KR20150067260A

KR20150067260A - 지속성 진통 세바코일 디날부핀 에스테르-폴리락타이드글리콜라이드 제어 방출 제형

Info

Publication number: KR20150067260A
Application number: KR1020157011444A
Authority: KR
Inventors: 올리버 야오푸 후; 유팡 후; 첸충 창
Original assignee: 올리버 야오푸 후
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2015-06-17
Also published as: CN104968338B; WO2014059558A1; EP2910242A4; EP2910242B1; CN104968338A; EP2910242A1; JP2015534952A

Abstract

본 발명은 날부핀 전구약물-세바코일 디날부핀 에스테르 및 약제학적으로 생분해성인 중합체 PLGA를 포함하는 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 제어 방출 제형으로 제조되며, 이는 인체 내에 이식될 수 있고, 그리고 제형은 로젠지, 캡슐, 연질캡슐, 알약, 현탁액, 미소구, 구강 이식물, 에멀젼화 주사, 이식물 또는 다른 것들이다. 제어 방출 제형은 통상의 날부핀 주사의 투여량을 유의미하게 개선하고, 1일 4회 내지 6회 투여용의 조성물이 반달(half a month) 또는 수 개월에 한 번의 투여로 개선되고, 그리고 이것이 본 발명의 특성의 하나 및 효과이다. 생체 내 시험에 의하여, 본 발명은 제어 방출 제형의 약동학적 특성들을 확인하였고 그리고 유효 지속 시간을 평가하였고, 제어 방출 제형은 통상의 날부핀 주사의 투여량을 개선시키는 데 사용된다.

Description

지속성 진통 세바코일 디날부핀 에스테르-폴리락타이드글리콜라이드 제어 방출 제형{DURABLE ANALGETIC SEBACOYL DINALBUPHINE ESTER-PLGA CONTROLLED RELEASE FORMULATION}

본 발명은 세바코일 디날부핀 에스테르 및 통상의 약제학적 및 생분해성 부형제 폴리락타이드글리콜라이드(PLGA) 중합체를 포함하는 제형을 특징으로 하고, 그리고 상기 제형은 중합체 분자의 도움으로 신체 내에서 쉽게 흡수될 수 있고 그리고 그에 따라 날부핀의 유효한 혈청 농도를 유지할 수 있으며, 는 장기 제어 방출 제형이며, 따라서 전통적으로 사용된 날부핀 주사의 투여량(dosage) 및 빈도(frequency)가 개선된다.

통증은 말초신경말단들의 통각수용기(nociceptors)의 자극에 의해 야기되는 감각이고, 그리고 대개는 외부의 기계적, 열적 또는 화학적 자극들에 의하거나 또는 내부의 화학적 또는 전기적 자극들에 의해 촉발된다. 상기 자극은 화학적 또는 통각수용 경로를 통하여 대뇌피질 또는 중추신경계를 활성화시키고 그리고 통증의 감각의 결과를 가져온다. 거의 모든 포유동물들 및 심지어 오징어 등과 같은 일부 무척추동물들이 통증을 수용하고, 그리고 통증에 대처하기 위하여 원천으로부터 철수하거나 또는 머무르는 것을 포함하여 대응하는 반응들이 전개된다. 조절되지 않거나 또는 완화되지 않는 경우, 통증은 상당한 스트레스를 유발하고 그리고 혈청 중의 ACTH, 코르티솔, ADH, 카테콜아민 및 글루코스의 증가와 마찬가지로 인슐린 및 테스토스테론의 감소의 결과를 가져오며, 그에 의하여 심혈관, 호흡기 및 대사 기능들, 심지어 조직 치유에 영향을 줄 수 있다. 통증 반응은 신체에 심각 상황 및 조직 손상을 경고하는 보호 반사 시스템의 일부이다. 따라서, 일정한 통증을 겨끈 환자들을 위하여는, 장기 진통이 필요하고 그리고 장기지속하는 효과는 급성 또는 만성 통증을 겪는 환자들에 중요하다. 통증은 수 일 내지 수 개월 지속될 수 있다. 예를 들면, 수술 후 통증, 외상(trauma) 또는 화상에 의해 유도된 통증 등과 같은 급성 통증은 4 내지 6일간 지속될 수 있고; 반면에, 비악성 및 암 통증을 포함하여 만성 통증은 수 주 내지 수 개월간 지속될 수 있다. 통증과의 투쟁의 역사에서 하나의 유의미한 돌파구는 19세기 후반에서의 과학자들에 의한 아스피린 및 몰핀의 정제이다. 두 약물들 모두는 잘 기록되어 있고 그리고 유효한 진통제들이다. 그러나, 아스피린의 진통 효과는 온건할 뿐만 아니라 위장에서의 점막 소상, 혈소판 응집의 억제 및 심지어 위장 출혈을 야기할 수 있다. 게다가, 몰핀이 월등한 진통 효과를 나타내기는 하나, 그의 부작용들이 잠재적 응용들을 추가로 제한한다. 따라서, 이들 약물들로 치료하는 경우, 주의하여 그리고 세심한 감독 하에서의 사용이 요구된다. 20세기에 개발된 신규 약물들이 개발되기는 하였으나 그럼에도 불구하고 비-스테로이드성 항-염증 약물들(항-염증 및 통증 완화를 위한) 및 몰핀(중추신경계에서의 몰핀 수용기들에 대한)의 범주 이내이다.

현재, 시장에서 획득가능한 몰핀-형 진통제들은 단지 제한된 시간 동안만 작용하고 그리고 건강에 심각한 영향을 줄 수 있고; 이들 약물들에는 수펜타닐(sufentanil), 레미펜타닐(remifentanil), 펜타닐(fentanyl) 및 몰핀(morphine) 주사들이 포함된다. 게다가, 장기 치료에 대하여 1일 2 내지 3회의 주사들이 요구되며, 이는 불편하고, 그리고 과다투여(overdose)는 호흡의 억제 및 중독의 결과를 가져올 수 있다. 따라서, 본 발명의 핵심은 지속적인 효과 및 온건한 부작용을 갖는 진통제의 개발이다. 날부핀(nalbuphine)은 중등(medium) 내지 중증(severe)의 통증을 겪는 환자들을 치료하는 데 사용될 수 있는 강력한 진통제이다. 날부핀 및 몰핀으로의 수술 후 통증의 치료의 결과들은 두 약물들 모두 동등하게 효과적임을 나타내었으나; 그러나, 날부핀은 더 낮은 호흡의 억제 및 중독으로 더 낮은 부작용들을 유발한다. 약리학적으로, 날부핀은 오피오이드 수용기 카파 작용제(opioid receptor kappa agonist)이고, 또한 부분 뮤-수용기 길항제(partial Mu-receptor antagonist)(문헌 Schmidt W.K. et al., 1985 참조); 그에 따라, 이 작용기전에 의하여 야기되는 천정 효과는 그 양이 30㎎을 초과하는 경우 추가의 호흡의 억제가 일어나게 하지 않을 수 있다. 가장 진보한 약물/약제 제조업자들을 보유하는 상위 10개국들에 다다르기 위해서, 행정원(Executive Yuan)은 날부핀이 규제 약물(controlled drug)이 아님을 언급하는 성명 제0960004264호를 발표하였다. 날부핀의 통증-완화 효과는 3시간(약 10ng/㎖의 혈청 농도) 내지 6시간(약 2.5ng/㎖의 혈청 농도) 지속된다. 이 약물로 치료된 환자들은 병원에 입원하여야 하고 그리고 다수회 주사를 맞아야 하며, 이는 의료자원의 낭비일 뿐만 아니라 환자들에 대하여 고통이다. 전구 비중독성 약물 설계(prosoft-drug design)가 약물의 반감기를 개선시킬 수 있고 그리고 우수한 결과들로 임상 실습에서 광범위하게 사용되었다. 날부핀은 전구 비중독성 약물과 비교하는 경우에 보다 친수성 약물이다. 장쇄 탄산(long chain carbonic acid)을 사용하는 날부핀의 에스테르화는 전구약물(prodrug)의 지질 용해도를 증가시키고, 이는 추가로 유성 또는 생분해성 물질에 대한 약물의 매립(embedding)을 허용하고 그리고 근육 내 주사에 의한 조직들 내에서의 약물의 제어 방출에 의한 효과를 연장시킨다. 추가로, 에스테르가수분해효소(esterase)가 혈액, 뇌, 간, 심장, 폐, 신장 및 근육 등과 같은 여러 조직들 및 기관들에서 발견되었고 그리고 날부핀 전구 비중독성 약물의 약리학적 효과 및 안전성이 전구약물의 약리학적 효과 및 안전성과 정확하게 동일하게 보고되었다.

SDE는 급성, 만성 및 수술 후 통증을 효과적으로 치료하는 데 사용될 수 있는 날부핀의 전구 비중독성 약물의 하나이다. 본 발명에 있어서는, 날부핀 전구 비중독성 약물 SDE 및 PLA들이 결합되고 그리고 장기 제어-방출 제형(long-term controlled-release formulation form)을 제조하는 데 사용되었다. 장기 효능 및 제어 방출을 갖는 약물들을 제조하는 목적은 1회 투여량 치료(single dose treatment)의 유효 시간을 연장시키는 것이고, 이는 보다 적은 투여량을 필요로 하고, 투여량의 누락의 가능성을 감소시키고, 그리고 약물의 지속적인 혈청 농도를 유지하는 데 도움을 주고 그리고 효능을 개선시킨다. 진통제의 장기 사용을 필요로 하는 환자들은 대개는 이들이 병원에서 퇴원하여 집 또는 좋아하는 곳으로 되돌아갈 수 있기를 희망한다. 따라서, 수년간의 세심한 연구 이후, 본 발명자들은 이에 의하여 중화인민공화국 특허 제085106156호(날부핀 에스테르)에서 그의 화학적 구조를 갖는 세바코일 디날부핀 에스테르 합성을 위한 신규한 방법을 보고하였다. 본 발명은 특히 날부핀의 유효 지속시간을 연장시킬 수 없는 전통적인 방법들인 선행 발명(중화인민공화국 특허 제089109293호에 기초하고 있다. 본 발명자들은 본 발명에서 기술되는 바와 같은 제어-방출 제형을 성공적으로 개발하였으며, 이는 전구 비중독성 약물 세바코일 디날부핀 에스테르 및 약제학적으로 수용가능하고 그리고 생분해성 PLGA 중합체로 이루어지는 생체 내에서 연장된 효능을 갖고 그리고 매 2주 또는 심지어 매 수개월에 1회 투여의 용량이 치료에 충분하다. 게다가, 본 발명자들은 여러 잘-인지된 국제적인 저널들(journals)에 다른 장기지속되고 그리고 제어 방출된 날부핀 유도체들의 경피 전달의 전기적으로 보조된 방법(문헌 Jeng-Fen Huang et al., 2005 참조), 식물유 주사들(문헌 Pao L.H. et al., 2005 참조) 및 약제학적으로 수용가능하고 그리고 생분해성인 PLGA 중합체 제형을 사용하는 본 발명에서 언급된 이식물들(implants)과 마찬가지로 날부핀 데카논산염(nalbuphine decanoate), 날부핀 에난트산염(nalbuphine enanthate), 날부핀 피발산염(nalbuphine pivalate), 날부핀 프로피온산염(nalbuphine propionate) 등과 같은 다른 날부핀 전구 비중독성 약물들(문헌 Sung K.C. et al., 1998 참조) 및 미소구(microspheres)의 제어-방출(문헌 Fang-I. Liu et al., 2003 참조)을 포함하는 발견을 발표하였다. 그러나, 약물들의 연장된 지속시간 또는 감소된 투여량의 목표들은 아직 달성되지 않았다. 앞서 언급한 바와 같이, 날부핀, 날부핀 프로피온산염, 날부핀 피발산염 또는 날부핀 데카논산염을 포함하는 PLGA 미소구의 피하 주사(50 ㎎/토끼; 각 군 당 3개체의 생쥐)는 유효 혈청 농도가 기대된 것 보다 유의미하게 짧은 단지 4일 동안 지속되었고(문헌 Fang-I. Liu et al., 2003 참조) 그리고 이들 전구 비중독성 약물들의 지질 내 용해도로 인한 것일 수 있다. 게다가, 본 발명자들의 후속의 연구들에서 더 나은 지질 용해도(랫트(rat)들에서 150㎎/㎏의 SDE, n = 7)를 갖는 장기 제어 방출 세바코일 디날부핀 에스테르-PLGA 제형이 PLGA 중합체, 예를 들면, PLA/PGA 비율 및 평균 분자량 등(표 1(날부핀 및 다른 전구 비중독성 약물들의 분자량, 수중유 계수(oil-in-water coefficients)(logP) 및 수중에서의 약물 포화 용해도)에 나타낸 바와 같음)을 이용하는 것에 의하여 약물 농도를 조절하고 그리고 2주까지 또는 심지어 수개월 동안 2.5ng/㎖로 유효 농도를 유지할 수 있다는 것이 제안되었다. 따라서, 상기 언급된 결과들에 기초하여, 세바코일 디날부핀 에스테르(전구 비중독성 약물) 및 생분해성 중합체 PLGA(통상적으로 사용된 약제학적 부형제)를 포함하는 포유동물들에서의 급성 또는 만성 통증을 치료하기 위한 제형의 발견은 신규하고 그리고 진보한 것이다.

본 발명의 목적은 전통적인 효능 지속시간 문제 및 실질적으로 날부핀의 효과를 연장하여 전통적인 1회 투여량 치료와 비교하는 경우에 그의 효능을 개선하도록 할 수 있는 날부핀의 장기 제어 방출 제형을 제공하는 것이다. 이 제형의 잇점들은 투여량을 감소시키고, 환자들이 투여량을 누락하는 것을 회피하고 그리고 효능을 향상시키고 그리고 투여 이후 안정한 혈청 수준들을 유지하도록 하는 것이다.

앞서의 목표들을 달성하기 위하여, 본 발명은 세바코일 디날부핀 에스테르의 전구 비중독성 약물, 장기 제어 방출 제형을 제공한다. 제형 중에서의 통상의 약제학적 및 생분해성 부형제인 PLGA의 사용은 전통적인 날부핀 주사 투여량을 감소시킨다. 게다가, 본 발명은 또한 전구 비중독성 약물, 세바코일 디날부핀 에스테르, 통상의 약제학적 및 생분해성 PLGA 부형제 제형의 적절한 장기 제어 방출 제형을 제공하며 여기에서 상기 PLGA 부형제는 폴리락트산(PLA: polylactic acid), 폴리락트글리콜산(PGA: polylactic glycolic acid)의 적절한 유도체, 폴리락트산(PLA), 폴리글리콜산(PGA: poly glycolic acid) 또는 이들의 조합의 적어도 하나를 포함한다. 폴리락트산(PLA) 및 폴리락트글리콜산(PGA)의 연관된 유도체들에는 폴리부틸렌숙시네이트(PBS: poly butylene succinate), 폴리하이드록시알카노에이트(PHA: polyhydroxyalkanoate), 폴리카프로락톤산락톤(PCL: polycaprolactone acid lactone), 폴리하이드록시부티레이트(PHB: polyhydroxybutyrate), 글리콜아밀(PHV: glycolic amyl), PHB와 PHV 공중합체(PHBV) 및 폴리락트산(PLA)-폴리에틸렌글리콜(PEG) 공중합체(PLEG)들이 포함된다. PLGA 중합체 제형은 중합체의 특성들(예를 들면, PLA/PGA 비율 및 평균 분자량 등)을 통하여 약물 방출 속도를 조절할 수 있고 그리고 진통제들로서 사용될 수 있다. 전통적인 날부핀 주사들의 개선들에 대해서는, 결과들이 SD 랫트에서의 세바코일 디날부핀 에스테르의 장기 제어 방출 제형, SDE-PLGA(150㎎/㎏의 SDE)가 2주 또는 심지어 수개월 동안 2.5ng/㎖로 유효 농도를 유지할 수 있고, 그리고 약물의 혈청 농도가 서로 다른 PLGA 부형제 조합들에 의해 조절된다는 것을 나타내었다. 예를 들면, 50 : 50 5k(n = 5)로 주어진 PLGA는 대략 21일 동안 2.5ng/㎖로 유효 농도를 유지할 수 있는 반면에, PLGA(75 : 25 10k)(n = 7)의 투여는 동일한 농도를 거의 30일 동안 유지할 수 있다. 장기 제어 방출 PLGA를 포함하는 지질 가용성 약물들은 보다 높은 기질 분자량(matrix molecular weight)을 갖고 그리고 높은 백분율의 PLA를 포함하는 이들 약물들은 보다 낮은 방출 속도를 갖는다(PLA/PGA 비율 및 분자량의 범위들은 각각 PLA 50 내지 100%/PGA 0 내지 50% 및 5k 내지 20K를 갖는다). 생체 내 실험들은 또한 전구 비중독성 약물(세바코일 디날부핀 에스테르)와 부형제로서의 통상의 약제학적 및 생분해성 PLGA 중합체의 조합이 전통적인 날부핀 주사들의 투여량을 유의미하게 감소시킬 수 있다는 것을 입증하였다. 따라서, 상기 제형은 신규하고 그리고 진보한 것이다. 본 발명의 목적은 앞서 언급된 목표들을 달성할 수 있는 장기 제어 방출 제형을 개발하는 것이다. 본 발명에서 개발된 이 세바코일 디날부핀 에스테르의 신규한 제형은 희석제(diluents), 충전제(fillers), 결합제(binders), 붕해제(disintegrating agents) 또는 활제(lubricants) 등과 같은 약제학적으로 수용가능한 부형제를 포함할 수 있다. 게다가, 장기 제어 방출 제형은 하기의 형태들 즉: 정제(tablets), 캡슐(capsules), 연질캡슐(soft capsules), 알약(pills), 현탁액(suspensions), 미소구(microspheres), 구강 이식물(oral implants), 에멀젼 주사(emulsion injection), 이식 제제(implantation agent) 및 다른 약제학적으로 수용가능한 장기 제어 방출 제형들 중의 하나로 제조될 수 있다.

이하의 본 발명의 상세한 설명과 마찬가지로 앞서의 요약은 첨부된 도면들과 함께 독해되는 경우에 보다 잘 이해될 것이다. 그러나, 본 발명이 나타내어진 바람직한 구체예들로 한정되는 것이 아님은 이해되어야 한다.
도 1. 실시예: 미소구-장기 제어 방출 제형.
도 2. 서로 다른 분자량들에 대한 약물들의 방출의 비교를 통한 시험군(75/25 10k), (75/25 15k), (75/25 18k) 및 (75/25 20k) 중의 장기 제어 방출 제형의 용해(평균±표준편차, n = 3).
도 3. 여러 PLA의 양을 포함하는 약물들의 방출의 비교를 통한 시험군(75/25 10k) 및 (100/0 10k) 중의 장기 제어 방출 제형의 용해(평균±표준편차, n = 3).
도 4. 여러 PLA의 농도들을 포함하고 그리고 서로 다른 분자량을 갖는 약물들의 방출의 비교를 통한 시험군(50/50 5k) 및 (75/25 10k) 중의 장기 제어 방출 제형의 용해(평균±표준편차, n = 3).
도 5. SD-랫트에서 50 : 50 5k(150㎎/㎏ SDE), 75 : 25 10k(150㎎/㎏ SDE) 및 75 : 25 18k(150㎎/㎏ SDE)로의 장기 제어 방출 제형의 근육 내 주사 이후의 생체 내 날부핀-시간 프로파일. (A) 데카르트 좌표계(Cartesian coordinates). (B) 세미-로그 좌표계(Semi logarithmic coordinates).

본 발명이 제한이라기 보다는 오히려 설명의 목적으로 제공되는 하기의 구체예들을 참조하여 보다 특별하게 기술될 것이다.

실시예 1 SDE - PLGA 의 장기 제어 방출 제형의 제조

실험 설계 및 설명:

1. 장기 제어 방출 SDE - PLGA 의 제형:

여기에서 실시예로서 미소구가 사용되었다(도 1).

활성 물질

세바코일 디날부핀 에스테르(SDE)는 날부핀의 전구 비중독성 약물이다. 상기 전구 비중독성 약물 설계는 임상적으로 통상적이고 그리고 효과적인 약물이 된 SDE의 반감기를 개선할 수 있다.

부형제

여기에서 사용된 부형제는 우수한 생분해성(biodegradability) 및 생체적합성(biocompatibility)을 갖는 여러 비율의 폴리락티드(PLA: polylactide)와 폴리글리콜리드(PGA: polyglycolide)의 조합으로 이루어진다.

i. 일정량의 중합체 PLGA(900㎎) 및 SDE 분말(1,200㎎)을 깨끗한 병에 첨가하고, 후속하여 9㎖의 유기 용제 디클로로메탄을 첨가하여(교반과 함께) 오일상을 제조하였다.

ii. 수상은 900㎖ 0.5% PVA로 이루어졌고, 그리고 정온 캡슐화 반응기(thermostat encapsulation reactor) 내로 주입시키고(온도는 8 내지 10℃로 유지시켰으며, 고온은 분해 및 홀의 생성을 야기할 수 있음) 그리고 계속해서 균질화기(homogenizer) 내에서 1,800RPM에서 혼합시켰다.

iii. 기밀 주사바늘(airtight needle)을 사용하여 유성상을 추출하고 그리고 계속해서 동일한 속도로 수상으로 주입시켜 전단응력에 의하여 미소구를 형성시켰다(균질화시간은 4분임). 응고시키기 위하여 20℃에서 2시간 동안(300RPM의 속도에서) 교반시킨 후, 추가로 미소구를 2시간 동안 300RPM에서 더 교반시켜 유기 용제를 제거하였다.

iv. 여과(상위 필터 150㎛, 하위 필터 35㎛)시켜 수상을 제거하고 그리고 동결-건조(동결 조건: -40.0℃, 1.0x10^-1psi(프사이))시켜 SDE-PLGA 미소구를 제조하였다.

제형 실시예 1

제형 실시예 2(PLGA의 분자량이 5kDa(킬로달톤)임)

제형 실시예 3(PLGAd의 분자량이 10kDa임)

제형 실시예 4(PLGA의 분자량이 15kDa임)

제형 실시예 5(PLGA의 분자량이 18kDa임)

제형 실시예 6(PLGA의 분자량이 20kDa임)

제형 실시예 7(PLGA의 분자량이 10kDa임)

합계

2. 실시예로서 미소구를 사용하는 SDE - PLGA 약물의 약물 적하( drug loading )의 결정(%) 및 캡슐화(%):

i. SDE-PLGA 미소구(>10㎎)를 아세토니트릴에 용해시키고 그리고 ㎎ 미소구/㎖ 아세토니트릴 용액(예를 들면, 11.2㎖ 아세토니트릴 중의 11.2㎎ SDE-PLGA 미소구) N = 3을 수득하였다.

ii. 수득된 용액을 아세토니트릴에 100배로 희석시키고 그리고 100㎕를 HPLC 시스템에 주입시켜 적하 백분율(loading percentage)을 산출 및 결정하였다.

iii. 약물 적하량(%) = (API/(API + PLGA)) * 100%

iv. 캡슐화(%) = (실제 캡슐화/이론적 캡슐화) * 100%

3. 레이저에 의한 미소구 직경의 결정:

i. 적절한 양의 미소구를 물에 용해시키고 그리고 계속해서 균질한 분배를 확실하게 하도록 격렬한 교반과 함께 샘플 탱크 내로 점적적가하였다.

ii. 샘플 탱크를 적외선 산란 분석기에로 옮기고 그리고 미소구의 직경을 결정하였다(633㎚).

iii. 3개의 독립된 실험들로부터 수집된 데이터를 사용하여 평균과 표준편차를 산출하였다.

실험 결과:

6개의 생분해성 PLG 중합체 부형제들(50 : 50 5k, 75 : 25 10k, 75 : 25 15k, 75 : 25 18k, 75 : 25 20k 및 100 : 0 10k)들을 사용하여 동일한 균질화 속도(1800RPM) 및 동일한 API/중합체 비율(400㎎/300㎎)에서의 약물 캡슐화, 성공적인 캡슐화 비율 및 평균 미소구 직경 편차를 조사하였다. 동일한 속도 및 동일한 API/중합체 비율(400㎎/300㎎)에 대하여 약물 캡슐화(45 내지 60%) 또는 평균 직경 차이(60 내지 70㎛) 둘 다에서 유의미한 차이점들이 발견되지 않았다는 것이 결과들로 나타났다(표 2(여러 중합체들의 약물-담지 미소구의 평균 입자 크기, 약물 담지율(%) 및 캡슐화 효율(%))).

약물	분자량(Da)	logP	수용성 용해도
날부핀 염산염	357.46	0.17	>25㎎/㎖
날부핀 프로피온산염	413.43	1.05	44.67㎍/㎖
날부핀 피발산염	441.59	1.42	33.67㎍/㎖
날부핀 에난트산염	469.62	1.94	3.00㎍/㎖
날부핀 데카논산염	511.70	3.30	670ng/㎖
세바코일 디날부핀 에스테르	881.12	3.15	<250ng/㎖

제 형	PLA/PGA 비율	분자량 (Da)	API (㎎)	PLGA (㎎)	균질화 속도 (RPM)	평균 입자 크기(㎛)	약물 담지율 (%)	캡슐화 효율 (%)
1	(50:50)	5k	400	300	1,800	59.53±0.48	46.83±2.35	81.95±4.11
2	(75:25)	10k	400	300	1,800	60.33±0.17	57.48±0.42	100.59±0.73
3	(75:25)	15k	400	300	1,800	69.68±0.61	59.03±1.27	103.30±2.22
4	(75:25)	18k	400	300	1,800	62.09±0.13	54.84±2.03	95.97±3.57
5	(75:25)	20k	400	300	1,800	62.28±0.92	60.68±3.18	106.19±5.56
6	(100:0)	10k	400	300	1,800	67.79±0.10	48.15±4.32	84.26±7.57

실시예 2 장기 제어 방출 SDE - PLGA 의 시험관 내 용해도 시험

i. 여기에서 실시예로서 사용된 시험관 내 용해도 시험-미소구:

스크류-캡(screw-cap: 나사식으로 잠그는 뚜껑) 16*125㎜ 시험관들을 세척하고 그리고 살균하고, 그리고 계속해서 0.025M PBS + 0.5% 트윈 20(Tween 20)을 포함하는 시험관 내 용해용 완충제(in vitro dissolution buffer) 400㎖를 교반막대(stir bar)를 포함하는 500㎖ 삼각플라스크에 첨가하고 그리고 계속해서 살균시켰다.

ii. 약 5㎎의 미소구 분말(살균 공정이 미소구의 속성을 변화시킬 수 있기 때문에 살균하지 않음)을 후드(hood) 내에서 400㎖ 용해용 완충제에 첨가하고 그리고 진탕조(shaking bath) 내에서 800RPM에서 배양시켜 완충제 내에서 미소구가 균질하게 현탁되도록 하였다.

iii. 계속해서 5㎖의 미소구 현탁액의 샘플을 16*125㎜ 시험관에로 옮기고 그리고 시간을 표지하였다(n = 3). 시험관을 투명한 테이프로 밀봉시켰다(수조 중에서 물이 시험관 내로 스며들어가는 것을 방지하고 그리고 스크류 캡이 고정되는 것을 확실하게 하도록).

iv. 계속해서 반응이 완료될 때까지 시험관들을 수조 내에서 37℃에서 100RPM의 진탕 속도로 배양시켰다.

v. 이 방법은 주로 미소구로부터 방출된 약물의 양을 측정한다. 이들 시험관들로부터의 상청액 4.5㎖ 샘플을 4.5㎖ 아세토니트릴을 포함하는 미사용 시험관에로 옮겨 미소구를 파괴하고 그리고 진탕기(shaker) 내에서 10분 동안 배양시켰다. 분해의 완료에 의하여, 계속해서 수집된 샘플들을 0.45㎛ PVDF 막을 통하여 여과하고, 그리고 200㎕의 여과된 상청액을 직접 HPLC 시스템으로 주입하여 추가로 분석하였다. 하기의 식을 사용하여 결과들을 산출하였다: 약물 방출(%) = 100(%) - 잔여 약물 양(%).

2. 고성능 액체 크로마토그래피( HPLC ) 분석을 위한 크로마토그래피 조건:

약물 농도의 정밀한 정량화(quatitification)를 위하여 SDE-PLGA의 약물 담지 및 캡슐화와 같은 시험관 내 분석과 마찬가지로 시험관 내 용해도 시험을 사용하였다.

HPLC 이동상은 0.07%(용적비 v/v) 및 0.1% 트리에틸아민을 수반하는 25% 아세테이트 완충제(5μmol/ℓ) 및 75% ACN으로 이루어지고, 써모 하이퍼실 베타실 실리카 컬럼(Thermo Hypersil Betasil Silica column)(150x4.6㎜, 3㎛, 30℃)을 활용하여 분리시켰다. 자외선 파장 및 유속은 각각 210㎚ 및 1.3㎖/분이었고, 그리고 샘플 분석 시간은 샘플 당 7분이었다.

3. 약물 담지 곡선의 작성

상기 전구 비중독성 약물, 날부핀 디날부핀 에스테르 및 그의 전구약물들이 ACN 용액 내에 혼합되어 250, 500, 1000, 1500, 2000, 3500, 5000, 7500 및 10000 (ng/㎖)으로 표준 용액들을 제조하였다.

HPLC로의 분석 이후, 날부핀 디날부핀 에스테르 및 그의 전구약물들의 그래프들로부터의 피크 면적(peak area) 및 그의 대응하는 농도들을 도식화(plot)하여 표준편차(SD), 변동계수(CV) 및 오차를 사용하여 정확도(accuracy) 및 정밀도(precision)의 결정을 위한 2개의 검증 곡선(verification curve)을 준비하였다.

결과:

(75/25 10k), (75/25 15k), (75/25 18k) 및 (75/25 20k)를 포함하는 동일한 PLA/PGA 비율 및 서로 다른 분자량을 갖는 SDE-PLGA 미소구의 용해 결과들의 비교는 분자량이 낮을수록 약물 방출 속도가 더 높다는 것을 나타내고 있다. 30일차에서의 75/25 10k, 75/25 15k, 75/25 18k 및 75/25 20k의 약물 방출 속도는 각각 87.71%±13.81%, 56.64%±6.40%, 57.30%±14.33% 및 42.78%±5.42%이었다(평균±표준편차들이 제공됨, n = 3)(도 2). 서로 다른 PLA/PGA 비율들 및 동일한 분자량들을 갖는 SDE-PLGA 미소구(75/25 10k) 및 (100/0 10k)의 용해도의 결과들의 비교는 PLA 농도가 낮을수록, 약물 방출 속도가 더 높다는 것을 암시하고, 그리고 30일차에서의 75/25 10k 및 100/0 10k의 약물 방출 속도는 각각 87.71%±13.81% 및 28.16%±6.31%이었다(평균±표준편차들이 제공됨, n = 3)(도 3). 게다가, 서로 다른 PLA/PGA 비율들 및 서로 다른 분자량들을 갖는 SDE-PLGA 미소구 (50/50 6k) 및 (75/25 10k)의 용해도 결과들의 비교는 분자량 및 PLA 농도가 낮을수록 약물 방출 속도가 더 높다는 상기 나타난 바와 동일한 결과를 나타내었다. 30일차에서의 75/25 10k 및 100/0 10k의 약물 방출 속도는 각각 88.54%±6.47% 및 87.71%±13.81%이었다(평균±표준편차들이 제공됨, n = 3)(도 4).

실시예 3 제어 방출 SDE - PLGA 제형의 생체 내 약동학적 연구

실험 설계 및 설명:

본 연구의 목표는 랫트들에서의 서로 다른 처방 약물의 1회 투여량 및 제형의 흡수, 분배 및 제거를 결정하고 그리고 비교하는 것이다. 제어 방출 SDE-PLGA의 1회 투여량으로 근육 내 주사된 랫트들로부터 수집된 혈장 날부핀 및 SDE의 분석은 랫트들에서의 서로 다른 제형 형태들의 분배, 대사 및 제거를 밝히는 것과 마찬가지로 선택된 제형이 적어도 1개월 동안 유효하다는 것을 나타내는 증거를 제공하였다.

1. 작은 동물 랫트들에서의 근육 내 주사 이후의 제어 방출 SDE - PLGA 제형의 약동학적 연구

실험 동물:

i. 종: 랫트

ii. 종류(strain): 스프라그-도우리(Sprage-Dawley)

iii. 공급원: 국립실험동물센터(National Laboratory Animal Center)

iv. 초기 동물 연령: 6 내지 9주령의 젊은 성년 생쥐(young adult mice)

v. 초기 동물 체중: 200 내지 300g, 차이가 적을수록 더 나음.

vi. 표지: 꼬리 상에

vii. 그룹 크기: 6 내지 7개체의 암컷 생쥐/군

실험 기간 : 랫트들을 관측 하에 두고 그리고 약물의 투여 후 날부핀이 검출되지 않을 때까지(약 1개월) 혈액 샘플들을 수집하였다.

투여 경로 및 방법: 체중에 따라 조절된 장기 제어 방출 SD-PLGA의 1회 투여량을 근육 내 주사하였다.

약물 제형의 분석: 제조된 약물을 추가로 그의 화학적 강도(chemical strength)와 마찬가지로 임의의 제형에 대하여 필수적인 안정성을 분석하였다.

방법 설계:

i. 동물 적응 및 선택: 실험실에의 도착에 따라, 약 25개체의 암컷 랫트들을 1주일 간 적응 및 관찰 기간에 적용시켰다. 관측 기간 동안, 일반적인 건강 조건 및 질환의 징후들이 긴밀하게 모니터링될 것이다. 모든 랫트들은 공급업자에 의하여 적절하게 예방접종되었고 그리고 실험을 개시하기에 앞서 수의사에 의하여 완전한 검사가 행해졌다.

ii. 동물 선택: 관찰 기간 이후 어떠한 질환 증후군 또는 비정상적인 생리학적 징후라도 나타낸 랫트들은 연구에서 배제되었다.

iii. 사육 조건(housing conditions): 랫트들을 온습조절된 환경(30 내지 70% 습도의 20 내지 30℃)에서 그리고 12시간 밝게 하여 사육하였다.

iv. 동물 급이(animal feed): 사용된 먹이는 퓨리나 밀즈(Purina Mills)로부터 구입한 로덴트 차우^®#5002(Rodent Chow^®#5002)이었으며, 먹이 공급은 무제한이었고 그리고 실험에 앞서서의 먹이 중단은 필요치 않다.

v. 물: 무제한의 물 공급.

vi. 무작위 선택: 동물들의 무작위 선택을 위하여 사이비온 랜덤 프로그램(Xybion random program)이 사용되었고 그리고 각 군 중의 랫트들의 체중이 균일하게 분포되고 그리고 각 군이 적어도 6개체의 암컷 랫트들을 갖도록 하는 것을 확실하게 하기 위하여 체중이 그룹화 기준으로 사용되었다.

vii. 약물 투여: 150㎎/㎏ SDE를 포함하는 SDE-PLGA 미소구를 1.25% CMC에 현탁시키고 그리고 우측 대퇴부에 근육 내 주사를 통하여 공급하였다.

viii. 혈장 샘플 수집

미정맥(tail vein)으로부터 혈액 샘플들을 수집하고 그리고 랫트들을 속박기구(restraining device)에 위치시켜 약물 투입 및 샘플 수집에 의하여 유발되는 스트레스를 감소시켰다. 그 후, ㎏ 당 150㎎의 SDE/PLGA 미소구를 랫트들에 공급하였다. 약물의 투여 이후 0.5, 1, 2, 6, 24, 30, 48, 54, 72, 96, 102, 120, 168, 240시간 및 12, 14, 16, 18, 20, 24, 26, 28일차에서 혈액 샘플(0.5㎖)들을 수집하고 그리고 헤파린과 혼합시켰다(1/10v/v(용적비). 원심분리 후, 상청액을 옮기고 그리고 -80℃에서 저장하였다. 실험 동안, 임계 조건들을 나타낸 랫트들을 이산화탄소를 사용하여 안락사시켰다.

샘플 분석: 잘-다듬어진 초고성능 액체 크로마토그래피(UPLC/Ms/Ms)를 사용하여 수집된 샘플들 중의 날부핀 및 SDE를 분석하였다.

데이터 분석: 투여된 약물들의 혈청 변동(serum variations)을 그래프 및 도면들로 제공하였다. 게다가, 랫트 중에서의 연관 생체이용률(bioavaiability)를 포함하여 날부핀 및 SDE의 생체 내 약동학적 결과들을 소프트웨어로 산출하였다.

2. UPLC / MS / MS 분석 조건들:

초고성능 액체 크로마토그래피(UPLC) 분석: 3중4극의 2쌍(triple quadrupole tandem)으로 인터페이스로 접속되고 그리고 이온분무기(ionspray)가 장착된 질량/질량 유피엘씨/엠에스/엠에스(Mass/ Mass UPLC/MS/MS)(API 3000 미국 소재 어플라이드 바이오시스템즈사(API 3000 Applied biosystems))를 사용하여 분석하였다:

액퀴티 유피엘씨/비이에이취 힐릭/2.1 엑스 컬럼(ACQUITY UPLC/BEH HILIC/2.1 X column)(100㎜/1.73㎛/40℃)을 사용하여 크로마토그래피 분리하였다. 물(13%) 및 아세토니트릴(87%)로 이루어진 이동상(2mM 암모늄아세테이트 및 0.1% 포름산을 포함)을 0.25㎖/분의 유속으로 주입하였고 그리고 주입 용적은 5㎕이었다. 세바코일 디날부핀 에스테르, 날부핀, 에틸몰핀 및 날록손(naloxone)을 분석하는 데 사용된 전구체 이온(precursor ion) 및 제품 이온(product ion)들은 각각 441.5(m/z)과 423.5(m/z), c358.3(m/z)과 340.3(m/z), 314.2(m/z)과 183.1(m/z) 그리고 328.3(m/z)과 310.3(m/z)이었다.

3. 혈장 샘플 가공

i. 에틸-몰핀(2㎍/㎖)과 날록손(200ng/㎖)을 각각 50㎕을 포함하는 내부 표준들을 16*125㎜ 시험관의 바닥에 첨가하였다.

ii. 계속해서 50㎕ 고정 용적의 Na₂CO₃ (0.5 N, pH = 10.0)를 첨가하였다(이온 상태로부터 분자 상태로 환원된 기본 약물).

iii. 추출용액(에테르 및 DCM을 용적비로 7 : 3으로 포함) 4㎖를 얼음 위에서 시험관에 첨가하고 그리고 4℃ 냉온실에 저장하여 혈장 중의 전구 비중독성 약물 SDE의 분해를 방지하였다.

iv. 수집된 혈장(100㎕)을 첨가하고 그리고 10분간 와류시키고(vortex) 그리고 직후에 3,000RPM에서 10분 동안 원심분리시켰다.

v. -80℃에서 배양시켜 하부의 수상을 고화시키고 그리고 계속해서 상청액을 미사용의 13*100㎜ 시험관으로 옮겼다.

vi. 질소로 10psi(프사이)에서 그리고 40℃에서 20분간 진공건조시켰다(장기간의 건조는 전구 비중독성 약물의 분해를 야기할 수 있음).

vii. 희석된 용액 샘플(200㎕, ACN : 물, 85 : 15)을 시험관에 첨가하여 전구 비중독성 약물을 재현탁시키고 그리고 5㎕를 UPLC/MS/MS 내로 주입시켰다.

4. 보정 곡선의 준비:

전구 비중독성 약물 세바코일 디날부핀 에스테르 및 전구약물 날부핀의 혼합물들을 표준 용매 ACN 중에서 10, 25, 50, 100, 250, 500, 1000, 2500 및 5000ng/㎖의 농도들로 제형화시켰다. 추가의 샘플 가공을 위하여 각 혼합물로부터 10㎕을 90㎕ 혈장으로 옮겨서 혼합시켰다(10배 희석). 후속하는 UPLC/MS/MS 분석으로, 세바코일 디날부핀 에스테르 및 날부핀의 크로마토그래피에 나타난 피크 면적 및 대응하는 농도들을 사용하여 2개의 보정 곡선들을 도식화하고, 그리고 표준편차(SD), 변동계수(% CV) 및 오차(%)들을 사용하여 곡선들의 정확도 및 정밀도를 추가로 검사하였다.

결과들:

수득된 결과들은 중합체 특성들(예를 들면, PLA/PGA 비율 및 평균 분자량)을 조절하는 것에 의하여 약물 농도가 조절될 수 있다는 것을 나타내었으며 이는 이전의 이론과 일치한다. 게다가, 약물 방출 속도(50 : 50 5k > 75 : 25 10k > 75 : 25 18k의 순서로 감소됨)는 약물 농도를 조절하고 그리고 그에 따라 수 주 동안 또는 수 개월 이상 유효 혈청 농도를 2.5ng/㎖로 유지할 수 있다(도 5). 유사하게, 총 방출 약물의 양은 또한 50 : 50 5k > 75 : 25 10k > 75 : 25 18k의 순서로 감소되었다. 이들 결과들은 추가로 PLA/PGA의 비율 및 평균 분자량을 사용하여 혈청 중의 약물 농도를 조절하는 이론을 확인하고 있다(여러 매개변수들에 대하여는 표 3(날부핀의 생체 내 약동학적 매개변수들. SD 랫트들의 장기 제어 방출 50 : 50 5k(150㎎/㎏ SDE), 75 : 25 10k (150 mg/kg SDE) 및 75 : 25 18k (150 mg/kg SDE)로의 투여)을 참조하시오).

	SDE-PLGA 50 : 50 5k	SDE-PLGA 75 : 25 10k	SDE-PLGA 75 : 25 18k
약동학적 매개변수(단위)	근육 내(IM) 150㎎/㎏ (N = 5)	근육 내 150㎎/㎏ (N = 6)	근육 내 150㎎/㎏ (N = 7)
k(1/일)	0.15±0.03	0.13±0.03	0.09±0.03
AUC0→t(일*ng/㎖)	602.73±61.57	433.66±54.87	424.36±116.77
AUC0→∞(일*ng/㎖)	640.58±61.57	471.84±51.16	530.60±133.87
T1/2(일)	4.92±0.96	5.87±1.72	8.52±2.77
Cl/F(L/일/㎏)	237.03±30.73	327.06±36.32	302.42±95.16
Vd/F(L/㎏)	1673.07±338.97	2919.23±948.70	3631.51±1218.53

요약하면, 본 발명에서 언급된 전구 비중독성 약물은 세바코일 디날부핀 에스테르 및 통상의 약제학적 및 생분해성 부형제, PLGA 중합체를 포함하는 제형이다. 상기 제형은 제어 방출 형태로 제조될 수 있다. 중합체는 약물의 지속 방출을 허용하고, 따라서 이는 혈중 날부핀의 유효 농도를 연장시키고 그리고 전통적인 날부핀 주사의 빈도를 극적으로 감소시킨다. 따라서, 본 발명은 특허협력조약(PCT) 33(2)조 및 특허협력조약 33(3)조를 만족하고 그리고 그에 따라 신규하고도 진보한 것으로 고려된다.

Claims

(a) 세바코일 디날부핀 에스테르 및
(b) 적어도 하나의 약제학적으로 수용가능하고 그리고 생분해성인 부형제 PLGA 중합체를 포함하는, 주사 투여량을 유의미하게 감소시키는 날부핀의 장기 제어 방출 제형.
제 1 항에 있어서,
상기 제형이 약제학적으로 수용가능한 염들, 용매들 또는 의료 치료를 위한 약제학적으로 기능성인 연관된 유도체들을 포함하는 약제학적 제형.
제 1 항에 있어서,
PLGA 부형제가 PLA, PGA 또는 PLA 및 PGA의 유도체들 또는 조합들 중의 적어도 하나를 포함하는 약제학적 제형.
제 3 항에 있어서,
PLA/PGA의 비율 및 분자량의 범위가 각각 50 내지 100%/0 내지 50% 및 5k 내지 20K들인 약제학적 제형.
제 3 항에 있어서,
PLA 또는 PGA의 유도체들에는 폴리부틸렌숙시네이트(PBS), 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 폴리카프로락톤산락톤(PCL), 폴리하이드록시부티레이트(PHB), 글리콜아밀(PHV), PHB와 PHV 공중합체(PHBV) 및 폴리락트산(PLA)-폴리에틸렌글리콜(PEG) 공중합체(PLEG)들이 포함되는 약제학적 제형.
제 1 항에 있어서,
상기 제형이 정제, 캡슐, 연질캡슐, 과립, 현탁액, 미소구, 구강 이식물, 이식가능한 주사, 에멀젼 주사 및 다른 약제학적으로 수용가능한 장기 제어 방출 제형들 중의 하나로 제조되는 약제학적 제형.