 제타 전위는 아래와 같이 측정한다. 건조된 미립자 가교결합된 젤라틴 지지체를 1mg/ml이도록 칭량한 후, 10ml의 에탄올 (특급 시약)로 현탁시키고, 현탁액을 특급 시약의 에탄올로 100배 희석시킨다. 그 후, 제타 전위 측정 장치를 사용하여 25℃에서 생성된 희석 현탁액의 측정 값을 본 발명의 제타 전위로 취했다. 제타 전위 측정 장치로서, 시판되는 장치, 예컨대 제타 전위-입자 크기 분포 측정 장치 (베크맨 코울터, 인크.(Beckman Coulter, Inc.)에서 생산됨, 상표명: 델사나노(DelsaNano)), 제타 전위-입자 직경 측정 시스템 (오츠카 일렉트로닉스 캄파니, 리미티드(Otsuka Electronics Co., Ltd.)에서 생산됨, 상표명: ELSZ-1000ZS), 제타 전위 측정 장치 (맬버른 캄파니(Malvern Company)에서 생산됨, 상표명: 제타사이저 나노(Zetasizer Nano)), 초음파 입자 크기 분포-제타 전위 측정 장치 (니혼 루푸토 캄파니, 리미티드(Nihon Rufuto Co., Ltd.)에서 생산됨, 상표명: DT1202), 표면 분석용 제타 전위 측정 장치 (안톤 파르 게엠베하(Anton Paar GmbH)에서 생산됨, 상표명: SurPASS) 등을 사용할 수 있다. 이러한 장치의 측정 원리로서, 레이저 도플러 다중점 검출 전기영동 방법, 레이저 도플러 방법 (동적 전기영동 광-산란 방법), 상 분석 광-산란 방법, 초음파 진동 전류 방법, 스트리밍 전위-스트리밍 전류 측정 방법 등이 채택되며, 임의의 원리를 이용할 수 있다.

본 발명의 가교결합된 젤라틴 지지체가 상기한 바와 같이 가교결합 처리를 한 후 분해 처리한 것, 그리고 분해 처리 전 가교결합된 젤라틴 지지체 중 수용성 물질의 함량이 15 내지 50중량%로 제어되고, 분해 처리 후 가교결합된 젤라틴 지지체 중 수용성 물질의 함량이 25 내지 75중량%로 제어된 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 또한 분해 처리를 수행하지 않고 가교결합 처리만 수행한 수용성 물질이 존재하여 수용성 물질의 함량이 25 내지 75중량% 범위로 제어되도록 할 수 있다. 그러나, 이러한 경우 수용성 물질은 분해 처리에 의해 형성된 수용성 물질이 아니라 가교결합 처리에 관여하지 않은 저분자량 젤라틴의 잔여 부분이고, 따라서 본 발명의 효과를 충분히 나타낼 수 없다. 따라서, 본 발명에서 분해 처리 전 및 후에 수용성 물질의 함량을 제어하는 것이 중요하다. 부수적으로, 본 발명에서 수용성 물질과 관련하여, 그의 주요 구성요소는 비제한적으로 젤라틴이며, 가교결합된 젤라틴 지지체를 정치하에 6시간 동안 30℃에서 정제수에 침지했을 때 정제수로 용리되는 임의의 수용성 물질의 의미한다.

즉, 본 발명에서 젤라틴 분자 사이의 및 분자내의 가교결합은 젤라틴의 가교결합을 통해 이루어지고, 그 후 생성된 가교결합된 젤라틴의 분해 처리에 의해 가교결합이 끊어지지는 않으며 가교결합된 젤라틴 분자가 절단(cleave)되어, 가교결합 처리한 젤라틴의 분자 사슬이 작은 조각으로 절단된다. 그 결과, 젤라틴 분자 사슬의 분해 말단 부분에서 카르복실 기와 같은 물 용해도를 지니는 관능 기의 생성으로 인해, 물 용해도를 보이는 분자가, 가교결합된 젤라틴으로부터 유래되었더라도, 증가되는 것으로 고려된다. 또한, 가교결합된 젤라틴 지지체 중 수용성 젤라틴의 증가에 의해 수용성 물질이 생리학적 활성 물질로 대체되어, 흡착된 양이 증가될 수 있는 것으로 고려된다.

본 발명에서 가교결합 처리 후 (분해 처리 전) 젤라틴 지지체 중 수용성 물질의 함량이 15중량% 미만인 경우, 과도한 가교결합 처리가 이루어지므로, 생분해성이 현저하게 감소되고 분해 처리를 수행했을 때도 생분해성이 충분히 조절될 수 없다. 그 결과, 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 충분히 발휘하는 능력을 수득할 수 없을 가능성이 있다. 반면, 50중량%를 초과하는 경우, 가교결합 처리에 의한 수불용화는 불충분해지고, 생분해성은 과도하게 증가된다. 또한, 생분해성이 분해 처리에 의해 증강되는 경향이 있으므로, 생리학적 활성 물질의 제어된 방출이 달성될 수 있는 기간이 과도하게 짧아지는 경향이 있다. 또한, 젤라틴 지지체는 사용시 제제 중 생리 식염수와 같은 희석 매질 중에 용해되고, 따라서 목적하는 효과를 수득할 수 없게 될 우려가 있다.

또한, 분해 처리 후 젤라틴 지지체 중 수용성 물질의 함량이 25중량% 미만인 경우, 최종적으로 수득된 가교결합된 젤라틴 지지체 중 과도한 가교결합으로 인해 증가된 소수성의 결과로, 생리학적 활성 물질의 흡착 성능이 약화되고 또한 생분해 속도가 느려져서, 목적하는 효과를 나타내기 위한 생리학적 활성 물질의 제어된 방출이 이루어지기 어려운 경향이 있다. 반면, 수용성 물질의 함량이 75중량%를 초과할 때, 지지체를 그 위에 흡착된 생리학적 활성 물질을 함유하는 제어된 방출을 위한 지지체로서 생체 내에 투여하는 경우, 생분해 속도가 빨라지고 제어된 방출의 능력이 나타나지 않는 경향이 있다.

본 발명의 가교결합된 젤라틴 지지체는 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 위한 지지체를 제공할 수 있으며, 이는 특정 범위의 제타 전위로 제어된 그의 표면 음전하를 이용하고 수용성 물질의 함량을 제어하여 흡착 및 보유되는 생리학적 활성 물질의 양을 제어할 수 있게 하고, 목적하는 효과를 나타낼 수 있게 한다. 본 발명에서 사용되는 생리학적 활성 물질은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 생체 내에 투여하여 다양한 질병을 치료하는 목적으로 사용되는 다양한 약물, 인터페론 및 인터류킨으로 나타내어지는 사이토카인, 다양한 성장 인자 (증식 인자) 등을 사용할 수 있다.

상기 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 위한 지지체는, 지지체의 표면 상 및/또는 내부에 생리학적 활성 물질이 흡착 및 보유되고, 생체 내에 투여하여 흡착 및 보유된 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 달성하여 목적하는 효과를 나타내는 것이다. 생체 내에 투여하는 방법의 예에는 생리 식염수와 같은 용매 중에 지지체를 현탁 및 분산시킨 후 현탁 및 분산된 것을 생체의 국소 부분에 근육내 주사하여 약물의 제어된 방출을 점진적으로 달성하는 방법, 색전 후에 흡착된 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 달성하도록 혈관을 색전시키기 위해 질환의 영향을 받은 부분의 부근 혈관 내로 주사 및 투여하는 방법 등이 포함된다. 이러한 투여 방법을 수행하는 경우, 주사용 주사기에 부가적으로 카테터와 같은 공지된 장치를 사용할 수 있다.

본 발명에서 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 위한 지지체를 제조하는 방법으로서, 예를 들어 가교결합된 젤라틴 지지체를 생리학적 활성 물질과 함께 분산시키고 주사기 내에 채우고 흡착시킬 수 있다. 그 외에도, 가교결합된 젤라틴 지지체를 단독으로 주사기에 미리 채우고 사용시 생리 식염수를 주사기로 빨아들여 가교결합된 젤라틴 지지체를 분산시키는 경우, 또는 가교결합된 젤라틴 지지체를 바이알내에 채우고 사용시 생리 식염수를 채워서 가교결합된 젤라틴 지지체를 분산시키고 분산액을 주사기 내로 빨아들이는, 즉 소위 사용시 제조하는 경우와 같은 실시양태를 적용할 수 있다.

부수적으로, 생체 내에 투여한 가교결합된 젤라틴 지지체는 생체 내에서 점진적으로 생분해되면서 흡착 및 보유된 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 달성한다. 생분해 시간은, 가교결합된 젤라틴 지지체가 수득되는 가교결합 조건을 제어하여 조절할 수 있고, 그 결과 생리학적 활성 물질의 제어된 방출 시간을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어된 방출 시간을 근육내에서 약 2주로 설정한 경우, 젤라틴의 가교결합 단계에서 가열 조건은 바람직하게는 100 내지 180℃에서 1 내지 24시간이다. 부수적으로, 가교결합 단계에서 가열 조작을 실시하므로, 가교결합된 젤라틴 지지체가 산화 및 열화될 우려가 있는 경우 산소의 영향을 억제하기 위해 감압하 또는 불활성 기체 대기하에서 가교결합 단계를 수행하는 것이 바람직하다.

실시예

하기 내용은 실시예를 참조로 본 발명을 더 구체적으로 기재할 것이다. 그러나, 본 발명은 실시예 기재내용에 제한되는 것으로 해석되어서는 안되며, 기술적 발상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정을 가할 수 있다.

실시예 1

5g의 젤라틴 (돼지 피부로부터 유래됨, 젤리 강도: 100g (JIS K6503에 따름))을 100ml의 물에 40℃에서 용해시킨 후, 이를 플라스틱 용기에 채웠다. 젤라틴 수용액을 2 내지 10℃의 온도하에 17시간 동안 정치시켜 겔화를 달성하고 후속하여 -80℃에서 동결시켰다. 그 후, 동결된 것을 동결 건조기 내 10kPa 이하의 진공하에서 건조시켜 시트-성형된 생성물을 수득했다. 생성물을 파쇄 밀(crushing mill) 내에서 파쇄하고, 25㎛, 63㎛ 및 1,700㎛의 체를 사용하여 입자 직경을 조정하여 25㎛ 이하 및 63 내지 1,700㎛의 평균 입자 직경을 가지는 젤라틴 파쇄된 입자를 수득했다.

그 다음, 각각의 젤라틴 입자를 소형 드럼 진공 건조기 (아이치 일렉트릭 캄파니, 리미티드(Aichi Electric Co., Ltd.)에서 생산됨, 상표명: BHR-0.5 타입)내 진공 (5kPa 이하)하 분당 18회의 속도로 회전하는 상태로 150℃(±5℃)에서 4시간 동안 열 처리하여 본 발명의 가교결합된 젤라틴 지지체를 수득했다.

<실시예 2>

실시예 2에서는 열 처리를 170℃(±5℃)에서 4시간 동안 수행한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 가교결합된 젤라틴 지지체를 수득했다.

<실시예 3>

실시예 1에서 수득한 가교결합된 젤라틴 지지체를 공기 중 정상 기압하 플라스틱 용기에 넣고, 알루미늄으로 포장하고, 이에 25kGy의 γ-선을 조사하여 분해 처리한 가교결합된 젤라틴 지지체를 수득했다.

<비교예 1>

비교예 1에서는 열 처리 온도를 160℃(±5℃)로 변화시킨 것을 제외하고는, 실시예 1 및 3과 동일한 방식으로 γ-선 조사 처리 (분해 처리)를 수행한 가교결합된 젤라틴 지지체를 수득했다.

상기 실시예 및 비교예에서 수득된 가교결합된 젤라틴 지지체 중에서, 25㎛ 이하의 평균 입자 직경을 가지는 것을 사용하여 제타 전위를 측정하였고, 63 내지 1,700㎛의 평균 입자 직경을 가지는 것을 사용하여 생리학적 활성 물질의 흡착된 양을 측정했다. 결과는 표 1 및 도 1에 기재했다. 부수적으로, 흡착된 양의 측정을 위한 조작시, 가교결합된 젤라틴 지지체를 생리학적 활성 물질에 침지시킨 후, 지지체를 생리 식염수 중에 현탁시켰고, 가교결합된 젤라틴 지지체 중에 흡착되지 않은 부분은 상청액으로 회수했고, 이를 측정용 용액으로 사용했다. 측정용 용액 중으로 미세 분말이 혼합되어 들어가는 것을 회피하기 위해, 63 내지 1,700㎛의 평균 입자 직경을 가지는 가교결합된 젤라틴을 흡착된 양의 측정을 위해 사용했다.

상기 실시예 및 비교예의 생성물로서의 각각의 가교결합된 젤라틴 지지체의 제타 전위 및 생리학적 활성 물질의 흡착된 양을 하기 방법으로 측정했다.

<제타 전위의 측정>

상기 실시예 및 비교예의 생성물로서의 각각의 가교결합된 젤라틴 지지체를 건조 상태로 만들고, 25㎛ 이하의 평균 입자 직경을 가지는 것을 1mg/ml로 칭량한 후, 이를 에탄올 (특급 시약)로 100배 희석하고 현탁시켰다. 생성된 현탁액을 제타 전위-입자 크기 분포 측정 장치 (베크맨 코울터, 인크.에서 생산됨, 상표명: 델사나노)를 사용하여 25℃에서 측정했다.

<생리학적 활성 물질의 흡착된 양 측정>

생리학적 활성 물질로서 약 17,000의 분자량을 가지는 성장 인자, 319.85의 분자량을 가지는 안료 (메틸렌 블루)를 사용하여 가교결합된 젤라틴 지지체 중에 흡착된 양을 하기와 같이 측정했다.

<성장 인자의 흡착된 양 측정>

생리학적 활성 물질로서의 성장 인자를 0.14mg/ml의 농도이도록 생리 식염수 중에 용해시켜 생리학적 활성 물질 수용액을 제조했다. 보정 곡선을 위해, 0.028mg/ml, 0.056mg/ml, 0.084mg/ml, 0.11mg/ml 및 0.14mg/ml의 농도이도록 생리학적 활성 물질 수용액을 희석시켰다.

생리학적 활성 물질로서의 성장 인자의 흡착된 양을 측정하기 위해, 실시예 및 비교예의 생성물로서의 각각의 가교결합된 젤라틴 지지체를 각 0.025g의 양으로 칭량했다. 그 후, 0.14mg/ml의 농도를 가지는 생리학적 활성 물질 수용액을 각 0.35ml의 양으로 가교결합된 젤라틴 지지체에 첨가하고, 전체를 40℃에서 1시간 동안 정치시켜 수용액이 가능한 최대로 가교결합된 젤라틴 지지체에 걸쳐 확산되도록 했다. 그 후, 0.65ml의 생리 식염수를 첨가하고, 상청액을 여과지를 통해 여과하고, 상청액의 흡광도를 고성능 액체 크로마토그래피 상에서 측정했다. 앞에서 제작한 보정 곡선으로부터, 상청액 중 생리학적 활성 물질의 농도를 측정하고, 첨가된 생리학적 활성 물질의 초기 양을 100%로 하여 흡착률을 계산했다.

<안료 (메틸렌 블루)의 흡착된 양 측정>

생리학적 활성 물질로서의 메틸렌 블루를 0.5중량%의 농도이도록 정제수 중에 용해시켜 생리학적 활성 물질 수용액을 제조했다. 보정 곡선을 위해, 생리학적 활성 물질 수용액을 0.00005중량%, 0.00025중량%, 0.00050중량% 및 0.00075중량%의 농도이도록 생리학적 활성 물질 수용액을 희석시켰다.

생리학적 활성 물질로서의 안료의 흡착된 양의 측정을 위해, 실시예 및 비교예의 생성물로서의 각각의 가교결합된 젤라틴 지지체를 각 0.04g의 양으로 칭량했다. 그 후, 0.05중량%의 농도를 가지는 생리학적 활성 물질 수용액을 각 0.5ml의 양으로 가교결합된 젤라틴 지지체에 첨가했고, 전체를 실온에서 1시간 동안 정치시켜 수용액이 가능한 최대로 가교결합된 젤라틴 지지체에 걸쳐 확산되도록 했다. 그 후, 4.5ml의 정제수를 첨가하고, 상청액을 여과지를 통해 여과하고, 상청액의 흡광도를 흡광도 측정 장치 상에서 측정했다. 앞에서 제작한 보정 곡선으로부터, 상청액 중 생리학적 활성 물질의 농도를 측정하고, 첨가된 생리학적 활성 물질의 초기 양을 100%로 하여 흡착률을 계산했다.

표 1 및 도 1의 결과로부터 명백히 나타나는 바와 같이, 가교결합된 젤라틴 지지체 표면의 제타 전위가 -3 내지 -50mV의 범위 내에 있을 때, 생리학적 활성 물질의 흡착률 (흡착된 양)이 제타 전위의 증가 및 감소에 따라 규칙적으로 변한다는 것이 이해된다. 따라서, 가교결합된 젤라틴 지지체 상에 및/또는 내부에 흡착 및 보유되는 생리학적 활성 물질의 목적에 따라 가교결합된 젤라틴 지지체 표면의 제타 전위를 변화시킴으로써 목적하는 효과를 나타낼 수 있다는 것이 명백하다.

부수적으로, -3mV 초과의 에탄올 중 제타 전위를 가지는 가교결합된 젤라틴 지지체를 수득하기 위해, 젤라틴 지지체를 가교결합시킬 때의 가열 온도를 180℃ 이상으로 제어했지만, 젤라틴 지지체의 황변이 심해져 지지체가 색전 용도로 적합하지 않았고, 본 발명의 용도로 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 위해 사용하기에 적합하지 않았다. 반면, 에탄올 중 제타 전위가 -50mV 미만인 비교예 1의 생성물에서, 생리학적 활성 물질의 흡착된 양이 실시예 3의 생성물과 비교하여 감소했고, 따라서 본 발명의 가교결합된 젤라틴 지지체의 성능을 충분히 만족시키는 가교결합된 젤라틴 지지체를 수득하는 것이 불가능했다.

<실시예 4 내지 18>

실시예 1에서 체질한 후 63 내지 1,700㎛의 평균 입자 직경을 가지는 가교결합된 젤라틴 지지체를 가교결합 처리한 후, 공기 중 정상 기압하 플라스틱 용기에 채우고 용기를 알루미늄으로 포장했고, 이에 γ-선 조사하여 분해 처리한 가교결합된 젤라틴 지지체를 수득했다.

열 가교결합을 위한 조건 및 γ-선 조사를 위한 조건을 표 2에 기재했다.

상기 언급한 바와 같이 수득한 분해 처리한 가교결합된 젤라틴 지지체에 있어서, 지지체 중 수용성 물질의 함량 및 생리학적 활성 물질의 흡착된 양을 하기 방법으로 측정하고, 측정 결과를 표 2 및 도 2에 기재했다. 부수적으로, 수용성 물질의 함량 및 생리학적 활성 물질의 흡착된 양 측정시, 측정용 용액 중으로 미세 분말이 혼합되어 들어가는 것을 회피하기 위해, 63 내지 1,700㎛의 평균 입자 직경을 가지는 가교결합된 젤라틴을 사용했다.

<수용성 물질의 함량 측정>

각각의 건조 상태의 가교결합된 젤라틴 지지체를 0.04g의 양으로 칭량하고, 5ml의 정제수를 여기에 첨가한 후, 전체를 30℃에서 6시간 동안 정치시켰다. 정치시켜 6시간이 경과한 후, 미리 중량을 측정한 10㎛의 세공 직경을 가지는 여과지를 통해 천연 여과를 수행했고, 여과지 상의 잔류 고체 물질을 2 내지 3ml의 정제수로 세척했다. 여과지 및 잔류 고체 물질를 건조시키고 칭량한 후, 여과지 및 잔류 고체 물질의 중량을 가교결합된 젤라틴 지지체 및 시험 전 여과지의 중량으로부터 차감하고, 시험 전 가교결합된 젤라틴 지지체를 100중량%로 하여 하기 식에 따라 수용성 물질을 계산했다.

수용성 물질의 양 (%) = {1-(시험 후 건조된 잔류 고체 물질의 중량) / (시험 전 가교결합된 젤라틴 지지체의 중량)}×100

<생리학적 활성 물질의 흡착된 양 측정, 성장 인자의 흡착된 양 측정 및 안료 (메틸렌 블루)의 흡착된 양 측정>

상기 언급한 것과 동일한 방식으로 측정을 수행했다.

표 2 및 도 2의 결과로부터, 가교결합된 젤라틴 지지체 중 수용성 물질의 함량이 γ-선 조사에 의해 증가되고, 또한 생리학적 활성 물질로서 성장 인자의 흡착된 양도 증가되는 경향이 있음이 명백하다. 게다가, 도 2로부터 명백히 나타나는 바와 같이, 분해 처리 후 가교결합된 젤라틴 지지체 중 수용성 물질의 함량이 25 내지 75중량% 범위 내일 때, 가교결합된 젤라틴 지지체 중 수용성 물질이 증가함에 따라 생리학적 활성 물질의 흡착된 양이 증가하는 경향이 있다. 그러나, 그 함량이 75중량%를 초과할 때, 흡착된 양이 100%에 가깝게 도달하므로, 흡착된 양의 큰 변화가 예상되는 않는 것으로 이해된다.

부수적으로, 표 2의 실시예 16 내지 18에서 수용성 물질의 양은 γ-선 조사의 존재 또는 부재 및 조사량의 변화에 의해 변하지만, 성장 인자의 흡착된 양은 크게 변하지 않는다. 이유는 다음과 같이 고려된다: 170℃에서 4시간 동안의 열 가교결합이 수행되어 가교결합이 다른 실시예의 생성물과 비교하여 더 단단하게 달성되므로, 수용성 물질이 형성되지만, γ-선을 사용한 조사에 의해 가교결합된 젤라틴이 분해될 때에도 생리학적 활성 물질의 흡착에 대한 수용성 물질의 영향은 감소한다. 이러한 이유로, 강한 가교결합 조건하에서 수득되는 이러한 가교결합된 젤라틴 지지체가, 생리학적 활성 물질의 흡착된 양이 억제되는 제어된 방출을 위한 지지체를 제조하는 경우에 효과적인 것으로 이해된다.

또한, 비교적 큰 분자량을 가지는 성장 인자와 비교하여, 극히 작은 분자량을 가지는 안료의 흡착된 양과 관련하여, 이는 단기간에 가교결합된 젤라틴 지지체에 흡착되므로, 그의 흡착된 양은 성장 인자의 흡착과 비교하여 너무 많아, 실시예의 개별 생성물들의 중에 차이가 나타나지 않는다. 이는, 조건이 변화해도 수용성 물질의 양 변화는 적은 실시예 7 내지 18의 경우에 현저하다. 부수적으로, 수용성 물질의 양이 비교적 많고, 그의 변화도 큰 실시예 4 내지 7에서, 안료의 흡착된 양의 측정시 수용성 물질에 흡착된 안료는 수용성 물질과 함께 정제수로 용리되어 옮겨지고, 따라서 흡착된 양의 측정치의 변화가 커진다.

상기한 바와 같이, 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 위한 지지체로서 가교결합된 젤라틴 지지체를 이용하는 경우, 흡착된 양의 제어가, 젤라틴을 열적으로 가교결합하고 분해 처리 후 수용성 물질의 함량을 25 내지 75중량%로 추가로 제어하여 가능해지는 것이 명백하고, 그 결과, 제어된 방출 시간 및 생리학적 활성 물질의 제어된 방출 양을 조절하는 것이 가능해진다 .

본 출원은 2013년 4월 22일에 출원된 일본 특허 출원 2013-089142 및 2013년 4월 22일에 출원된 일본 특허 출원 2013-089143을 기초로 하며, 상기 문헌의 전체 내용이 본원에 참조로 포함된다.

Claims (7)

1. 가교결합된 젤라틴의 표면이 음으로 하전되고 에탄올 중 제타 전위가 -3 내지 -50mV인 가교결합된 젤라틴 지지체.
2. 제1항에 있어서, 가교결합된 젤라틴이 열적으로 가교결합된 것인 가교결합된 젤라틴 지지체.
3. 제2항에 있어서, 가교결합된 젤라틴이 추가로 분해 처리되는 가교결합된 젤라틴 지지체.
4. 제3항에 있어서, 분해 처리가 γ-선 조사 처리인 가교결합된 젤라틴 지지체.
5. 제3항에 있어서, 분해 처리 전 가교결합된 젤라틴 지지체 중 수용성 물질의 함량이 15 내지 50중량%이고, 분해 처리 후 25 내지 75중량%로 증가되는 가교결합된 젤라틴 지지체.
6. 제1항에 있어서, 비-다공성 구조를 가지는 단일 입자 또는 그의 입자 응집물인 가교결합된 젤라틴 지지체.
7. 제1항에 따른 가교결합된 젤라틴 지지체; 및
   가교결합된 젤라틴 지지체 상 및/또는 내부에 흡착 및 보유되는 생리학적 활성 물질
   을 포함하는, 생리학적 활성 물질의 제어된 방출을 위한 지지체.

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