KR20160119674A

KR20160119674A - 펩타이드 전달용 용해성 미세바늘

Info

Publication number: KR20160119674A
Application number: KR1020150144873A
Authority: KR
Inventors: 심우선; 이선화; 황영민; 강내규
Original assignee: 주식회사 엘지생활건강
Priority date: 2015-04-06
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2016-10-14

Abstract

본 발명은 펩타이드의 피부 전달 효율을 향상시킬 수 있는, 펩타이드 피부 투여 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 펩타이드의 피부 투과량이 향상된, 펩타이드 피부 투여용 마이크로니들을 제공한다.

Description

펩타이드 전달용 용해성 미세바늘 {Soluble Microneedle for peptide delivery}

본 발명은 용해성 미세바늘에 관한 것으로, 지질 친화성 및 피부 투과성이 향상된, 펩타이드 피부 투여 시스템에 관한 것이다.

피부질환 개선, 피부 보습효과 등을 위해 여러가지 피부 전달용 약물을 개발하고 있으며, 그 중에서 특히 펩타이드를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다.

피부를 통하여 약물을 전달하는 것은 이의 사용 편리성으로 인하여, 다양한 분야 및 형태로 사용되고 있다. 이러한 피부를 통과하는 약물은, 주로 피부를 통하여 체순환계(systemic circulation)로 전달시키기 위한 것이나, 이외에도 아토피 치료제, 미백 또는 주름 개선용 화장품 등의 약물은 피부 자체의 기관에 전달시키려는 목적으로 사용되기도 한다. 이런 편리성 및 기능성에도 불구하고, 피부의 구조상 약물을 피부를 통과하여 전달하는 것에는 많은 어려움이 존재하여, 피부를 통과하는 약물을 개발하는 것이 쉽지 않다. 피부의 각질층은, 케라틴이 풍부한 각질세포로 이루어져 있는 브릭(brick) 구조와, 이러한 각질세포 사이를 세라마이드(ceramide), 지방산(fatty acid), 또는 왁스(wax) 등과 같은 지질이 채운 모르타르(mortar) 구조로 이루어져 있다. 이러한 구조는 장벽으로 역할하여 물질 투과성이 아주 낮은 특성을 가지게 된다. 500Da 이하의 저분자 구조 성분들만이 확산 방식에 의해서 피부 내로 전달될 수 있으며, 지질 친화성이 우수한 물질만이 피부를 통과할 수 있다.

이러한 피부 구조의 특성으로 인하여 지질 친화성이 낮은 펩타이드는 펩타이드의 지질 친화성을 높이기 위하여 일정 길이의 alkyl chain을 도입하여 피부내로 흡수를 증가시키고자 노력 하고 있다.

그러나, 이 경우 펩타이드 분자량이 커져 피부내로 흡수가 실질적으로 향상되기 어려운 문제점이 발생한다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 펩타이드의 지질 친화도를 향상시키면서도, 분자량이 커서 피부 과가 어려웠던, 펩타이드의 피부 전달 문제점을 해소하고자 한다.

피부 상태 개선을 위한 여러 가지 펩타이드들을 피부 내로 전달할 수 있는 펩타이드 투여 시스템 및 이러한 시스템을 제조하는 방법, 이러한 시스템을 이용하여 피부 내로 지질 친화도가 낮은 펩타이드를 투여하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 펩타이드를 함유하는 마이크로니들을 제공하며, 보다 바람직하게, 상기 마이크로니들을 형성하는 물질은 피부 내에서 용해되어 마이크로니들의 피부 적용 시 마이크로니들이 용해 또는 붕괴됨으로써 펩타이드를 안정적으로 피부로 전달할 수 있게 된다.

본 발명자들은 다양한 투여 시스템을 연구하였으며 어떠한 시스템도 상기 언급한 바와 같이, 지질 친화도가 낮은 펩타이드의 지질 친화도를 향상시키면서, 분자량이 커지더라도 안정적으로 피부를 투과할 수 있는 펩타이드 전달 시스템을 구상하는 것이 쉽지 않았다. 본 발명자들은 여러 노력 끝에 피부 내 용해성(soluble) 마이크로니들 내에 N-말단에 알킬 체인을 갖는 펩타이드 유도체를 함유함으로써 효과적으로 피부내로 전달할 수 있다는 놀라운 발명을 하였다.

위와 같은 과제를 달성하기 위해, 마이크로니들은 피부 내에서 용해성이어야 하며, 용해성 마이크로니들을 형성하기 위해서 히얄루로닉산 (Hyaluronic acid), 소디움-카르복시메틸 셀룰로오스 (Na-CMC, Sodium carboxymethyl cellulose), 비닐피롤리돈-비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐알코올(Poly vinyl alcohol), 및 폴리비닐피릴리돈(Poly vinyl pyrrolidone) 등의 수용성 고분자; 자일로즈(Xylose), 수크로스(Sucrose), 말토오스(Maltose), 락토오스(Lactose), 트레할로스(Trehalose) 등의 당류; 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 특히, 마이크로니들의 피부 투과 강도, 피부 내에서의 용해속도 등을 종합적으로 고려하면 히얄루로닉산 (Oligo-Hyaluronic acid), 소디움-카르복시메틸 셀룰로오스 (Na-CMC, Sodium carboxymethyl cellulose), 및 당류 (saccharide) (더욱 바람직하게는, 트레할로스(Trehalose))의 혼합물이 더욱 바람직하며, 후술하는 글리세린(Glycerine)까지 혼합된 것이 더욱더 바람직하다. 바람직하게, 본 발명에 따른 마이크로니들은 마이크로니들을 형성하는 상기 언급된 성분들 이외에 가소제, 계면활성제, 보존제, 항염제 등을 추가적으로 포함할 수 있다.

상기 가소제(plasticizer)로는, 예를 들어, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol), 프로필렌 글리콜(Propylene glycol), 디프로필렌 글리콜(Dipropylene glycole), 뷰틸렌 글리콜(Butylene glycol), 글리세린(Glycerine) 등의 폴리올이 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

바람직하게, 본 발명의 마이크로니들은 펩타이드를 마이크로니들 제조 용액 총 중량 대비 0.01 내지 20 중량% 함유하며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5 중량% 함유한다.

본 발명에서 사용할 수 있는 펩타이드는 아미노산이 3개 내지 10개로 구성된 펩타이드일 수 있으며, 바람직하게 상기 아미노산의 N-말단에 탄소수 10 내지 20의 알킬기를 가진 펩타이드 일 수 있다. 상기 펩타이드는 Gel Permeation Chromatography로 측정한 분자량이 200 내지 3,000 Da일 수 있다.

바람직하게, 상기 펩타이드는 트리펩타이드, 테트라펩타이드, 펜타펩타이드, 헥사펩타이드, 헵타펩타이드, 팔미토일 트리펩타이드 (Palmitoyl tripeptide), 미리스토일 테트라펩타이드(myristoyl tetrapeptide), 카프로로일 테트라펩타이드(Caprooyl tetrapeptide), 미리스토일 펜타펩타이드(myristoyl pentapeptide), 팔미토일 펜타펩타이드 (Palmitoyl pentapeptide), 미리스토일 헥사펩타이드(myristoyl hexapeptide), 팔미토일 헥사펩타이드 (Palmitoyl hexapeptide), 미리스토일 헵타펩타이드(myristoyl heptapeptide), 팔미토일 헵타펩타이드 (Palmitoyl heptapeptide), 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

또한, 본 발명은 위와 같은 마이크로니들이 부착되어 있는 펩타이드 투여용(전달용) 마이크로니들 패치(patch) 시스템을 제공한다.

본 발명은 또한 (S1) 상기 펩타이드 및 피부 내 용해성 물질을 포함하는 용액을 제조하는 단계; (S2) 상기 용액을 마이크로니들 몰드에 주입하는 단계; 및 (S3) 건조 및 상기 몰드로부터 마이크로니들을 분리하는 단계를 포함하는, 펩타이드 또는 펩타이드 유도체를 함유하는 마이크로니들의 제조 방법을 제공한다.

바람직하게 상기 마이크로니들은 200 내지 3000 Da을 가진 펩타이드 또는 펩타이드 유도체를 포함할 수 있다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 마이크로니들을 이용하는 것을 특징으로 하는 펩타이드의 피부 투과 효율이 향상된 펩타이드 피부 투여 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 분자량이 큰 펩타이드를 함유하는 마이크로니들의 주름 개선 용도를 제공한다.

본 발명은 피부 투과 효율을 높이기 위해 펩타이드의 말단에 알킬 체인(탄소수 10 내지 20)을 도입하는 과정에서, 분자량의 증가로 인해 원활한 전달이 곤란하였던 문제를 해결할 수 있다. 즉, 본 발명은 분자량이 큰 펩타이드의 피부 투과 효율을 증가시킨 마이크로니들을 제공한다.

본 발명은 또한 피부 투과 효율이 증가된 펩타이드를 함유하는 피부 투여용 마이크로니들을 제공한다. 본 발명은 또한 이러한 마이크로니들을 이용하는 것을 특징으로 하는 펩타이드의 피부 투여 방법을 제공한다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로니들을 제조하는 여러 방법 중 일 예를 보여주는 도면이다. 용해성 마이크로니들은 solution casting 방법으로 제조될 수 있으며, solution을 mold에 casting하여 진공 및/또는 centrifuge로 미세 mold에 액을 채운후 건조하여 제조할 수 있다. 마이크로니들 구조체를 형성하는 material은 일반적인 합성 및 천연 수용성 고분자가 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로니들의 펩타이드의 방출 거동을 평가하기 위한 Franz diffusion cell을 나타낸다.
도 3은 돼지 피부를 장착한 Franz diffusion cell을 이용하여 평가한, 마이크로니들로부터의 peptide의 방출 평가결과를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 peptide solution이 함침된 Microneedle(peptide Microneedle)과 peptide가 함침된 Microneeedle(peptide Microneedle)을 눈가 주름에 장기간 사용한 후에 나타나는 주름 개선 정도를 보여주는 실험 결과이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

하기 표 1과 같이, peptide(solution 형태로 첨가됨) 또는 peptide가 함침된 soluble microneedle을 제조하였다. 하기 표 1의 함량은 중량%로 나타냈다.

	Peptide MN
oligo-HA	6
Na-CMC	6
Trehalose	10
Glycerin	5
HCO-40	0.2
Genistein	-
Peptide(Myristoyl Tetrapeptide-6) -DPG solution (10%)	1.0
water	To 100

구체적으로 Peptide(Myristoyl Tetrapeptide-6)가 함침된 용해성(soluble) 마이크로니들은 다음과 같이 제조하였다.

Oligo-HA(Hyaluronic acid), Na-CMC(Sodium carboxymethyl cellulose) 및 Trehalos를 정제수에 용해한 후 Glycerin, HCO-40 및 Peptide solution (Peptide 10%, DPG 90%)을 첨가하여, Peptide가 분산된 용액을 제조하였다(DPG: Dipropylene glycol). 제조한 Peptide 분산 용액을 silicone microneedle mold에 casting 한 후, 3000rpm 에서 10분간 centrifugation 하여 미세 mold에 액을 충진하였다. 용액 충진 후 건조 오븐(70℃)에서 3시간 동안 건조하고, 접착 필름을 이용하여 microneedle을 silicone mold로부터 분리해 내었다.

Microneedle에 함침된 peptide의 피부 투과량을 비교하기 위하여, 비교예로 일반적인 수중유화제형의 크림에 peptide를 함침하여 비교하였다. 하기 함량은 중량%로 나타냈다.

성분

제형예

C14-22알코올, C12-20알킬글루코사이드
글리세릴스테아레이트, 피이지-100스테아레이트
글리세릴스테아레이트
세테아릴알코올
폴리글리세릴-3메칠글루코오스디스테아레이트
하이드로제네이티드폴리데센
사이클로헥사실록산
카보머
트로메타민
글리세린
디프로필렌글라이콜
1,2-헥산디올
Peptide(Myristoyl Tetrapeptide-6)
정제수

1.5
1.2
0.9
1.5
1.5
4.5
3.5
0.2
0.2
3
5
2
0.5
잔여량 (To 100)

<약물 방출 거동>

돼지 피부를 장착한 Franz diffusion cell을 이용하여 위에서 제조한 마이크로니들로부터 시간에 따른 peptide의 피부 투과량을 비교하였다 (도 2 참조). 수용액(acceptor solution)으로는 30 중량%의 DPG가 함유된 PBS 용액을 사용하였다.

즉, Franz diffusion cell을 이용하여, 시간에 따른 돼지피부 조직 및 acceptor solution의 Peptide 함량을 Liquid Chromatography를 이용하여 측정하였다.

돼지피부에 Peptide 크림을 도포하거나, Peptide가 함침된 Microneedle을 부착하여 시간에 따른 peptide의 피부 투과량을 비교하였다. 마이크로니들이 돼지 피부 내에 침투하여 녹게 한 후 (부착 시간: 2시간, 온도: 32℃) 마이크로니들을 제거하였다. 마이크로니들에 의해 peptide가 흡수된 돼지 피부를 franz diffusion cell에 넣어, peptide가 시간에 따라 돼지 피부에서 Acceptor solution으로 방출되는 거동을 확인하였다. 그 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3에 나타나는 바와 같이, Peptide를 포함한 크림은 피부를 통해 투과되는 양이 약 0.1ug으로 그 양이 미미하였으나, Microneedle에 함침된 peptide는 Needle에 의해 피부로 직접 투과하여 그 투과량이 15ug 이상으로 약 100배 이상 크림 대비 높은 피부 투과량을 나타내었다.

<주름 개선 효과>

Peptide 크림과 Peptide가 함침된 Microneedle을 눈가 주름에 12주간 매일 처리하여, 주름 개선 정도를 실리콘 모사판(silicone replica) 및 주름 영상 분석 방법으로 통해 확인하였다. (N=20)

Peptide 크림에 비해 Peptide가 함침된 Microneeedle에서 5배 이상 우수한 개선효과를 보였으며, 이는 Peptide가 Microneedle에 의해 피부 내로 효과적으로 침투하여, 주름 개선 효과가 높게 나타난 것을 확인하였다.

Claims

펩타이드를 함유하는 마이크로니들.
제1항에 있어서, 상기 펩타이드는 N-말단에 탄소수 10 내지 20의 알킬기를 가진 펩타이드인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
제1항에 있어서, 상기 펩타이드는 분자량 200 내지 3000 Da인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
제1항에 있어서, 상기 펩타이드는 트리펩타이드, 테트라펩타이드, 펜타펩타이드, 헥사펩타이드, 헵타펩이드, 팔미토일 트리펩타이드 (Palmitoyl tripeptide), 미리스토일 테트라펩타이드(myristoyl tetrapeptide), 카프로로일 테트라펩타이드(Caprooyl tetrapeptide), 미리스토일 펜타펩타이드(myristoyl pentapeptide), 팔미토일 펜타펩타이드 (Palmitoyl pentapeptide), 미리스토일 헥사펩타이드(myristoyl hexapeptide), 팔미토일 헥사펩타이드 (Palmitoyl hexapeptide), 미리스토일 헵타펩타이드(myristoyl heptapeptide), 팔미토일 헵타펩타이드 (Palmitoyl heptapeptide) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
제1항에 있어서, 상기 마이크로니들을 형성하는 물질은 피부 내에서 용해되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
제5항에 있어서, 상기 마이크로니들을 형성하는 물질은 히얄루로닉산 (Hyaluronic acid), 소디움-카르복시메틸 셀룰로오스, Na-CMC(Sodium carboxymethyl cellulose), 비닐피롤리돈-비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐알코올(Poly vinyl alcohol), 폴리비닐피릴리돈(Poly vinyl pyrrolidone), 당류 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
제5항에 있어서, 상기 마이크로니들은 마이크로니들을 형성하는 물질 이외에 가소제(plasticizer)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
(S1) 상기 펩타이드 및 피부 내 용해성 물질을 포함하는 용액을 제조하는 단계;
(S2) 상기 용액을 마이크로니들 몰드에 주입하는 단계; 및
(S3) 건조 및 상기 몰드로부터 마이크로니들을 분리하는 단계를 포함하는, 펩타이드 함유 마이크로니들의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 피부 내 용해성 물질은 히얄루로닉산 (Hyaluronic acid), 소디움-카르복시메틸 셀룰로오스, Na-CMC(Sodium carboxymethyl cellulose), 비닐피롤리돈-비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐알코올(Poly vinyl alcohol), 및 폴리비닐피릴리돈(Poly vinyl pyrrolidone), 당류 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 펩타이드는 트리펩타이드, 테트라펩타이드, 펜타펩타이드, 헥사펩타이드, 헵타펩이드, 팔미토일 트리펩타이드 (Palmitoyl tripeptide), 미리스토일 테트라펩타이드(myristoyl tetrapeptide), 카프로로일 테트라펩타이드(Caprooyl tetrapeptide), 미리스토일 펜타펩타이드(myristoyl pentapeptide), 팔미토일 펜타펩타이드 (Palmitoyl pentapeptide), 미리스토일 헥사펩타이드(myristoyl hexapeptide), 팔미토일 헥사펩타이드 (Palmitoyl hexapeptide), 미리스토일 헵타펩타이드(myristoyl heptapeptide), 팔미토일 헵타펩타이드 (Palmitoyl heptapeptide) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 마이크로니들을 이용하는 것을 특징으로 하는 분자량 200 내지 3000Da의 펩타이드를 피부에 투여하는 방법.