KR20160046570A

KR20160046570A - 염증성 또는 통증성 질환 치료를 위한 복합 약물 전달 제형 및 이것의 제조방법

Info

Publication number: KR20160046570A
Application number: KR1020140142656A
Authority: KR
Inventors: 손아름; 김다연; 김문석
Original assignee: 아주대학교산학협력단
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2016-04-29

Abstract

본 발명은 약물의 초기 방출 제어를 위한 약물전달시스템에 관한 것으로서, A 약물을 함유하는 생분해성 고분자로 코팅된 과립; 및 B 약물을 함유한 하이드로젤을 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 제형 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

염증성 또는 통증성 질환 치료를 위한 복합 약물 전달 제형 및 이것의 제조방법 {DRUG DELIVERY SYSTEMS FOR TREATMENT OR PREVENTION OF INFLAMMATORY DISEASES OR PAIN AND METHODS FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 복수의 약물의 초기 방출 제어를 목적으로 하는 약물 전달 시스템 및 이것의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 약물 A를 함유하는 생분해성 고분자로 코팅된 약물 A를 함유하는 과립; 및 약물 B를 함유하는 하이드로젤을 포함하는 복합 약물 전달 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 복합 약물 전달 시스템은 서로 다른 종류의 약물의 초기 방출을 달리 제어함으로써 중장기적으로 염증성 및 통증성 질환의 치료 또는 예방 효과를 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

염증성 질환은 전세계에 걸쳐 이환 및 사망의 주요 원인으로 알려져 있다. 염증성 질환은 여러 기관 및 조직, 예컨대, 혈관, 심장, 뇌, 신경, 관절, 피부, 폐, 눈, 위장관, 신장, 갑상선, 부신, 췌장, 간 및 근육에 침범한다. 통증성 질환은 통증 수용체를 지닌 특수한 신경에 대한 자극으로 발생기전에 따라 체성통증, 내장통증, 신경인성통증 등으로 나뉜다.

염증성 및 통증성 질환의 치료는 제약 업계로부터 큰 관심이 집중되어 있다. 최근의 진척에도 불구하고, 염증성 및 통증성 질환에 대한 현행 요법은 비-특이적 약물로의 증상 완화와 염증 및 통증 감소, 질환-조절제로의 질환 진행의 저하 및 생활 양식의 변화로의 삶의 질의 개선을 여전히 포함하지만, 이들 모두는 약물에 대한 부작용 및 내성의 문제가 있다. 부작용이 덜 잠재적인 보다 양호한 치료 옵션이 필요하다.

점차 고령화 사회로 접어들면서 관절 증상을 호소하는 사람이 증가하고 있다. 대표적인 관절 질환으로 퇴행성 관절염, 관절증, 류마티스 관절염 등이 있다. 또한 대표적인 통증 질환으로 체성통증, 내장통증, 신경인성통증 등이 있다.

질환을 조기에 정확하게 진단하고 근본적인 치료를 하는 것이 대단히 중요하지만, 아직도 조기 진단방법이나 획기적인 치료 수단이 확립되어 있지 않다. 관절 연골은 관절의 가동표면을 덮는 소수의 연골 세포와 세포 외 매트릭스가 풍부한 조직으로, 혈관이나 신경은 분포되어 있지 않고 주로 관절 내면을 덮는 활막에서 생산되는 활액으로부터 영양을 공급받고 있다. 또한 혈관이 존재하지 않고, 혈관망이 풍부한 주위 조직으로부터의 혈관 침입에 대해 강한 저항성을 나타낸다. 연골 세포는 세포 외 매트릭스 합성 및 분해의 양면을 제어하고, 세포외 매트릭스의 항상성 유지에 중심적 역할을 담당하고 있다. 사이토카인, 성장 인자 등의 화학적 인자나 하중 부하 등의 역학적 인자는 연골 세포에 작용하고, 세포외 매트릭스 합성 및 분해의 양자 밸런스를 조절함으로써, 세포외 매트릭스 대사에 영향을 미친다. 사이토카인으로 알려진 단백질은 염증의 발병 및 유지의 중요한 인자이다. 활액 내층 세포, 연골 세포, 그리고 다른 유형의 세포에 의해 생성되는 사이토카인은 세포 성장 및 세포에 의해 만들어지는 단백질의 성질 및 정도를 조절하여 다양한 생물학적 반응을 조절한다. 사이토카인은 인터페론(IFNs), 집락자극인자(colony stimulating 인자 (CSFs)), 인터류킨 (ILs), 및 종양괴사인자(tumor necrosis 인자 (TNFs))를 포함한다. 염증성 사이토카인 (IL-I, IL-8, TNF)의 존재는 점착 분자의 발현, 프로스타글란딘, 류코트리엔과 같은 2차 염증성 매개체의 생성 및 성장 인자의 생성을 포함하여, 일련의 복합 세포성 및 분자성 현상을 개시하는 것으로 알려져 있다.

류마티즘이 나타난 관절에서는 면역 이상이나 감염증이 원인이 되어 활막에 염증성 세포가 침윤하고, 나아가 혈관 신생을 수반하여 활막 섬유아세포의 증식이 항진되어 판누스라고 불리는 염증성 활막 육아 조직이 형성된다. 판누스가 형성되면 뼈나 연골의 파괴가 진행되어 관절에 불가역적인 장애가 초래된다. 뼈나 연골이 파괴되는 과정에서는 다량으로 존재하는 콜라겐이나 프로테오글리칸 등의 각종 세포 외 매트릭스가 분해된다. 종래, 관절 류머티즘의 약물 요법은 주로 관절의 동통 및 염증을 경감하기 위해, 각종 비스테로이드성 항염증약, 프레드니졸론 등의 스테로이드제나 메소트렉세이트를 비롯한 항류머티즘약이 사용되고 있다 (Best Practice & Research Clinical Rheumatology, 21, 27-42, Bernard Combe, 2007). 변형성 관절증에서는 동통 및 염증의 제거를 위해 각종 비스테로이드성 항염증약이나 진통제를 관절 부위에 직접 주입하는 방법을 사용하여 왔다. 또한 관절 질환의 공통적인 치료 방법으로서 연골 파괴를 억제하는 히알루론산을 연골 보호제로 사용하고 있다.

특히, 신경인성통증의 경우 본상부위의 상지 신경 통증으로 수근관 증후군(carpal tunnel syndrome)을 포함한 압박성 신경병증을 포함한 과사용 증후군과 손상 부위 이하의 통증으로 크게 분류 되며, 난자통(lancinating)이나 전격통(shooting)의 증세를 나타낼 때는 항경련제를 사용한다. 테그레톨과 뉴론틴이 주로 사용되며 부작용을 최소화하기 위해 소량으로 시작하여 서서히 용량을 증가한다. 테그레톨은 골수억제의 부작용이 있으므로 주의가 필요하다. 난자통이나 전격통이 아닌 다른 동통 증세일 때는 삼환계 항우울제와 항경련제를 사용한다.

약물전달시스템(Drug Delivery System: DDS)이란 기존 의약품의 부작용을 최소화하고 효능 및 효과를 극대화시켜 필요한 양의 약물을 효율적으로 전달할 수 있도록 설계한 제형을 말한다. 특히, 관절염의 치료 시 소염진통제를 경구로 투여했을 때 약물이 관절에 작용할 경우는 약효를 나타내지만 그 이외의 부분에서는 부작용을 나타내게 되므로 이러한 부작용을 줄이고 약효를 극대화하도록 제형을 설계하는 것이다. 약물 전달체계에서 이러한 고려들이 필요한 전형적인 약물들은 만성치료에 사용되는 것으로서 주사로 일회 투여되는 독성이 심한 약물, 세포독성을 지닌 불안한 약물, 쉽게 불활성화되는 약물 및 국소적용이 요구되는 약물이다.

일반적인 약물주입이나 경구용 약물 제제의 경우 약물이 혈액 중에 높은 농도로 존재하여 신체에 독성을 나타내며, 질환이 있는 특정 부위 외 다른 부위에서 부작용을 나타낸다는 문제점이 있어, 이를 보완하고 더욱 효과적인 약물 전달 시스템에 대한 요구가 절실하다.

이에, 본 발명자들은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 예의 노력한 결과, 초기 약물의 농도를 낮추어주고 장기간 약물의 방출이 일어날 수 있도록, 과립과 하이드로젤을 포함하는 약물 전달 시스템을 제공하고자 한다. 상기 하이드로젤에 함유된 약물이 먼저 방출되고, 차후 과립에 봉입된 약물이 나중에 방출될 수 있도록 조절함으로써 더욱 효과적인 치료가 가능할 수 있다.

또한, 본 발명은 서로 다른 종류의 두 가지 약물을 이용함으로써 약물의 내성 정도를 감소시키고 부작용을 낮추어 치료 효과를 극대화하고자 하였다.

또한, 본 발명은 생분해성 고분자를 이용하여 이러한 약물 전달 제형을 간단히 제조하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태로서, 본 발명은 A 약물을 함유하는 생분해성 고분자로 코팅된 과립; 및 B 약물을 함유하는 하이드로젤을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 시스템을 제공한다.

상기 약물 전달 시스템이 포함하는 A 약물 또는 B 약물은 서로는 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하며, 상기 B 약물이 먼저 방출되고, B 약물이 이후에 방출되는 것을 특징으로 한다.

상기 A 약물 또는 B약물은 비스테로이드성 항염증제, 스테로이드, 항류마티스약제 및 TNF 억제제로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 A 약물 또는 B약물은 만성 통증 억제제로서, 테그레톨, 뉴론틴, 모르핀, 옥시코돈, 트라마돌, 코데인 등으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다.

상기 약물은 염증성 또는 통증성 질환 및 양 질환에 동시에 치료 효과가 있는 것을 특징으로 하여, 상기 복합 약물 전달 시스템은 염증성 및 통증성 질환의 치료 또는 예방의 효과를 제공한다.

본 발명의 다른 양태로서, 본 발명은 (a) 분자량 5,000 ~ 2,000,000 g/mol인 생분해성 고분자로 코팅된, A 약물을 봉입한 과립을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 과립과 약물 B를 함유한 하이드로젤을 혼합하여 약물 전달 시스템을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 시스템의 제조방법을 제공한다.

상기 생분해성 고분자는 폴리락타이드-co-글라이콜라이드(PLGA), 폴리에틸렌글리콜(Polyethyleneglycol, PEG), 카프로락톤(Caprolactone, CL), 글리콜라이드(Glycolide, GA) 및 락타이드(Lactide, LA)으로 구성된 군에서 선택되거나 또는 이들의 혼합 조성물인 것을 특징으로 한다.

상기 하이드로젤은 히알루론산, 플루로닉(Poly(ethylene oxide) - poly(propylene oxide) - poly(ethyleneoxide), Pluronic), 카복시메틸셀룰로오스(Carboxymethylcellulose) 및 키토산(Chitosan)으로 구성된 군에서 선택되거나 또는 이들이 혼합 조성물인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 약물 전달 시스템은 복수의 약물의 방출을 단계적으로 조절할 수 있으며, 하이드로젤과 과립을 혼입하였을 경우 초기 과도한 방출 없이 일정한 속도로 장기간 약물이 방출되며 하이드로젤에 포함된 약물과 과립에 봉입된 약물이 순차적으로 방출되는 약물 전달체를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 약물 전달 시스템은 단일축 초음파 분무법을 이용하여 생분해성 고분자로 이루어진 과립에 약물을 봉입하여 제조하고, 이에 생분해성 및 생체적합성 고분자로 제조된 하이드로젤을 혼입하여 제조되는 것으로, 기존 과립을 만드는 방법에 비해 비교적 간단한 공정으로 매우 균일한 과립을 제조할 수 있다는 장점이 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 과립을 제조하는 방법에 관한 모식도이다.
도 1b는 본 발명에 따른 약물 전달 제형을 주입하는 방법에 관한 모식도이다.
도 2는 제조된 과립을 SEM으로 측정한 사진이다.
도 3은 콜라겐 유도성 관절염이 발생된 동물 모델에 대한 사진이다.
도 4는 조직학적 평가를 위하여, 세포질을 형광 염색하여 관찰한 사진이다.
도 5는 연골의 글라이코사미노글리칸을 염색하여 관찰한 사진이다.
도 6은 TNF-α염증 반응을 관찰한 사진이다.
도 7은 관절염 동물 모델에서의 치료 효과를 관찰하기 위하여 골밀도를 측정한 사진이다.
도 8a는 관절염 동물 모델에 NIR dye를 주입하여 약물 방출 거동을 확인한 사진이다.
도 8b는 시간에 따른 NIR dye 방출량을 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 약물의 초기 방출 제어 및 약물의 단계적 방출 제어를 위한 약물 전달 시스템에 관한 것으로서, 과도한 초기 방출 또는 시간 경과에 따른 방출량의 급격한 감소 또는 증가 등을 극복하기 위하여 생분해성 고분자를 이용하여 A 약물을 함유하는 과립; 및 B 약물을 포함하는 하이드로젤을 혼합하여 이루어지는 복합 약물 전달 시스템에 관한 것이다.

본 발명에서 “염증성 질환”이란 물리적, 화학적, 또는 생물학적 작용물질에 의한 손상이나 이상 자극에 의해 이완된 혈관 및 인접한 조직에서 일어나는 세포학적, 조직학적 반응에 관한 병리학상의 소견을 동반하는 질환을 의미한다. 일반적으로 염증성 질환은 피부염(아토피성 피부염, 만성 피부염 등), 염증성 장질환(대장염 등), 천식, 관절염(류마티스성 관절염, 변형성 관절증 등), 기관지염, Th-2형 자기면역질환, 전신성 에리테마토데스, 중증 근무력증, 만성 GVHD, 클론병, 변형성 척추염, 요통, 통풍, 수술 외상 후의 염증, 종창의 완해, 신경통, 인후두염, 방광염, 간염(비알코올성 지방성 간염, 알코올성 간염 등), B형 간염, C형 간염, 동맥경화 등을 들 수 있다.

본 발명의 대상이 되는 염증성 질환의 바람직한 예로서, 류머티즘, 퇴행성 관절염, 변형성 관절증을 들 수 있다.

본 발명의 염증성 질환의 예방 또는 치료용 약물 전달 시스템은 비경구 로 투여된다. 구체적으로는, 주사 및 경피 투여에 의해 환자에게 투여된다. 주사제형의 예로는, 예를 들어 정맥 내 주사, 근육내 주사 또는 피하주사 등에 의해 전신 또는 국소적으로 투여할 수 있다. 염증을 억제하고자 하는 부위 또는 그 주변에 국소주입, 특히 근육 내 주사할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 용어 “과립(마이크로 캡슐)”은 약물을 둘러싼 봉입체로, 표면이 매끈하며 구의 형태를 갖는다.

본 발명에서 사용되는 “생분해성 고분자”는 과립을 둘러싸고 있는 코팅 물질로 사용되며, 상기 생분해성 고분자의 종류 및 조성에 따라 약물 방출 속도가 1차적으로 제어된다. 상기 생분해성 고분자의 안쪽으로 약물이 봉입되어 과립을 형성하게 된다. 본 발명에서는 생체에 적합하며, 생분해 특성을 가지는 생분해성 고분자는 과립의 외피를 구성하며, 상기 고분자의 종류 및 조합에 따라 약물 방출량 및 방출 속도를 1차적으로 제어할 수 있다.

상기 과립의 외피를 형성하는 생분해성 고분자 물질로서 폴리카프로락톤(Polycaprolactone), 폴리락타이드(Polylactide, PLA), 폴리글라이콜라이드(Polyglycolide, PGA) 또는 이들의 공중합체인 폴리락타이드-co-글라이콜라이드(PLGA) 등의 폴리에스테르와 같은 합성 고분자를 비롯하여 카복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose), 알지네이트(alginate), 히알루론산(hyaluronic acid), 폴리펩티드, 단백질, 젤라틴, 카세인, 키틴 유도체, 키토산(chitosan) 등과 같은 천연 고분자를 이용할 수 있다.

상기 생분해성 고분자의 종류 및 조합에 따라 약물 방출량 및 방출 속도를 제어할 수 있으며, 예를 들어 폴리락타이드-co-글라이콜라이드(PLGA)는 폴리락타이드(PLA)와 폴리글라이콜라이드(PGA)의 성분비율에 따라 인체 내에서 분해되는 속도가 좌우되며, 이것으로 약물 방출 속도 조절이 가능하다. 따라서 이러한 생분해성 고분자를 약물 방출 속도를 조절하기 위한 매트릭스로 이용하면 약물 방출 속도를 제어할 수 있다. 고분자의 분자량의 따라 방출 속도가 다르며, 저분자량의 고분자를 이용할수록 방출이 빠르고, 분자량이 클수록 방출이 느리다. 따라서 과립을 제조하고 그 과립을 이용한 방출 제어에 있어서 적절한 분자량의 고분자를 선택하여 제조할 수 있다.

본 발명의 일 실시예로서, 과립의 외피를 구성하는 고분자로서 폴리락타이드-co-글라이콜라이드(PLGA)를 사용하였다. 상기 생분해성 고분자 중 폴리락타이드-co-글라이콜라이드(PLGA)는 미국 식품의약청(FDA)으로부터 인체에 사용 가능한 무독성 생분해성 고분자로 승인되어 인체 내의 조직 재생을 위한 소재, 약물 전달용 담체 또는 수술용 봉합사로 오랫동안 광범위하게 사용되어 왔고, 그 생체적합성이 이미 증명된 바 있다.

본 발명에서 사용되는 “A 약물” 및 “B약물”은 비스테로이드성 항염증제, 스테로이드, 항류마티스약제 및 TNF 억제제로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 약물은 퇴행성 관절염, 류마티스 관절염 등 염증 질환에 치료 또는 예방 효과가 있다. A약물 또는 B약물로서 진통제가 사용될 수 있으며, 본 발명에 따른 약물 전달 시스템은 치료제와 진통제를 함께 포함함으로써 염증 질환의 치료에 효과적일 수 있다. 상기 진통제로서는 테그레톨, 뉴론틴, 모르핀, 옥시코돈, 트라마돌, 코데인 등일 수 있다.

류마티스 관절염은 면역계의 과발현 혹은 이상 발현이 일어나게 되어 자신의 인체를 공격하는 자가 면역 질환의 일종이다. 일반적으로 유전적으로 면역세포에 문제가 있거나 세균, 바이러스 감염으로 인한 자가 면역 기작으로 질병이 발생하게 된다. 하지만 아직까지 명확한 발병 원인과 작용 기작이 밝혀지지 않아 대표적인 난치성 질환으로 알려져 있다. 류마티스 관절염을 치료하는데 있어서 가장 근본적으로 행해지는 방법이 항염증 치료이다. 류마티스 관절염을 치료하는 약물은 크게 비스테로이드성 항염증제, 스테로이드, 항류마티스약제, TNF 억제제 등이 있다. 그 중에서도 항류마티스 약제는 염증세포의 성장을 억제시켜주며 초기부터 사용하면 큰 효과를 볼 수 있지만 독성이 강하여 혈중 약물 농도가 일정하게 유지되어야 하고, 장기간 사용하였을 경우 간이나 신장에 독성을 보일 수 있다. 또한 스테로이드를 사용할 경우, 호르몬의 이상 작용으로 전신에 부작용이 나타나기 쉬우며, 일정 농도 이상 사용하였을 경우 장기 손상을 일으킬 수 있다는 단점이 있다. 따라서 작용기전이 서로 다른 두 가지 약물을 사용함으로써 약물의 부작용을 줄이고 치료의 효과를 극대화시키고자 하였다.

본 발명에서 사용된 히알루론산은 N-아세틸글루코사민과 글루쿠론산으로 이루어진 다당체로서 활막 내 B형 활막 세포에서 합성되어 관절강을 구성하는 활액과 연골의 세포외 기질을 구성한다. 히알루론산을 관절강 내에 주입하면 관절염으로 인해 감소한 활액을 보충하여 완충작용을 할 뿐만 아니라 생화학적인 보조 작용으로 관절염 환자들의 증상을 경감시켜 준다고 알려져 있다. 정상 관절 내에는 약 2 ml의 활액이 있으며 1 ml 당 약 2.5 ~ 4.0 mg의 히알루론산이 함유되어 있으나, 관절염 환자의 경우 정상 함유량의 절반 이하로 감소되어 있으며 점성 및 탄성 역시 감소하는 것을 알 수 있다. 관절염 환자에게 히알루론산의 관절 내 주사는 손상된 관절 연골을 보호하고, 활액 내 히알루론산을 보충해주며 관절 운동을 향상시키고 염증 반응을 조절해 주기 위한 것으로 관절염의 근본적인 치료 목적으로 사용되고 있다. 1997년부터 관절염의 치료제로 히알루론산의 사용이 허가되면서, 히알루론산의 사용이 보편화되었으며 그 효과 역시 입증되었다.

본 발명에서 사용되는 용어 “하이드로젤”은 온도변화에 따라 용해도의 갑작스러운 변화를 보이는 고분자로써, 상온에서는 졸상태로 존재하고 인체온도 부근에서는 젤을 형성함으로써 외과적인 수술 없이 사용이 가능한 지능형 하이드로젤이며 효과적인 약물방출 제어에 이용 가능하다. 본 발명의 상기 온도감응 하이드로젤은 플루로닉(Poly(ethylene oxide)poly(propylene oxide)poly(ethylene oxide), Pluronic), 폴리카프로락톤, 폴리에틸렌글리콜, 메톡시폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤(MPEG-PCL), 카복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose, CMC), 카복시메틸셀룰로오스(CMC)와 폴리에틸렌이민(PEI)의 혼합물, 알긴, 알긴산(alginic acid), 폴리펩티드, 단백질, 젤라틴, 카세인, 키틴 유도체 및 키토산(chitosan) 등과 같은 합성 및 천연 고분자를 사용하여 제조할 수 있으며, 상기 고분자를 인산완충용액 등에 넣어 하이드로젤로 제조할 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니며, 고분자의 종류에 따라 다양한 제조방법을 이용할 수 있다.

본 발명의 다른 양태로서, 본 발명은 (a) 분자량 5,000 ~ 2,000,000 g/mol인 생분해성 고분자에 A 약물을 봉입한 과립을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 과립을 B 약물을 함유한 하이드로젤과 혼합시켜 약물 전달체를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 제형의 제조방법을 제공할 수 있다.

상기 생분해성 고분자에 약물을 혼입시켜 약물을 봉입한 과립을 제조할 수 있다. 상기 혼입 과정은 단일축 초음파 분무법[B. S. Kim, J. M. Oh, K. S. Kim et al, Biomaterials, 30, 902 (2009); B. S. Kim, J. M. Oh, H. Hyun et al, MOLECULAR PHARMACEUTICS, 6, 353 (2009)] 을 이용한 과립 제조방법을 통해 수행될 수 있다. 상기 단일축 초음파 분무법을 통하여 중심핵 부분과 중심핵 부분이 코팅되는 바깥쪽 부분의 조성이 다르게 이루어진 이중 구조의 과립을 제조할 수 있으며, 이 경우 과립 내의 약물 함량은 40 ~ 50 %로 정도로 우수한 약물 봉입률을 나타내고 초반 방출량 또한 억제된다는 장점이 있다. 하지만 상기 방법만을 통해서는 여전히 초반에 약물이 과다 방출되는 문제점이 있어, 이를 해결하는 동시에 지속적으로 방출량을 조절하기 위해 본 발명에서는 상기 제조된 과립을 하이드로젤과 혼합하여 약물 전달체를 제조하는 것을 특징으로 한다. 또한 작용 기전이 다른 2 가지 약물을 과립과 하이드로젤 각각에 함유함으로써 부작용을 최소화하고 치료 효과를 극대화하고자 한다.

상기 생분해성 고분자에 상기 약물을 혼입시켜 약물 봉입 과립을 제조할 수 있다. 상기 과립은 방부제, 보존제 및 부형제 등 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 혼입 과정은 단일축 초음파 분무법[B. S. Kim, J. M. Oh, K. S. Kim et al, Biomaterials, 30, 902 (2009); B. S. Kim, J. M. Oh, H. Hyun et al, MOLECULAR

PHARMACEUTICS, 6, 353 (2009)] 또는 실린지를 이용한 과립 제조방법을 통해 수행될 수 있다. 상기 단일축 초음파 분무법을 통하여 중심핵 부분과 중심핵 부분이 코팅되는 바깥쪽 부분의 조성이 다르게 이루어진 이중 구조의 과립을 제조할 수 있으며, 이 경우 과립 내의 약물함량은 60 ~ 70 %로 정도로 우수한 약물 봉입률을 나타내고 초반 방출량 또한 억제된다는 장점이 있다. 하지만 상기 방법만을 통해서는 여전히 초반에 약물이 과다 방출되는 문제점이 있어, 이를 해결하는 동시에 지속적으로 방출량을 조절하기 위해 본 발명에서는 상기 제조된 과립을 온도감응 하이드로젤과 혼합하여 약물 전달체를 제조하는 것을 특징으로 한다.

이하, 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

[ 제조예 1]

단일축 초음파 분사기를 이용한 과립의 제조방법

분자량이 33,000 g/mol인 폴리락타이드-co-글리콜라이드(PLGA)를 3 wt%로, 덱사메타손을 0.3 wt% 농도로 하여 에틸 아세테이트에 녹인 약물 분산체 용액을 제조하였다. 이 용액을 주사기에 넣은 후, 4 ml/min의 속도로 단일축 초음파 분사기를 통과시켜 마이크로 과립을 제조하였다. 제조된 과립은 2 wt% 폴리비닐알코올(PVA) 수용액에 분산시킨 후, 2시간동안 700 rpm으로 교반하여 안정화시킨다. 이를 증류수로 세척한 후, 동결 건조하여 마이크로 과립을 얻었다(도 1a, 도 2).

[ 제조예 2]

메소트렉세이트를 포함한 히알루론산 하이드로젤의 제조방법

분자량이 1.14 MDa인 히알루론산 분말을 PBS에 첨가한 후, 상온에서 4시간 교반하여 2 wt% 농도의 히알루론산 하이드로젤을 제조하였다. 이에 메소트렉세이트를 DMSO에 농축하여 녹인 후, 약물의 농도가 375 μg/ml이 되도록 히알루론산 하이드로젤을 제조하였다.

[ 제조예 3]

콜라겐 유도성 관절염 동물 모델 제조

류마티스 관절염 동물 실험을 실시하기 위하여 4 주령 lewis rat 수컷을 사용하여 콜라겐 유도성 관절염을 유도하였다. Bovine type Ⅱ collagen과 complete freunds adjuvant를 1:1로 넣어주고 30분 동안 교반시킨 후, 이를 쥐의 꼬리에 250 μl 주입하여 3주 후에 콜라겐 유도성 관절염이 발생된 동물 모델을 확보하였다(도 3).

[ 실험예 1]

상기 제조예 1, 제조예 2, 상기 제조예 2에 상기 제조예 1을 균일 분산시켜 주사제형으로 제조한 후 in vivo 주입

상기 제조예 1에서 제조한 PLGA 마이크로 과립(Dex-M), 상기 제조예 2에서 제조한 히알루론산 하이드로젤(Met-HA), 상기 제조예 2에서 제조한 히알루론산 하이드로젤에 상기 제조예 1인 PLGA 마이크로 과립을 분산시킨 혼합물(Dex-M/Met-HA)을 제조한다. 메소트렉세이트를 포함한 히알루론산 하이드로젤 1 ml에 덱사메타손이 1.5 mg 포함되도록 과립을 분산시킨 후, 이를 100 μl씩 관절강에 주입하여 1주, 2주, 4주 및 6주 동안 치료 효과를 관찰하였다.

[ 실험예 2]

약물 전달 및 효과의 조직학적 평가

상기 1주, 2주, 4주 및 6주 경과한 시점에서 쥐의 다리 관절 부분을 적출하여 10 % 포르말린에 3일 고정하고, 파라핀 블록으로 제작하였다. 이를 5 μm 두께로 자른 후, 슬라이드에 고정하고 조직학적 평가를 위해 H&E, safranin-o, TNF-α형광염색을 실시하였다. H&E 염색은 (+) 전하를 띠는 헤마톡실린이 세포의 핵을 염색하고, (-) 전하를 띠는 에오신은 세포질을 염색하는 가장 기본적인 염색법이다(도 4). 또한 safranin-o 염색은 연골의 글라이코사미노글리칸을 염색해서 연골의 기능과 재생을 확인하는 염색법이다(도 5). TNF-α는 염증반응의 지표로 사용되는 대표적인 사이토카인으로, TNF-α가 많이 발현할수록 심한 염증 반응이 나타남을 확인할 수 있다(도 6). 상기 실험을 통하여 덱사메타손을 봉입한 과립과 메소트렉세이트를 포함한 히알루론산 하이드로겔을 사용하였을 때, 관절 내 염증반응을 줄여주고 연골의 기능을 회복시켜줌으로써 류마티스 관절염 치료에 매우 효과적인 것을 확인할 수 있었다.

[ 실험예 3]

μ- CT 를 통한 평가

상기 제조된 관절염 동물 모델에서 손상된 골과 연골의 치료 효과를 확인하기 위하여 μ-CT를 측정하였다. 1주, 2주, 4주 및 6주 경과한 시점에서 쥐의 관절 부분을 μ-CT로 측정하여 골부피와 골밀도를 측정한 결과, 두 가지 약물을 사용한 경우, 한 가지 약물만을 사용한 경우보다 치료 효과가 뛰어난 것을 확인하였다(도 7).

[ 실험예 4]

NIR image 를 이용한 약물 방출 평가

상기 제조된 관절염 동물 모델에서 약물과 같은 함량의 NIR dye를 사용하여 약물 방출 평가를 실시하였다. a) 관절강에 NIR dye를 단독으로 주입한 경우, b) 관절강에 NIR dye를 PLGA 마이크로캡슐에 봉입하여 주입한 경우, c) 관절강에 NIR dye를 포함한 히알루론산 하이드로젤을 주입한 경우, d) 관절강에 NIR dye를 PLGA 마이크로캡슐에 봉입한 후, 히알루론산 하이드로젤과 섞어 주입한 경우이다. NIR dye를 단독으로 주입하였을 경우 5일 이전에 방출이 끝나지만, 캡슐에 봉입한 경우 8일 이상 방출이 지속되며 하이드로젤에 로딩한 경우 16일 이상 유지되는 것을 확인하였다. 또한 NIR dye를 봉입한 캡슐을 하이드로젤과 섞어 주입한 경우 24일 이상 유지됨에 따라 약물 방출 효과가 장기간 지속되는 것을 확인할 수 있었고, 약물의 지속적인 방출이 류마티스 관절염 치료에 매우 효과적인 것을 확인할 수 있었다(도 8a). 약물이 방출되어 생명체 내에서 이용되는 양을 수치화 하였을 경우(도 8b),

NIR dye를 캡슐에 봉입한 경우 240%, 하이드로젤에 로딩한 경우 180%, 캡슐에 봉입하여 이를 하이드로젤과 섞는 경우 590%의 생체이용률을 확인하였다(도 8c). NIR dye의 최대 방출량과 그 때의 시간, 각각의 생체이용률을 수치화하여 나타낸 결과를 표1에 나타내었다.

[표 1]

Claims

A 약물을 함유하며 생분해성 고분자로 코팅된 과립; 및 B 약물을 함유하는 하이드로젤을 포함하고,
상기 A 약물과 B 약물은 서로는 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하며, 상기 B 약물이 먼저 방출되고, B 약물이 이후에 방출되는 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형.
제1항에 있어서, 상기 생분해성 고분자가 코팅된 과립은 크기가 200 nm ~ 200 μm의 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형.
제1항에 있어서, 상기 생분해성 고분자는 폴리락타이드-co-글라이콜라이드(PLGA), 폴리에틸렌글리콜(Polyethyleneglycol, PEG), 카프로락톤(Caprolactone, CL), 글리콜라이드(Glycolide, GA) 및 락타이드(Lactide, LA)으로 구성된 군에서 선택되거나 또는 이들의 혼합 조성물인 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형.
제1항에 있어서, 상기 하이드로젤은 히알루론산, 플루로닉(Poly(ethylene oxide) - poly(propylene oxide) - poly(ethyleneoxide), Pluronic), 카복시메틸셀룰로오스(Carboxymethylcellulose) 및 키토산(Chitosan)으로 구성된 군에서 선택되거나 또는 이들이 혼합 조성물인 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형.
제1항에 있어서, 상기 A약물 또는 B약물은 비스테로이드성 항염증제, 스테로이드, 항류마티스약제 및 TNF 억제제로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형.
제1항에 있어서, 상기 A약물 또는 B 약물은 테그레톨, 뉴론틴, 모르핀, 옥시코돈, 트라마돌 및 코데인으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형.
제1항에 있어서, 상기 약물은 염증성 또는 통증성 질환 또는 양질환에 동시에 치료 효과가 있는 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형
제7항에 있어서, 상기 염증성 질환은 피부염(아토피성 피부염, 만성 피부염 등), 염증성 장질환(대장염 등), 천식, 관절염(류마티스성 관절염, 변형성 관절증 등), 기관지염, Th-2형 자기면역질환, 전신성 에리테마토데스, 중증 근무력증, 만성 GVHD, 클론병, 변형성 척추염, 요통, 통풍, 수술 외상 후의 염증, 종창의 완해, 신경통, 인후두염, 방광염, 간염(비알코올성 지방성 간염, 알코올성 간염 등), B형 간염, C형 간염, 동맥경화인 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형.
제7항에 있어서, 상기 염증성 질환은 퇴행성 관절염, 류마티스 관절염, 또는 염증 질환인 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형.
제7항에 있어서, 상기 통증성 질환은 만성 통증 질환인 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형.
제1항에 있어서, 상기 생분해성 고분자는 5,000 ~ 2,000,000 g/mol의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형.
제1항에 있어서, 상기 약물전달 제형은 방부제, 보존제 및 부형제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형.
(a) 분자량 5,000 ~ 2,000,000 g/mol인 생분해성 고분자로 코팅된 A 약물을 봉입한 과립을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 과립을 B 약물을 함유한 하이드로젤과 혼합시키는 단계를 포함하는 복합 약물 전달 제형의 제조방법.
제13항에 있어서, 상기 (a) 단계는 단일축 초음파 분무법에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형의 제조 방법.
제13항에 있어서, 상기 생분해성 고분자는 폴리락타이드-co-글라이콜라이드(PLGA), 폴리에틸렌글리콜(Polyethyleneglycol, PEG), 카프로락톤(Caprolactone, CL), 글리콜라이드(Glycolide, GA) 및 락타이드(Lactide, LA)으로 구성된 군에서 선택되거나 또는 이들의 혼합 조성물인 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형의 제조 방법.
제13항에 있어서, 상기 하이드로젤은 히알루론산, 플루로닉(Poly(ethylene oxide) - poly(propylene oxide) - poly(ethyleneoxide), Pluronic), 카복시메틸셀룰로오스(Carboxymethylcellulose) 및 키토산(Chitosan)으로 구성된 군에서 선택되거나 또는 이들이 혼합 조성물인 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형의 제조 방법.
제13항에 있어서, 상기 A약물 또는 B약물은 비스테로이드성 항염증제, 스테로이드, 항류마티스약제 및 TNF 억제제로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형의 제조 방법.
제13항에 있어서, 상기 생분해성 고분자는 5,000 ~ 2,000,000 g/mol의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 복합 약물 전달 제형의 제조 방법.