KR20150138540A - 난청 치료용 약물 전달 시스템 및 이의 제조방법 - Google Patents

난청 치료용 약물 전달 시스템 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전하를 띠는 약물과 이온성 화합물을 이용하여 다중 이온 컴플렉스시킨 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템과 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 약물과 이온성 화합물을 이용하여 다중 이온 컴플렉스시킨 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템은 중이 강에 적용 시 초기 (24시간 이내)에 빠르게 방출되지 않고, 서방형 방출 거동 (일주일 이상)을 보여 중이 강으로의 약물의 효과적인 전달이 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 다중 이온 컴플렉스시킨 서방형 약물 전달 시스템은 점착성 (adhesiveness)을 가져 중이강 부위에 적용 시, 번거롭고 어려운 과정 없이 도입 부위에 안정하게 존재하며, 상기 다중 이온 컴플렉스된 수용성 약물이 중이강부에 머무를 수 있는 환경을 제공하며, 중이강에 도입된 제제로부터 약물이 중이의 정원창을 통해 지속적으로 내이로 공급되어 내이세포 (유모세포)를 보호할 정도의 농도를 지속적으로 유지하며 일정 시간 후 서서히 체내로 흡수되어 임상의에게는 치료의 수월성을, 환자에게는 빠른 치유에 의한 고통경감 효과를 부여할 수 있다.

Description

난청 치료용 약물 전달 시스템 및 이의 제조방법 {Drug delivery system for the treatment of hearing-loss and method for preparing the same}
본 발명은 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
인간의 내이는 와우와 전정으로 이루어져 있으며 와우는 소리를 감지하는 역할을 하는데 여기에는 음파의 운동에너지를 전기신호로 바꾸어주는 유모세포 (hair cell)가 결정적인 역할을 한다. 소리를 듣는 역할을 하는 와우에는 신경외배엽 기원의 16000여개의 유모세포가 있으며 소음, 약물, 노화 등의 다양한 원인 인자로 인하여 노인성 난청, 소음성 난청, 이독성 난청, 메니에르병 등이 발생하게 되는데 포유류의 경우에는 유모세포의 재생이 이루어지지 않기 때문에 시간이 경과함에 따라 이러한 손상이 축적된다.
노인성 난청은 노화에 의하여 발생하는 질환이며, 급성 난청으로는 고강도의 소음에 장기간 노출되었을 때 발생하는 소음성 난청 및 aminoglycoside 계열의 항생제나 platinum 계열의 항암제에 의하여 발생하는 이독성 난청 등이 있다. 이때 발생하는 난청 (감각성)은 모두 내이 유모세포 수의 감소로 인한 것이다.
난청은 인지기능을 감소시키고 정서적인 적응력을 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 결과적으로 인간관계의 손상을 가져와 사회생활을 어렵게 한다. 이로 인하여 막대한 사회적 비용과 손실을 유발하고 있다.
현재까지 많은 연구에도 불구하고 내이 보호효과를 가지는 약물을 이용하여 감각신경성 난청을 치료하는 임상적 치료법은 거의 없는 실정이다. 대부분의 난청은 일단 발생하게 되면 회복이 불가능하기 때문에 발생 후의 약물치료는 이루어지 않고 있으며 원인인자에 대한 회피를 통한 예방만이 유일한 치료로 생각되고 있다.
급성 난청의 경우에는 스테로이드계 약물의 효과가 입증되어 경구투여 요법이 권장되어 왔으나 고용량으로 인한 높은 부작용 발생빈도를 보이고 있다. 이를 개선하기 위해서 스테로이드계 약물 용액을 고막을 통하여 중이강에 주입하여 정원창을 통하여 내이로 약물이 전달되도록 하는 치료법이 사용되고 있으나, 주입액의 대부분이 이관을 통해 흘러서 빠져나감은 물론 내이로의 전달되는 약물의 양이 한정적이어서 환자의 빈번한 외래치료 및 이로 인한 환자의 불편, 의료비 부담을 초래한다.
이런 문제점을 보완하기 위해, 치료약물을 고분자에 탑재하여 난청부에 직접 적용하는 방법이 연구되고 있으나, 수용성 약물의 빠른 방출 (burst release), 고분자 재료의 분해 산물에 의한 부작용 등의 문제로 인해 여전히 한계가 있는 것으로 보고되고 있다.
따라서 난청의 효과적인 치료를 위해, 난청이 치유되는 동안 효과적으로 약물을 내이로 전달할 수 있는 약물 전달 시스템이 시급하게 요구되고 있다.
한국등록특허 10-12834540000
이에 본 발명은 난청 치료에 있어서 상기 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수용성 약물의 서방형 방출을 유도하고 이들이 내이로 효과적으로 전달되어 소기의 치료 목적을 달성할 수 있도록 다중 이온컴플렉스된 구조의 새로운 난청 치료용 약물 전달 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 난청 치료용 약물 전달 시스템의 제조방법을 제공하는 데도 있다.
본 발명에 따른 난청 치료용 약물 전달 시스템은 전하를 띠는 약물과 이온성 화합물을 이용하여 다중 이온 컴플렉스시킨 것을 그 특징으로 한다.
상기 다중 이온 컴플렉스는 상기 전하를 띠는 약물과 이온성 화합물의 이온 결합으로 형성된 1차 이온 컴플렉스, 및 상기 1차 이온 컴플렉스에 참여하지 않은 이온과 이와는 반대 이온을 가지는 이온성 화합물 간의 이온 결합으로 형성된 2차 이온 컴플렉스를 포함하는 것일 수 있다.
상기 전하를 띠는 약물은 염산 독소루비신 (Doxorubicin hydrochloride), 황산 젠타마이신 (Gentamicin sulfate), 염산 테트라사이클린 (Tetracycline hydrochloride), 염산 미노사이클린 (Minocycline hydrochloride), 독시사이클린 하이클레(Doxycycline hyclate), 염산 독시사이클린 (Doxycycline hydrochloride), 염산 반코마이신 (Vancomycin hydrochloride), 황산 카나마이신 (Kanamycin sulfate), 황산 파로모마이신 (Paramomycin sulfate), 황산 스트렙토마이신 (Streptomycin sulfate), 염산 이리노테칸 (Irinotecan hydrochloride), 염산 린코마이신 (Lincomycin hydrochloride), 황산 콜리스틴 (Colistin sulfate), 황산 폴리믹신 B (Polymyxin B sulfate), 황산 네탈마이신 (Netilmicin sulfate), 황산 아마카신 (Amikacin sulfate), 황산 리보스타마이신 (Ribostamycin sulfate), 염산 테모카프릴(Temocapril hydrochloride), 황산 토브라마이신 (Tobramycin sulfate), 니트로소우레아 (Nitrosourea), 황산 도노루비신 (Daunorubicin HCl), 염산 케타민 (Ketamine hydrochloride), 염산 젬시타빈 (Gemcitabine hydrochloride)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상이거나, 및
테이코프라닌 (Teicoplanin), 덱사메타손 다이소디움 포스페이트(Dexamethasone disodium phosphate), 세파로틴 나트륨 (Cefalotin sodium), 콜리스티메테이트 나트륨 (Colistimethate sodium), 아목시실린 나트륨 (Amoxicillin sodium), 암페낙 나트륨 (Amfenan sodium), 세파졸린 나트륨 (Cefazolin sodium), 세폭시틴 나트륨 (Cefoxitin sodium), 세프록심 나트륨 (Cefuroxime sodium), 디클로페낙 나트륨 (Diclofenac sodium), 플루르비프로펜 나트륨 (Flurbiprofen sodium), 인도메타신 나트륨 (Indomethacin sodium), 록소프로펜 나트륨(Loxoprofen sodium), 메클로페남산 나트륨 (Meclofenamate sodium), 나트록센 나트륨 (Naproxen sodium), 및 톨메틴 나트륨 (Tolmetin sodium)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 이온성 화합물은 양이온기 및 음이온기를 가지는 것일 수 있다.
상기 양이온기는 Mg2 +, Ca2 +, Sr2 +, Ba2 +, Be2 +, Cr2 +, Co2 +, Cu2 +, Fe2 +, Mn2 +, Sn2 +, Ni2+, Zn2 +, Al3 +, Cr3 +, Co3 +, Cu3 +, Ga3 +, Au3 +, Fe3 +, Mn3 +, Ni3 +, Mn4 +, Sn4 +, Cr6 + 및 Mn7 + 로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 음이온기는 O2 -, S2 -, N3 -, AsO4 3 -, PO4 3 -, AsO3 3 -, HPO4 2 -, HPO4 3 -, SO4 2 -, S2O3 2 -, SO3 2-, CO3 2 -, CrO4 2 -, Cr2O7 2 -, O2 2 -, 및 C2O4 2 - 로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
추가적으로 상기 다중 이온 컴플렉스된 약물의 전달을 위한 전달체를 포함하는 것일 수 있다.
상기 전달체는 중량평균분자량 1,000~500,000 g/mol인 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드 공중합체 및 이들의 유도체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱산 공중합체 및 이들의 유도체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱글리콜산 공중합체 및 이들의 유도체, 및 폴리에틸렌옥사이드-폴리카프로락톤 공중합체 및 이들의 유도체, 락틱산 공중합체 및 이들의 유도체, 글리콜산 공중합체 및 이들의 유도체, 카프로락톤 공중합체 및 이들의 유도체, 다이옥산온 공중합체 및 이들의 유도체, 하이드록시부티릭산 공중합체 및 이들의 유도체, 하이드록시발러릭산 공중합체 및 이들의 유도체, 및 포스포에스터 공중합체 및 이들의 유도체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 합성 고분자; 및
콜라겐, 엘라스틴, 젤라틴, 케라틴, 실크, 알긴산, 펙틴, 카라기난, 겔란 검, 잔탄 검, 황산콘드로이틴 (chondroitin sulfate), 검 아라빅 (gum arabic), 검 카라야 (gum karaya) 및 검 트라가칸스 (gum tragacanth), 카르복시메틸셀룰로우스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히알루론산, 덱스트란, 콘드로이틴 설페이트, 키틴, 키토산, 피브린 및 이들의 유도체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 천연고분자 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 다중 이온 컴플렉스된 약물은 상기 약물의 전달체를 기준으로 0.01~50 중량%로 포함되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템의 제조방법은 이온성 화합물 수용액과 전하를 띠는 약물 수용액을 혼합시켜 1차 이온 컴플렉스된 약물을 제조하는 단계, 상기 1차 이온 컴플렉스된 약물에 상기 1차 이온 컴플렉스에 사용된 이온성 화합물과 반대 이온을 가지는 이온성 화합물 수용액을 혼합시켜 2차 이온 컴플렉스된 약물을 제조하는 단계, 상기 2차 이온 컴플렉스된 약물을 동결 건조시켜 다중 이온 컴플렉스된 약물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 1차 이온 컴플렉스시키는 단계에서 이온성 화합물 수용액과 전하를 띠는 약물 수용액의 농도는 각각 0.01 ~ 30 중량% 농도로 포함되는 것일 수 있다.
상기 1차 이온 컴플렉스 단계에서 상기 이온성 화합물 수용액과 전하를 띠는약물 수용액은 1:0.01 ~ 1:100 부피비로 혼합되는 것일 수 있다.
상기 2차 이온 컴플렉스 단계에서 이온성 화합물 수용액은 1~10중량%의 농도를 가지는 것일 수 있다.
상기 2차 이온 컴플렉스는 1차 이온 컴플렉스에 참여하지 않은 상기 1차 이온 컴플렉스된 약물에 포함된 이온과 이와는 반대 이온을 가지는 이온성 화합물 간의 이온 결합으로 형성되는 것일 수 있다.
추가적으로 상기 다중 이온 컴플렉스된 약물을 고분자 전달체 수용액에 혼합시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 고분자 전달체 수용액은 0.01 ~ 50 중량%의 농도를 가지는 것일 수 있다.
상기 다중 이온 컴플렉스된 약물은 상기 고분자 전달체 중량 대비 0.01~50중량부로 혼합되는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 전하를 띠는 약물과 이온성 화합물을 이용하여 다중 이온 컴플렉스시킨 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템은 중이 강에 적용 시 초기 (24시간 이내)에 빠르게 방출되지 않고, 서방형 방출 거동 (일주일 이상)을 보여 중이 강으로부터 내이로 약물의 효과적인 전달이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 다중 이온 컴플렉스시킨 서방형 약물 전달 시스템은 점착성 (adhesiveness)을 가져 중이강 부위에 적용 시, 번거롭고 어려운 과정 없이 도입 부위에 안정하게 존재하며, 상기 다중 이온 컴플렉스된 수용성 약물이 중이강부에 머무를 수 있는 환경을 제공하며, 중이강에 도입된 제제로부터 약물이 중이의 정원창을 통해 지속적으로 내이로 공급되어 내이세포 (유모세포)를 보호할 정도의 농도를 지속적으로 유지하며 일정 시간 후 서서히 체내로 흡수되어 임상의에게는 치료의 수월성을, 환자에게는 빠른 치유에 의한 고통경감 효과를 부여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물과 이온성 화합물간의 다중 이온 컴플렉스 제조 과정의 모식도이며,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 이온 컴플렉스된 약물/전달체의 복합체 제조 과정의 모식도이고,
도 3은 전하를 띠는 약물과 이온성 화합물을 이온 컴플렉스시킨 1차 이온 컴플렉스된 약물에 포함된 덱사메타손 약물의 양을 측정한 결과이며,
도 4는 1차 이온컴플렉스된 약물(비교예 2)과 본 발명의 실시예 1~5에 따른다중 이온 컴플렉스에서 Na2HPO4 수용액의 농도에 따른 덱사메타손의 수율을 나타낸 것이고,
도 5는 이온 콤플렉스 시키기 전의 약물 수용액과 이온성 화합물 수용액(a), 1차 이온 컴플렉스(b)와 2차 이온 컴플렉스 반응(c) 후에 용액의 상태를 확인한 사진이며,
도 6은 순수 덱사메타손 (비교예 1)과 1차 이온 컴플렉스된 덱사메타손 (비교예 2) 및 2차 이온컴플렉스된 덱사메타손(실시예 1~5)의 약물 방출 거동을 나타낸 그래프이고,
도 7은 실시예 11에 따라 제조된 다중 이온 컴플렉스된 덱사메타손/플루로닉 복합체를 이용한 중이 강에서의 안정성 평가 결과이다 (a:1주차, b:3주차, c:4주차).
이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 발명은 전하를 띠는 약물과 이온성 화합물을 이용하여 다중 이온 컴플렉스시킨 중이강 부위를 안정하게 보호함은 물론 수용성 약물의 서방형 방출을 유도할 수 있는 난청 치료용 약물 전달 시스템 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 "난청 치료용 약물 전달 시스템"이란 난청 치료를 위한 약물을 포함하고, 그 약물을 효과적으로 전달하여 난청을 치료할 수 있는 약물 자체, 또는 약물을 포함한 전달체 등을 의미한다.
또한, 본 발명의 "다중 이온 컴플렉스시킨"이란 전하를 띠는 약물과 이온성 화합물을 1차 이온 컴플렉스시켜 이온 컴플렉스된 약물을 제조하고, 상기 이온 컴플렉스된 약물에 추가의 이온성 화합물을 첨가하여 다시 이온 컴플렉스시키는 것으로, 이온 컴플렉스 반응을 2회 이상 거치는 것을 포함하는 의미이며, 이온 컴플렉스 반응의 횟수는 크게 한정되지 않는다.
또한, 본 발명의 1차 이온컴플렉스 반응은 전하를 띠는 약물과 이온성 화합물 간의 이온 콤플렉스를 의미하며, 1차 이온컴플렉스 이후의 2차 이상의 이온컴플렉스 반응은 이온컴플렉스된 약물에 포함되며, 이온컴플렉스에는 참여하지 않은 이온과 이와는 반대 이온을 가지는 또 다른 이온성 화합물에 포함된 이온 간의 콤플렉스를 말한다. 즉, 2차 이온컴플렉스는 이온성 화합물 간의 이온 결합을 의미하는 것이다.
본 발명의 "전하를 띠는 약물"은 약물 내에 양이온기 또는 음이온기가 포함되어 있는 것을 의미하며, 이로써 첨가되는 이온성 화합물과 이온 결합을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 "이온성 화합물"은 화합물 내에 양이온기 또는 음이온기를 포함하는 화합물을 의미한다.
본 발명에 따른 다중 이온 컴플렉스는 상기 전하를 띠는 약물과 이온성 화합물의 이온 결합으로 형성된 1차 이온 컴플렉스, 및 상기 1차 이온 컴플렉스에 참여하지 않은 이온과 이와는 반대 이온을 가지는 이온성 화합물 간의 이온 결합으로 형성된 2차 이온 컴플렉스를 포함할 수 있다.
즉, 상기 1차 이온 컴플렉스는 먼저 전하를 띠는 약물과 이온성 화합물의 혼합을 통하여 이온 컴플렉스된 약물을 제조하는 과정으로, 상기 혼합 과정을 통해 상기 약물에 포함된 이온과 상기 이온성 화합물에 포함된 이온들 간의 이온 컴플렉스를 형성하여 침전이 발생하게 되는 반응이다. 이는 상기 약물 내에 포함되어 있는 이온과 상기 이온성 화합물에 포함되어 있으며 상기 약물과는 반대되는 이온 간의 이온 컴플렉스를 유도하게 되고, 이온 컴플렉스된 약물이 혼합 용액에서 용해도가 감소됨에 따라 침전이 발생되는 것으로 설명될 수 있다.
또한, 2차 이온 컴플렉스는 상기 1차 이온 컴플렉스 반응을 거쳐 제조된 이온 컴플렉스된 약물에 이온성 화합물을 혼합시켜 상기 이온 컴플렉스된 약물 중에서 1차 이온 컴플렉스 반응에 참여하지 않은 이온과 이와는 반대 이온을 가지는 이온성 화합물 간의 이온 결합으로 형성될 수 있다.
상기 2차 이온 컴플렉스는 1차 이온 컴플렉스된 약물에 포함되면서, 1차 이온 컴플렉스 반응에는 참여하지 않은 약물 이온과 새롭게 혼합된 이온성 화합물 간의 반응으로 형성되는 것이다. 이를 위해, 상기 1차 이온 컴플렉스 반응에 참여하지 않은 이온성 화합물에 포함된 프리 이온(free ion)은 과량의 초순수를 이용하여 제거시킨 다음, 상기 2차 이온 컴플렉스 반응을 유도하는 것이 바람직하다.
만일, 상기 1차 이온 컴플렉스 반응 시 첨가된 이온성 화합물에 포함되며, 1차 이온 컴플렉스 반응에 첨가되지 않은 프리 이온이 2차 이온 컴플렉스 반응에 첨가된 이온성 화합물과 결합하는 경우, 약물과의 컴플렉스가 아닌 이온화합물들 간의 컴플렉스를 형성하여 본 발명에서 요구하는 구조를 가지는 다중 이온 컴플렉스된 약물을 얻을 수 없기 때문에 바람직하지 못하다.
즉, 1차 이온 컴플렉스 반응을 거치게 되면, 약물에 포함된 이온과 이온성 화합물 간의 결합으로 1차 이온 컴플렉스된 약물이 형성되며, 여기에 반대 이온을 가지는 이온성 화합물을 추가로 혼합하여 2차 이온 콤플렉스 시키면 상기 1차 이온 컴플렉스된 약물과 이온성 화합물이 결합하여 외부를 감싸는 구조와 같은 형태를 가지게 된다.
그러나, 1차 이온 컴플렉스에 참여하지 않은 프리 이온이 있는 경우 2차 이온 컴플렉스시 추가된 이온성 화합물과 반응하여 별도의 독립된 이온 컴플렉스 구조를 형성하게 되므로 본 발명에서 원하는 다중 이온 컴플렉스된 약물을 얻을 수 없게 되는 문제가 있다.
따라서, 상기 전하를 띠는 약물에 포함된 이온이 양이온인 경우 상기 이온성 화합물은 음이온기를 포함하는 화합물을 사용하고, 또한 상기 약물에 포함된 이온이 음이온인 경우 상기 이온성 화합물은 양이온기를 포함하는 화합물을 사용함은 당업자에게 있어 자명하다.
상기 전하를 띠는 약물의 구체적인 예를 들면, 염산 독소루비신 (Doxorubicin hydrochloride), 황산 젠타마이신 (Gentamicin sulfate), 염산 테트라사이클린 (Tetracycline hydrochloride), 염산 미노사이클린 (Minocycline hydrochloride), 독시사이클린 하이클레(Doxycycline hyclate), 염산 독시사이클린 (Doxycycline hydrochloride), 염산 반코마이신 (Vancomycin hydrochloride), 황산 카나마이신 (Kanamycin sulfate), 황산 파로모마이신 (Paramomycin sulfate), 황산 스트렙토마이신 (Streptomycin sulfate), 염산 이리노테칸 (Irinotecan hydrochloride), 염산 린코마이신 (Lincomycin hydrochloride), 황산 콜리스틴 (Colistin sulfate), 황산 폴리믹신 B (Polymyxin B sulfate), 황산 네탈마이신 (Netilmicin sulfate), 황산 아마카신 (Amikacin sulfate), 황산 리보스타마이신 (Ribostamycin sulfate), 염산 테모카프릴(Temocapril hydrochloride), 황산 토브라마이신 (Tobramycin sulfate), 니트로소우레아 (Nitrosourea), 황산 도노루비신 (Daunorubicin HCl), 염산 케타민 (Ketamine hydrochloride), 염산 젬시타빈 (Gemcitabine hydrochloride)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 양이온을 함유한 약물이거나, 또는
테이코프라닌 (Teicoplanin), 덱사메타손 다이소디움 포스페이트(Dexamethasone disodium phosphate), 세파로틴 나트륨 (Cefalotin sodium), 콜리스티메테이트 나트륨 (Colistimethate sodium), 아목시실린 나트륨 (Amoxicillin sodium), 암페낙 나트륨 (Amfenac sodium), 세파졸린 나트륨 (Cefazolin sodium), 세폭시틴 나트륨 (Cefoxitin sodium), 세프록심 나트륨 (Cefuroxime sodium), 디클로페낙 나트륨 (Diclofenac sodium), 플루르비프로펜 나트륨 (Flurbiprofen sodium), 인도메타신 나트륨 (Indomethacin sodium), 록소프로펜 나트륨(Loxoprofen sodium), 메클로페나메이트 나트륨 (Meclofenamate sodium), 나트록센 나트륨 (Naproxen sodium), 및 톨메틴 나트륨 (Tolmetin sodium)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 음이온을 함유한 약물 중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 이온성 화합물은 사용되는 전하를 띠는 약물에 포함된 이온에 따라 양이온기 또는 음이온기를 가지는 것을 선택하여 사용할 수 있다.
상기 양이온기를 가지는 화합물에서 상기 양이온기의 구체 예를 들면, Mg2 +, Ca2+, Sr2 +, Ba2 +, Be2 +, Cr2 +, Co2 +, Cu2 +, Fe2 +, Mn2 +, Sn2 +, Ni2 +, Zn2 +, Al3 +, Cr3 +, Co3 +, Cu3 +, Ga3+, Au3 +, Fe3 +, Mn3 +, Ni3 +, Mn4 +, Sn4 +, Cr6 + 및 Mn7 + 로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 음이온기를 가지는 화합물에서 상기 음이온기의 구체 예를 들면, O2-, S2 -, N3 -, AsO4 3 -, PO4 3 -, AsO3 3 -, HPO4 2 -, HPO4 3 -, SO4 2 -, S2O3 2 -, SO3 2 -, CO3 2 -, CrO4 2 -, Cr2O7 2-, O2 2 -, 및 C2O4 2 - 로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명에 따른 전하를 띠는 약물은 상기 이온성 화합물과 이온 컴플렉스를 형성하는 것이므로, 상기 양이온기를 가지는 화합물과 이온 컴플렉스되는 약물은 이와 반대 이온인 음이온성을 띄는 것이 바람직하고, 또한, 상기 음이온기를 가지는 화합물과 이온 컴플렉스되는 약물은 이와 반대 이온인 양이온성을 띄는 것이 바람직하다.
상기와 같이 전하를 띠는 약물과 이온성 화합물 간의 1차 이온 컴플렉스, 및 1차 이온 컴플렉스된 약물과 추가로 포함된 이온성 화합물 간의 2차 이온 컴플렉스를 통하여 형성된 본 발명의 다중 이온 컴플렉스된 약물은 최종적으로 분말 형태를 가지는 것일 수 있다.
또한, 상기 2차 이온 컴플렉스된 약물에 2차 이온 컴플렉스에 사용된 이온성 화합물과는 반대 이온을 가지는 추가의 이온성 화합물을 첨가하여 3차 이온 컴플렉스를 진행할 수도 있으며, 이온 컴플렉스 반응의 횟수가 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 다중 이온 컴플렉스된 수용성 약물을 환부에 적용하게 되는 경우의 약물 방출 메커니즘을 살펴 보면, 상기 다중 이온 컴플렉스된 수용성 약물을 환부에 적용하게 되면 다양한 이온이 존재하는 체액과 만나게 되고, 이 경우 상기 다중 이온 컴플렉스된 수용성 약물과 체액과의 이온 교환을 통해 상기 다중 이온 컴플렉스된 수용성 약물이 다시 서서히 수용화되는 과정을 거치게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 약물은 그 자체로는 수용성 특성을 가짐에도 불구하고, 이온성 화합물과 다중 이온 컴플렉스를 통하여 다중 이온 컴플렉스된 수용성 약물의 형태를 띄고 있기 때문에 체액과 만나더라도 초기에 빠르게 방출되지 않고, 상기 다중 이온 컴플렉스 구조 내에 있는 약물이 서서히 용해되면서 약물의 서방형 방출이 가능하도록 하는 시스템이다.
이러한, 본 발명에 따른 약물 전달 시스템은 약 1 ~ 14일에 걸쳐 약물이 방출되는 서방형 방출 거동을 나타내는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 다중 이온 컴플렉스된 약물은 분말 자체를 그대로 사용할 수도 있고, 이의 효과적인 전달을 위한 전달체에 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 전달체는 그 형태나 성상이 특별히 한정되지는 않고, 상기 분말 형태의 다중 이온 컴플렉스된 약물과 혼합되어 그 약물 효과를 서방성으로 유지할 수 있는 것이면 어느 것이나 무방하다. 다만, 본 발명에 따른 약물 전달 시스템은 난청 치료 용도에 사용되기 위해서는 상기 전달체에 혼합되어 하이드로 겔 형태로 제조되는 것이 중이부에 안정하게 있어 내이에 약물을 서서히 방출하여 난청을 치료할 수 있다는 측면에서 바람직하다.
상기 전달체의 구체적인 예를 들면, 중량평균분자량 1,000~500,000 g/mol인 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드 공중합체 및 이들의 유도체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱산 공중합체 및 이들의 유도체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱글리콜산 공중합체 및 이들의 유도체, 및 폴리에틸렌옥사이드-폴리카프로락톤 공중합체 및 이들의 유도체, 락틱산 공중합체 및 이들의 유도체, 글리콜산 공중합체 및 이들의 유도체, 카프로락톤 공중합체 및 이들의 유도체, 다이옥산온 공중합체 및 이들의 유도체, 하이드록시부티릭산 공중합체 및 이들의 유도체, 하이드록시발러릭산 공중합체 및 이들의 유도체, 및 포스포에스터 공중합체 및 이들의 유도체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 합성 고분자; 및
콜라겐, 엘라스틴, 젤라틴, 케라틴, 실크, 알긴산, 펙틴, 카라기난, 겔란 검, 잔탄 검, 황산콘드로이틴 (chondroitin sulfate), 검 아라빅 (gum arabic), 검 카라야 (gum karaya) 및 검 트라가칸스 (gum tragacanth), 카르복시메틸셀룰로우스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히알루론산, 덱스트란, 콘드로이틴 설페이트, 키틴, 키토산, 피브린 및 이들의 유도체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 천연고분자 중에서 선택되는 어느 하나가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 다중 이온 컴플렉스된 약물은 상기 전달체 중량을 기준으로 0.01 ~ 50 중량부, 바람직하기로는 0.1 ~ 30 중량부로 포함되는 것이 병변 부위에 유효한 약물 농도의 유지 및 상기 전달체의 물성 유지 측면에서 바람직하다.
이하에서 본 발명에 따른 난청 치료용 다중 이온 컴플렉스된 약물의 제조방법을 다음 도 1을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 다중 이온 컴플렉스된 약물은 이온성 화합물 수용액과 전하를 띠는 약물 수용액을 혼합시켜 1차 이온 컴플렉스된 약물을 제조하는 단계, 상기 1차 이온 컴플렉스된 약물에 상기 1차 이온 컴플렉스에 사용된 이온성 화합물과 반대 이온을 가지는 이온성 화합물 수용액을 혼합시켜 2차 이온 컴플렉스된 약물을 제조하는 단계, 상기 2차 이온 컴플렉스된 약물을 동결 건조시켜 다중 이온 컴플렉스된 약물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
첫 번째 단계에서는 1차 이온 컴플렉스된 약물 제조를 위하여, 각각 이온성 화합물 수용액과 전하를 띠는 약물 수용액을 제조하고 이를 혼합시켜 1차 이온 컴플렉스를 유도시킨다.
상기 1차 이온 콤플렉스 시키는 단계에서 이온성 화합물 수용액은 0.01 ~ 30 중량%, 바람직하기로는 0.1~10중량%의 농도로 제조하는 것이 좋다. 상기 농도가 0.01 중량% 미만이면 상기 약물과 이온 컴플렉스를 형성시키지 못하는 문제가 있고, 농도가 30 중량%를 초과하게 되면 이온성 화합물을 불필요하게 낭비하게 되는 문제가 있다.
또한, 상기 전하를 띠는 약물 수용액은 0.01 ~ 30 중량%, 바람직하기로는 0.1 ~ 10 중량%의 농도로 제조한다. 상기 농도가 0.01 중량% 미만이면 약물의 양이 너무 적어 약효를 나타내지 못하는 문제가 있고, 농도가 30 중량%를 초과하게 되면 독성을 나타내는 문제가 있어 바람직하지 못하다.
상기와 같이 제조된 각 약물 수용액과 이온성 화합물 수용액을 혼합시켜 본 발명에 따른 1차 이온 컴플렉스된 수용성 약물을 제조하게 되는데, 상기 약물 수용액과 이온성 화합물 수용액의 혼합비는 1:0.01 ~ 1:100 부피비인 것이 바람직하다. 상기 혼합비를 벗어난 경우 약물 수용액과 이온성 화합물 간의 이온 컴플렉스를 형성시키지 못하여 바람직하지 못하다.
상기 혼합 과정을 통해 상기 전하를 띠는 약물에 포함된 이온과 상기 이온성 화합물에 포함된 이온 간에 이온 컴플렉스를 형성은 침전을 통하여 확인할 수 있다. 이는 상기 약물 내에 포함되어 있는 이온과 상기 이온성 화합물에 포함된 반대 이온 간의 이온 컴플렉스로 이온 컴플렉스된 약물을 형성하면서, 상기 이온 컴플렉스된 약물이 혼합 용액에서 용해도가 감소됨에 따라 침전이 발생되는 것이다.
상기 과정을 통하여 침전으로 형성된 이온 컴플렉스된 수용성 약물을 포함하는 혼합 수용액을 원심 분리하여 상층액을 제거하고, 이온 컴플렉스에 참여하지 않은 프리 이온(free ion)은 과량의 초순수를 이용한 세척 및 원심분리 과정을 반복하여 제거한다.
그 다음, 상기 제조된 1차 이온 컴플렉스된 분말 형태의 약물에 상기 1차 이온 컴플렉스에 사용된 이온성 화합물과 반대 이온을 가지는 이온성 화합물 수용액을 혼합시켜 2차 이온 컴플렉스된 약물을 제조하는 단계를 거친다. 2차 이온 컴플렉시 시에는 분말 형태의 1차 이온 컴플렉스된 약물을 그대로 사용하는 것이 이온 컴플렉스를 유지하면서 2차 이온 컴플렉스를 유도할 수 있어 바람직하다.
상기 2차 이온 콤플렉스 시키는 단계에 사용되는 이온성 화합물 수용액은 상기 1차 이온 컴플렉스에 사용된 이온성 화합물과 반대 이온을 가지는 것으로, 그 농도는 1~10중량%를 가지는 것이 적절한 이온 컴플렉스 반응을 유도할 수 있어 바람직하다.
또한, 상기 2차 이온 컴플렉스 단계에서 상기 1차 이온 컴플렉스된 약물과 이온성 화합물 수용액은 1:1 ~ 1:10 의 중량비로 혼합시키는 것이 바람직하다. 즉, 상기 2차 이온 컴플렉스는 1차 이온 컴플렉스에 참여하지 않은 상기 1차 이온 컴플렉스된 약물에 포함된 이온과 이와는 반대 이온을 가지는 이온성 화합물 간의 이온 결합으로 형성되는 것이다. 따라서 1차 이온 컴플렉스에 참여하지 않은 이온의 양은 상대적으로 적기 때문에 이온성 화합물을 과량으로 첨가하여 2차 이온 컴플렉스 반응을 유도하는 것이 바람직하다.
2차 이온 컴플렉스 반응을 거쳐 1차 이온 컴플렉스된 약물에 포함된 반응하지 않은 이온과 이온성 화합물 간의 이온 컴플렉스를 형성하여 외부를 감싸는 구조를 가지는 다중 이온 컴플렉스된 약물을 제조할 수 있게 된다.
상기 2차 이온 컴플렉스 과정도 상기 1차 이온 컴플렉스 과정과 마찬가지로, 1차 이온 컴플렉스된 수용성 약물과 이온성 화합물의 혼합 과정을 통해 상기 1차 이온 컴플렉스된 수용성 약물에 포함된 이온과 상기 이온성 화합물에 포함된 이온 간에 이온 컴플렉스를 통해 2차 컴플렉스를 보다 안정화 시킨다.
상기 과정을 통하여 형성된 2차 이온 컴플렉스된 수용성 약물을 포함하는 혼합 수용액을 원심 분리하여 상층액을 제거하고, 이온 컴플렉스에 참여하지 않은 프리 이온(free ion)은 과량의 초순수를 이용한 세척 및 원심분리 과정을 반복하여 제거시킨다. 그 다음, 얻어진 샘플을 동결 건조시키키면 최종 다중 이온컴플렉스된 수용성 약물을 얻을 수 있다.
본 발명에서는, 추가적으로 상기 다중 이온 컴플렉스된 약물의 효과적인 전달을 위하여 고분자 전달체에 혼합시켜 다중 이온컴플렉스된 약물/전달체의 복합체 형태로 제조하는 단계를 포함할 수 있다. (다음 도 2 참조)
상기 고분자 전달체는 약 0.01 ~ 50 중량%, 바람직하기로는 0.5 ~ 40 중량% 의 농도로 물에 용해시켜 사용하는 것이 바람직하다. 상기 고분자 전달체의 농도가 50 중량%를 초과하는 경우 용액의 점도가 너무 높아 이온 컴플렉스된 약물을 균일하게 혼합하기 어려운 문제가 있을 수 있어 바람직하지 못하다.
상기 다중 이온 컴플렉스된 약물은 상기 고분자 전달체 중량 대비 0.01~50중량부로 혼합되는 것이 본 발명의 난청을 사멸시킬 수 있는 유효 농도 유지 측면에서 바람직하다.
상기와 같이 다중 이온 컴플렉스된 약물/전달체의 복합체는 다중 이온 컴플렉스된 약물이 고분자 전달체에 고르게 분포된 구조를 가진다. 따라서, 시간이 지남에 따라 상기 다중 이온 컴플렉스된 약물은 다양한 이온이 존재하는 체액에서 이와 반대되는 이온과의 이온 교환을 통해 상기 약물이 다시 서서히 수용화되는 과정을 거쳐, 수용성임에도 불구하고 서방형 방출이 가능한 효과를 가진다.
즉, 본 발명에 따른 약물 전달 시스템은 약 1 ~ 14일에 걸쳐 약물이 방출되는 서방형 방출 거동을 나타내는 효과를 가진다.
이러한 본 발명에 따른 서방형 약물 전달 시스템은 다양한 원인의 난청 치료에 효과적으로 사용될 수 있다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 이하의 실시예에서는 특정 화합물을 이용하여 예시하였으나, 이들의 균등물을 사용한 경우에 있어서도 동등 유사한 정도의 효과를 발휘할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
실시예 1~5 : 다중 이온 컴플렉스된 덱사메타손 제조
1) 1차 이온 컴플렉스된 약물의 제조
5 중량%의 덱사메타손 다이소디움 포스페이트(Dexamethasone disodium phosphate) 수용액과 0.1중량%, 0.5중량%, 1중량%, 3중량%, 5중량%, 10중량%의 농도를 가지는 CaCl2 (Ca2 +를 포함하는 이온성 화합물) 수용액을 초순수에서 각각 제조하였다.
상기 제조된 덱사메타손 수용액과 CaCl2 수용액을 각각 1:1 (v/v)의 비율로 혼합하여 상기 덱사메타손 수용액과 CaCl2 수용액 간의 1차 이온 컴플렉스(침전)를 유도하였다. 그 다음 상기 침전액을 12,000 rpm으로 1분간 원심분리하여 상층액을 제거하였다. 또한, 상기 1차 이온 컴플렉스에 참여하지 않은 이온 (free ion)의 제거를 위해 과량의 초순수를 이용한 세척 및 원심분리 과정을 5회 이상 수행하였다.
덱사메타손 수용액과 CaCl2 수용액의 혼합에 의해 수용액이 뿌옇게 되는 현상을 관찰함으로서 이온 컴플렉스에 의해 침전이 형성됨을 간접적으로 확인할 수 있었다.
2) 2차 이온 컴플렉스된 약물의 제조
상기 1)의 1차 이온컴플렉스된 약물 중에서 5 wt%의 덱사메타손 다이소디움 포스페이트 수용액과 5 wt% CaCl2 수용성 약물을 1차 이온 콤플렉스 시킨 약물만을 선별하여 2차 이온 컴플렉스 과정을 수행하였다.
상기 1차 이온 컴플렉스된 약물에 Na2HPO4 수용액의 농도를 각각 1.0중량% (실시예 1), 3.0중량%(실시예 2), 5.0중량% (실시예 3), 7.0중량% (실시예 4), 10.0중량% (실시예 5)로 변화시키면서 과량으로 혼합시켜 2차 이온 컴플렉스 침전을 유도하였다.
상기 2차 이온 컴플렉스된 약물 혼합액을 원심분리후 상층액 제거/동결건조를 통해 다중 이온 컴플렉스된 덱사메타손을 제조하였다.
비교예 1
이온성 화합물을 첨가하지 않은 순수한 약물인 덱사메타손 다이소디움 포스페이트(Dexamethasone disodium phosphate)을 사용하였다.
비교예 2
5 중량%의 덱사메타손 약물 수용액과 5중량%의 CaCl2 (Ca2 +를 포함하는 이온성 화합물) 수용액을 1:1 (v/v)의 비율로 혼합하여 상기 덱사메타손 수용액과 CaCl2 수용액 간의 1차 이온 컴플렉스(침전)를 유도하여 1차 이온 컴플렉스된 덱사메타손 약물을 제조하였다.
실시예 6 ~ 14 : 이온 컴플렉스된 덱사메타손/ 플루로닉 하이드로겔 복합체 제조
다중 이온 컴플렉스된 덱사메타손의 전달체로 점착성을 가지며 중이부에 체내 안정성을 가지며 생체적합성 고분자인 플루로닉 [Pluronic F127/F68 (7/3)] (Sigma)을 사용하여 다중 이온 컴플렉스된 덱사메타손/플루로닉 복합체를 제조하였다.
먼저 초순수에 플루로닉을 용해시켜 32.5 중량% 의 플루로닉 수용액을 제조하였다. 상기 플루로닉 수용액에 상기 실시예 1~5에서 제조된 다중 이온 컴플렉스된 분말 형태의 덱사메타손을 플루로닉 중량 대비 0.1 (실시예 6), 0.3 (실시예 7), 0.5 (실시예 8), 1.0 (실시예 9), 3.0 (실시예 10), 10.0 (실시예 11), 15.0 (실시예 12), 20.0 (실시예 13), 30.0 (실시예 14) 중량부로 첨가하고, 자석교반기를 이용하여 고르게 혼합하였다.
다중 이온 컴플렉스된 덱사메타손이 고르게 혼합되어 있는 다중 이온 컴플렉스된 덱사메타손/플루로닉 하이드로 겔 복합체를 얻었다.
실험예1 : 이온 컴플렉스된 덱사메타손 형성여부 확인
본 발명에 따라 제조된 다중 이온 컴플렉스된 약물이 이온 컴플렉스 반응이 효과적으로 이루어졌는지 확인하기 위하여, 상기 실시예 1~6에 따라 제조된 1차 이온 컴플렉스된 덱사메타손을 과량의 NaCl 수용액에 해리시켜 (1가 음이온인 Cl-와 HPO4 2-의 상호교환에 의해 이온 컴플렉스 해리) 이온 컴플렉스에 참여한 덱사메타손 양을 확인하고, 그 결과를 다음 도 3에 나타내었다.
다음 도 3을 참조하면, 이온성 화합물로 첨가된 CaCl2의 농도가 증가됨에 따라 1차 이온 컴플렉스된 덱사메타손의 함량은 증가되는 것으로 나타났다. 그러나, 최적의 효과는 CaCl2의 농도가 5중량%인 것으로 관찰되었다. 이러한 결과로부터, 덱사메타손 약물과 이온성 화합물인 CaCl2 간의 이온 컴플렉스가 효과적으로 형성되었음을 확인할 수 있었다.
또한, Na2HPO4 수용액의 농도에 따른 다중 이온 컴플렉스된 덱사메타손의 수율을 다음 도 4에 나타내었다.
다음 도 4를 참조하면, 1차 이온 컴플렉스된 약물(Na2HPO4 수용액의 농도가 0인 샘플, 비교예 2)에 Na2HPO4 수용액을 첨가하여 2차 이온 컴플렉스시키는 경우 다중 이온 컴플렉스된 덱사메타손은 1차 이온 컴플렉스된 약물에 2차 컴플렉스에 참여하는 이온의 비율이 증가하여 덱사메타손 수율이 조금씩 감소하는 것으로부터 2차 이온 컴플렉스 반응이 효과적으로 진행되었음을 확인할 수 있다.
실험예2 : 이온 컴플렉스 형성 여부 확인
덱사메타손 약물과 이온성 화합물의 이온 컴플렉스가 효과적으로 형성되었는지를 용액 상태를 통하여 확인하였으며, 그 결과를 다음 도 5에 나타내었다. 본 실험에 사용된 덱사메타손 약물 수용액과 이온성 약물 수용액은 모두 투명한 색을 나타내는 바, 이들의 이온 컴플렉스가 형성되어 침전이 발생되었다면 투명한 용액이 뿌옇게 변할 것으로 예상할 수 있다.
다음 도 5를 참조하면, 덱사메타손 약물 수용액과 CaCl2 수용액(a)의 1차 이온 컴플렉스 반응(b)과 또한, 상기 1차 이온 컴플렉스된 약물에 Na2HPO4 수용액을 첨가하여 2차 이온컴플렉스 반응(c)시 모두 혼합에 의해 수용액이 뿌옇게 되는 것으로 관찰되었다. 이를 통해, 약물과 이온성 화합물 간의 1차 이온 컴플렉스, 및 1차 이온 컴플렉스된 약물에 포함된 1차 이온 컴플렉스에 참여하지 않은 이온과 이와는 반대 이온을 가지는 이온성 화합물 간의 2차 이온 컴플렉스에 의해 침전이 형성됨을 간접적으로 확인할 수 있었다.
상기 실험예 1과 2를 통하여 본 발명에 따른 이온 컴플렉스 반응은 다음과 같이 설명될 수 있다.
먼저, 덱사메타손 약물 수용액에 이온성 화합물인 CaCl2을 첨가하게 되면 Ca2 +과 덱사메타손에 포함된 음이온(PO3 -2) 간의 이온 컴플렉스를 유도하고 이를 통해 컴플렉스된 덱사메타손은 수용액 내에서 용해도가 감소되어 불투명하게 된다.
또한, 1차 이온 컴플렉스된 약물에 Na2HPO4 이온성 화합물을 첨가하게 되면, 이온성 화합물의 HPO4 2 - 음이온과 상기 1차 이온 컴플렉스된 약물에 포함되며, 1차 이온 컴플렉스 반응에 참여하지 않은 Ca2+ 양이온 간의 2차 이온컴플렉스 반응이 진행되어 최종 2차 이온 컴플렉스된 덱사메타손을 얻게 된다.
따라서, 종래 1차 이온 컴플렉스 반응만 진행된 약물에 비해 2차 이온 컴플렉스 반응이 추가로 진행됨으로써 보다 안정적인 구조를 형성할 수 있을 뿐 만 아니라, 이온 컴플렉스 구조 내에 약물의 보다 더 견고하게 저장하여 서방형 방출에 더 효과적이라 할 수 있다.
실험예 3 : 약물 방출 거동 확인
순수 덱사메타손 (비교예 1)과 1차 이온 컴플렉스된 덱사메타손 (비교예 2) 및 2차 이온 컴플렉스된 덱사메타손(실시예 1~5)을 완충용액 (PBS)에 넣고 이들로 부터 방출된 약물의 방출거동을 UV/VIS spectrometer을 이용하여 비교하였다.
EP tube에 각각의 약물 (비교예 1, 비교예 2, 실시예 1 ~ 5) 5 mg을 채우고 완충용액 [phosphate buffered saline (PBS, pH ~ 7.4)]를 첨가한 후, 37 ℃의 항온조에서 100 rpm으로 흔들어주면서 (orbital shaking) 일정시간 (1시간, 3시간, 5시간, 10시간, 24시간, 2일, 3일, 4일, 5일, 6일, 7일, 8일, 10일) 유지하였다. 이때 사용된 완충용액은 약물의 방출에 가장 민감하게 작용하는 삼투압농도 및 이온농도 등이 인체 내 환경과 매우 유사한 phosphate buffered saline (PBS, pH ~ 7.4)이 사용되었다. 정해진 시간마다 12,000 rpm으로 3분간 원심분리하여 고형의 약물을 가라앉힌 다음 전체 상층액을 조심스럽게 채취하고 다시 새로운 완충용액을 교환해 주는 방법으로 시료를 채취하였으며, 완충용액으로 용출된 약물의 분석을 위해 UV/VIS spectrometer (Lambda 14, PERKIN ELMER, USA)을 사용하여 정량 분석하였다.
다음 도 6에서 보듯이, 순수한 덱사메타손 (비교예 1)은 수 시간 내 (< 24 시간)에 대부분의 약물이 방출되는 거동을 보였다. 또한, 1차 이온 컴플렉스된 약물(비교예 2)도 하루에 대부분의 약물이 수용액으로 방출되는 거동되는 결과를 보였다. 그러나 본 발명 실시예 1~5에 따른 다중 이온인 컴플렉스된 약물은 다중 이온 컴플렉스(약물의 이온과 이온성 화합물 간의 1차 이온 컴플렉스, 및 1차 이온 컴플렉스에 참여하지 않은 이온과 추가 이온성 화합물 간의 2차 이온 컴플렉스)에 의해 10일 동안 서서히 서방형으로 방출됨을 관찰할 수 있었다.
이러한 결과는 2차 이온 컴플렉스된 덱사메타손은 두 번의 이온 컴플렉스 결합을 통하여 안정한 구조를 형성함으로써 물에 불용성인 침전을 형성하게 된다. 따라서, 완충용액에서 HPO4 2 -와 Cl-의 상호 교환 현상(덱사메타손 분자들 간의 가교 역할을 했던 HPO4 2 - 이온이 사라짐)이 서서히 진행되며, 이때 해리된 덱사메타손이 서서히 방출되기 때문에 약물의 서방형 특성을 가속화시키게 된다.
실험예 4 : 다중 이온 컴플렉스된 약물/전달체 복합체의 안정성 평가
하이드로겔을 주입하고 하이드로겔의 흡수에 영향을 미치는 요소들을 이용하여 원하는 기간 동안 중이 내에 겔의 형태로 존재하도록 하기 위하여, 다중 이온 컴플렉스된 덱사메타손의 효율적인 전달을 위한 고분자 전달체로서, 온도에 따라 졸-겔 상전이 거동을 가지는 Pluronic F127/F68 [7/3 (w/w); 32.5 wt%) 혼합 수용액을 사용하였다.
상기 실시예 11에 따라 제조된 다중 이온 컴플렉스된 덱사메타손/플루로닉 복합체를 이용하였다.
실험동물의 중이에 약물/고분자 전달체 복합체를 주입하고 일정시간 후 이내시경 (otoscope)을 이용하여 고막을 관찰하여 중이 내 잔존여부를 측정하고 고막을 제거한 후 중이강 내 하이드로겔의 잔존여부를 확인하였다. 이를 위한 1차 하이드로겔 실험은 SD rat으로 진행하였다.
SD rat은 각 n수 2마리로 오른쪽은 control로 아무것도 주입하지 않았고, 왼쪽에만 다중 이온 컴플렉스된 덱사메타손 약물/플루로닉 고분자 전달체 복합체를 주입하여 각각 1주(a), 3주(b), 4주(c)로 나누어 시간에 따른 약물/고분자 전달체 복합체의 체류 정도를 육안으로 확인하였다.
다음 도 7을 참조하면, 다중 이온 컴플렉스된 덱사메타손 약물/플루로닉 고분자 전달체 복합체를 주입한 1주차(a)의 왼쪽 및 3주차(b) 왼쪽 SD rat의 중이강 조직에서는 2마리 모두 하이드로겔이 남아 있었으며, 4주차 중이강 조직에서는 중이강 내부에서 하이드로겔이 일부만 (1마리) 남아있는 것을 확인하였다.
이러한 결과로부터 본 발명과 같이 다중 이온컴플렉스된 약물/고분자 전달체 복합체 형태로 제조하는 경우 중이 내에서 치료 기간 동안 그 형태를 효과적으로 유지할 수 있음을 알 수 있다. 이는 번거롭고 어려운 과정 없이 소정의 치료 도입 부위에 안정하게 약물 전달 시스템이 머무를 수 있는 환경을 제공하여 임상의에게는 치료의 수월성을, 환자에게는 빠른 치유에 의한 고통경감 효과를 부여할 수 있을 것으로 기대한다.

Claims (17)

  1. 전하를 띠는 약물과 이온성 화합물을 이용한 다중 이온 컴플렉스된 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다중 이온 컴플렉스는 상기 전하를 띠는 약물과 이온성 화합물의 이온 결합으로 형성된 1차 이온 컴플렉스, 및
    상기 1차 이온 컴플렉스에 참여하지 않은 이온과 이와는 반대 이온을 가지는 이온성 화합물 간의 이온 결합으로 형성된 2차 이온 컴플렉스를 포함하는 것인 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전하를 띠는 약물은 염산 독소루비신 (Doxorubicin hydrochloride), 황산 젠타마이신 (Gentamicin sulfate), 염산 테트라사이클린 (Tetracycline hydrochloride), 염산 미노사이클린 (Minocycline hydrochloride), 독시사이클린 하이클레(Doxycycline hyclate), 염산 독시사이클린 (Doxycycline hydrochloride), 염산 반코마이신 (Vancomycin hydrochloride), 황산 카나마이신 (Kanamycin sulfate), 황산 파로모마이신 (Paramomycin sulfate), 황산 스트렙토마이신 (Streptomycin sulfate), 염산 이리노테칸 (Irinotecan hydrochloride), 염산 린코마이신 (Lincomycin hydrochloride), 황산 콜리스틴 (Colistin sulfate), 황산 폴리믹신 B (Polymyxin B sulfate), 황산 네탈마이신 (Netilmicin sulfate), 황산 아마카신 (Amikacin sulfate), 황산 리보스타마이신 (Ribostamycin sulfate), 염산 테모카프릴(Temocapril hydrochloride), 황산 토브라마이신 (Tobramycin sulfate), 니트로소우레아 (Nitrosourea), 황산 도노루비신 (Daunorubicin HCl), 염산 케타민 (Ketamine hydrochloride), 염산 젬시타빈 (Gemcitabine hydrochloride)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 양이온을 함유한 약물이거나, 및
    테이코프라닌 (Teicoplanin), 덱사메타손 다이소디움 포스페이트(Dexamethasone disodium phosphate), 세파로틴 나트륨 (Cefalotin sodium), 콜리스티메테이트 나트륨 (Colistimethate sodium), 아목시실린 나트륨 (Amoxicillin sodium), 암페낙 나트륨 (Amfenan sodium), 세파졸린 나트륨 (Cefazolin sodium), 세폭시틴 나트륨 (Cefoxitin sodium), 세프록심 나트륨 (Cefuroxime sodium), 디클로페낙 나트륨 (Diclofenac sodium), 플루르비프로펜 나트륨 (Flurbiprofen sodium), 인도메타신 나트륨 (Indomethacin sodium), 록소프로펜 나트륨(Loxoprofen sodium), 메클로페남산 나트륨 (Meclofenamate sodium), 나트록센 나트륨 (Naproxen sodium), 및 톨메틴 나트륨 (Tolmetin sodium)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 음이온 함유 약물 중에서 선택되는 것인 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이온성 화합물은 양이온기 및 음이온기를 가지는 것인 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 양이온기는 Mg2 +, Ca2 +, Sr2 +, Ba2 +, Be2 +, Cr2 +, Co2 +, Cu2 +, Fe2 +, Mn2 +, Sn2 +, Ni2+, Zn2 +, Al3 +, Cr3 +, Co3 +, Cu3 +, Ga3 +, Au3 +, Fe3 +, Mn3 +, Ni3 +, Mn4 +, Sn4 +, Cr6 + 및 Mn7+ 로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종 이상인 것인 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 음이온기는 O2 -, S2 -, N3 -, AsO4 3 -, PO4 3 -, AsO3 3 -, HPO4 2 -, HPO4 3 -, SO4 2 -, S2O3 2 -, SO3 2-, CO3 2 -, CrO4 2 -, Cr2O7 2 -, O2 2 -, 및 C2O4 2 - 로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상인 것인 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    추가적으로 상기 다중 이온 컴플렉스된 약물의 전달을 위한 전달체를 포함하는 것인 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전달체는 중량평균분자량 1,000~500,000 g/mol인 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드 공중합체 및 이들의 유도체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱산 공중합체 및 이들의 유도체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱글리콜산 공중합체 및 이들의 유도체, 및 폴리에틸렌옥사이드-폴리카프로락톤 공중합체 및 이들의 유도체, 락틱산 공중합체 및 이들의 유도체, 글리콜산 공중합체 및 이들의 유도체, 카프로락톤 공중합체 및 이들의 유도체, 다이옥산온 공중합체 및 이들의 유도체, 하이드록시부티릭산 공중합체 및 이들의 유도체, 하이드록시발러릭산 공중합체 및 이들의 유도체, 및 포스포에스터 공중합체 및 이들의 유도체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 합성 고분자; 및
    콜라겐, 엘라스틴, 젤라틴, 케라틴, 실크, 알긴산, 펙틴, 카라기난, 겔란 검, 잔탄 검, 황산콘드로이틴 (chondroitin sulfate), 검 아라빅 (gum arabic), 검 카라야 (gum karaya) 및 검 트라가칸스 (gum tragacanth), 카르복시메틸셀룰로우스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히알루론산, 덱스트란, 콘드로이틴 설페이트, 키틴, 키토산, 피브린 및 이들의 유도체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 천연고분자 중에서 선택되는 어느 하나인 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다중 이온 컴플렉스된 약물은 상기 약물의 전달체를 기준으로 0.01~50 중량%로 포함되는 것인 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템.
  10. 이온성 화합물 수용액과 전하를 띠는 약물 수용액을 혼합시켜 1차 이온 컴플렉스된 약물을 제조하는 단계,
    상기 1차 이온 컴플렉스된 약물에 상기 1차 이온 컴플렉스에 사용된 이온성 화합물과 반대 이온을 가지는 이온성 화합물 수용액을 혼합시켜 2차 이온 컴플렉스된 약물을 제조하는 단계,
    상기 2차 이온 컴플렉스된 약물을 동결 건조시켜 다중 이온 컴플렉스된 약물을 제조하는 단계를 포함하는 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 1차 이온 컴플렉스시키는 단계에서 이온성 화합물 수용액과 전하를 띠는 약물 수용액은 각각 0.01 ~ 30 중량% 농도로 포함되는 것인 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 1차 이온 컴플렉스 단계에서 상기 이온성 화합물 수용액과 전하를 띠는 약물 수용액은 1:0.01 ~ 1:100 부피비로 혼합되는 것인 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 2차 이온 컴플렉스 단계에서 이온성 화합물 수용액은 1~10중량%의 농도를 가지는 것인 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템의 제조방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 2차 이온 컴플렉스는 1차 이온 컴플렉스에 참여하지 않은 상기 1차 이온 컴플렉스된 약물에 포함된 이온과 이와는 반대 이온을 가지는 이온성 화합물 간의 이온 결합으로 형성되는 것인 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템의 제조방법.
  15. 제10항에 있어서,
    추가적으로 상기 다중 이온 컴플렉스된 약물을 고분자 전달체 수용액에 혼합시키는 단계를 포함하는 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 고분자 전달체 수용액은 0.01 ~ 50 중량%의 농도를 가지는 것인 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템의 제조방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 다중 이온 컴플렉스된 약물은 상기 고분자 전달체 중량 대비 0.01~50중량부로 혼합되는 것인 난청 치료용 서방형 약물 전달 시스템의 제조방법.
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