KR20160137634A - 나노구조체 및 이의 응용 - Google Patents
나노구조체 및 이의 응용 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160137634A KR20160137634A KR1020167030042A KR20167030042A KR20160137634A KR 20160137634 A KR20160137634 A KR 20160137634A KR 1020167030042 A KR1020167030042 A KR 1020167030042A KR 20167030042 A KR20167030042 A KR 20167030042A KR 20160137634 A KR20160137634 A KR 20160137634A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- nanostructure
- group
- radionuclide
- chelating
- imaging
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
- A61K51/02—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
- A61K51/04—Organic compounds
- A61K51/06—Macromolecular compounds, carriers being organic macromolecular compounds, i.e. organic oligomeric, polymeric, dendrimeric molecules
- A61K51/065—Macromolecular compounds, carriers being organic macromolecular compounds, i.e. organic oligomeric, polymeric, dendrimeric molecules conjugates with carriers being macromolecules
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K49/00—Preparations for testing in vivo
- A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
- A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
- A61K49/1818—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
- A61K51/12—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
- A61K51/12—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules
- A61K51/1241—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules particles, powders, lyophilizates, adsorbates, e.g. polymers or resins for adsorption or ion-exchange resins
- A61K51/1244—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules particles, powders, lyophilizates, adsorbates, e.g. polymers or resins for adsorption or ion-exchange resins microparticles or nanoparticles, e.g. polymeric nanoparticles
- A61K51/1251—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules particles, powders, lyophilizates, adsorbates, e.g. polymers or resins for adsorption or ion-exchange resins microparticles or nanoparticles, e.g. polymeric nanoparticles micro- or nanospheres, micro- or nanobeads, micro- or nanocapsules
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P35/00—Antineoplastic agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/22—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
- C08G77/30—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen phosphorus-containing groups
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
유체역학적 직경(hydrodynamic diameter; Dh)이 8 내지 100 nm이며, 중심부 및 주변부를 포함하고, 상기 중심부의 계산된 직경 (Dc)은 6 내지 90 nm이며, 상기 주변부의 추정 두께 (Tp)는 Dh=Dc+2Tp가 되도록 하며, 상기 중심부는 (i) 개수를 기준으로 30% 이상의 단량체 잔기가 가교결합됨으로써 가교결합된 중합체 프레임워크 (framework)를 형성하는 단량체 잔기를 포함하는 가교결합된 중합체 프레임워크 및/또는 (ii) 분지점의 수가 단량체 잔기의 수의 30% 이상인, 단량체 잔기를 포함하는 분지형 중합체 프레임워크를 포함하고, 상기 중심부는 킬레이팅 기 중 4개 이상이 하나 이상의 다중 하전된 양이온의 킬레이팅을 허용하는 킬레이팅 기를 포함하며, 상기 킬레이팅 기는 -COOR1, -P=O(OR1)(OR2), 및 -S(=O)2OR1로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고, R1 및 R2는 음전하, H, 및 저급 알킬로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며, 상기 주변부는 중심부에 공유적으로 부착된 합성 중합체 재료를 포함하고, 합성 중합체 재료는 친수성이며 생체불활성이고, 전기적으로 중성이거나 쯔비터이온성인 구형 나노구조체(globular nanostructure)가 본원에 개시된다. 또한, 그러한 나노입자, 및 임의로 또한 방사성 핵종을 포함하는 조성물, 그러한 조성물의 용도, 그러한 조성물을 포함하는 키트 및 그러한 조성물의 수득 방법이 개시된다.
Description
본 발명은 전신 방사선 요법 및 암 영상화에서 응용을 갖는 생체불활성 킬레이팅 중합체 나노구조체에 관한 것이다.
암 치료에 있어서의 금 같은 표준은 수술이다. 수술 단독이 치유적이지 않은 경우, 화학요법 및 방사선 요법을 포함하는 다중 요법(multimodality regimen)이 이용된다. 오늘날 모든 암 환자의 대략 절반은 단독의 또는 다른 치료법과 조합된 방사선 요법으로 치료된다. 외부 빔으로서 전달되는 방사선은 방사선 손상을 종양에 야기하는 상대적으로 간단하고 실질적인 접근법을 제공한다. 외부 방사선의 강도, 위치 및 타이밍은 잘 제어되고 조정될 수 있지만, 이러한 기술과 결부된 약점은 종양을 둘러싸고 있는 조직에 대한 손상 뿐만 아니라 빔의 경로 내의 정상 조직의 파괴도 포함한다. 주변의 건강한 조직을 손상시킬 위험성은 심부에 위치하는 종양 및 중요 장기 바로 옆에 위치하는 종양에 대한 외부 방사선 요법을 반대한다. 더욱이, 조직을 침투하기 위하여 고 방사선량이 빈번하게 요구된다. 게다가, 효율적이기 위하여, 외부 방사선 요법은 흔히 환자가 장기간에 걸쳐 매일 병원을 방문하도록 하는 것을 요구한다.
방사성 물질을 종양에 내부적으로 전달하는 전신 방사선 요법은 외부 방사선 요법과 관련된 상기 약점 중 많은 것에 대한 해결책을 제공한다.
오늘날 클리닉에서 전신 방사선 요법용으로 가장 일반적으로 사용되는 방사성 핵종은 베타-방출 입자이다. 0.1 내지 2.2 MeV의 에너지를 갖는 베타-방출자는 종양 세포의 작은 클러스터(cluster) 내지 큰 클러스터의 치료에 이상적이다 (문헌 [Milenic et al., Nature Reviews Drug Discovery, 2004, 3]. 따라서 그러한 에너지의 베타-입자의 최대 조직 침투 범위 (1 내지 10 mm) 및 집중 조사(cross-fire) 효과, 즉, 더 긴 경로 길이에 따라 세포를 간접적으로 사멸시키는 능력은 신생혈관 (neovasculature)에 근접한 종양 세포의 표적화를 허용한다. 방사성 핵종, 예컨대 131I는 갑상선 암의 치료에서와 같이 단독으로 사용되거나, 단클론 항체 또는 펩티드와 콘쥬게이션되어 종양-표적화 방사선 면역 요법을 허용한다. 90Y를 포함하는 입리투모맙 티우엑산(Ibritumomab tiuexan) (제발린(Zevalin)®) 및 131I와 커플링된 토시투모맙(tositumomab) (벡사르(Bexxar)®)는 이들 둘 모두 B-세포 비호지킨 림프종(non-Hodgkin lymphoma)을 치료하기 위하여 B 림프구를 표적화하는 승인된 방사선 면역 치료 요법의 2가지 예이다 (문헌[Sharkey and Goldenberg, Immunotherapy, 2011, 3:3]).
알파-방출자의 임상적 사용은 덜 일반적이지만, 일부는 임상적 잠재성을 나타낸다. 일례로서, 알파-방출자 223Ra (소피고(Xofigo)®)는 전이성 골암의 치료용으로 최근에 FDA-승인되었다 (문헌[Shirley and McCormack, Drugs, 2014]).
나노기술에서의 최근의 진보는 암 탐지 및 스크리닝용으로 설계된 신규한 나노캐리어의 개발, 생체 내에서의 분자 및 세포 영상화와, 치료제의 전달을 초래하였다. 그러나, 암 치료제를 위한 나노크기의 캐리어를 커버하는(cover) 다수의 간행물에도 불구하고, 상대적으로 소수가 임상 실험에 도달하였으며, 단지 몇 안되는 것이 FDA에 의해 승인되었다 (문헌[Taurin et al., J. Controlled release 2012, 164]). 약물 비히클(vehicle)로서 사용되는 나노구조체 중에서, 리포좀이 가장 저명하다. 각각 독소루비신(doxorubicin) 및 다우노루비신(daunorubicin)의 두 리포좀 제형인 독실(Doxil)® 및 다우녹솜(DaunoXome)®이 각각 1995년 및 1996년에 승인되었다. 리포좀과 비교하여 중합체성 약물 캐리어는 더 높은 안정성, 더 예리한 크기 분포 및 더 큰 제어성의 물리화학적 특성 및 약물 방출 특성으로 인하여 약물 캐리어로서 유리함에 틀림없다. 암 치료제용으로 FDA에 의해 승인된 중합체 물질의 목록에서, 단지 페길화(pegylated) 단백질, 예를 들어 온카스파(Oncaspar)® 및 지노스타틴 스티말머(Zinostatin Stimalmer)® (SMANCS), 및 아브락산(Abraxane)® (이는 알부민에 결합된 파클리탁셀(paclitaxel)임)이 언급된다 (문헌[Venditto and Szoka Jr., Adv Drug Rev. 2013, 65:1]).
방사선 요법에 적합한 방사성 핵종에 더하여 의료 영상에 적합한 방사성 핵종, 또는 이들 둘 모두에 적합한 방사성 핵종을 이용한 전신 방사선 요법용으로 설계된 나노캐리어의 로딩은 암 케어(care)에 있어서 나노캐리어의 치료진단 (theranostic) 응용의 가능성을 제시한다. 대략 75 내지 360 keV의 범위의 에너지를 갖는 감마 방출자는 감마 검출기 및 단일 광자 방출 컴퓨터 단층 촬영(single photon emission computed tomography; SPECT)에 적합하며, 반면에 511 keV의 감마 광자를 생성하는 고에너지 양전자 방출 방사성 핵종이 양전자 방출 단층 촬영 (positron emission tomography; PET)에 적용될 수 있다 (문헌[Coleman, Cancer. 1991, 67:4]). 치료진단용 나노캐리어를 생성하려는 노력은 문헌[Luk et al., Theranostics, 2012, 2:12]에 개관되어 있다.
본 발명은 방사성 동위원소 요법 및 암 진단에서 응용을 갖는 구형 (globular), 생체불활성, 킬레이팅 중합체 나노구조체에 관한 것이다. 하기의 문헌의 예는 관련 배경기술의 간행물의 예로서, 이는 결코 본 발명의 범주 내에 있는 것으로 해석되어서는 안된다.
국제 공개 제2009/124388호에는 본 발명의 중심부와 공통인 일부 특징을 갖는, 공유 가교결합 중합체 매트릭스 코어를 갖는 히드로겔 시스템이 개시되어 있다. 그러나, 상기 국제 공개에는 본 발명의 나노구조체보다 훨씬 더 큰 미세비드가 기술되어 있으며, 따라서 이것은 본 발명의 범주 밖에 있다.
미국 특허 출원 공개 제20140004048호에는 일부 실시 양태에서 본 발명에서 제시된 나노구조체와 일치하여 중심부 및 주변부를 갖지만 주변부는 본 발명에 있어서 유리한 랜덤 중합체라기보다는 오히려 명확한 수지상 구조체를 포함하는 나노구조체가 기술되어 있다.
예를 들어 화학요법제 담지용으로 설계된 코어-쉘(core-shell) 구조를 갖는 재료는 일반적으로 본 발명의 응용에 적합하지 않다 (예를 들어, 중심부가 생분해성이고 따라서 본 발명의 범주 밖에 있는 나노구성물(nano-construct)이 기술되어 있는 미국 특허 제8592036호).
유럽 특허 제1500670호에는 특정 실시 양태에서 가교결합도가 낮고 따라서 본 발명의 범주 밖에 있는 경우를 제외하고는 본 발명의 공통인 특징을 갖는 재료가 기술되어 있다.
국제 공개 제2003/089106A2호의 구조체는 이것이 일부 실시 양태에서 구조체의 중심부가 분지되어 있는 재료를 커버하기 때문에 본 발명의 범주 밖에 있다. 상기 구조체는 주변부를 또한 갖지만, 상기 구조체는 본 발명에 있어서 중추적인 킬레이팅 기(chelating group)를 담지하는 특징이 결여되어 있다.
게다가, 문헌 (예를 들어, 문헌[Oca I H., et al., Drug Development and Industrial Pharmacy, 2014, 40:4]; 국제 공개 제2009/115579호; 국제 공개 제2011/078803호)에 기술된 몇몇 접근법은 담지된 치료제의 빠른 또는 느린 방출을 허용하는 생분해성 재료를 포함한다. 본 발명에 제시된 구조체는 생체불활성이며, 그 이유는 생분해성이 나노구조체로부터의 방사성 동위원소의 바람직하지 못한 그리고 제어되지 않은 손실을 야기하고 따라서 중요한 기관에서 방사선 손상을 야기하기 때문이다.
다수의 나노입자-기반의 방사선 전달 에이전트(radiation delivery agent)가 본 기술 분야에 공지되어 있다 (예를 들어, 문헌[Ting G. et al., Journal of Biomedicine and Biotechnology, 2010]; 문헌[Luk et al., Theranostics. 2012, 2:12]). 몇몇 접근법은 나노구조체가 분자적 상호작용을 통하여 종양-표적화 전달을 허용하는 바이오콘쥬게이트(bioconjugate), 예를 들어 항체 또는 펩티드에 연결된, 능동적으로 표적화되는 재료를 포함한다. 흔히, 능동적 표적화 접근법은 종양 특이적 표적의 상대적으로 낮은 그리고 불균일한 발현으로 인한 종양 부위로의 치료제의 불충분한 전달에 의해 제한된다. 게다가, 비-발암성 세포(non-tumorigenic cell) 상에서의 표적 단백질의 발현은 전신 독성을 초래할 수 있다. 때때로, 바이오콘쥬게이트의 도입은 증가된 간 흡수성을 초래한다.
문헌에 제시된 나노캐리어, 예를 들어 리포좀을 기반으로 하는 나노캐리어 (문헌[Malam et al., Trends Pharmacol Sci. 2009, 30:11])를 포함하는 방사선요법으로의 접근법 중 많은 것은 방사성 동위원소가 하나 이상의 화학적 단계에 의해 나노캐리어에 공유 결합되거나 나노캐리어 내에 혼입되거나 나노캐리어에 의해 봉지되어야 한다는 결점으로 고통 받고 있다. 이것은, 보통 방사성 동위원소가 제3자에 의해 공급되고 제한된 실험실 시설을 갖춘 병원에서 나노캐리어 내에 혼입되기 때문에 일반적으로 바람직하지 않다. 본 발명의 재료는 다가 양이온 형태로 공급될 때 동위원소들에 빠르게 결합할 수 있음에 의해 이것을 극복하는데, 더 구체적으로, 각각의 방사성 동위원소 이온은 +2, +3 또는 +4의 전하를 갖는다. 미국 특허 출원 공개 제20040258614호에는 방사성 동위원소가 상기 캐리어에 공유 결합된 재료가 개시되어 있다. 본 발명에서 방사성 동위원소는 공유 결합되어 있는 것과는 대조적으로, 이것이 나노캐리어와의 정전기적 상호작용에 의해 결합될 수 있도록 선택되는데, 이는 치료제의 제조를 더 간단하게 그리고 사용자에게 더 친화적으로 만드는 강점을 갖는다. 따라서, 상기 특허 출원의 재료는 본 발명의 범주 밖에 있다.
또한, 문헌에 언급된 주장된 나노캐리어를 포함하는 방사성 동위원소 요법으로의 접근법 중 많은 것은 나노캐리어가 100 nm보다 크기 때문에 그리고 그의 큰 크기가 방사성 동위원소를 종양 조직으로 효과적인 방식으로 전달하지 않는다는 결점으로 고통 받고 있음으로 인하여 나노캐리어가 실제로 나노캐리어가 아니라는 결점으로 고통 받고 있다. 본 발명에 개시된 재료는, 이것이 신장을 통하여 배출되며 따라서 손상을 야기하고/하거나 신체로부터 손실되는 역치를 초과하며 이와 동시에 결함성 모세관을 통하여 투출되어 세포내 매트릭스를 통하여 확산되고 방사능을 종양 세포로 전달하는 것이 가능하기에 충분히 작은 (100 nm 미만의 직경) 나노캐리어 또는 나노재료에 초점을 맞춘다. 국제 공개 제2004/040972호는 100 nm보다 더 큰 캐리어의 일례이며, 따라서 본 발명의 범주 밖에 있다. 더욱이, 종양-표적화 방사선 캐리어로서 적합한 나노크기의 재료의 이론적 근거는 투과 및 존속 강화 (enhanced permeation and retention; EPR) 효과에 관련된다. EPR 효과는 건강한 조직의 모세관이 3 내지 4 nm보다 더 큰 분자에는 사실상 불투과성인 반면, 급속-성장 종양 조직의 모세관은 훨씬 더 누출성이라는 사실을 기반으로 한다. 게다가, 고형 종양은 기능성 림프관이 결여되는 경향이 있다. 조합하면, 이러한 특징은 혈관외 유출되는 나노재료의 대부분의 고향 종양으로부터의 제거를 제한한다. EPR-매개된 약물 표적화는 표적 조직의 병리학적 특성, 즉, 강화된 누출성 및 불량한 림프 배액에 배타적으로 의존하기 때문에, 이것은 일반적으로 수동적 종양 표적화로 칭해진다.
결코 확실한 것이 아니거나 결코 제한하는 것은 아니지만, EPR 효과는 본 발명의 재료의 유리한 종양 전달 특성의 기반인 것으로 구상할 수 있다.
종래 기술에 비하여 본원에 개시된 나노구조체에서의 일부 강점은 나노구조체가 암의 진단, 종양-표적화 요법제의 전달과, 요법제에 대한 반응의 모니터링에 사용될 수 있는 "치료진단" 응용을 포함한다. 본 발명에 의해 이용되는 수동적 표적화 접근법은 전이된 질환 및 더 작은 종양 부하(tumor load) 뿐만 아니라 더 큰 종양 덩어리의 치료 및 탐지도 가능하게 한다. 개시된 나노구조체는 더 높은 유효 용량이 종양으로 전달되는 것을 가능하게 하며 따라서 방사선량을 낮추고, 이외에도, 전신 화학요법 및 외부 빔 방사선 요법에서 빈번하게 보이는 바와 같은 일반 독성 및 주변 조직에 대한 손상을 제한한다. 본 발명의 설계는 병원에서의 단순화된 관리 및 처리를 허용하며 따라서 임상 진료에서의 유용성을 향상시킨다.
본 발명의 첫 번째의 주요 측면은 유체역학적 직경(hydrodynamic diameter; Dh)이 8 내지 100 nm이고 중심부 및 주변부를 포함하는 구형 나노구조체에 관한 것이며, 여기서, 상기 중심부의 계산된 직경(calculated diameter; Dc)은 6 내지 90 nm이고 상기 주변부의 추정 두께(estimated thickness; Tp)는 Dh=Dc+2Tp가 되도록 하며,
상기 중심부는
(i) 개수를 기준으로 30% 이상의 단량체 잔기가 가교결합됨으로써 가교결합된 중합체 프레임워크(framework)를 형성하는, 단량체 잔기를 포함하는 가교결합된 중합체 프레임워크 및/또는
(ii) 분지점의 수가 단량체 잔기의 수의 30% 이상인, 단량체 잔기를 포함하는 분지형 중합체 프레임워크를 포함하고,
상기 중심부는 킬레이팅 기 중 4개 이상이 하나 이상의 다중 하전된 양이온의 킬레이팅을 허용하는 킬레이팅 기를 포함하며, 상기 킬레이팅 기는 -COOR1, -P=O(OR1)(OR2), 및 -S(=O)2OR1로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며, 상기 주변부는 중심부에 공유적으로 부착된 합성 중합체 재료를 포함하고, 합성 중합체 재료는 친수성이며 생체불활성이고, 전기적으로 중성이거나 쯔비터이온성이다.
본 발명의 두 번째 주요 측면은 상기 나노구조체의 제조 방법이다. 이의 가장 넓은 의미에서, 이것은 먼저 구형의 나노크기의 중합체 엔티티(entity)의 형성 또는 획득 (001), 상기 나노구조체의 상기 중심부를 포함하는 이후의 엔딩업 (ending up), 및 특별한 순서 없이, 이어서 단계 (002) (이는 때때로, 상기 단량체들이 이미 킬레이팅 기 또는 상기 킬레이팅 기의 전구체를 지니고 있을 때 제1 단계에 포함될 수 있음 (003)), 다수의 킬레이팅기의 도입, 및 특별한 순서 없이, 제1 단계(들)의 생성물이 떨어져 있는 상기 주변부에 대하여 접촉되는 전구체인 단계 (004)를 포함한다.
본 발명의 세 번째 주요 측면은 첫 번째 주요 측면에 따른 나노구조체 또는 두 번째 주요 측면에 따라 수득된 나노구조체가 방사성 핵종, 특히 치료 및/또는 진단 응용을 위한 방사성 핵종과 조합된 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 네 번째 주요 측면은 본 발명의 세 번째 주요 측면에 따른 조성물의 수득 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다섯 번째 주요 측면은 진단 및/또는 방사선 요법 절차를 위한 조영제 및/또는 방사선 요법제로서의 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는 복수의 상기 나노구조체를 포함하는 조성물의 용도에 관한 것이다. 영상화 및/또는 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는 복수의 상기 나노구조체를 포함하는 조성물은 진단, 방사선 요법제의 전달에 사용될 수 있고, 이외에도 방사선 요법에 대한 반응의 모니터링에 사용될 수 있다.
본 발명의 여섯 번째 주요 측면은 첫 번째 주요 측면에 따른 나노구조체 또는 두 번째 주요 측면에 따라 수득된 나노구조체, 및 일부 실시 양태에서 또한 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는 키트에 관한 것이다.
용어의 정의
본원에서 사용되는 바와 같이, "나노구조체"라는 용어는 나노범위, 즉, 100 nm까지의 전체 크기를 갖는 엔티티에 관련된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 상기 용어에서는 일반적으로 무기 코어 및 유기 코팅을 갖는 "코어-쉘 나노입자" 또는 단지 "나노입자"로 흔히 칭해지는 구조체가 배제된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "구형"이라는 용어는 단축이 장축의 절반 이상인, 즉, 구조체의 중심 (중량의 중심점)을 관통하는 최장축이 상기 점을 관통하는 최단축의 길이의 2배 이하인 그러한 형상을 설명하고자 한다. 이 정의를 제한하지 않고서, 설명하기 위한 예시를 위하여, 도 1을 참조한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "구형 나노구조체"라는 용어는 본질적으로 구형인 형태 또는 형상을 갖는 상기에 논의된 나노구조체에 관련된다. 이는 박편, 로드(rod), 튜브(tube), 환상체, 사슬 및 리본과 같은 형상은 배제됨을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "유체역학적 직경"이라는 용어는 입자와 동일한 속도로 확산되는 가상 경질 구체의 직경, 즉, 스톡스-아인슈타인 방정식 (Stokes-Einstein equation)에 따라 확산 계수로부터 계산되는 등가의 경질 구체의 직경을 나타낸다. 상기 용어는 "스톡스 직경" 또는 "스톡스-아인슈타인 직경"으로도 공지되어 있다. 수화 및 형상이 구체의 거동에 포함된다. 확산 계수는 다시 예를 들어 동적 광 산란(Dynamic Light Scattering; DLS) 기술에 의해 수득되는 시간 의존성 광 산란 데이터로부터 계산된다. 나노구조체의 확산 계수를 측정하는 다른 기술적 방법이 당업자에게 공지되어 있으며, 이것이 대신 이용될 수 있다. 그러한 경우, 측정은 DLS-측정을 참고로 할 필요가 있다. 비교로서, 소 혈청 알부민은 pH 7 및 실온에서 수성 염수에서 DLS에 의하면 6.5 nm의 유체역학적 직경을 갖는 것으로 측정된다. 수평균이 이용되는지, 부피 평균이 이용되는지 산란 강도 평균이 이용되는지에 따라, 계산된 값은 다소 상이할 수 있다. 일반적으로 부피 평균이 가장 유용하며, 그 이유는 당해 물질의 벌크(bulk)가 어떠한 입자 크기를 갖는지를 이것이 보여주기 때문이다. 이 텍스트에서 언급되는 평균 직경은 pH 7 및 실온에서 수성 염수에서 측정되는 부피 평균을 나타낸다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "DLS"라는 용어는 입자 크기 결정 방법인 동적 광 산란의 두문자이며, 광자 상관 분광법(Photon Correlation Spectroscopy) 또는 준탄성 광 산란(Quasi-Elastic Light Scattering)으로도 칭해질 수 있다. 텍스트 및 청구범위에 진술된 바와 같이 주어진 DLS 크기는, 다른 어떠한 것도 특정되지 않을 경우, 염수로도 칭해지는, 150 mM NaCl에 상응하는 이온 강도를 갖는 중성 수성 용액에서 25℃에서 측정되는 샘플의 부피 평균 피크의 최대치의 위치를 나타낸다.
"계산된 직경"이라는 용어는 나노구조체의 어셈블리(assembly) 후에는 일반적으로 측정될 수 없는 본 발명의 중심부의 것과 같은 직경을 나타낸다. 이것은 유체역학적 직경, 밀도 및 화학 조성과 같은 측정가능한 특성으로부터 당업자에게 명백한 방식으로 계산된다. 대안적으로, 계산은 중심부에 대한 전구체의 크기에 대한 지식으로부터, 또는 분자 모델, 예를 들어 상기 나노구조체의 컴퓨터 모델을 만들어 내고 전체 직경에의 이의 기여도를 계산함으로써 이루어질 수 있다. 상기 중심부의 직경은 상기 중심부와 상기 주변부 사이의 전체 계면에 대한 추정된 또는 계산된 평균 직경으로서 이해되어야 한다.
"계산된 두께"라는 용어는 나노구조체의 어셈블리 후에는 일반적으로 측정될 수 없는 본 발명의 주변부의 것과 같은 두께를 나타낸다. 이것은 유체역학적 직경, 밀도 및 화학 조성과 같은 측정가능한 특성으로부터 당업자에게 명백한 방식으로 계산된다. 대안적으로, 계산은 주변부에 대한 전구체의 크기에 대한 지식으로부터, 또는 분자 모델, 예를 들어 상기 나노구조체의 컴퓨터 모델을 만들어 내고 전체 직경에의 이의 기여도를 계산함으로써 이루어질 수 있다. 상기 주변부의 직경은 상기 중심부와 상기 주변부 사이의 전체 계면에 대한 추정된 또는 계산된 평균 두께로서 이해되어야 한다.
"단량체"는 중합체, 즉, 몇몇 단량체 잔기로 구성된 거대분자를 형성하도록 동일한 종류 (및 임의로, 다른 종류들)의 다른 분자들에 공유 결합될 수 있는 분자이다. "단량체 잔기"라는 용어는 더 큰 중합체 내에 혼입되는 하나의 단량체 단위로부터 유래되는 원자들을 나타낸다.
"가교결합"은 중합체에서 두 상이한 사슬들 사이의 결합을 나타낸다. 이것은 일반적으로, 중합체를 형성할 때 부가되는 다작용성 단량체들(즉, 가교결합체들)의 반응에 의해 형성된다. 또한 가교결합은 예를 들어 방사선 처리, 화학적 수단 또는 열에 의해 도입될 수 있다.
"가교결합된"이라는 용어는 하나 이상의 가교결합의 형성 후 형성되는 구조체를 나타낸다.
"분지점"은 중합체 사슬이 2개 이상의 분지로 분지되는 수지상(tree-like) 중합체에서의 위치이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "중합체 프레임워크"라는 용어는 다수의 가교결합을 갖는 네트워크 구조체 또는 다중분지형 수지상 구조체 중 어느 하나를 형성하는 원자들의 공유 결합 기에 관련된다. 그러한 중합체 프레임워크는 공유 결합을 통하여 적합한 단량체들 및/또는 올리고머들 (몇 개의 단량체 잔기로 이루어진 분자 복합체)의 결합으로부터 형성된다. 전형적인 단량체는 중합체 화학의 교과서, 예컨대 문헌[J. R. Fried, "Polymer Science and Technology" Prentice Hall 1995]에서 발견될 수 있다. 단량체의 일부 예로는 스티렌, 프로필렌, 에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 트리플루오로에틸렌, 디플루오로에틸렌, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 아크릴레이트, 아크릴아미드, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, H2N-(CH2)p-COOH (여기서, p는 1 내지 10임), 3-아미노벤조산, 4-아미노벤조산, N-비닐 피롤리돈 및 실리콘 전구체, 예컨대 (CH3COO)2Si(CH3)2가 있다. 중합체 프레임워크의 일부 예가 매칭되는 단량체 쌍, 예컨대 테레프탈산 + 1,4-디아미노 벤젠, 테레프탈산 + 에틸렌 글리콜, 및 HCOO-(CH2)pCOOH + H2N-(CH2)q-NH2 (여기서, p 및 q는 독립적으로 1 내지 10임)로부터 형성된다. 2 내지 10개의 단량체 단위가 결합된 올리고머가 전구체로서 사용될 수 있다. 상기 단량체의 결합된 기와는 상이한 올리고머의 일부 예로는 환형 또는 다환식 실란, 예컨대 헥사메틸시클로트리실록산, 2,4,6,8-테트라메틸시클로테트라실록산, 및 데카메틸시클로펜타실록산이 있다. 전형적인 가교결합제는 중합체 화학의 교과서, 예컨대 문헌[J. R. Fried, "Polymer Science and Technology" Prentice Hall 1995]에서 발견될 수 있다. 가교결합제의 일부 예로는 N,N'-메틸렌비스(아크릴아미드), O,O'-메틸렌비스(아크릴산), 에피클로로히드린, 디비닐벤젠, 1,3-디비닐테트라메틸디실록산, 1,3-페닐렌디이소시아네이트, 3,3"-비페닐테트라카르복실산 2무수물, 1,4-부탄디올디비닐에테르, 테트라에톡시실란, 올리고실리케이트, 예컨대 메타실리케이트, 또는 실세퀴옥산, 유기실란, 예컨대 비스(트리에톡시실릴)메탄, 비스(트리에톡시실릴)에탄, 비스(트리에톡시실릴)프로판, 비스(트리에톡시실릴)부탄, 메틸 트리에톡시실란, 에틸 트리에톡시실란, 및 프로필 트리에톡시실란이 있다.
중합체 프레임워크는 나노구조체의 중심부의 골격을 구성한다. 중합 공정의 랜덤한 성질은 그 물질이 많은 유사한 그러나 대부분의 경우에 동일하지는 않은 분지화 패턴, 가교결합 위치 및 분자량의 혼합물이 되게 함을 당업자라면 자각하고 있다.
본 발명에 따른 중심부의 중합체 프레임워크의 맥락에서 "분지화된"이라는 용어는 조성이 통상적인 덴드리머(dendrimer)로부터 그다지 먼 것은 아니지만 덜 규칙적인 아키텍처(architecture) 및 흔히 더 낮은 분지화도(degree of branching)를 나타내는 중합체 물질을 나타낸다. 분자는 다수의 분지를 갖는 프랙탈(fractal) 구조를 갖는다. 분자는 전통적인 덴드리머에서 필요한 단계적 반응 및 정제의 지루한 단계 없이 원포트(one-pot) 합성법에서 생성된다 (문헌[Peleshanko, S. and Tsukruk, V. V., Prog. Polym. Sci. 2008, 33:523]). 상기 용어는 소위 다중 분지화 중합체 프레임워크 및 소위 과다분지화 중합체 프레임워크 둘 모두를 포함한다. 그러나 본 발명에 따른 기준은 분지화 중합체 프레임워크가 단량체 잔기를 포함하고, 여기서 분지점의 개수는 단량체 잔기의 개수의 30% 이상이라는 것이다.
"킬레이팅 기"라는 용어는 양으로 하전된 이온의 정전기적 결합에서 물과 성공적으로 경쟁하는 능력을 갖는 화학적 기(chemical group)를 나타낸다. 단일 킬레이팅 기는 매우 강하게 결합하지는 않지만 이들 중 몇몇이 양으로 하전된 이온을 둘러싸는 경우, 결합의 상승적 강화가 일어난다. 이것이 킬레이트화로 불리운다.
"킬레이트화를 허용하는 방식으로 배열된"이라는 표현은 양으로 하전된 이온의 결합의 상승적 강화가 일어날 수 있도록 상기에 정의된 다수의 킬레이팅 기가 배열됨을 의미한다. 이것은 통계학적 수단에 의해; 다수의 킬레이팅 기가 이들 중 적어도 몇 개가 근접한 상태로 있어서 이들이 동일한 양으로 하전된 이온에 결합할 수 있는 그러한 밀도로 랜덤 중합체 내에 혼입되는 경우에 의해; 또는 킬레이팅 기들이 이미 근접한 상태로 있는 사전 형성된 단위를 혼입시킴으로써 수득될 수 있다. 후자의 일례로는 잘 알려진 킬레이팅제 DOTA가 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "공유적으로 부착된", "공유적으로 연결된" 및 "공유 결합된"이라는 용어는 동의어이며, 이의 의미는 당업자에게 잘 알려져 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "독립적으로 선택되는"이라는 용어는 그 용어 앞에 언급된 상이한 구성 요소들 각각이 다른 언급된 구성 요소들의 선택과는 독립적으로 또는 별도로 그 용어 전에 뒤따르는 군으로부터 선택됨을 의미한다.
"제미날(geminal) 비스포스포네이트 기"라는 용어는 2개의 포스포네이트 기가 1개의 탄소 원자에 의해 분리된 것을 나타내며, 즉, 포스포네이트 기들이 동일 탄소 원자에 결합되어 있다. 그러한 제미날 비스포스포네이트 기를 포함하는 화합물은 흔히 1,1-비스포스포네이트 (또는 1,1-디포스포네이트)로 칭해진다. 제미날 비스포스포네이트 기에서의 포스포네이트 기는 치환될 수 있다. 일부 실시 양태에서, 포스포네이트 기 각각은 화학식 -P=O(OR1)(OR2)를 가지며, 여기서, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
"방사성 핵종"이라는 용어는 방사성으로 분해되어 α, β 및/또는 γ 방사선을 방출하는 화학 원소의 불안정한 형태를 나타낸다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종"이라는 표현은 악티늄-225 (225Ac); 구리-62 (62Cu); 구리-64 (64Cu); 구리-67 (67Cu); 갈륨-67 (67Ga); 갈륨-68 (68Ga); 홀뮴-166 (166Ho); 인듐-111 (111In); 납-212 (212Pb); 루테튬-177 (177Lu); 라듐-223 (223Ra); 레늄-186 (186Re); 레늄-188 (188Re); 루비듐-82 (82Rb); 사마륨-153 (153Sm); 스트론튬-89 (89Sr); 테크네튬-99m (99mTc3 +); 탈륨-201 (201Tl); 토륨-227 (227Th); 이트륨-86 (86Y); 이트륨-90 (90Y); 및 지르코늄-89 (89Zr)을 나타낸다. "영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종"이라는 표현은 상기 방사성 핵종 중 2가지 이상의 조합을 또한 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "영상화를 위한 방사성 핵종"이라는 표현은 구리-62 (62Cu); 구리-67 (67Cu); 갈륨-67 (67Ga); 갈륨-68 (68Ga); 인듐-111 (111In); 루테튬-177 (177Lu); 레늄-186 (186Re); 루비듐-82 (82Rb): 테크네튬-99m (99mTc3 +); 탈륨-201 (201Tl); 이트륨-86 (86Y) 및 지르코늄-89 (89Zr)을 나타낸다. "영상화를 위한 방사성 핵종"이라는 표현은 상기 방사성 핵종 중 2가지 이상의 조합을 또한 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "PET 영상화를 위한 방사성 핵종"이라는 표현은 구리-62 (62Cu); 갈륨-68 (68Ga); 루비듐-82 (82Rb); 이트륨-86 (86Y) 및 지르코늄-89 (89Zr)을 포함한다. "PET 영상화를 위한 방사성 핵종"이라는 표현은 상기 방사성 핵종 중 2가지 이상의 조합을 또한 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "SPECT 영상화를 위한 방사성 핵종"이라는 표현은 갈륨-67 (67Ga); 인듐-111 (111In); 테크네튬-99m (99mTc3 +) 및 탈륨-201 (201Tl)을 나타낸다. "SPECT 영상화를 위한 방사성 핵종"이라는 표현은 상기 방사성 핵종 중 2가지 이상의 조합을 또한 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "방사선 요법을 위한 방사성 핵종"이라는 표현은 악티늄-225 (225Ac); 구리-64 (64Cu); 구리-67 (67Cu); 홀뮴-166 (166Ho); 납-212 (212Pb); 루테튬-177 (177Lu); 라듐-223 (223Ra); 레늄-186 (186Re); 레늄-188 (188Re); 사마륨-153 (153Sm); 스트론튬-89 (89Sr); 토륨-227 (227Th) 및 이트륨-90 (90Y)을 나타낸다. "방사선 요법을 위한 방사성 핵종"이라는 표현은 상기 방사성 핵종 중 2가지 이상의 조합을 또한 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "PET 영상화 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종"이라는 표현은 악티늄-225 (225Ac); 구리-62 (62Cu); 구리-64 (64Cu); 구리-67 (67Cu); 갈륨-68 (68Ga); 홀뮴-166 (166Ho); 납-212 (212Pb); 루테튬-177 (177Lu); 라듐-223 (223Ra); 레늄-186 (186Re); 레늄-188 (188Re); 루비듐-82 (82Rb); 사마륨-153 (153Sm); 스트론튬-89 (89Sr); 토륨-227 (227Th); 이트륨-90 (90Y) 및 지르코늄-89 (89Zr)를 나타낸다. "PET 영상화 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종"이라는 표현은 상기 방사성 핵종 중 2가지 이상의 조합을 또한 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "SPECT 영상화 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종"이라는 표현은 악티늄-225 (225Ac); 구리-64 (64Cu); 구리-67 (67Cu); 갈륨-67 (67Ga); 홀뮴-166 (166Ho); 인듐-111 (111In); 납-212 (212Pb); 루테튬-177 (177Lu); 라듐-223 (223Ra); 레늄-186 (186Re); 레늄-188 (188Re); 사마륨-153 (153Sm); 스트론튬-89 (89Sr); 테크네튬-99m (99mTc3 +); 탈륨-201 (201Tl); 토륨-227 (227Th) 및 이트륨-90 (90Y)을 나타낸다. "SPECT 영상화 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종"이라는 표현은 상기 방사성 핵종 중 2가지 이상의 조합을 또한 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "생체불활성"이라는 용어는 생체적합성 (biocompatible)인, 즉, 포유류 및 포유류 세포에 무해하고 이와 동시에 인간에서, 생체 내에서 1주일 이상의 기간 동안 분해에 대하여 안정한 (10% 미만으로 분해됨) 물질을 나타낸다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "옥시실란"이라는 용어는 1개 이상의 산소 원자가 규소 원자에 부착된 임의의 유기 화합물을 나타낸다. 이의 비제한적 예로는
본원에서 사용되는 바와 같이, "유기실란"이라는 용어는 1개 이상의 탄소-규소 결합(들)을 함유하는 유기 화합물을 나타낸다.
본원에서 "탄화수소" 및 "탄화수소 사슬"이라는 용어는 수소 및 탄소로 이루어진 유기 잔기를 나타내는 데 사용된다. 탄화수소는 완전히 포화될 수 있거나 이것은 1개 이상의 불포화체를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 탄화수소는 1 내지 50개의 임의의 개수의 탄소 원자를 함유할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "알킬"이라는 용어는 직쇄 또는 분지형 탄화수소 사슬의 완전히 포화된 (이중 또는 삼중 결합이 없음) 탄화수소 기를 나타낸다. 알킬 기는 본 발명의 텍스트에서 1 내지 15개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 전형적인 알킬 기는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 삼차 부틸, 펜틸, 헥실 등을 포함하지만, 이로 한정되는 것은 전혀 아니다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "저급 알킬"이라는 용어는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "저급 알코올"이라는 용어는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알코올을 나타낸다.
수치 범위: 본원에서 이것이 사용될 때는 언제든지, 달리 진술되지 않으면, "1 내지 8" 또는 "1-8"과 같은 수치 범위는 주어진 범위 내의 각각의 정수를 나타내며; 예를 들어, "1 내지 8개의 탄소 원자" 및 "1-8개의 탄소 원자"는 당해 알킬 기가 1개의 탄소 원자, 2개의 탄소 원자, 3개의 탄소 원자 등에서 8개 이하의 탄소 원자로 이루어질 수 있음을 의미한다. 그러나, 당업자에게 명백한 일부 예외가 있다. 특히, 본원에서 범위가 몰비, 예컨대 나노구조체에서 P/N 몰비 또는 Si/P 몰비에 대하여, 직경 또는 크기에 대하여, pH에 대하여, 시간 기간에 대하여, 농도에 대하여, 오스몰 농도에 대하여 또는 온도에 대하여 주어질 때는 언제든지, 그 범위는 상한치 및 하한치를 포함하여 그 범위 내에 있는 모든 십진수를 또한 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "알콕시"라는 용어는 화학식 -OR을 나타내며, 여기서, R은 저급 알킬, 예를 들어 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-메틸 에톡시 (이소프로폭시), n-부톡시, 이소-부톡시, sec-부톡시, tert-부톡시, 아밀옥시, 이소-아밀옥시 등이다. 본 발명에 따른 알콕시 기는 임의로 치환될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "아릴"이라는 용어는 완전히 비편재화된 파이-전자 시스템을 갖는 2개 이상의 융합 고리 (즉, 2개의 인접 탄소 원자를 공유하는 고리) 또는 탄소환식 (즉, 전부 탄소) 고리를 나타낸다. 아릴 기의 예는 벤젠, 나프탈렌 및 아줄렌을 포함하지만, 이로 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 아릴 기는 임의로 치환된, 예를 들어 페녹시, 나프탈레닐옥시, 아줄레닐옥시, 안트라세닐옥시, 나프탈레닐티오, 페닐티오 등일 수 있다. 아릴옥시는 임의로 치환될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "아실"이라는 용어는 작용기 RC(=O)-를 나타내며, 이때 R은 유기 잔기이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "콘쥬게이트"라는 용어는 형광 마커(marker), 염료, 스핀-표지(spin-label), 방사성 마커, 펩티드, 생물학적 수용체에 대한 리간드, 킬레이트, 효소 억제제, 효소 기질, 항체 또는 항체 관련 구조체를 나타낸다. 예를 들어, 이 주제에 대한 배경에 대해서는 문헌["Bioconjugate Techniques", Greg T. Hermanson second edition, Elsevier 2008, ISBN 978-0-12-370501-3]을 참조한다.
도 1은 구형 형상을 예시적으로 예시하는 것이다.
도 2는 거리 Dh, Dc 및 Tp를 어떻게 측정하는지를 예시한 나노구조체의 개략도이다.
도 3은 어떻게 랜덤하게 배치된 킬레이팅 기 (대(stalk) 위의 반원)가 상기 중심부 내에 붕포될 수 있고 우연히 다중 하전 양이온의 양호한 결합 부위를 형성할 수 있는지를 예시한다.
도 4는 어떻게 사전 형성된 킬레이터 (대 위의 원)가 상기 중심부 내에 혼입될 수 있는지를 예시한다.
도 5는 백색으로 표시된 중심부 및 흑색으로 표시된 주변부의 공유 결합된 선형 중합체 사슬들을 포함하는 나노구조체를 예시한다.
도 6은 백색으로 표시된 중심부 및 흑색으로 표시된 주변부의 공유 결합된 분지형 중합체 사슬들을 포함하는 나노구조체를 예시한다.
도 7은 백색으로 표시된 중심부 및 흑색으로 표시된 주변부의 공유 결합된 가교결합 중합체 사슬들을 포함하는 나노구조체를 예시한다.
도 8은 나노구조체의 생성에 사용될 수 있는 방법을 개략적으로 예시한 것이다.
도 9는 실록산-관련된 FTIR 피크를 도시하며, 이는 114℃에서의 가열 시간에 대한 피크 강도의 변화를 도시한다.
도 10은 포스포네이트-관련된 FTIR 피크를 도시하며, 이는 114℃에서의 가열 시간에 대한 피크 강도의 변화를 도시한다.
도 11은 PEG-실란 (9-12) 단량체의 FTIR 스펙트럼 (흑색 선) 및 가열된 PEG-실란 (9-12) 단량체의 FTIR 스펙트럼 (흑색 파선)을 도시한다.
도 12는 PEG-실란 단량체의 7시간의 가열 후 정규화된 피크 강도를 도시한다. 상기 피크 강도는 2868 cm-1 (대칭형 CH2 스트레치(stretch)에 기인함)에 대하여 동일 피크 강도를 제공하도록 정규화된다.
도 13은 빈 코팅된 나노입자를 우라닐 아세테이트와 함께 실온에서 24시간 동안 교반시킴으로써 우라닐 아세테이트로 충전된 그리고 130 몰%의 PEG9-12로 코팅된 나노구조체의 TEM 영상이다. 29.2 mM P의 농도의 나노구조체. 10 P/U의 비로 우라닐로 로딩함. pH=2.97. pH를 트리스(Tris) 완충제로 9.07까지 조정함. GPC 체류 시간: 13.11. 알부민 체류 시간: 12.52. DLS dH=6.56±1.78 nm. TEM 영상은 나노구조체가 구형이며 약 6 nm의 직경을 가짐을 보여준다. 나노구조체의 중앙의 짙은 원은 우라닐-로딩된 코어 나노입자에 기인하며, 백색 고리는 PEG 코팅으로 해석된다.
도 2는 거리 Dh, Dc 및 Tp를 어떻게 측정하는지를 예시한 나노구조체의 개략도이다.
도 3은 어떻게 랜덤하게 배치된 킬레이팅 기 (대(stalk) 위의 반원)가 상기 중심부 내에 붕포될 수 있고 우연히 다중 하전 양이온의 양호한 결합 부위를 형성할 수 있는지를 예시한다.
도 4는 어떻게 사전 형성된 킬레이터 (대 위의 원)가 상기 중심부 내에 혼입될 수 있는지를 예시한다.
도 5는 백색으로 표시된 중심부 및 흑색으로 표시된 주변부의 공유 결합된 선형 중합체 사슬들을 포함하는 나노구조체를 예시한다.
도 6은 백색으로 표시된 중심부 및 흑색으로 표시된 주변부의 공유 결합된 분지형 중합체 사슬들을 포함하는 나노구조체를 예시한다.
도 7은 백색으로 표시된 중심부 및 흑색으로 표시된 주변부의 공유 결합된 가교결합 중합체 사슬들을 포함하는 나노구조체를 예시한다.
도 8은 나노구조체의 생성에 사용될 수 있는 방법을 개략적으로 예시한 것이다.
도 9는 실록산-관련된 FTIR 피크를 도시하며, 이는 114℃에서의 가열 시간에 대한 피크 강도의 변화를 도시한다.
도 10은 포스포네이트-관련된 FTIR 피크를 도시하며, 이는 114℃에서의 가열 시간에 대한 피크 강도의 변화를 도시한다.
도 11은 PEG-실란 (9-12) 단량체의 FTIR 스펙트럼 (흑색 선) 및 가열된 PEG-실란 (9-12) 단량체의 FTIR 스펙트럼 (흑색 파선)을 도시한다.
도 12는 PEG-실란 단량체의 7시간의 가열 후 정규화된 피크 강도를 도시한다. 상기 피크 강도는 2868 cm-1 (대칭형 CH2 스트레치(stretch)에 기인함)에 대하여 동일 피크 강도를 제공하도록 정규화된다.
도 13은 빈 코팅된 나노입자를 우라닐 아세테이트와 함께 실온에서 24시간 동안 교반시킴으로써 우라닐 아세테이트로 충전된 그리고 130 몰%의 PEG9-12로 코팅된 나노구조체의 TEM 영상이다. 29.2 mM P의 농도의 나노구조체. 10 P/U의 비로 우라닐로 로딩함. pH=2.97. pH를 트리스(Tris) 완충제로 9.07까지 조정함. GPC 체류 시간: 13.11. 알부민 체류 시간: 12.52. DLS dH=6.56±1.78 nm. TEM 영상은 나노구조체가 구형이며 약 6 nm의 직경을 가짐을 보여준다. 나노구조체의 중앙의 짙은 원은 우라닐-로딩된 코어 나노입자에 기인하며, 백색 고리는 PEG 코팅으로 해석된다.
본 발명의 첫 번째 주요 측면은 8 내지 100 nm, 또는 8 내지 50 nm, 또는 8 내지 20 nm와 같이, 몇 나노미터 내지 수 나노미터의 크기 범위인, 상기에 기술된 바와 같이 정의되고 측정되는 유체역학적 직경 Dh를 갖는 구형 구조체를 다루며, 이는 이제부터 나노구조체로 칭해진다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 100 nm이다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 50 nm이다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 20 nm이다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 비제한적 예로는 정맥내 조영제 및/또는 방사선 요법제로서 사용하기 위한 조성물에서의 사용이 있으며, 나노구조체의 평균 유체역학적 직경은 8 내지 100 nm, 또는 8 내지 50 nm, 또는 8 내지 20 nm이다.
상기 나노구조체는 일반적으로 복수의 상기 나노구조체로서 제조되고/되거나 사용된다.
본 발명의 나노구조체를 포함하는 조성물은 항상 복수의 상기 나노구조체를 포함할 것이며, 본 조성물은 평균 직경, 분자량, 단분산 지수, 밀도, 농도 또는 크기 측정치, 예컨대 당해 분자량에 대하여 공칭 컷오프(cut-off) 값을 갖는 특정한 보정된 필터를 통과하는 백분율과 같은 그러나 이로 한정되는 것은 아닌 통계학적 측정치에 의해 특성화될 수 있다.
본 발명의 나노구조체의 유용한 크기 범위는 인간과 같은 유기체의 신장의 생리학적 특성에 의해 아래로부터 제한된다. 8 nm보다 더 큰 유체역학적 직경을 갖는 조밀(compact) 구조체는 무시해도 되는 신장을 통한 배설성을 가지며, 따라서 예를 들어 정맥내 주사에 의한 투여 후 혈류에서의 장시간 순환의 잠재력을 갖는다 (문헌[Venturoli and Rippe, American Journal of Physiology, 2005, 288]). 장시간 순환의 특성은 본 발명의 네 번째 측면에 본 발명의 다섯 번째 측면에서 하기에 기술된 바와 같이, 유기체의 체내에서 혈류로부터 종양 조직 내로 침투할 필요성에 의해 맞추어진다. 종양 조직으로의 페이로드(payload)의 전달을 위한 다양한 마이크로- 및 나노-구성물에 대한 광대한 문헌이 있지만, 본 발명자는 이러한 목적을 위하여 작은 엔티티를 사용하는 것이 더 유리함을 밝혀냈으며, 그 이유는 조직에서의 확산 저항성이 높고 100 nm 초과의 직경의 엔티티의 경우 이것은 종양으로 국소 전달되는 용량이 본 발명의 다섯 번째 측면에서 유용하기에는 너무 적어지게 하기에 충분히 높기 때문이다.
본 발명의 주요 요지는 방사성 동위원소의 종양으로의 선택적 전달을 위하여 EPR 효과에 의존적이지만, 특정한 장애가 극복된다면 본 발명의 나노구조체의 특이적 표적화를 이용하는 것이 고려될 수 있다. 오늘날 나노캐리어의 특이적 종양 표적화는 예를 들어 종양 특이적 표적의 상대적으로 낮은 그리고 불균일한 발현과, 비-발암성 세포 상에서의 표적 단백질의 발현으로 인한 전신 독성의 위험에 관련된 이유로 인하여 문제가 있으며, 당해 분야는 빠른 발달 하에 있다. 따라서, 미래에는 본 발명의 나노구조체 내로의 특정 종양-표적화 그룹의 도입이 건강한 조직에 대한 부작용은 감소시키면서 항-종양 치료 활성 및 영상화 효능 둘 모두를 향상시킬 수 있다고 구상할 수 있다. 그러한 구상가능한 종양-표적화 그룹은 펩티드, 펩토이드, 단백질, 항체, DNA 프래그먼트, RNA 프래그먼트 및 PNA 프래그먼트를 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 나노구조체는 중심부 및 중심부에 부착되어 중심부를 둘러싸고 있는 주변부를 갖는다. 중심부 및 주변부는 상기 나노구조체의 전체를 구성한다. 중심부는 그의 일반적인 형상이 구형이지만, 중심부와 주변부 사이의 계면은 회선상일 수 있다. 중심부의 직경 (Dc) 및 주변부의 두께 (Tp)는 상기에 기술된 바와 같이 전체 직경에 대한 그의 상대적인 기여도를 기반으로 하여 계산될 수 있다.
현실적으로, 이것은 중심부를 둘러싸고 있는 주변부의 1 nm 이상의 두께를 차지하여 나노구조체가 생체불활성이 되게 하며, 주변부는 중심부의 모든 면에 존재하기 때문에 이것은 전체 직경에 두 배로 기여할 것이고, 따라서
Dh = Dc + 2Tp (방정식 1)
Tp = (Dh-Dc)/2 (방정식 2)
어떻게 Dh, Dc 및 Tp를 측정하는지가 도 2에 도시되어 있다.
본 발명은 8 내지 100 nm의 전체 유체역학적 직경을 갖는 나노구조체를 다루기 때문에, 중심부의 적합한 계산된 크기는 6 내지 90 nm 또는 6 내지 45 nm 또는 6 내지 15 nm이며, 주변부의 두께 (Tp)의 적합한 범위는 방정식 2를 따른다.
일부 실시 양태에서, 상기 유체역학적 직경, Dh는 8 내지 20 nm이며, 중심부의 계산된 직경, Dc는 6 내지 15 nm이고, 주변부의 두께는 1 내지 2.5 nm이다.
본 발명의 다섯 번째 측면에서 유용하기 위해서는, 주변부는 중심부를 덮어서 중심부가 생물학적 시스템과 상호반응하지 않게 하여야 한다. 이러한 커버리지 (coverage)를 얻는 데 사용되는 기술적 해법에 따라, 이러한 필요 조건은 상이한 방식으로 정량적으로 설명될 수 있다.
상기 주변부가 상기 중심부의 표면으로부터 밖으로 뻗어 나오는, A-(O-CH2CH2)mOR9 기 (여기서, A, m, 및 R9는 하기에 정의된 바와 같음)와 같은 선형 중합체를 포함하는 경우, 0.1 내지 3 μmol/m2 또는 0.5 내지 2 μmol/m2의 표면 밀도가 적합하다. 이 맥락에서 언급되는 표면적은 상기 중심부와 상기 주변부 사이의 계면의 면적이다.
일부 실시 양태에서, 상기 주변부는 A-(O-CH2CH2)mOR9가 상기 중심부에 0.5 내지 2 μmol/m2의 표면 밀도로 공유 결합된 것을 포함한다.
상기 주변부가 분지형 중합체 잔기를 포함하는 경우, 각각의 개별 분지형 중합체의 분지의 수로 나누는 것을 제외하고는 표면 밀도의 동일한 범위가 적용되며 따라서 예를 들어 표면에 공유 결합된 중합체들 (각각은 1개의 지점에서 분지되며, 이후에는 2-분지된 중합체로 칭해짐)를 포함하는 주변부에 있어서 0.05 내지 1.5 μmol/m2 또는 0.25 내지 1.0 μmol/m2가 적합하다. 유사한 맥락에서, 표면에 공유 결합된 n-분지된 중합체를 포함하는 주변부의 경우에, 0.1/n 내지 3/n μmol/m2 또는 0.5/n 내지 2.0/n μmol/m2의 표면 밀도가 적합하다.
상기 주변부가 가교결합된 중합체를 포함하는 경우, 상기와 같이 상기 주변부의 표면 밀도를 진술하는 것은 적합하지 않으며, 오히려 요건으로서 상기 주변부가 중심부를 덮고 상기 주변부의 두께가 어떠한 곳에서도 1 nm 미만이 아니다.
주변부의 표면 밀도는 일반적으로 직접적으로 측정가능한 것이 아니며, 다른 파라미터로부터 계산되어야 한다. 흔히, 이것은 당업자에게 잘 알려진 방법에 따라, 전체 유체역학적 직경에 대한 데이터, 중심부의 계산된 크기 및 중심부의 밀도 또는 주변부의 밀도 및 조성으로부터 계산되어야 한다.
상기 중심부는 다수의 킬레이팅 기를 포함하는 또는 이로 꾸며진 가교결합된 및/또는 분지된 중합체 프레임워크를 포함한다. 상기 중합체 프레임워크는 단일 단량체의 단독중합체 또는 2가지 이상의 상이한 단량체들의 공중합체일 수 있다. 본 발명은 캐스케이드(cascade) 중합체, 예컨대 덴드리머 또는 아보롤(arborol), 또는 거대분자, 예컨대 단백질 (이들 모두는 본질적으로 모든 분자 엔티티가 동일한 분자적으로 잘 규정된 구조체임)과는 대조적으로, 랜덤 중합체를 포함하는 중심부를 다룬다. 이러한 접근법의 강점은, 잘 규정된 분자 엔티티를 갖는 상기 중심부에 있어서 6 nm의 요망되는 최소 크기에 도달하는 것이 가능하지만 그렇게 하는 것이 매우 많은 돈이 들고 번거롭다는 것이다. 일례로는 공급처에 따르면 8.1 nm의 유체역학적 직경을 갖고 100 mg의 연구용 샘플의 경우 가격이 대략 $7850인 덴드리머 PAMAM-G7이 있다. 본 발명의 랜덤 중합체에 있어서 전형적인 재료 원가는 이의 1% 미만이다. 구매가능한 것으로 보이는 가장 큰 덴드리머는 PAMAM-G10이며, 이것은 13.5 nm의 유체역학적 직경을 가져서 본 발명에 따른 나노구조체의 상기 중심부의 6 내지 90 nm의 요망되는 크기 범위의 단지 더 낮은 부분에 도달한다고 한다.
본 발명에 따른 중합체 프레임워크는 중합체 화학에 대한 임의의 책 (예를 들어, 문헌[Fried, "Polymer Science and Technology" Prentice Hall 1995])에서 발견될 수 있는 바와 같이 다수의 잘 알려진 단량체로부터 구성될 수 있다. 일부의 비제한적 예로는 폴리알켄, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리디메틸실록산 (실리콘), 폴리유기실란, 폴리아민, 예컨대 폴리에틸렌이민, 또는 탄수화물; 특히 고도로 분지되거나 가교결합된 구조체가 있다.
일부 실시 양태에서, 상기 중합체 프레임워크는 폴리에틸렌으로부터 유도된다.
일부 실시 양태에서, 상기 중합체 프레임워크는 폴리스티렌으로부터 유도된다.
일부 실시 양태에서, 상기 중합체 프레임워크는 폴리아크릴산으로부터 유도된다.
상기 중심부의 중합도 (단량체 잔기의 평균 개수)는 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 공정 파라미터를 조작함으로써 요망되는 크기의 생성물을 생성하도록 조정된다. 중합도에 의해 크기를 설명하는 것이 유체역학적 직경보다 덜 유용하지만, 이것은 구조체를 개념화하는 또 다른 방식이다. 범위는 제한하는 것으로서 포함되는 것이 아니라 오히려 참고로서 포함된다. 예를 들어, 1 g/ml에 가까운 밀도를 갖는 중합체에 있어서, 전형적인 중합도는 100 내지 2 000 000개의 단량체의 범위이다.
상기 중합체 프레임워크들 중 2가지, 3가지 또는 몇 가지를 임의의 화학적으로 양립가능한 단량체 조합으로, 중합 전에 단량체들을 혼합함으로써 또는 하나의 중합체를 또 다른 것에 그래프팅(grafting)시킴으로써 혼합하는 것이 구상가능하다.
네트워크 구조를 갖는 중합체 프레임워크를 성취하는 하나의 확립된 방법은 중합 공정에서 2작용성 또는 다작용성 단량체의 일부의 혼입을 통하여 가교결합체를 도입함에 의한 것이다. 본 발명에서 사용되는 높은 가교결합도 및/또는 분지화도의 강점은 상기 중심부가 강성이 되게 하고 다양한 염 농도의 매질에서 팽윤 경향이 더 적어지게 한다는 것이다. 팽윤은 당해 물질이 조직에서 확산되는 능력에 영향을 주며, 또한 많은 경우에, 예컨대 킬레이팅 기가 중합체 내에서 랜덤하게 분포되는 것에서 당해 물질이 상기 다중 하전 양이온을 킬레이팅시키는 능력의 바람직하지 않은 저하를 초래한다. 전형적인 가교결합제의 비제한적 목록으로는 N,N'-메틸렌비스(아크릴아미드), 에피클로로히드린, 디비닐벤젠, 1,3-디비닐테트라-메틸디실록산, 1,3-페닐렌디이소시아네이트, 3,3'-비페닐테트라카르복실산 2무수물, 비스(트리메톡시실릴)메탄, 비스(트리메톡시실릴)에탄, 및 1,4-부탄디올디비닐에테르가 있다.
본 발명의 상기 중심부의 상기 중합체의 가교결합도 또는 분지화도는 단량체당 평균 1개 초과의 가교결합체, 즉, >100%의 가교결합 또는 분지화; 또는 50%의 가교결합 또는 분지화; 또는 30%의 가교결합과 같이 랜덤 중합체에 있어서 대단히 높다. 심지어 300 내지 400%, 또는 600%보다 작지만 이에 가까운 그러한 높은 정도가 본 발명의 일부 중합체 프레임워크에 대하여 고려될 수 있다. 심지어 가교결합 또는 분지화 잠재성을 갖는 단량체가 상기 중심부를 생성하는 데 사용되는 단량체로서 사용되는 경우에도, 상기 잠재성 전부가 실제로 충족되는 것은 아니어서 가교결합 또는 분지화 잠재성을 갖는 일부 잔기는 상기 중심부의 구조 내에 남아 있음이 당업자에게 명백하다. 중합체 문헌에서, 가교결합도가 가교결합에 있어서 실제적인지, 달성되는지 잠재적인지는 흔히 진술되어 있지 않다, 본 발명에서, 가교결합의 잠재성의 경우 "첨가되는 가교결합제의%", 그리고 실제 측정된 값의 경우 "달성된 가교결합%"를 명백하게 진술함으로써 어떠한 경우를 본 발명자가 지칭하는지가 진술되어 있다.
일부 실시 양태에서, 상기 중심부는 첨가되는 가교결합제의 600%에 상응하는 단량체에서 가교결합 잠재성을 갖는 6개의 기가 있는 단독중합체를 포함하며, 기들 중 2 내지 5개는 실제로 가교결합체를 형성하며, 이는 200% 내지 500%의 가교결합이 달성된 것에 상응한다.
일부 실시 양태에서, 부가되는 가교결합제의 백분율은 30% 내지 100%이다.
일부 실시 양태에서, 달성되는 가교결합도는 30% 내지 100%이다.
일부 실시 양태에서, 달성되는 분지화도는 30% 내지 100%이다.
일부 실시 양태에서, 달성되는 가교결합도는 200% 내지 400%이다.
일부 실시 양태에서, 부가되는 가교결합제의 백분율은 500% 내지 600%이다.
본 발명의 일부 실시 양태에 유리할 수 있는 하나의 특별한 프레임워크는 트리알콕시유기실란 R12-Si(OR13)3의 축합 중합에 의해 형성되며, 이때 R12는 H 또는 유기 잔기이고, R13은 독립적으로 저급 알킬 또는 아릴이다. 그러한 프레임워크는 고도로 극성인 특성을 가지며, 따라서 물과 양립가능하고, 가교결합도는 생성 동안 공정 파라미터에 의해 제어될 수 있다. 1개 초과의 트리알콕시실릴 기가 존재하는 단량체를 사용하는 것이 유리할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 2개의 알콕시실란 기가 단량체에 존재한다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 상기 알콕시실란들은 1 내지 10개의 탄소 원자 또는 3 내지 9개의 탄소 원자에 의해 분리된다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 상기 알콕시실란들은 7개의 탄소 원자에 의해 분리된다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 2개의 포스포네이트 기는 기 R12의 일부이다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 상기 2개의 실란은 7개의 탄소 원자에 의해 분리되며, 2개의 포스포네이트 기는 기 R12의 일부이다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 상기 실란은 하기 일반 구조를 갖는다:
여기서, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
R14, R15, R16, R17, R18, 및 R19는 저급 알킬 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
n =1 내지 5이다.
일부 실시 양태에서, 상기 단량체 잔기는 구조식 (R3O)(R4O)(R5O)Si-(CH2)n C(P=O(OR1)(OR2))2-(CH2)n-Si(OR6)(OR7)(OR8)을 갖는 단량체 잔기를 포함하며, 여기서, R3, R4, R5, R6, R7, 및 R8은 음전하, H, 저급 알킬 및 중합체 프레임워크에의 결합으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고, n=1 내지 5이며, 상기 단량체 잔기는 -O-Si 결합에 의해 상기 중합체 프레임워크 내에 혼입되고, 규소 원자는 상기 구조식 내의 규소 원자이다.
중합 쪽으로의 상기 단량체에서의 트리알콕시 실란의 반응성은 R14-19 기의 아이덴티티(identity)에 의해 달라진다. 본 발명자는 이것이 생성 동안의 분자 크기의 제어에 있어서 결정적인 요인임을 밝혀냈으며, 메틸 및 에틸, 특히 후자가 본 발명의 구조체를 생성하는 데 적합함을 밝혀냈지만, 임의의 다른 저급 알킬 기, 아릴, 실릴 아미드, 아실, 실릴플루오라이드 또는 실릴클로라이드를 사용하는 것이 구상가능하다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 상기 단량체에서 R14-19는 에틸 기이다.
트리알콕시실란들이 Si-O-Si 결합을 통하여 서로에게 결합될 수 있는 많은 상이한 방법이 있다. 이량체형 구조 요소와, 선형, 분지형 및 환형이 공지되어 있다 (문헌[Fessenden and Fessenden, "Trends in Organosilicon Biological Research; Advances in Organometallic Chemistry, 1980, 18]). 또한 다양한 크기의 규소-산소 케이지(cage) 구조가 문헌에 잘 알려져 있으며 (문헌[Hanssen, Eur. J. Inorg. Chem, 2004, 675]) 알콕시 잔기 또는 유리 실라놀 기가 또한 상이한 정도로 존재할 수 있다. 그러한 구조에 존재할 수 있는 일부 구조 요소로는, 한정하는 것으로 해석되어서는 안되지만,
분지화 구조는 단량체 내에 1개 초과의 반응성 위치를 가짐으로써 형성될 수 있다 (문헌[Peleshanko and Tsukruk, Prog. Polym. Sci. 2008, 33]).
일부 실시 양태에서, 상기 중합체 프레임워크는 분지형 단량체 잔기를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 상기 중합체 프레임워크는 1개 초과의 다른 단량체에 말단 결합된 단량체 잔기를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 상기 중합체 프레임워크는 폴리에틸렌이민, 개질된 폴리에틸렌이민, 과다분지형 폴리올, 및 과다분지형 트리아진으로 이루어진 군으로부터 선택되는 분지형 중합체 프레임워크를 포함한다.
분지형 랜덤 중합체의 잘 알려진 예로는 아지리딘의 중합에 의해 형성된 폴리에틸렌이민이 있다. 폴리에틸렌이민은 일차, 이차 및 삼차 아미노 기의 조합을 포함하며, 이것은 하기 도식에 나타낸 바와 같이 분지화 랜덤 구조를 갖는다. 도시된 정확한 구조는 단지 전형적인 것으로서 이해되어야 하며 본 발명을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명에 있어서 결정적인 킬레이팅 기, 예컨대 비스포스포네이트는 하기에 부연되는 바와 같이 일차 및/또는 이차 아미노 기에 부착될 수 있다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 상기 중합체 프레임워크는 폴리에틸렌이민이다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 상기 중합체 프레임워크는 분지화도가 40 내지 60%인 폴리에틸렌이민이다.
하기에 전형적인 폴리에틸렌 이민의 구조적 프래그먼트가 도시되어 있으며, 여기서, 대시 기호로 된(dashed) 결합은 중합체 네트워크가 계속됨을 나타낸다:
본 발명의 일부 실시 양태에 유리할 수 있는 구조의 비제한적 예로는 상기 중심부가 -COOR1, -P=O(OR1)(OR2), 및 -S(=O)2OR1로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 킬레이팅 기로 꾸며진 폴리에틸렌이민을 기반으로 하는 분지형 중합체 프레임워크를 포함하는 것이며, 여기서, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. 카르복실레이트의 형태의 킬레이팅 기의 유용한 도입 방법은 하기 도식 1에 예시된 바와 같이 아미드 결합을 통하여 DOTA 킬레이터를 도입하는 것이다.
폴리에틸렌이민을 기반으로 하는 나노구조체의 생체불활성 특성을 추가로 최적화하기 위하여, 다수의 음으로 하전된 기, 예컨대 카르복실레이트가 생리학적 pH에서 중성인 전체 나노구조체를 만들도록 도입될 수 있다. 이를 행하는 확립된 방법으로는 숙신산 무수물을 이용한 처리를 통하여 카르복실레이트를 도입하는 것이 있다 (문헌[Wen et al. J. Appl. Polym. Sci. 2013, 3807]).
하기에 추가로 부연되는 상기 주변부는 상기 중심부의 외측 부분에 공유적으로 부착된 다수의 폴리에틸렌 글리콜 잔기를 포함한다. 상기 부착은 당업자에게 잘 알려진 바와 같이 많은 형태를 취할 수 있다. 이 주제에 대한 배경에 대해서는 예를 들어 문헌[Hermanson, 2nd ed., Bioconjugate Techniques, Greg T. Elsevier 2008]을 참조한다. 상기 폴리에틸렌글리콜 잔기를 상기 중심부에 결합시키는 일부의 특정한 방법으로는
분지화 및 가교결합 구조 사이의 임의의 믹스가 본 발명에서 고려되는 응용에 또한 유용하다. 비제한적 예로는 글루타르알데히드의 부가에 의해 가교결합되는 과다분지형 폴리에틸렌이민이 있다.
상기 킬레이팅 기 중, 1개 이상의 다중 하전 양이온의 킬레이트화를 허용하는 방식으로 배열된 4개 이상의 킬레이팅 기가 각각의 나노구조체에 있다. 4개 이상의 킬레이팅 기는 다중 하전 양이온의 킬레이팅에 이미 유리한 사전 조직화된 (pre-organized) 공유 결합 단위를 형성하고, 그 사이에 임의로 스페이서(spacer) 기를 포함하는 1개 이상의 공유 결합을 통해 중합체 프레임워크에 부착될 수 있거나 (도 4 참조); 상기 킬레이팅 기는 상기 중심부를 관통하여 랜덤하게 분포될 수 있고, 상기 다중 하전 양이온의 킬레이팅을 허용하는 방식으로 그 자신을 배열하기 위한 기회에 의존적일 수 있다 (도 3 참조). 기회에 의존적일 때, 킬레이팅 능력을 갖는 킬레이팅 기의 클러스터(cluster)를 형성하는 합리적인 확률을 얻기 위하여 중심부에 많은 과량의 킬레이팅 기를 혼입하는 것이 필요하다.
본 발명자는 킬레이팅 기, 예컨대 비스포스포네이트 구조 R3R4C(P=O(OR1 )(OR2))2 (여기서, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택됨)가 중합체 프레임워크 내에 혼입되어 다중 하전 양이온에의 결합이 허용될 때, 상기 킬레이팅 기는 상기 양이온에 강하게 결합함을 발견하였다.
포스포네이트 기는 전적으로 그의 에스테르 형태로 존재하거나, 그의 산 형태로 완전히 또는 부분적으로 가수분해되고, 후속적으로, 주변 매질의 pH 값에 따라 부분적인 정도 내지 완전한 정도의 어떤 정도까지 이온화되거나 이의 임의의 조합일 수 있다. 상기 포스포네이트 기를 포함하는 나노구조체는 중성 또는 염기성 pH에서 상기 다가 양이온에 가장 잘 결합한다. 이는, 금속 이온의 결합에서 중요한 역할을 하는 것은 적어도 부분적으로 또는 때때로 또는 심지어 완전히, 가수분해된 포스포네이트의 음이온 형태임을 나타낸다. 포스포네이트 에스테르 또는 산뿐만 아니라 포스포닉 아미드도 당해 재료의 일부로서 고려되거나 출발 재료로서 사용되는 것이 고려될 수 있다.
킬레이팅 기의 개수는 상기 중심부에서의 단량체 잔기의 개수에 의해 결정되는 단지 4개 내지 많은 개수의 범위일 수 있다. 표 1에는 상기 중심부가 다양한 크기를 가질 때 얼마나 많은 단량체 및 그에 따라 얼마나 많은 킬레이팅 기가 상기 중심부 내에 현실적으로 패킹될(packed)수 있는지에 대한 비제한적 예가 예시되어 있다. 간단함을 위하여, 단량체 프래그먼트의 전형적인 분자량의 비제한적 예는 200 g/mol로서 선택되었으며, 가상 재료의 밀도는 1 g/ml로 설정하였다.
사전 조직화된 기가 상기 중합체 네트워크에 결합될 때, 이것은 매우 많은 수의 공지된 킬레이팅 기 (가장 잘 알려진 것은 EDTA, DTPA 및 DOTA임)로부터 선택될 수 있지만, 예를 들어 문헌[Wadas et al., Chem. Rev. 2010, 110]의 도 2 및 도 3에는 본 발명에 유용한 다수의 사전 조직화된 킬레이터가 예시되어 있다. 이들 중 다수는 당업자에게 명백한 방식으로 상기 중합체 프레임워크에 공유 결합될 수 있다. 킬레이팅에 유리한 공유 결합 단위의 특정한 비제한적 예로는 잘 알려진 킬레이터인 DOTA가 있는데, 이것은 아미드 결합을 통하여 중합체 네트워크에 공유 결합될 수 있으며, 이는 하기에 예시된 바와 같고, 여기서, R은 상기 중심부이다:
일부 실시 양태에서, 아미드 결합을 통하여 중합체 네트워크에 부착되는 DOTA가 킬레이팅에 유리한 상기 공유 결합 단위로서 사용된다.
상기 킬레이팅 기가 중심부에 랜덤하게 분포될 때, 산성 기, 예컨대 카르복실레이트, 포스페이트, 포스포네이트 또는 술포네이트가 유용하다.
일부 실시 양태에서, 상기 킬레이팅 기는 -COOR1, -P=O(OR1)(OR2), 및 - S(=0)20R1로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며, 여기서, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
일부 실시 양태에서, 상기 킬레이팅 기는 제미날 비스포스포네이트 기를 포함하며, 여기서, 상기 제미날 포스포네이트 기는 서로 독립적으로 >C(P=O(OR1)(OR2))2로서 혼입되며,
여기서, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
>C는 상기 중심부의 상기 가교결합된 또는 분지형의 중합체 프레임워크에 연결되거나, 상기 중심부의 상기 가교결합된, 분지된 또는 분지된 중합체 프레임워크의 일부를 형성하는 탄소 원자를 나타낸다.
상기 킬레이팅 기를 폴리아크릴레이트 프레임워크 내에 혼입시킬 때, 상기 킬레이팅 기를 짧은 링커(linker)를 통하여 아미드 질소에 부착시키는 것이 구상가능하다. 그러한 물질로부터의 구조적 프래그먼트의 전형적인 그러나 비제한적인 예로는 하기 구조가 있으며, 이때 R1 및 R2는 본 텍스트에서 더 일찍 정의된 바와 같고, n은 1 내지 5이며, 대시 기호로 된 결합은 그 프래그먼트가 중합체에 속함을 나타낸다. 비스포스포네이트를 직접적으로 탄소 골격에 부착시키는 것이 또한 구상가능하다:
다중방향족, 예컨대 폴리스티렌 또는 폴리비닐피리딘을 기반으로 하는 프레임워크가 또한 구상될 수 있다. 그 후, 킬레이팅 기, 예컨대 비스포스포네이트가 방향족 시스템에 부착된다. 폴리아미드, 예컨대 폴리비닐피롤리디논이 또한 구상가능하다.
일부 실시 양태에서, 상기 킬레이팅 기는 다수의 포스포네이트 기 -P=O(OR1)(OR2)를 포함하며, 여기서, R1 및 R2는 음전하, H, 알킬 또는 아릴로부터 독립적으로 선택된다. R1 또는 R2 중 적어도 하나가 H일 때, 생성된 포스폰산은 pH 의존적인 정도로 이온화된다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, R1 및 R2는 독립적으로 음전하, H 또는 메틸이다.
일부 실시 양태에서, 상기 포스포네이트 기는 1,1-비스포스포네이트로도 칭해지는 제미날 비스포스포네이트로서 쌍으로 혼입된다.
비스포스포네이트 기를 분리하는 탄소 원자, 즉, 개재 탄소 원자에 대하여, 중합체 프레임워크에 대한 1개 이상의 결합이 존재한다. 특히 관심 있는 것은 (R20R21C(P=O(OR1)(OR2))2 타입의 구조이며, 여기서, R1 및 R2는 H 또는 알킬 또는 아릴로부터 독립적으로 선택되고, R20 및 R21 중 적어도 하나는 당해 재료의 중합체 프레임워크에 연결될 수 있는 기이다. R20과 R21 중 단지 하나가 그러한 기일 경우, 나머지 기는 H, OH, OR22 (이때 R22는 저급 알킬임) 또는 저급 알킬로부터 선택된다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, R20은 -(CH2)nCO- (이때 카르보닐 기는 중합체 프레임워크에 대한 결합을 형성함)이며, R21은 H 또는 OH이고, n=1 내지 5이다. 이러한 실시 양태 중 일부에서, n=1이다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, R20 및 R21은 독립적으로 -(CH2)n-SiO3이며, 여기서, n=1 내지 5이고, 실란은 Si-O-Si 결합의 형성에 의해 중합체 프레임워크의 일부가 되며, 이는 본 텍스트에서 이후에 부연되는 바와 같다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, R20 및 R21은 둘 모두 -(CH2)n-SiO3이며, 여기서, n=3이고, 실란은 상기 방식으로 상기 중합체 프레임워크의 일부가 된다.
본원에 기술된 화합물의 성분 또는 출발 재료로서 포스폰산 에스테르 또는 포스폰산 대신 포스포닉 아미드, 클로라이드 또는 플루오라이드를 사용하는 것이 또한 구상가능하다. 포스포네이트는 그의 유리 형태로 또는 에스테르로 또는 아미드로 또는 이의 임의의 혼합물로 존재할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 포스포네이트는 상기 포스포네이트의 메틸 에스테르 및 유리 포스포네이트의 혼합물이다.
상기 킬레이팅 기를 폴리에틸렌 프레임워크 내에 혼입할 때, 상기 킬레이팅 기를 직접적으로 탄화수소 네트워크에 또는 짧은 링커를 통하여 헤테로원자, 예컨대 일차 또는 이차 아민 질소의 일차적인 도입을 통하여 부착하는 것이 구상가능하다. 킬레이팅 기가 제미날 비스포스포네이트일 때 그러한 물질로부터의 구조적 프래그먼트의 전형적인 그러나 비제한적인 예로는 하기 구조가 있으며, 이때 R1 및 R2는 본 텍스트에서 더 일찍 정의된 바와 같고, n은 1 내지 5이며, R은 상기 폴리에틸렌이민의 중합체 프레임워크이다:
주변부의 목적은 전체 나노구조체에 생체불활성인 특성, 즉, 유기체, 예컨대 포유류, 예를 들어 인간과 상호작용하지 않는 특성을 부여하는 것이다. 나노구조체는 이 물질의 부분의 손실을 회피하기 위하여 상기 유기체 내에 도입될 때 어떠한 실질적인 정도까지도 분해되지 않는 것이 바람직하다.
상기 나노구조체의 상기 주변부는 합성 중합체 물질 및 탄수화물 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체 물질을 포함하며, 여기서, 상기 중합체 물질은 친수성이고 생체불활성이며, 상기 중합체 물질은 또한 전기적으로 중성이거나 쯔비터이온성이고, 상기 중합체 물질은 상기 중심부에 공유 결합된다. 상기 주변부는 선형, 분지형 또는 가교결합된 중합체를 포함할 수 있으며, 도 5 내지 도 7을 참조한다.
일부 실시 양태에서, 상기 주변부는 A-(O-CH2CH2)nOR9로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 중합체 물질을 포함하며, 여기서, n=2 내지 100이고, R9는 H 또는 저급 알킬이며, A는 상기 중합체 프레임워크에 결합되거나 상기 중합체 프레임워크 내로 혼입되는 기이고, 상기 기는 하기로 이루어진 군으로부터 선택된다:
-OSi(R10)2(CH2)m- (여기서, R10은 H 또는 C1-C8 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택되며, m=2 내지 5임);
-OSi(OR11)2(CH2)m- (여기서, R11은 중합체 프레임워크에 대한 공유 결합, H 및 C1-C8 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택되며, m=2 내지 5임);
-NR11-C=O-(CH2)m- (여기서, R11은 상기와 같으며, m=2 내지 5임);
-O-C=O-(CH2)m- (여기서, m=2 내지 5임);
-NR11-(CH2)m- (여기서, R11은 상기와 같으며, m=2 내지 5임);
-(CH2)m (여기서, m=2 내지 5임);
-0-(CH2)m- (여기서, m=2 내지 5임); 및
-SX2-(CH2)m- (여기서, X는 독립적으로 부재하거나 O이며, m=2 내지 5임).
일부 실시 양태에서, 주변부는 공유적으로 부착되는 선형, 중성, 합성, 생체불활성, 친수성 중합체를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 주변부는 공유적으로 부착되는 폴리에틸렌글리콜 유도체를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 주변부는 공유적으로 부착되는 메틸 종결(terminated) 폴리에틸렌글리콜 유도체를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 주변부는 공유적으로 부착되는 분지형의 폴리에틸렌글리콜 유도체를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 주변부는 공유적으로 부착되는 분지형의 폴리에틸렌글리콜 유도체, 예컨대
여기서, R은 상기 중심부이고, m은 독립적으로 3 내지 100이다.
일부 실시 양태에서, 상기 주변부는 쯔비터이온성이며, 즉, 다수의 양전하 및 음전하를 1:1의 비로 함유하여서 전체적으로 전기적으로 중성이 되게 한다.
일부 실시 양태에서, 상기 주변부는 가교결합된 폴리아크릴아미드를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 상기 주변부는 덱스트란을 포함한다.
본 발명의 두 번째 주요 측면은 상기 나노구조체의 제조 방법이다. 그러한 방법의 개략적인 예시가 도 8에 예시되어 있다. 이의 가장 넓은 의미에서, 이것은 먼저 구형의 나노크기의 중합체 엔티티의 형성 또는 획득 (001, 도 8), 상기 나노구조체의 상기 중심부를 포함하는 이후의 엔딩업, 및 특별한 순서 없이, 이어서 단계 (002, 도 8) (이는 때때로, 상기 단량체들이 이미 킬레이팅 기 또는 상기 킬레이팅 기의 전구체를 지니고 있을 때 제1 단계에 포함될 수 있음 (003, 도 8)), 다수의 킬레이팅기의 도입, 및 특별한 순서 없이, 제1 단계(들)의 생성물이 떨어져 있는 상기 주변부에 대하여 접촉되는 전구체인 단계 (004, 도 8)를 포함한다. 임의로, 상기 세 단계는, 화학적으로 특유하기는 하지만, 동일한 반응 용기에서 동시에 실시될 수 있다. 상기 공정의 1가지 이상의 예에서, 한외여과 또는 일부 다른 크기 선별 방법에 의한 크기 선별 또는 정제 단계 (005, 도 8)가 포함된다. 단계 (004, 도 8)는 때때로 단계 (002, 도 8) 전에 수행될 수 있다. 우수한 품질의 생성물을 수득하기 위하여 공정에서 사용되는 반응 용기로부터 공기를 배제하는 것이 일반적으로 유익하다. 공정 장비를 질소 가스로 충전시키는 것은 공기를 배제하는 유용한 방법이다.
다수의 킬레이팅 기, 예컨대 비스포스포네이트를 포함하는 나노크기의 중합체 구상체는 기존의 중합체 구상체 (도 8에서 중합 단계 001에 의해 수득됨)에 대한 그래프팅을 통하여 (002, 도 8), 또는 킬레이팅 기, 예컨대 비스포스포네이트를 포함하는 단량체 혼합물의 중합에 의해 (003, 도 8) 수득된다. 어떠한 중합체 프레임워크가 요망되는지에 따라, 많은 상이한 중합 개시제가 고려될 수 있다. 불포화 단량체, 예컨대 스티렌 및 아크릴레이트에 있어서, 다양한 라디칼 개시제, 예컨대 벤조일퍼옥시드 또는 아조비스이소부티로니트릴, 또는 이의 수용성 유사체가 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시 양태들 중 하나의 트리알콕시 실란 기반 단량체에 있어서, 자발적 가수분해 및 축합을 이용하여 중합을 초래하거나 산 또는 염기 촉매 작용을 이용하는 것이 가능하다.
흔히, 용매가 단계 (003)에 바람직하며, 많은 상이한 것이 당업자에 의해 구상될 수 있지만 독성 용매를 회피하는 것이 바람직하며 따라서 물 및 저급 알코올, 예컨대 프로판올, 부탄올, 에틸렌 글리콜 또는 1,3-프로판디올이 바람직하다. 흔히 용매 혼합물의 사용에 의해 생성물의 수율 및 품질을 최적화하는 것이 바람직하다.
본 방법의 일부 실시 양태에서, 저급 알코올 중 5 내지 25%의 물의 혼합물이 단계 (003)에서 사용된다.
본 방법의 일부 실시 양태에서, 에탄올, 1- 또는 2-프로판올 또는 1,2- 또는 1,3-프로판디올 또는 에틸렌글리콜 중 5 내지 25%의 물의 혼합물이 단계 (003)에서 사용된다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 단계 (003)에 있어서 실온보다 더 높은 온도, 예컨대 40 내지 130℃, 80 내지 120℃ 또는 100 내지 120℃의 온도를 이용하는 것이 유리한 것으로 밝혀졌다. 저급 알코올이 사용될 때, 요망되는 반응 온도를 달성하기 위하여 폐쇄된 내압식 용기를 이용하여 작업하는 것이 필요하다.
단계 (003)의 지속 시간은 중합체 프레임워크 및 개시 방식에 따라 달라지며, 수 초 내지 수 일의 범위일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 양태들 중 하나에서 트리알콕시 실란에 있어서, 단계 (003)에서 6시간 내지 48시간 또는 12 내지 36시간의 시간 또는 대략 24시간의 시간을 이용하는 것이 유리한 것으로 입증되었다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 단계 (003)의 조건은 105 내지 115℃의 온도 및 20 내지 30시간의 지속 시간이다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 단계 (003)의 조건은 105 내지 115℃의 온도 및 30 내지 60시간의 지속 시간이다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 단계 (003)의 조건은 처음 90 내지 100℃의 온도, 40 내지 50시간 및 그 후 105 내지 115℃, 추가로 20 내지 30시간이다.
단계 (003)에서 단량체의 농도는 어떠한 중합체 프레임워크가 요망되는지에 따라 달라지며, 몰 농도로부터 용매 무함유 조건까지의 범위일 수 있다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시 양태들 중 하나에서 트리알콕시 실란에 있어서, 10 mM 내지 500 mM 또는 20 내지 100 mM, 특히 40 내지 80 mM의 단량체 농도로 작업하는 것이 유리한 것으로 입증되었다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 단계 (003)의 조건은 먼저 90 내지 100℃, 20 내지 50시간, 이어서 105 내지 125℃, 20 내지 30시간, 및 40 내지 60 mM의 단량체 농도이다.
중합체 프레임워크에 대한 비스포스포네이트 시약의 그래프팅을 포함하는 단계 (002)에서, 조건은 다소 상이하다. 특히 온도 및 농도에 대한 요구 사항이 더 관대하다. 본 발명자는 액상 물과 양립가능한 온도, 예컨대 실온에서 공용매의 혼합물을 임의로 포함하는 물 중 폴리에틸렌이민의 용액으로 출발하고, 이것을 실온과 같은 온도에서 1 내지 48시간, 예컨대 20 내지 24시간 동안, 커플링제, 예컨대 N-(디메틸아미노프로필)-N"-에틸 카르보디이미드의 존재 하에 N-히드록시술포숙신이미드 나트륨염과 같은 반응성 에스테르 중간체를 형성할 수 있는 화합물의 존재 하에, 상기 폴리에틸렌이민과 반응할 수 있는 비스포스포네이트, 예컨대 3,3-비스(디메톡시포스포릴)프로판산과 접촉시키는 것은 중합체 프레임워크에 그래프팅되는 비스포스포네이트를 포함하는 물질을 생성함을 밝혀냈다.
크기 선별 단계 (005)를 나노구조체의 용액에서 수행하여 바람직하지 않게 크거나 작은 엔티티를 제거한다. 반응 혼합물로부터의 용매 잔사 및 출발 재료가 이 단계에서 또한 제거된다. 한외여과는, 특히 일반적으로 표지된 접선 유동 여과 또는 정용여과인 형태로 사용될 때, 바람직한 정제 방법이다. 바람직하지 않게 큰 나노구조체 및/또는 응집체를 오히려 큰 기공을 갖는 필터에 용액을 통과시킴으로써 제거하는 것이 바람직하다 (단계 (005a)). 그러한 필터의 바람직한 공칭 컷오프 값은 0.2 μm, 1000 kDa 또는 300 kDa이다. 단계 (005b)에서, 요망되는 물질은 더 작은 기공 크기를 갖는 필터 상에 수집된다. 단계 (005b)를 위한 바람직한 기공 크기는 300 kDa, 100 kDa, 50 kDa, 30 kDa, 또는 10 kDa의 공칭 컷오프 값을 갖되, 단, 300 kDa 필터가 단계 (005b)에서 사용될 때, 단계 (005a)에서 사용되는 필터는 더 큰 기공을 가져야 한다.
크기 선별 단계 (004)는 출발 재료가 좁은 크기 분포를 가질 경우에는 요구되지 않을 수 있다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 공정 단계 (002 또는 003)으로부터 수득되는 용액은 먼저 500 kDa 필터에 통과되고 (단계 (004a)), 후속적으로 100 kDa 필터 상에 수집된다 (단계 (004b)).
본 발명의 일부 실시 양태에서, 공정 단계 (002 또는 003)으로부터 수득되는 용액은 먼저 300 kDa 필터에 통과되고 (단계 (004a)), 후속적으로 100 kDa 필터 상에 수집된다 (단계 (004b)).
상기 물질을 단계 (004b) 후에 몇 부분의 물로 세척하여 미반응 단량체 또는 용매 잔사를 단계 (001, 002 또는 003)로부터 추가로 제거하는 것이 유리하다.
다른 한외여과법, 예컨대 스핀 필터 또는 투석이 또한 사용될 수 있지만, 이것은 확장가능성이 덜하다.
요망되는 크기 범위의 입자는 또한 크기 배제 크로마토그래피 (겔 여과로도 칭해짐)에 의해 선별될 수 있다.
임의로, 상기 나노구조체는 단계 (007)에서 정제될 수 있다. 단계 (007)는 하위단계(substep)에 있어서 특별한 순서 없이 (007x)의 몇몇 하위단계 (007a, 007b 등)를 가질 수 있다.
정제 단계 (007x)의 하나의 바람직한 방법은 상기 주변부의 미반응 전구체를 제거하기 위하여 소량의 실리카로 처리하는 것이다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 단계 (007x)는 필터 상에서 물질을 수집하는 또 다른 정용여과를 포함한다.
미량의 내독소 (죽은 박테리아의 잔사)와 같은 친유성 불순물을 제거하기 위한 후속적인 정제 단계 (007x)가 또한 부가될 수 있다.
본 공정의 일부 실시 양태에서, 단계 (006)의 생성물은 활성탄으로 처리된다.
본 공정의 일부 실시 양태에서, 단계 (006)의 생성물은 폴리에틸렌, 또는 폴리프로필렌, 또는 PVDF 필터에 통과된다.
본 공정의 일부 실시 양태에서, 단계 (006)의 생성물은 고정된 폴리믹신 B로 처리된다.
일부 실시 양태에서, 구형 나노구조체는 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 생성될 수 있다:
1) 하기 구조의 디실란의 가수분해적 중합에 의해 중심부를 형성하는 단계:
(여기서, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
R14, R15, R16, R17, R18, 및 R19는 저급 알킬 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
n=1 내지 5임); 및
2) 주변부를 중심부에 공유 결합시키는 데 도움이 되는 조건 하에서 상기 중심부를 주변부의 전구체와 접촉시키는 단계.
본 발명의 세 번째 주요 측면에서, 상기 나노구조체는 방사성 핵종을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 본 발명의 첫 번째 측면의 것인 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 100 nm이며, 상기 나노구조체는 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 100 nm이며, 상기 나노구조체는 영상화를 위한 방사성 핵종을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 100 nm이며, 상기 나노구조체는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 50 nm이며, 상기 나노구조체는 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 50 nm이며, 상기 나노구조체는 영상화를 위한 방사성 핵종을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 50 nm이며, 상기 나노구조체는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 20 nm이며, 상기 나노구조체는 PET 영상화를 위한 방사성 핵종을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 20 nm이며, 상기 나노구조체는 PET 영상화를 위한 방사성 핵종, 예컨대 갈륨-68 (68Ga)을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 20 nm이며, 상기 나노구조체는 SPECT 영상화를 위한 방사성 핵종을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 20 nm이며, 상기 나노구조체는 SPECT 영상화를 위한 방사성 핵종, 예컨대 그의 3-양이온 형태의 테크네튬-99m (99mTc3 +)을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 20 nm이며, 상기 나노구조체는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 20 nm이며, 상기 나노구조체는 이트륨-90 (90Y)을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 20 nm이며, 상기 나노구조체는 PET 영상화를 위한 방사성 핵종, 예컨대 갈륨-68 (68Ga) 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종, 예컨대 이트륨-90 (90Y)을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 20 nm이며, 상기 나노구조체는 SPECT 영상화를 위한 방사성 핵종, 예컨대 테크네튬-99m (99mTc3+) 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종, 예컨대 이트륨-90 (90Y)을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 유체역학적 직경은 8 내지 20 nm이며, 상기 나노구조체는 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종, 예컨대 루테튬-177 (177Lu)을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 본 발명의 첫 번째 측면의 상기 나노구조체의 중심부는 중합체 프레임워크를 포함하며, 여기서 상기 중합체 프레임워크는 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 킬레이팅하는 폴리알켄, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리디메틸실록산 (실리콘), 폴리유기실란, 폴리아민, 예컨대 폴리에틸렌이민, 또는 탄수화물로부터 유도된다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 중심부는 중합체 프레임워크를 포함하며, 여기서 상기 중합체 프레임워크는 영상화를 위한 방사성 핵종을 킬레이팅하는 폴리알켄, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리디메틸실록산 (실리콘), 폴리유기실란, 폴리아민, 예컨대 폴리에틸렌이민, 또는 탄수화물로부터 유도된다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 중합체 프레임워크를 포함하며, 여기서 상기 중합체 프레임워크는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 킬레이팅하는 폴리알켄, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리디메틸실록산 (실리콘), 폴리유기실란, 폴리아민, 예컨대 폴리에틸렌이민, 또는 탄수화물로부터 유도된다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 중합체 프레임워크를 포함하며, 여기서 상기 중합체 프레임워크는 폴리유기실란이고, 상기 나노구조체는 PET 영상화를 위한 방사성 핵종, 예컨대 갈륨-68 (68Ga)을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 중합체 프레임워크를 포함하며, 여기서 상기 중합체 프레임워크는 폴리유기실란이고, 상기 나노구조체는 SPECT 영상화를 위한 방사성 핵종, 예컨대 테크네튬-99m (99mTc3 +)을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 중합체 프레임워크를 포함하며, 여기서 상기 중합체 프레임워크는 폴리유기실란이고, 상기 나노구조체는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종, 예컨대 이트륨-90 (90Y)을 킬레이팅한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 중합체 프레임워크를 포함하며, 여기서 상기 중합체 프레임워크는 PET 영상화를 위한 방사성 핵종, 예컨대 갈륨-68 (68Ga) 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종, 예컨대 이트륨-90 (90Y)을 킬레이팅하는 폴리유기실란이다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 중합체 프레임워크를 포함하며, 여기서 상기 중합체 프레임워크는 SPECT 영상화를 위한 방사성 핵종, 예컨대 테크네튬-99m (99mTc3 +) 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종, 예컨대 이트륨-90 (90Y)을 킬레이팅하는 폴리유기실란이다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 중합체 프레임워크를 포함하며, 여기서 상기 중합체 프레임워크는 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종, 예컨대 루테튬-177 (177Lu)을 킬레이팅하는 폴리유기실란이다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 킬레이팅하는 분지형 중합체 프레임워크를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 영상화를 위한 방사성 핵종을 킬레이팅하는 분지형 중합체 프레임워크를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 킬레이팅하는 분지형 중합체를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 PET 영상화를 위한 킬레이팅되는 방사성 핵종, 예컨대 갈륨-68 (68Ga)을 포함하는 폴리에틸렌 이민을 포함하는 분지형 중합체 프레임워크를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 SPECT 영상화를 위한 킬레이팅되는 방사성 핵종, 예컨대 테크네튬-99m (99mTc3 +)을 포함하는 폴리에틸렌이민을 포함하는 분지형 중합체 프레임워크를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 방사선 요법을 위한 킬레이팅되는 방사성 핵종, 예컨대 이트륨-90 (90Y)을 포함하는 폴리에틸렌이민을 포함하는 분지형 중합체 프레임워크를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 PET 영상화를 위한 킬레이팅되는 방사성 핵종, 예컨대 갈륨-68 (68Ga) 및 방사선 요법을 위한 킬레이팅되는 방사성 핵종, 예컨대 이트륨-90 (90Y)을 포함하는 폴리에틸렌 이민을 포함하는 분지형 중합체 프레임워크를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 SPECT 영상화를 위한 킬레이팅되는 방사성 핵종, 예컨대 테크네튬-99m (99mTc3 +) 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종, 예컨대 이트륨-90 (90Y)을 포함하는 폴리에틸렌이민을 포함하는 분지형 중합체 프레임워크를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 상기 중심부는 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 킬레이팅되는 방사성 핵종, 예컨대 루테튬-177 (177Lu)을 포함하는 폴리에틸렌이민을 포함하는 분지형 중합체 프레임워크를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 상기 중심부는 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 킬레이팅하며, 여기서 상기 주변부는 A-(O-CH2CH2)mOR9로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 중합체 물질을 포함하고, 여기서, m=2 내지 100이며, R9는 H 또는 저급 알킬이고, A는 상기 중합체 프레임워크에 결합되거나 상기 중합체 프레임워크 내로 혼입되는 기이며, 상기 기는 하기로 이루어진 군으로부터 선택된다:
-OSi(R10)2(CH2)o- (여기서, R10은 H 또는 C1-C8 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택되며, o=2 내지 5임);
-OSi(OR11)2(CH2)o- (여기서, R11은 중합체 프레임워크에 대한 공유 결합, H 및 C1-C8 탄화수소로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며, m=2 내지 5임);
-NR10-C=O-(CH2)m- (여기서, R10은 상기와 같으며, m=2 내지 5임);
-O-C=O-(CH2)m- (여기서, m=2 내지 5임);
-NR10-(CH2)m- (여기서, R10은 상기와 같으며, m=2 내지 5임);
-(CH2)m (여기서, m=2 내지 5임);
-0-(CH2)m- (여기서, m=2 내지 5임); 및
-SX2-(CH2)m- (여기서, X는 독립적으로 부재하거나 O이며, m=2 내지 5임).
복수의 상기 나노구조체를 포함하는 일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체 각각에 대하여 킬레이팅되는 방사성 핵종의 평균 개수는 나노구조체당 0.1 내지 20 000개이며, 여기서 상기 방사성 핵종은 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종이다.
복수의 상기 나노구조체를 포함하는 일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 평균 분자량은 50 000 내지 300 000 000 Da이며, 여기서 상기 나노구조체는 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 킬레이팅하되, 단, 상기 나노구조체의 평균 유체역학적 직경은 8 내지 100 nm이다.
본 발명의 네 번째 측면에서, 본 발명의 첫 번째 측면에 따른 복수의 나노구조체를 1가지 이상의 방사성 핵종과 접촉시키는, 방사성 핵종을 포함하는 나노구조체를 포함하는 조성물을 수득하는 방법이 제공된다.
본 발명의 다섯 번째 주요 측면에서, 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는 복수의 상기 나노구조체를 포함하는 조성물이 진단 및/또는 방사선 요법 절차를 위한 조영제 및/또는 방사선 요법제로서 사용된다. 영상화 및/또는 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는 복수의 상기 나노구조체를 포함하는 조성물은 진단, 방사선 요법제의 전달과, 방사선 요법에 대한 반응의 모니터링에 사용될 수 있다.
본원에 기술된 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는 상기 조성물은 누출성 미세혈관을 특징으로 하는 임의의 질환, 장애 및/또는 병태, 예컨대 암 및 염증성 병태의 치료 및/또는 진단용으로 고려될 수 있다.
본 발명에 따른 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는 나노구조체의 조성물은 병용 요법의 부작용의 치료, 완화, 개선, 경감, 이의 발병의 지연, 이의 진행의 억제, 이의 중증도의 감소, 이의 감소 및/또는 인간 및/또는 기타 영장류; 소, 돼지, 말, 양, 고양이, 및/또는 개와 같은 상업적으로 관련있는 포유류를 포함하는 포유류; 및/또는 조류를 포함하지만 이로 한정되는 것은 아닌 종에서의 그 질환, 장애 및/또는 병태의 1가지 이상의 증상 또는 특징의 발생률의 감소에 사용될 수 있다.
본 발명의 이러한 측면은 또한 본 발명에 따른 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는 조성물을 암을 앓고 있는 대상체에게 투여하는 방법에 관련된다. 그러한 방법은 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는 본 발명의 나노구조체의 치료적 유효량을, 요망되는 결과 (병용 요법의 부작용의 치료, 완화, 개선, 경감, 이의 발병의 지연, 이의 진행의 억제, 이의 중증도의 감소, 이의 감소 및/또는 암의 1가지 이상의 증상 또는 특징의 발생률의 감소)를 달성하는 데 필요한 그러한 양으로 그리고 상기 달성에 필요한 그러한 시간 동안 대상체에게 투여하는 단계를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는 상기 나노구조체의 상기 조성물은 연조직 종양의 진단 및/또는 치료에 사용될 수 있다.
일부 실시 양태에서, 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는 상기 나노구조체의 상기 조성물은 전이성 질환의 진단 및/또는 치료에 사용될 수 있다.
일부 실시 양태에서, 영상화를 위한 방사성 핵종을 포함하는 상기 나노구조체의 조성물의 투여를 이용하여 질환을 진단하고, 그 후 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는 상기 나노구조체의 상기 조성물의 투여를 이용하여 연조직 종양을 치료한다.
본 발명의 나노구조체의 생체 내 사용은 본 나노구조체가 당업자에게 잘 알려진 최상의 실무에 따라 약리학적으로 허용가능한 방식으로 조성물 중에 제형화될 것을 요구한다. 본 발명에 따르면, 나노구조체를 포함하는 조성물은 누출성 미세혈관을 포함하는 조직에의 나노구조체의 전달을 보장하는 방식으로 필요로 하는 대상체에게 투여될 수 있다. 그러한 투여는 나노구조체가 혈액 또는 림프에서 순환되는 것을 보장할 수 있다. 따라서 바람직한 투여 양식은 비경구 투여, 그리고 특히 정맥내 주사이지만, 다른 투여 경로, 예컨대 경구, 경피, 경점막, 복강내, 두개내, 안내, 경막외, 척추강내, 비강내, 국소, 직장, 질, 폐 경로가 고려된다.
비경구 투여는 흔히 액상 제형을 요구한다. 물은 본 발명의 나노구조체가 용액으로 되게 하기에 바람직한 용매이지만, 1가지 이상의 공용매 또는 첨가제를 0.1 내지 10%로 첨가하여 용액에서의 안정성을 개선시킬 수 있다. 허용가능한 공용매로는 알코올, 예컨대 에탄올 또는 글리세롤, 생체적합성 중합체, 예컨대 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리비닐 알코올, 디메틸 술폭시드 또는 N-메틸 피롤리디논이 있다. 1가지 이상의 삼투조절제, 예컨대 만니톨, 소르비톨, 락토스, 글루코스 또는 기타 당류 또는 당 알코올을 첨가하는 것이 또한 유리할 수 있다. 제형은 체액과 등삼투압성인 것이 바람직하다. 바람직하게는, 정맥내 사용을 위한 용액은 270 내지 2000 mOsm 또는 280 내지 1000 mOsm 또는 280 내지 500 mOsm 또는 특히 280 내지 300 mOsm의 오스몰 농도를 갖는다. 상기 첨가제 중 다수는 냉동 건조 후 재구성의 효율을 향상시키는 동결보호제의 기능을 또한 충족시킬 수 있다. 주사 용액의 생리학적 효과를 저하시키기 위하여 전해질을 첨가하는 것이 또한 유리할 수 있다. 바람직한 전해질은 나트륨, 칼슘 및/또는 마그네슘의 비독성 염의 조합이다. 주사가능 용액의 pH의 조절이 바람직하며, 주사에 적합한 임의의 완충제가 고려될 수 있지만, 바람직한 것은 트리스-HCl이다.
직장 투여가능 제형 또는 직장 투여되는 제형은 생물학적 유체와 본질적으로 등삼투압성일 수 있다 (전형적으로 290 mOsm). 삼투 포텐셜(osmotic potential)은 염화나트륨 또는 만니톨과 같은 소분자형 삼투조절제의 첨가에 의해 조절된다. 제형은 관심 대상의 결장의 부분을 채우기에 충분한 부피의 것이며, 자유 유동 액체일 수 있거나, 이것은 개선된 취급성을 위하여 고분자량 폴리에틸렌 글리콜(PEG)과 같은 점도 조절 첨가제를 가질 수 있다. 이것은 큰 부피의 액체를 요구하지 않고서 큰 부피를 달성하기 위하여 발포체 또는 발포성 제제로서 제형화될 수 있다.
일부 실시 양태에서, 조성물은 비경구 주사용으로 제형화된다.
일부 실시 양태에서, 조성물은 정맥내 주사용으로 제형화된다.
일부 실시 양태에서, 조성물은 정류 관장제(retention enema)와 같은 액체의 형태로 직장 투여용으로 제형화된다.
나노구조체 또는 이의 구성 요소, 예컨대 방사성 핵종의 정확한 투여량은 치료되는 환자를 고려하여 의사에 의해 결정될 수 있음을 알 것이다. 일반적으로, 투여량 및 투여법은 유효량의 본 발명의 콘쥬게이트를 치료되는 환자에게 제공하도록 조정된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "유효량"은 요망되는 생물학적 반응을 야기하는 데 필요한 양을 나타낸다. 당업자가 알듯이, 유효량은 요망되는 생물학적 종점, 전달되는 방사성 핵종, 표적 조직, 투여 경로 등과 같은 그러한 요인에 따라 달라질 수 있다. 고려될 수 있는 추가의 요인은 질환 상태의 중증도; 치료되는 환자의 연령, 체중 및 성별; 식이요법, 투여의 시간 및 빈도; 방사성 핵종의 조합; 및 방사선 요법에 대한 내용성/반응을 포함한다.
임의의 조성물에 있어서, 치료적 유효 용량은 처음에 계산에 의해, 세포 배양 분석에서 또는 동물 모델, 일반적으로 마우스, 토끼, 개 또는 돼지에서 개산될 수 있다. 또한, 동물 모델은 바람직한 농도 범위 및 투여 경로를 성취하는 데 사용된다. 그 후 그러한 정보를 이용하여 인간에 있어서의 투여를 위한 유용한 용량 및 경로를 결정할 수 있다. 조성물의 치료 효능 및 독성은 세포 배양물 또는 실험 동물에서 표준 제약 절차에 의해, 예를 들어 ED50 및 LD50에 의해 결정될 수 있다. 치료 효과에 대한 독성 효과의 용량 비는 치료 지수이며, 이것은 비, LD50/ED50으로 표현될 수 있다.
임의의 방사성 핵종이 임의의 영상화 목적에 고려될 수 있지만, 진단적 영상화 응용에 특히 적합한, 적합한 반감기를 갖는 적합한 유형의 방사선을 방출하는 기준을 충족시키는 방사성 핵종이 본 발명에서 바람직하다. 진단 응용에 이상적인 방사성 핵종은 상대적으로 짧은 반감기를 갖는 것 및 PET 및/또는 SPECT와 같은 영상화 기술에 의해 검출되는 고 침투 방사선을 갖는 것이다. 방사성 핵종의 반감기는 비-표적 기관을 통한 제거를 허용하면서 환자에서 표적 조직에서의 축적을 허용하여야 한다. 영상화는 진단, 치료 효과의 모니터링, 또는 방사선 요법에 사용되는 나노구조체의 위치 및 용량의 모니터링을 위한 영상화를 포함한다. 나노구조체 내로의 영상화를 위한 방사성 핵종의 혼입은 대상체에 있어서 생체 내에서의 나노구조체의 추적 및 선량 측정을 허용하는 강점을 갖는다. 예를 들어, 나노구조체의 생체분포 및/또는 제거가 연구될 수 있다. 나노구조체의 생체분포 또는 제거를 더 잘 이해하는 것은 환자의 치료의 변경에 사용될 수 있다. 예를 들어, 다소의 나노구조체가 대상체의 치료에서 사용될 필요가 있을 수 있다. 종양(들)에서의 나노구조체의 축적이 매우 우수한 경우, 상기 방사성 핵종을 포함하는 더 적은 상기 나노구조체가 필요할 수 있다. 특정 환자에서의 축적이 불량한 경우, 더 많은 나노구조체가 필요할 수 있거나, 담당 의사는 상이한 치료에 전적으로 기댈 수 있다.
일부 실시 양태에서, 영상화를 위한 방사성 핵종을 포함하는 나노구조체의 조성물이 대상체의 영상화에 사용된다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 조성물 중의 영상화를 위한 방사성 핵종은 3가 양이온 형태의 테크네튬-99m (99mTc3 +)을 포함하며, 이는 대상체의 영상화에 사용된다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 조성물 중의 영상화를 위한 방사성 핵종은 PET 영상화를 위한 방사성 핵종을 포함하며, 이는 대상체의 영상화에 사용된다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 조성물 중의 영상화를 위한 방사성 핵종은 갈륨-68 (68Ga)을 포함하며, 이는 대상체의 영상화에 사용된다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 조성물 중의 영상화를 위한 방사성 핵종은 SPECT 영상화를 위한 방사성 핵종을 포함하며, 이는 대상체의 영상화에 사용된다.
일부 실시 양태에서, 사용되는 영상화 기술은 양전자 방출 단층 촬영(PET)이다.
일부 실시 양태에서, 사용되는 영상화 기술은 단일 광자 방출 컴퓨터 단층 촬영(SPECT)이다.
임의의 방사성 핵종이 방사선 요법에 사용될 수 있지만, 적합한 반감기를 갖는, 적합한 유형의 방사선을 방출하는 기준을 충족시키는 방사성 핵종이 방사선 요법 응용에 특히 적합하며, 이는 본 발명에서 바람직하다. 치료 응용에 이상적인 방사성 핵종은 저 침투 방사선을 갖는 것, 예컨대 β 및 α-방출자이다. 방사성 의약품의 형태의 방출 방사성 동위원소가 표적 부위에 도달할 때, 방출되는 에너지는 단지 표적 부위에 침적되며, 근처의 정상 조직은 최소로 조사된다. 상이한 방사성 동위원소로부터의 방출 입자의 에너지 및 조직에서의 그의 범위와, 그의 반감기는 다양하며, 가장 적절한 방사성 동위원소는 응용, 질환 및 질환 조직의 접근성에 따라 달라질 것이다.
발명의 일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 조성물 중의 방사선 요법을 위한 방사성 핵종은 방사성 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하며, 이는 대상체의 치료에 사용된다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 조성물 중의 방사선 요법을 위한 방사성 핵종은 이트륨-90 (90Y)을 포함하며, 이는 대상체의 치료에 사용된다.
많은 방사성 핵종이 조합된 진단적 영상화 및 치료 목적을 위하여 구상될 수 있지만, 적합한 반감기를 갖는, 적합한 유형의 방사선을 방출하는 기준을 충족시키는 방사성 핵종이 본 발명의 조합된 진단적 영상화 및 치료적 응용에 특히 적합하다. 진단적 영상화 및 치료적 응용에 이상적인 방사성 핵종은 PET 및/또는 SPECT와 같은 영상화 기술에 의해 검출되는 고 침투 방사선을 갖는 방사성 핵종과 조합된, β 및 α-방출자와 같은 저 침투 방사선을 갖는 것이다. 고 및 저-침투 방사선 둘 모두를 방출하는 방사성 핵종이 또한 고려될 수 있다. 방사성 핵종(들)의 반감기는 비-표적 기관을 통한 제거를 허용하면서 환자에서 표적 조직에서의 축적을 허용하여야 한다.
일부 실시 양태에서, 영상화 및/또는 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는 나노구조체의 조성물은 대상체의 영상화 및/또는 요법에 사용된다.
일부 실시 양태에서, 영상화 및/또는 요법을 위한 방사성 핵종뿐만 아니라 상기 방사성 핵종의 비-방사성 동위원소도 포함하는 나노구조체의 조성물이 대상체의 영상화 및/또는 요법에 사용된다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 조성물 중의 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종은 PET 영상화 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하며, 이는 영상화 및/또는 방사선 요법에 사용된다.
상기 나노구조체의 조성물 중의 PET 영상화 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종은 갈륨-68 (68Ga) 및 이트륨-90 (90Y)을 포함하며, 이는 영상화 및/또는 방사선 요법에 이용된다.
상기 나노구조체의 조성물 중의 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종은 SPECT 영상화 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하며, 이는 영상화 및/또는 방사선 요법에 이용된다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 조성물 중의 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종은 테크네튬-99m (99mTc3 +) 및 이트륨-90 (90Y)을 포함하며, 이는 영상화 및/또는 방사선 요법에 이용된다.
일부 실시 양태에서, 상기 나노구조체의 조성물 중의 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종은 루테튬-177 (177Lu)을 포함하며, 이는 영상화 및/또는 방사선 요법에 사용된다.
본 발명의 여섯 번째 측면에 따르면, 복수의 상기 나노구조체가 키트에 제공된다. 키트는 전형적으로 본 발명의 입자의 사용 설명서를 포함한다. 설명서는 예를 들어 본 발명의 나노구조체의 제조, 및/또는 본 발명의 구조체를 이를 필요로 하는 대상체에게 투여하는 것 등에 대한 프로토콜을 포함하고/하거나 조건을 설명할 수 있다. 키트는 1개 이상의 용기 또는 컨테이너(container)를 포함하여서, 개별 구성 요소 및 시약 중 일부 또는 이들 전부가 별도로 포함될 수 있게 한다. 또한 키트는 상업적 판매를 위하여 상대적으로 거의 밀폐된 상태로 개별 컨테이너를 봉입하기 위한 수단, 예를 들어 플라스틱 박스를 포함할 수 있다. 식별자, 예컨대 바코드가 키트 내에 포함된 용기들 또는 컨테이너들 중 하나 이상 내에 또는 키트 내에 또는 키트 상에 존재할 수 있다. 식별자는 품질 제어 또는 재고 관리의 목적을 위하여 키트를 독특하게 확인하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 여섯 번째의 주요 측면의 일부 실시 양태에서, 본 발명은 하기를 포함하는 키트에 관한 것이다:
- a. 복수의 나노구조체; 및
- b. 1가지 이상의 pH 조절제를 포함하는, 6 내지 7.5의 pH 및 500 내지 2000 mOsm/kg의 오스몰 농도를 갖는 수성 완충제; 및
- c. 양이온 형태의 방사성 핵종을 포함하는 조성물.
상기 키트의 일부 실시 양태에서, 상기 키트는 방사성 핵종을 포함하는 나노구조체의 제조를 위한 것이며, 상기 방사성 핵종은 키트와는 별도로 제공된다. 따라서, 상기 키트는 하기를 포함한다:
- a. 복수의 나노구조체; 및
- b. 1가지 이상의 pH 조절제를 포함하는, 6 내지 7.5의 pH 및 500 내지 2000 mOsm/kg의 오스몰 농도를 갖는 수성 완충제.
일부 실시 양태에서, 방사성 핵종을 함유하는 조성물은 특정 방사성 핵종의 특성에 따라 보관 상태로 있거나 제조업자로부터 전달된다.
방사성 핵종이 예를 들어 양전자 방출자 64Cu일 경우, 상기 방사성 핵종은 (동결건조된) 염 또는 수성 용액의 형태로, 사용 직전에, 직접적으로 사이클로트론 설비로부터 치료 또는 진단 장소로 전달된다. 방사성 핵종 함유 나노구조체의 투여 전에, 키트의 파트 a, b 및 c는 혼합되며, 결합의 효율은 바람직하게는 키트와 함께 공급되는 간단한 테스트 절차를 이용하여 테스트된다. 투여 후, 환자는 PET- 또는 SPECT 스캔을 받을 수 있다. 최적의 가시화는 투여한지 1 내지 24시간 후에 성취될 수 있다.
본원에 기술된 개시된 키트의 일부 실시 양태에서, 키트는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함한다.
개시된 키트의 일부 실시 양태에서, 파트들의 키트는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종, 예컨대 이트륨-90 (90Y)을 포함한다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 키트는 영상화를 위한 방사성 핵종을 포함한다.
개시된 키트의 일부 실시 양태에서, 키트는 영상화를 위한 방사성 핵종, 예컨대 테크네튬-99m (99mTc3 +)을 포함한다.
개시된 키트의 일부 실시 양태에서, 키트는 PET 영상화를 위한 방사성 핵종을 포함한다.
개시된 키트의 일부 실시 양태에서, 키트는 PET 영상화를 위한 방사성 핵종, 예컨대 갈륨-68 (68Ga)을 포함한다.
개시된 키트의 일부 실시 양태에서, 키트는 SPECT 영상화를 위한 방사성 핵종을 포함한다.
개시된 키트의 일부 실시 양태에서, 키트는 SPECT 영상화를 위한 방사성 핵종, 예컨대 테크네튬-99m (99mTc3 +)을 포함한다.
상기에 기술된 개시된 키트의 일부 실시 양태에서, 키트는 영상화를 위한 방사성 핵종, 예컨대 테크네튬-99m (99mTc3 +) 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종, 예컨대 이트륨-90 (90Y)을 포함한다.
상기에 기술된 개시된 키트의 일부 실시 양태에서, 키트는 PET 영상화를 위한 방사성 핵종 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함한다.
상기에 기술된 개시된 키트의 일부 실시 양태에서, 키트는 PET 영상화를 위한 방사성 핵종, 예컨대 갈륨-68 (68Ga) 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종, 예컨대 이트륨-90 (90Y)을 포함한다.
상기에 기술된 개시된 키트의 일부 실시 양태에서, 키트는 SPECT 영상화를 위한 방사성 핵종 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함한다.
상기에 기술된 개시된 키트의 일부 실시 양태에서, 키트는 SPECT 영상화를 위한 방사성 핵종, 예컨대 테크네튬-99m (99mTc3 +) 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종, 예컨대 이트륨-90 (90Y)을 포함한다.
상기에 기술된 개시된 키트의 일부 실시 양태에서, 키트는 영상화 및 방사선 요법을 위한 방사성 핵종, 예컨대 루테튬-177 (177Lu)을 포함한다.
실시예
실시예
1a:
중심부
Xa를
생성하기 위한 1,1-
비스
(
트리에톡시실릴프로필
)-1,1-
비스(디메
틸포스포나토)메탄 (화합물
1)의
중합
화합물 1 (640.8 mg, 1 mmol, 유럽 특허 제2572736 A1호의 실시예 1에 설명한 바와 같이 합성함)을 3구 둥근 바닥 플라스크에서 20 ml의 수성 80% 에틸렌 글리콜에 용해시켰다. 진공을 반응 플라스크에 인가하고, 그 후 질소 가스로 충전시킴으로써 반응 혼합물을 탈기시켰다. 이 절차를 3회 반복하였다. 그 후, 반응 혼합물을 114℃에서 24시간 동안 교반시켰다. 투명 용액을 실온까지 냉각시킨 후, 이것을 0.45 μm 살균 필터 (폴 코포레이션(Pall Corporation))를 통하여 여과하였다.
실시예 1a1 . GPC 체류 시간: 14.16분
- 0.5 mg/ml의 알부민 (달걀 난백) 용액은 크기: DLS= 7.0 nm 및 GPC 피크 체류 시간 = 12.52분을 생성하였다.
- GPC 체류 시간 - 수퍼로스(Superose) 12 10/300 GL, 100 mM NH4CO3, pH=7.4, 유량: 1 ml/분.
실시예
1b: 중심부
Xb를
생성하기 위한 화합물 1의 느린 중합
20 ml의 중심부 Xa를 3구 둥근 바닥 플라스크에서 32 ml의 밀리큐(MilliQ) 물과 혼합하였다. 진공을 반응 플라스크에 인가하고, 그 후 질소 가스로 충전시킴으로써 반응 혼합물을 탈기시켰다. 이 절차를 3회 반복하였다. 그 후, 반응 혼합물을 114℃에서 24시간 동안 교반시켰다. 화합물 1 (5.126 g, 8 mol)을 128 ml의 에틸렌 글리콜에 용해시키고, 시린지 펌프를 이용하여 100 mM의 인의 농도까지 반응 플라스크 내에 주입하였다. 펌프 주입 설정치는 200 μl/분이었으며, 선별된 시린지 크기는 50이었고, 사용한 주사기는 50 ml이었다. 타이머를 펌프에 연결하여서, 이것이 단지 시간당 15분으로 상기 용액을 주입하게 하였다. 반응 혼합물을 교반시키고, 122℃의 설정 온도에서 49시간 동안 가열하였다. 반응 플라스크 내의 실제 온도는 100℃ (0 ml의 화합물 1 용액을 첨가하였을 때), 103℃ (50 ml의 화합물 1 용액을 첨가한 후), 106℃ (100 ml의 화합물 1 용액을 첨가한 후), 112℃ (모든 화합물 1 용액을 첨가한 후)였다. 투명 용액을 실온까지 냉각시킨 후, 이것을 5.0의 속도의 왓슨 말로우(Watson Marlow) 펌프를 이용하여, 와트만(Whatman) 유리 마이크로파이버(microfiber) 필터 (50 mm의 직경, 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich))를 통하여 여과하였다.
실시예 1b1 . GPC 체류 시간: 14.02분
실시예
1c: 중심부
Xc를
생성하기 위한 1,1-
비스
(
트리에톡시실릴프로필
)-1,1-비스(디메틸포스포나토)메탄 (화합물
1)의
중합
화합물 1 (48.36 g, 75 mmol, 유럽 특허 제2572736 A1호의 실시예 1에 설명된 바와 같이 합성함)을 800 ml의 에틸렌 글리콜에 용해시키고, 그 후 오일 순환을 위한, 온도 제어기 (후버 미니스탯(Huber ministat) 240)를 갖춘 자켓 2 L 반응기에서 200 mL 밀리큐 물로 희석시켰다. 진공을 반응 플라스크에 인가하고, 그 후 질소 가스로 충전시킴으로써 반응 혼합물을 탈기시켰다. 이 절차를 3회 반복하였다. 반응 혼합물을 120℃에서 33시간 동안 교반 및 가열하였다. 투명 용액을 실온까지 냉각시킨 후, 이것을 밀리큐 물로 2 L까지 희석시켰다. pH를 1 M 트리즈마(Trizma) 염기로 7.4까지 조정하고, 용액을 0.2 μm 살균 래피드 플로우(Rapid Flow) 필터 (날진(Nalgene))을 통하여 여과하였다.
실시예 1c1 . GPC 체류 시간: 10.28분
DLS 유체역학적 직경: 15.3 nm
- 0.5 mg/ml의 알부민 (달걀 난백) 용액은 크기: DLS= 7.0 nm 및 GPC 피크 체류 시간 = 12.52분을 생성하였다.
GPC 체류 시간 - 수퍼로스 12 10/300 GL, 50 mM NH4CO3, pH=7.4, 유량: 1 ml/분.
실시예
2: 중심부 X에의
폴리
(
에틸렌 옥시드
)-
실란의
주변부의
부가
일반 절차: 수성 80% 에틸렌 글리콜 (20 ml, 100 mM P) 중 중심부 X를 3구 둥근 바닥 플라스크 내에 넣고, 용액을 3회의 진공-질소 사이클에 의해 탈기시켰다. 그 후, 용액을 교반시키고, 114℃까지 가열하였다. 그 후, 개별 실시예 2a 내지 2e에서 하기에 특정된 바와 같이 주변부의 트리알콕시 실란-PEG 전구체의 용액을 시린지 펌프를 통하여 첨가하였다. 펌프 주입 설정치는 150 μl/분이었으며, 선별된 시린지 크기는 50이었고, 사용한 주사기는 5 ml이었다. 반응 혼합물을 114℃에서 6시간 동안 교반 및 가열하였다.
실시예
2a:
주변부를
2-[
메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필
]
트리메톡시실란
, 6 내지 9개의 EG-단위로부터 유도한다.
1016 μl의 100% 에틸렌 글리콜 중 2-[메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필]트리메톡시실란 (90%, 6 내지 9개의 EG-단위, 508 μl, 1 mmol, 656 mM)으로 이루어진 용액을 시린지 펌프를 이용하여 반응 혼합물 중 46.4 mM의 최종 농도까지 주입하였다.
실시예 2a1 . GPC 체류 시간 (생성물): 14.27분
실시예
2b:
주변부를
메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필트리메톡시실란; 90%의 9 내지 12개의 EG-단위로부터 유도한다.
1232 μl의 100% 에틸렌 글리콜 중 메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필트리메톡시실란 (90%의 9 내지 12개의 EG-단위, 616 μl, 1 mmol, 541 mM)의 용액을 시린지 펌프를 이용하여 반응 혼합물 중 45.8 mM의 최종 농도까지 주입하였다.
실시예 2b1 . GPC 체류 시간 (생성물): 14.37분
실시예 2b2 . GPC 체류 시간 (생성물): 14.65분
2c. 예상
실시예
:
주변부를
메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필트리메톡시실란; 16개의 EG-단위로부터 유도한다.
26 ml의 에틸렌 글리콜과 1,4-디옥산 (11:15)의 혼합물에 용해시킨 메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필트리메톡시실란; 16개의 EG-단위 (1 mmol, 38 mM)의 용액을 시린지 펌프를 이용하여 반응 혼합물 중 21.7 mM의 최종 농도까지 주입한다. 이 경우, 반응 혼합물을 114℃에서 24시간 동안 교반 및 가열한다.
실시예
2d:
주변부를
메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필트리메톡시실란; 44개의 EG-단위로부터 유도한다.
26 ml의 에틸렌 글리콜과 1,4-디옥산 (11:15)의 혼합물에 용해시킨 메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필트리메톡시실란; 44개의 EG-단위 (2.133g, 1 mmol, 38 mM)의 용액을 시린지 펌프를 이용하여 반응 혼합물 중 21.7 mM의 최종 농도까지 주입하였다. 이 경우, 반응 혼합물을 114℃에서 24시간 동안 교반 및 가열하였다.
GPC 체류 시간 (생성물): 13.05분
실시예
2e:
주변부를
메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필트리에톡시실란, 44개의 EG-단위로부터 유도한다.
26 ml의 에틸렌 글리콜과 1,4-디옥산 (11:15)의 혼합물에 용해시킨 메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필트리에톡시실란; 44개의 EG-단위 (2.175g, 1 mmol, 38 mM)의 용액을 시린지 펌프를 이용하여 반응 혼합물 중 21.7 mM의 최종 농도까지 주입하였다. 펌프 주입 설정치는 150 μl/분이었으며, 선별된 시린지 크기는 50이었고, 사용한 주사기는 50 ml이었다. 이 경우, 반응 혼합물을 114℃에서 24시간 동안 교반 및 가열하였다.
GPC 체류 시간 (생성물): 13.16분
2f. 예상
실시예
:
주변부를
메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필트리메톡시실란; 44개의 EG-단위와 2-[
메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필
]
트리메톡시실란
; 6-9개의 EG-단위의 조합으로부터 유도한다.
수성 80% 에틸렌 글리콜 (20 ml, 100 mM P) 중 중심부 X를 3구 둥근 바닥 플라스크 내에 넣고, 진공을 반응 플라스크에 인가하고 그 후 질소 가스로 충전시킴으로써 상기 용액을 탈기시킨다. 이 절차를 3회 반복한다. 그 후 상기 용액을 교반하고, 114℃의 온도까지 가열한다. 그 후, 26 ml의 에틸렌 글리콜과 1,4-디옥산 (11:15)의 혼합물에 용해시킨 메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필트리메톡시실란; 44개의 EG-단위 (2.133g, 1 mmol, 38 mM)의 용액을 시린지 펌프를 이용하여 반응 혼합물 중 21.7 mM의 최종 농도까지 주입한다. 펌프 주입 설정치는 150 μl/분이어야 하며 선별된 시린지 크기는 50이어야 하고, 사용한 주사기는 50 ml이다. 반응 혼합물을 114℃에서 24시간 동안 교반 및 가열한다. 그 후, 508 μl의 100% 에틸렌 글리콜 중 2-[메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필]트리메톡시실란 (90%의 6 내지 9개의 EG-단위, 254 μl, 0.5 mmol, 656 mM)의 용액을 시린지 펌프를 이용하여, 반응 혼합물 중 10.7 mM의 최종 농도까지 주입한다. 펌프 주입 설정치는 150 μl/분이어야 하며 선별된 시린지 크기는 50이어야 하고, 사용한 주사기는 5 ml이다. 반응 혼합물을 114℃에서 6시간 동안 교반 및 가열한다.
실시예
3: 나노구조체에 점착하지만 공유
결합되는
것은 아닌
주변부
단량체를 제거하기 위한 나노구조체의
실리카 겔
처리.
실시예 2b로부터의 나노구조체를 3구 둥근 바닥 플라스크 내에 넣고, 3회의 진공-질소 사이클에 의해 용액을 탈기시켰다. 그 후, 상기 용액을 교반하고, 114℃의 온도까지 가열하였다. 질소 가스 유량을 증가시켜 약간 바깥쪽으로의 압력을 생성하고, 250 mg의 실리카 겔 (기공 크기: 60 Å, 입자 크기: 40 내지 63 μm, 시그마 알드리치)을 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 반응 혼합물을 114℃에서 1시간 동안 교반 및 가열하였다. 투명 용액을 실온까지 냉각시킨 후, 이것을 0.45 μm 살균 필터 (폴 코포레이션)를 통하여 여과하였다.
런 1: 0.37 mmol의 화합물 1. 1.79 mmol PEG9-12. ICP로부터의 예상 Si/P 비: 3.39. ICP로부터의 최종 Si/P 비: 1.71, 이는 첨가된 PEG 중 70%가 제거되었음을 나타냄. 336 mol%의 PEG가 클리어링됨(cleared). 142% mol의 PEG가 잔존함.
런 2: 1.12 mmol의 화합물 1. 1.79 mmol PEG9-12. ICP로부터의 예상 Si/P 비: 1.80. ICP로부터의 최종 Si/P 비: 1.45, 이는 첨가된 PEG 중 44%가 제거되었음을 나타냄. 70 mol%의 PEG가 클리어링됨. 90 mol%의 PEG가 잔존함.
실시예
4:
실시예
2에 따라 합성한 나노구조체의
한외여과
실시예 2로부터의 나노구조체의 용액을 밀리큐 H2O (20 ml)로 희석시켰다. pH를 1 M 트리스 염기를 이용하여 pH 2로부터 pH 7.0-7.5까지 조정하였다. 상기 용액을 300 kDa 스핀필터 (비바스핀(Vivaspin)®20, 사토리우스(Sartorius))로 옮기고, 3500 rpm 및 25℃에서 30분 동안 원심분리하였다. 수집된 투과액을 50 kDa 스핀필터 (밀리포어(Millipore))로 옮기고, 3500 rpm 및 25℃에서 30분 동안 원심분리하여 유리 PEG-실란 단량체 및 소형 가교결합 PEG-실란 올리고머 (나노구조체에 부착되지 않음)를 제거하였다. 반복된 밀리큐 물의 첨가 및 수집된 보유물의 여과를 실시하였다. 각각의 첨가 후 원심분리 시간은 각각 15분, 10분, 5분, 5분 및 5분이었다.
런 1: 1.12 mmol의 화합물 1. 1.80 mmol PEG9-12. ICP로부터의 예상 Si/P 비: 1.806. ICP로부터의 최종 Si/P 비: 1.646, 이는 첨가된 PEG 중 20%가 제거되었음을 나타냄. 32 mol%의 PEG가 클리어링됨. 129 mol%의 PEG가 잔존함. (ICP로부터의) 세척 후 수율: P: 20.7%.
GPC 체류 시간 (생성물): 12.82분
런 2: 1.12 mmol의 화합물 1. 1.80 mmol PEG9-12. ICP로부터의 예상 Si/P 비: 1.806. ICP로부터의 최종 Si/P 비: 1.634, 이는 첨가된 PEG 중 21%가 제거되었음을 나타냄. 34 mol%의 PEG가 클리어링됨. 127 mol%의 PEG가 잔존함. (ICP로부터의) 세척 후 수율: P: 27.5%.
GPC 체류 시간 (생성물): 13.20분
실시예
4b. 나노구조체를 함유하는 용액의
한외여과
및
정용여과
실시예 1c에 따라 합성한 나노구조체 1 L를 5 L의 밀리큐 물로 희석시켰다. 나노구조체를 함유하는 용액을 300 kDa 센트라메이트(Centramate) T-시리즈 카세트 (폴)를 통하여 접선 유동 여과에 의해 여과하고, 100 kDa 센트라메이트 T-시리즈 카세트 (폴) 상에 수집하였다.
4b1: 75 mmol의 화합물 1. (ICP로부터의) 여과 후 수율: P: 29%.
GPC 체류 시간 (생성물): 10.32분
DLS 유체역학적 직경: 12.7 nm
실시예
5: 나노구조체의 이트륨-89 로딩 및
한외여과에
의한 정제.
염화이트륨 6수화물 (521.8 mg, 1.72 mmol)을 10 ml 밀리큐 물에 172 mM의 농도까지 용해시켰다. 실시예 4에 따른 10 ml의 한외여과된 나노구조체의 용액을 교반하고, 600 μl의 172 mM 염화이트륨 6수화물 용액을 교반 하에 100 μl 분취물로 첨가하였다. 상기 용액을 실온에서 24시간 동안 혼합시켰다. 그 후, 상기 용액을 300 kDa 스핀필터 (비바스핀®20, 사토리우스)로 옮기고, 3500 rpm 및 25℃에서 30분 동안 원심분리하였다. 수집된 투과액을 100 kDa 스핀필터 (밀리포어)로 옮기고, 3500 rpm 및 25℃에서 30분 동안 원심분리하여 임의의 유리 이트륨 이온을 제거하였다. 밀리큐 물을 첨가하고, 수집된 보유물의 여과를 3500 rpm 및 25℃에서 5분 동안 실시하였다. 수집된 보유물의 최종 부피는 약 5 ml이다.
1.12 mmol의 화합물 1. 1.80 mmol PEG9-12. 0.114 mmol Y. 세척 (ICP) 후 수율: P:46.9%, Y:45.9%. 실시예 4 및 실시예 5에서 세척 후 P의 총 수율: 12.9%.
Y의 첨가 후 GPC 피크. GPC 체류 시간: 10.58분 (생성물), 18.54분 (염)
한외여과 후 GPC 피크. GPC 체류 시간: 10.76분 (생성물). 18.54분에서의 피크 높이가 감소하며, 이는 유리 이트륨 이온 중 99%가 제거되었음을 나타냄.
실시예
6: 염화칼슘의 존재 하에서의 나노구조체의 이트륨-89 로딩 및
한외
여과에 의한 정제.
염화이트륨 6수화물 (521.8 mg, 1.72 mmol)을 10 ml 밀리큐 물에 172 mM의 농도까지 용해시켰다. 염화칼슘 (190.9 mg, 1.72 mmol)을 10 ml 밀리큐 물에 172 mM의 농도까지 용해시켰다. 172 mM 염화칼슘 용액 116 μl (19.7 μmol의 Ca)를 실시예 4에 따른 10 ml의 한외여과된 나노구조체의 용액에 첨가하고, 상기 혼합물을 교반하고, 56℃까지 가열하였다. 175 μl (30.1 μmol)의 172 mM 염화이트륨 6수화물 용액을 교반 하에 첨가하였다. 상기 용액을 56℃에서 1시간 동안 혼합시켰다. 투명 용액을 실온까지 냉각시킨 후, 이것을 300 kDa 스핀필터 (비바스핀®20, 사토리우스)로 옮기고, 3500 rpm 및 25℃에서 30분 동안 원심분리하였다. 수집된 투과액을 100 kDa 스핀필터 (밀리포어)로 옮기고, 3500 rpm 및 25℃에서 30분 동안 원심분리하여 임의의 유리 이트륨 이온을 제거하였다. 밀리큐 물을 첨가하고, 수집된 보유물의 여과를 3500 rpm 및 25℃에서 5분 동안 실시하였다. 수집된 보유물의 최종 부피는 약 5 ml이다.
(ICP로부터의) 한외여과 후 수율 (첨가한 출발 재료와 비교): P: 5.8%. Si: 6.2%. Y: 23.9%.
Y 첨가 후 GPC 피크. GPC 체류 시간: 11.00분 (생성물), 18.68분 (염)
한외여과 후 GPC 피크. GPC 체류 시간: 10.98분 (생성물), 18.57분 (염). 18.57분에서의 피크 높이가 감소하며, 이는 유리 이트륨 이온 중 96%가 제거되었음을 나타냄.
실시예
7: 다른 금속 이온을 나노구조체 X 내에 로딩함.
실시예
7a: 루테튬을 나노구조체 X 내에 로딩함.
실시예 2a에 따른 나노구조체의 용액 (18 ml, 1.22 mmol P)을 18 ml 밀리큐 물로 희석시켰다. 염화루테튬 6수화물 (669.8 mg, 1.72 mmol)을 10 ml의 수성 40% 에틸렌 글리콜에 172 mM의 농도까지 용해시켰다. 염화루테튬 용액 (568 μl, 97.7 μmol)을 나노구조체 Xb에 첨가하고, 실온에서 24시간 동안 교반시켰다. pH=1.93. pH를 1 M 트리스 염기로 7.31까지 조정하였다. 투명 용액을 300 kDa 스핀필터 (비바스핀®20, 사토리우스)로 옮기고, 3500 rpm 및 25℃에서 30분 동안 원심분리하였다. 수집된 투과액을 100 kDa 스핀필터 (밀리포어)로 옮기고, 3500 rpm 및 25℃에서 30분 동안 원심분리하여 임의의 유리 루테튬 이온을 제거하였다. 반복된 밀리큐 물의 첨가 및 수집된 보유물의 여과를 실시하였다. 각각의 첨가 후 원심분리 시간은 각각 5분, 5분, 3분, 3분 및 3분이었다. 수집된 보유물의 최종 부피는 약 6 ml이었다.
조성 (ICP, 몰비): P/Lu=7.04, P/Si=1.53, Si/Lu=10.79. 수율 (%): P=17.1, Lu=29.6.
GPC 체류 시간: 11.42분 (생성물), 18.69분 (염).
실시예
7b: 우라늄을 나노구조체 X 내에 로딩함.
실시예 2b에 따른 나노구조체의 용액 (72 ml, 5.53 mmol P)을 72 ml 밀리큐 물 (pH= 2.32)로 희석시켰다. 6 ml의 이 용액을 실온에서 18시간 동안 2 중량% 우라닐 아세테이트 (21.8 μmol)와 함께 교반시켰다. 상기 용액을 6 ml 밀리큐 물로 희석시켰다. 투명 용액을 300 kDa 스핀필터 (비바스핀®20, 사토리우스)로 옮기고, 3500 rpm 및 25℃에서 30분 동안 원심분리하였다. 수집된 투과액을 50 kDa 스핀필터 (밀리포어)로 옮기고, 3500 rpm 및 25℃에서 30분 동안 원심분리하여 임의의 유리 우라늄 이온을 제거하였다. 반복된 밀리큐 물의 첨가 및 수집된 보유물의 여과를 실시하였다. 각각의 첨가 후 원심분리 시간은 각각 15분, 10분, 5분, 5분 및 5분이었다. 수집된 보유물의 최종 부피는 7 ml이었다.
GPC 체류 시간: 13.11분 (생성물)
실시예
7c: 바륨을 나노구조체 X 내에 로딩함.
실시예 2a에 따른 나노구조체 Xa의 용액 (20 ml, 2 mmol P)을 1 M 트리스 염기를 이용하여 5.15까지 pH 조정하였다. 상기 용액을 반응 플라스크 내에 넣고, 진공을 반응 플라스크에 인가하고 그 후 질소 가스로 충전시킴으로써 탈기시켰다. 이 절차를 3회 반복하였다. 질산바륨 (38.4 mg, 146.9 μmol)을 0.847 ml 수성 40% 에틸렌 글리콜에 173 mM의 농도까지 용해시켰다. 질산바륨 용액 (847 μl, 146.9 μmol)을 나노구조체 Xa에 첨가하고, 실온에서 112시간 동안 교반시켰다. 그 후, 상기 용액을 100℃까지 가열하고, 에틸렌 글리콜:99.5% 에탄올 (4 mol:5 mol)의 혼합물 1831 μl 중 가교결합제 테트라에틸오르토실리케이트 (669 μl, 3.0 mmol)의 용액을 시린지 펌프를 이용하여 주입하였다. 타이머를 펌프에 연결하여서, 이것이 단지 2시간당 15분으로 상기 용액을 주입하게 하였다. 펌프 주입 설정치는 150 μl/분이었으며, 선별된 시린지 크기는 100이었고, 사용한 주사기는 2 ml이었다. 반응 혼합물을 교반하고, 100℃에서 48시간, 이어서 114℃에서 24시간 동안 가열하였다. 실온까지 냉각시킨 후, 투명 용액을 25 ml 밀리큐 물로 희석시켰다. pH=3.44. pH를 1 M 트리스 염기를 이용하여 7.06까지 조정하였다. 상기 용액을 100 kDa 스핀필터 (밀리포어)로 옮기고, 3500 rpm 및 25℃에서 60분 동안 원심분리하였다. 수집된 투과액을 10 kDa 스핀필터 (밀리포어)로 옮기고, 3500 rpm 및 25℃에서 30분 동안 원심분리하여 유리 바륨 이온을 제거하였다. 반복된 밀리큐 물의 첨가 및 수집된 보유물의 여과를 실시하였다. 각각의 첨가 후 원심분리 시간은 각각 30분, 30분, 15분, 15분 및 15분이었다. 수집된 보유물의 최종 부피는 17 ml이었다.
조성 (ICP, 몰비): Si/P= 1.42, P/Ba=10.67, Si/Ba=15.12.
GPC 체류 시간: 14.26분 (생성물)
실시예
7d: 갈륨을 중심부
Xc
내에 로딩함.
실시예 1c에 따른 나노구조체의 용액 (5 ml, 0.324 mmol P)을 밀리큐 물을 이용하여 64.74 mM P까지 희석시켰다. 갈륨 표준물 (1000 mg/L, 플루카(Fluka))을 밀리큐 물에 3.2 mM의 농도까지 용해시켰다. 갈륨 용액 (920 μl, 13.2 μmmol)을 중심부 Xc에 첨가하고, 실온에서 1시간 동안 교반시켰다. pH를 1 M 트리스 염기를 이용하여 7.4까지 조정하였다. 투명 용액을 10 kDa 스핀필터 (비바스핀®20, 사토리우스)로 옮기고, 3500 rpm 및 25℃에서 15분 동안 원심분리하였다. 밀리큐 물을 보유물에 첨가하고, 수집된 보유물의 여과를 실시하였다. 그 후의 여과 시간은 15분이었다. 수집된 보유물의 최종 부피는 약 3 ml이었다.
조성 (ICP, 몰비): P/Ga=27.47, P/Si=0.926, Si/Ga=29.67
수율 (%): P=100%, Ga=80%.
GPC 체류 시간: 10.23분 (생성물), 19.17분 (염).
실시예
8a: 이트륨-89 함유 나노구조체의 안정성의 측정
이트륨-함유 나노구조체를 밀리큐 물을 이용하여 1 mM 이트륨의 농도까지 희석시켰다. 150 μl의 나노구조체 용액을 150 μl의 1 mM EDTA 50 mM Tris-HCl (pH 7.5)과 혼합하고, 실온에서 1시간 동안 정치시켰다. 상기 혼합물 100 μl를 꺼내고, XXX-사전(pre)으로 표지하였다. 남아있는 200 μl 용액을 0.5 ml 아미콘 (Amicon) 10 kDa 스핀 필터 내에 넣고, 13.4 krpm에서 10분 동안 원심분리하였다. 100 μl의 투과액을 꺼내고, XXX-사후(post)로 표지하였다. xxx-사전 및 xxx-사후의 샘플 중 이트륨 농도를 ICP-AES에 의해 결정하였다. 이트륨 안정성을 하기 방정식을 이용하여 계산하였으며, 여기서, 계산된 안정성은 EDTA-처리 후 나노구조체에 잔존하는 이트륨의 %를 나타낸다.
Xb-2a에 따른 나노구조체. 이트륨 안정성: 94.6%.
Xc에 따른 나노구조체. 이트륨 안정성: 98.85±0.75%.
실시예
8b: 갈륨 함유 나노구조체의 안정성의 측정.
안정성 측정 절차는 실시예 8a에서의 것과 동일하였다.
Xc에 따른 나노구조체. 갈륨 안정성: 91.9±2.8%.
실시예
9:
실시예
1,
실시예
2,
실시예
4,
실시예
5,
실시예
7에 따른 나노구조체의 특성화.
주석:
- 0.5 mg/ml 알부민(난백으로부터 유래) 용액은 다음 크기를 생성하였다: DLS= 7.0 nm (150 mM NaCl 중의 알부민, 부피 psd로부터 얻은 유체역학적 직경) 및 GPC 피크 체류 시간 = 12.52분. GPC 체류 시간으로부터 얻은 나노구조체의 유체역학적 직경은 단백질 표준물에 따라 보정됨.
- ICP Si/P 비로부터 취한 PEG Mol% (PEG Mol%= (Si/P 비-1)ㆍ2ㆍ100%)
실시예
10: 점도
실시예 2b에 따른 주변부를 가진 나노구조체 Xb 용액을 10의 P/Y의 로딩으로, 5.9 mM 이트륨으로 로딩시켰다. 점도를 모세관 점도계에서 측정하였다. 이트륨-로딩된 나노구조체의 측정된 점도는 1.603±0.070 mPa.s였다.
실시예
11:
네이키드
(naked) 나노구조체를 형성하기 위한 화합물 1의
가교결
합 및 가열시 PEG-실란 주변부의 화학적 변형의 증거.
실시예
11a:
FTIR은
가열시 화합물 1의 화학적 변형을 나타낸다.
80% 수성 에틸렌 글리콜 중의 화합물 1을 실시예 1에서처럼 20시간 동안 114℃에서 가열하고 푸리에 변환 적외분광법(Fourier Transform Infrared Spectroscopy)에 의해 몇몇 시점에서 분석하였다. FTIR 피크를 정규화하여 898 cm-1에서의 피크 (C-C 탄화수소 골격 진동)의 동일한 피크 높이를 제공하였다. 실록산 기에 대한 관련 피크 파수는 1101 cm-1 (Si-OEt), 1070 cm-1 (Si- OEt), 954 cm-1 (Si-OEt) 및 835 cm-1 (Si-OH)였다. 시간이 지남에 따라 모든 이들 피크의 피크 강도 감소가 관찰되었으며, 이는 에톡시실란 기의 수와 히드록시실란 기의 수가 감소함을 나타내는데, 이것은 화합물 1이 가교결합하여 가교결합된 중합체 네트워크를 형성함과 일치한다. 가교결합의 완료 후, 25 내지 35%의 미반응 에톡시실란 기와 작은 분율의 히드록시실란이 잔존하며, 이는 390 내지 450%의 가교결합도에 상응한다. 도 9를 참조한다.
포스포네이트 기에 대한 관련 피크 파수는 1246 cm-1(R-P=0(OCH3)2 P-O 진동), 1023 cm-1 (P-OMe), 1013 cm-1 (P-OH), 791 cm-1 (P-OMe) 및 757 cm-1 (P-OMe)였다. 시간이 지남에 따라 모든 이들 피크의 피크 강도 감소가 관찰되었으며, 이는 메톡시포스포네이트 기의 수가 감소함을 나타낸다. 1013 cm-1에서의 피크는 실란 피크와 중첩되었으며, 따라서 히드록시포스포네이트 기의 존재를 나타냈지만, 이는 정량화가 가능하지 않았다. 가교결합의 완료 후, 10 내지 50%의 미반응 메톡시포스포네이트 기가 잔존한다. 도 10을 참조한다.
실시예
11b:
FTIR은
가열시에 PEG-
실란
단량체의 화학적 변형을 나타낸다.
PEG-실란 단량체 2-[메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필]트리메톡시실란; 90%의 6 내지 9개의 EG-단위 (PEG6-9) 및 메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필트리메톡시실란; 90%의 9 내지 12개의 EG-단위 (PEG9-12)의 FTIR 스펙트럼을 7시간 동안 114℃에서 가열된 수성 80% 에틸렌 글리콜 중의 PEG-실란 단량체의 FTIR 스펙트럼과 비교하였다. FTIR 스펙트럼은 화학적으로 그 물질이 파수 1093 cm-1 (Si-O-Si), 1083 cm-1 (Si-O-CH3), 1040 cm-1 (Si-O-Si) 및 848 cm-1 (Si-OH)에서의 피크에서 상이함을 나타냈다. PEG-실란 단량체가 가열될 때, 피크는 1093 cm-1 및 1040 cm-1에서 나타났으며, 이는 개방 사슬 실록산 Si-O-Si 기의 존재를 나타낸다. 가열된 PEG-실란 단량체에서 848 cm-1에서의 피크의 출현은 Si-OH 기의 존재를 나타내며, 반면에 가열 후 1083 cm-1에서의 피크의 사라짐은 PEG-실란 단량체 중 Si-OCH3 메톡시실란 기의 손실을 나타낸다. 이러한 Si-OCH3 메톡시실란 기의 사라짐과 Si-O-Si 기의 출현은 중심부에의 공유 결합을 형성하는 PEG-실란으로부터 예상되는 것이다. 도 11 및 도 12를 참조한다.
실시예
12: 우라늄이
로딩된
나노구조체 X의
TEM
영상화
나노구조체를 밀리큐 물로 30배 희석하고 3 μl의 샘플을 글로 방전시킨 (glow discharging) 카본 400 메쉬 구리 격자 상에 적용하였다. 샘플을 UAR-EMS로 네가티브 염색하였다. 그 후, 격자를 초순수 물로 세척하고 100 keV 가속 전압에서 작동되는 FEI 테크나이(Tecnai) 10 전자 현미경을 이용하여 영상화하였다. 2kx2k 벨레타(Veleta) CCD 카메라 (올림푸스 소프트 이미징 시스템(Olympus Soft Imaging System))를 이용하여 영상을 획득하였다. 8 nm보다 더 큰 직경을 가진 몇몇 구형 나노구조체가 관찰되었다. 나노구조체는 중심부 (짙은 코어) 및 주변부 (백색 고리)를 함유한다. 도 13을 참조한다.
실시예
13: 생체 내: 마우스 모델에서의 약동학 연구.
나노구조체 X 용액을 5초 동안 20 μmol Y/kg 또는 20 μmol Lu/kg 및 10 ml/kg으로 마우스에게 정맥내로* 투여하였다 (테스트 항목당 N=2마리). 투여 후 동물의 혈액을 샘플링하였다. 실험 종료시에, 신장과 간을 수집하였다. 주사된 나노구조체 용액, 혈장 샘플 및 분해된 조직 샘플을 이트륨 또는 루테튬 및 규소 함량에 대하여 ICP-AES에 의해 분석하였다.
* 용액을 중성(pH 7.4)이고, 전해질 균형이 맞도록 (1 당량의 Y당 1.4 당량의 CaCl2 첨가), 그리고 혈액과 등삼투성이도록 (만니톨 첨가) 제형화하였다.
** 주사된 용량의 %는 실험 불확실성으로 인하여 100%를 초과한다.
주변부가 결여된 나노구조체를 함유하는 음성 대조 실시예는 혈액에서 긴 순환 시간을 얻기 위해 주변부가 중요함을 보여준다.
* 용액을 중성 (pH 7.4)이고, 전해질 균형이 맞도록 (1 당량의 Y당 1.4 당량의 CaCl2 첨가), 그리고 혈액과 등삼투성이도록 (만니톨 첨가) 제형화하였다.
작은 분율의 나노구조체 X만이 신장에 분포되었다.
실시예
14:
랫트
모델에서의 배출 연구
랫트에서 정맥내 주사 후 나노구조체 X 용액의 배출 패턴을 조사하였다. 20초 동안 10 μmol Y/kg 및 3.3 ml/kg으로 나노구조체 용액을 정맥내로 투여하였다. 이어서 랫트를 24시간 (N=3마리) 또는 72시간 (N=3마리) 동안 별도의 대사 케이지내에 두었다. 2마리의 동물을 대조 동물로 사용하였으며 이것에는 투여하지 않았다. 연구 동안 소변과 대변을 24시간 마다 수집하였다. 소변과 대변 샘플링의 종결 후, 방광에 남은 소변과 결장과 창자에 남은 대변을 수집하였다. 주사된 나노구조체 용액을 이트륨, 규소 및 인 함량에 대하여 ICP-AES에 의해 분석하였다. 소변과 대변 샘플을 이트륨과 규소 함량에 대하여 ICP-AES에 의해 분석하였다.
나노구조체 X는 주로 대변을 통해 배출되었으며, 소변을 통해서는 최소로 배출되었다.
15. 예상
실시예
. 악티늄-225 (
225
Ac
), 구리-62 (
62
Cu
), 구리-64 (
64
Cu
), 구리-67 (
67
Cu
), 갈륨-67 (
67
Ga
), 갈륨-68 (
68
Ga
), 홀뮴-166 (
166
Ho
), 인듐-111 (
111
In
), 납-212 (
212
Pb
), 루테튬-177 (
177
Lu
), 라듐-223 (
223
Ra
), 레늄-186 (
186
Re
), 레늄-188 (
188
Re
), 루비듐-82 (
82
Rb
), 사마륨-153 (
153
Sm
), 스트론튬-89 (
89
Sr
), 테크네튬-99m (
99m
Tc
3+
), 탈륨-201 (
201
Tl
), 토륨-227 (
227
Th
), 이트륨-86 (
86
Y), 이트륨-90 (
90
Y) 또는 지르코늄-89 (
89
Zr
)를 이용한 나노구조체의 방사성 로딩.
실시예 2b에 따른 주변부를 가지며 실시예 5에 따라 300 kDa과 50 kDa 사이에서 한외여과되고 1 M 트리스 염기로 7.0 내지 7.5까지 pH 조정된 빈 나노구조체 Xb (출발 재료 2 mmol P) 20 ml을 제조한다. 나노구조체 용액을 20 mM P까지 희석한다. 143.8 ng의 이트륨-90을 4 ml 밀리큐 물에 용해시켜 물 중 0.4 μM 양이온성 이트륨-90 용액을 제조한다. 283.2 ng의 루테튬-177을 4 ml 밀리큐 물에 용해시켜 물 중 0.4 μM 양이온성 루테튬-177 용액을 제조한다 (또는 0.4 μM 양이온성 악티늄-225 (225Ac), 구리-62 (62Cu), 구리-64 (64Cu), 구리-67 (67Cu), 갈륨-67 (67Ga), 갈륨-68 (68Ga), 홀뮴-166 (166Ho), 인듐-111 (111In), 납-212 (212Pb), 라듐-223 (223Ra), 레늄-186 (186Re), 레늄-188 (188Re), 루비듐-82 (82Rb), 사마륨-153 (153Sm), 스트론튬-89 (89Sr), 테크네튬-99m (99mTc3 +), 탈륨-201 (201Tl), 토륨-227 (227Th), 이트륨-86 (86Y), 또는 지르코늄-89 (89Zr)).
4 ml의 빈 나노구조체 (20 mM P)를 4 ml의 방사성 핵종 용액 (0.4 μM)과 실온에서 또는 50℃에서 각각 1시간 동안 자기 교반 막대를 이용하여 혼합하여 혼합된 나노구조체 + 방사성 핵종 용액 1 및 2를 제조한다. 따라서 혼합된 용액은 10 mM P와 0.2 μM 방사성 핵종 (50000 P/방사성 핵종)을 함유할 것이다.
각 용액을 다음과 같이 여과한다: 1시간 후, 나노구조체를 300 kDa 스핀필터 (비바스핀®20, 사토리우스)로 여과하고, 3500 rpm 및 25℃에서 30분 동안 원심분리한다. 투과액을 10 kDa 스핀필터 (밀리포어)로 옮기고 3500 rpm 및 25℃에서 30분 동안 여과한다. 반복된 밀리큐 물의 첨가 및 수집된 보유물의 여과를 실시한다. 각각의 첨가 후 원심분리 시간은 각각 10분, 10분 및 10분이다. 잔존 보유물을 밀리큐 물로 4 ml까지 희석한다.
16. 예상
실시예
. 악티늄-225 (
225
Ac
), 구리-62 (
62
Cu
), 구리-64 (
64
Cu
), 구리-67 (
67
Cu
), 갈륨-67 (
67
Ga
), 갈륨-68 (
68
Ga
), 홀뮴-166 (
166
Ho
), 인듐-111 (
111
In
), 납-212 (
212
Pb
), 루테튬-177 (
177
Lu
), 라듐-223 (
223
Ra
), 레늄-186 (
186
Re
), 레늄-188 (
188
Re
), 루비듐-82 (
82
Rb
), 사마륨-153 (
153
Sm
), 스트론튬-89 (
89
Sr
), 테크네튬-99m (
99m
Tc
3
+
), 탈륨-201 (
201
TI
), 토륨-227 (
227
Th
), 이트륨-86 (
86
Y), 이트륨-90 (
90
Y) 또는 지르코늄-89 (
89
Zr
)-함유 나노구조체의 안정성 측정
실시예 15에 따른 각각의 나노구조체 X/방사성 핵종 용액에 대하여, 250 μl의 용액을 250 μl의 밀리큐 물 또는 랫트 혈장과 혼합하고 실온에서 6시간 또는 24시간 동안 인큐베이션한다 (실시예 15로부터의 용액당 4개 샘플). 인큐베이션 후, 각 샘플에 대해 혼합물 100 μl를 꺼내고 xxx-사전으로 표지한다. 0.5 ml 아미콘 10 kDa 스핀필터 내에 200 μl 용액을 넣고 13.4 krpm에서 10분 동안 원심분리한다. 100 μl의 투과액을 꺼내고 xxx-사후로 표지한다. xxx-사전 및 xxx-사후에서 α-방사선, β-방사선 또는 γ-방사선을 측정한다. 하기 방정식을 이용하여 방사성 핵종 안정성 (여과 후 나노구조체에 잔존하는 방사성 핵종의 %)을 계산한다.
17. 예상
실시예
.
90
Y-
로딩된
나노구조체를 이용한 고형 종양의 치료
방사성 핵종을 이용한 요법은 비밀봉 방사성 소스(source)를 이용한 치료에 대한 표준을 충족할 수 있으며 국가 규제에 따라 허가된 시설에서 수행된다. 제조 및 투여 절차에 관여되는 사람들은 방사성 핵종의 사용에 대해 필요한 자격과 적절한 권한을 가지고 있어야 한다. 방사성 핵종의 제조 및 투여에 이용되는 모든 일회용 설비는 방사성 폐기물로서 폐기되어야 하며 남은 방사성 핵종은 방사성 감퇴의 권한있는 수용자에게 돌려보내진다.
방사성로딩된 나노구조체의 제조: 나노구조체를 제조하는 사람은 플라스틱 글러브, 일회용 방수 가운, 및 눈 보호구를 입어야 한다. 예비 절차는 잡는 도구로서 겸자 및 집게를 이용하여 적어도 1 cm 두께의 퍼스펙스 또는 납-로딩된 퍼스펙스 쉴드를 이용하여 실시된다. 나노구조체는 단회 용량의 90Y-로딩된 나노구조체를 생성하는데 필요한 비방사성 성분들 및 병 내의 조제된 완충액과 빈 반응 바이알을 포함하는 키트로서 공급된다. 방사성 성분, 무담체 제약 등급 90Y는 주문시 제조업자로부터 별도로 획득된다. 무담체 90Y를 키트에 제공된 상세한 설명서에 따라 제공된 빈 반응 바이알 내의 완충제 및 나노구조체에 첨가한다. 모든 제조 단계에서 무균 기술을 이용한다. 로딩 후, 나노구조체를 2 내지 8℃에서 보관하며 8시간 내에 투여한다.
투여: 방사성로딩된 나노구조체를 투여하기 전에, 투여를 위한 용액의 활성을 측정한다. 90Y-로딩된 나노구조체를 쓰리웨이(3-way) 밸브 라인을 통해 직접 또는 차폐된 원격 주입 시스템을 이용하여 정맥내 주입액으로서 투여한다. 라인 필터를 이용한다. 주입 후, 적어도 10 ml의 염화나트륨 (0.9%) 용액으로 라인을 세척하여 방사성 의약품 제제의 전 용량의 투여를 보장한다. 환자는 주입의 완료 후 그리고 부작용에 대한 적절한 관찰 기간 (20 내지 30분) 후 떠나게 된다. 주사된 방사성 핵종의 짧은 반감기로 인하여, 환자는 그들 주위의 것에 유의한 위험을 가하지 않고 투여 직후 풀려날 수 있다.
18. 예상
실시예
.
99m
Tc
3
+
-
로딩된
나노구조체를 이용한 고형 종양의 진단적 영상화
감마 영상화를 위한 키트로서 공급된 99mTc3 +-로딩된 나노구조체의 제조 및 투여를 방사선요법을 위한 90Y-로딩된 나노구조체의 제조 및 투여와 유사한 무균 방식으로 실시한다. 그러나, 감마-방출 방사성 핵종을 취급할 경우 소정의 주의 사항과 규칙은 환자 및 개인 안전 지침에 맞춰진다. 제조된 99mTc3 +-로딩된 나노구조체를 정맥 카테터 주입액으로서 주사한 후 생리식염수로 세정한다. 영상화를 주사한지 1 내지 12시간 후에 수행한다.
실시예
19: 생체 내 실험, 종양에의 Y의
국소화
.
실시예 Xb-2b에 따른 나노구조체를, 불멸화된 종양 세포주 PC-3을 이전에 접종한 마우스 (N=3마리)에 10 μmol Y/kg* 및 2.5 ml/kg으로 정맥내 투여하였다. 종양의 직경은 약 7 mm였다. 24시간 후 동물을 죽이고 종양을 수집하였다. 주사 테스트 항목을 이트륨, 규소 및 인 함량에 대하여 ICP-AES에 의해 분석하였다. 분해한 종양 샘플을 이트륨과 규소 함량에 대하여 ICP-AES에 의해 분석하였다. 주사된 Y의 용량의 0.8%의 분율이 24시간 후 종양에서 발견되었다.
* 용액을 중성 (pH 7.4)이고 전해질 균형이 맞도록 (1 당량의 Y당 1.4 당량의 CaCl2 첨가), 그리고 혈액과 등삼투성이도록 (만니톨 첨가) 제형화하였다.
20. 예상
실시예
.
킬레이팅
기로서
DOTA를
그리고
주변부로서
폴리(에틸렌
글리콜)을 가지며, 폴리에틸이민 기반의 분지형 중심부를 가진 나노구조체의 제조.
m-PEG-COOH (평균 분자량: 5000 g/mol, 약 100개의 단량체 단위, 100 mg, 20 μmol)을 물 (2 ml)에 용해시킨 후 N-히드록시술포숙신이미드 나트륨 염(분자량: 217 g/mol, 10 mg, 46 μmol) 및 N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카르보디이미드 히드로클로라이드 (분자량: 192 g/mol, 10 mg, 52 μmol)를 첨가한다. 반응 혼합물을 2일 동안 교반시킨다. 그 후 폴리에틸렌이민을 이 용액에 첨가한다 (물 중 50 중량%, 분자량: 300 000, pH 7에서 34 nm로 측정된 유체역학적 직경은 하나의 나노구조체에 대하여 3631 nm2 의 "표면적"에 상응하여, 1 PEG/nm2의 커버리지를 위하여 5 nmol (=1.5 mg)의 PEI가 필요함). 반응 혼합물을 2일 동안 교반시킨다. DOTA-모노-NHS-트리스(t-Bu 에스테르)HPF6 염 (마크로사이클릭스(Macrocyclics), 미국), 분자량: 815, 0.8 mg, 1 μmol)을 첨가하고, 혼합물을 추가로 2일 동안 교반한다. 물질의 제타 전위를 측정하고, 요망될 경우, 제타 전위가 0에 가까워질 때까지 소량의 숙신산 무수물을 첨가한다.
실시예
21 :
실시예
2a에 따른 나노구조체에의 방사성
90
Y의 결합.
이트륨-90을 150 μl 수용액으로서 전달하였으며 허용가능한 수준의 방사성에 도달하기 위하여 이 용액을 물 중의 0.4 μM 이트륨-89 400 mL로 희석하였다. 이 희석은 실험 결과를 방해하지 않는 것으로 생각되었다. 이 용액 중 4 mL의 용액을 20 mM 인 농도에서, 실시예 2b에 따른 나노구조체의 ta 용액 4 mL과 혼합하였다. 이것을 2회 실시하였으며, 하나의 혼합물을 후속적으로 실온 (r.t.)에서 1시간 동안 (용액 1) 그리고 다른 하나의 혼합물을 50℃에서 1시간 동안 (용액 2) 교반하였다. 두 용액 모두에 대하여, 베타 방사선을 측정하였다. 이를 위하여, 100 μl 분취물을 취하여 20 mL까지 희석하여 신뢰성있는 측정에 적절한 수준의 방사선을 얻었다. 결과를 표 6에 나타난다.
두 용액을 15 mL 10 kDa 스핀필터를 이용하여 여과하였다. 실질적인 한계로 인하여, 용액을 1시간 동안 1000 g에서 여과하였으며, 투과액을 제거하고 보유물을 15 mL까지 희석하고 추가의 여과를 실시하였다. 이 여과 또한 1000 g에서 실시하였으며 20분 후에 완료된 것으로 판단하였다. 이 마지막 세척 및 여과 단계를 3회 반복하였다. 여과 후, 나머지 용액을 4 mL까지 희석하고 100 μL 분취물을 다시 취하여 20 mL까지 희석하고 베타 방사선을 측정하였다. 측정된 활성을 표 7에 나타낸다.
용액은 표 6의 용액보다 2배 농축되었으며, 따라서 비교하기 위하여 활성을 2로 나누었다. 용액 1의 측정을 표 6의 용액보다 128분 더 늦게 실시하였으며, 따라서 이트륨-90의 빠른 감쇠에 의해 그 수는 2.59 x 105 cpm으로 보정하여야 한다. 이것은 원래 용액의 81.2%이다. 용액 2의 측정을 표 1의 원래 용액보다 88분 더 늦게 실시하였으며, 여기서 보정된 활성은 3.04 x 105 cpm이다. 이것은 원래 용액의 91.3%이다. 블랭크 또한 측정하였으며, 이것은 55.1 cpm이었으며 따라서 무시할만한 것으로 판단되었다.
다음날, 250 μl의 용액 1 또는 2를 250 μl의 물 또는 인간 혈장에 첨가하여 8가지의 혼합물을 제조하였다. 그 후 이들 혼합물을 6시간 또는 24시간 동안 인큐베이션하고 표 8에 나타낸 바와 같이 표지하였다.
인큐베이션 후, 100 μl를 꺼내고 20 mL까지 희석하여 여과 전 측정을 위한 샘플을 얻었다. 300 μl의 혼합물을 0.5 mL 아미콘 10 kDa 스핀필터를 통해 여과하였다. 100 μl의 여과액을 다시 취하여 20 mL까지 희석하여 여과 후 샘플을 얻었다. 모든 샘플을 측정하였으며 그 결과를 표 9에 나타낸다. 그 후 각각의 용액의 방사성 동위원소 안정성을 계산할 수 있었으며 이것도 주어져 있다.
[표 9]
여과 전 및 후에 방사선 및 안정성 측정
표 9에 나타낸 바와 같이, 여과 후 및 여과 전 샘플 사이의 차이는 주목할만하게 크다. 계산된 방사성 동위원소 안정성은 거의 모든 경우에 100%에 가깝다. 여과 전 및 여과 후 샘플을 서로 1시간 이내에 측정하였으며 감쇠 조정하지 않는다. 용액 2a에 대해서만, 여과 후 샘플에서 일부 유의한 활성이 측정되었으며; 이러한 변칙에 대한 설명은 없으며 이는 측정 오류로 보인다. 그러나, 심지어 이러한 예외도 99.6%의 방사성 동위원소 안정성을 제공한다.
방사성 동위원소 이트륨-90은 퍼킨 엘머(Perkin Elmer)로부터 0.05 M HCl 중의 염화이트륨 (III)으로서 획득하였다. 비활성은 500 Ci/mg이었다. 콜드(cold) 염화이트륨(III)을 시그마 알드리치로부터 구입하였다. 베타 방사선을 베크만 (Beckman) LS 6500 액체 신틸레이션 카운터를 이용하여 정량화하였다. 샘플을 20분 동안 러닝시켰으며 2회 러닝의 평균값을 제공한다.
특정 실시 양태
1. 유체역학적 직경 (Dh)가 8 내지 100 nm이며, 중심부 및 주변부를 포함하고, 상기 중심부의 계산된 직경 (Dc)은 6 내지 90 nm이며, 상기 주변부의 추정 두께 (Tp)는 Dh=Dc+2Tp 또는 Tp=(Dh-Dc)/2가 되도록 하며,
상기 중심부는
(i) 개수를 기준으로 30% 이상의 단량체 잔기가 가교결합됨으로써 가교결합된 중합체 프레임워크를 형성하는 단량체 잔기를 포함하는 가교결합된 중합체 프레임워크 및/또는
(ii) 분지점의 수가 단량체 잔기의 수의 30% 이상인, 단량체 잔기를 포함하는 분지형 중합체 프레임워크를 포함하고,
상기 중심부는 킬레이팅 기 중 4개 이상이 하나 이상의 다중 하전된 양이온의 킬레이팅을 허용하는 킬레이팅 기를 포함하며, 상기 킬레이팅 기는 -COOR1, -P=O(OR1)(OR2), 및 -S(=O)2OR1로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며, 상기 주변부는 중심부에 공유적으로 부착된 합성 중합체 재료를 포함하고, 합성 중합체 재료는 친수성이며 생체불활성이고, 전기적으로 중성이거나 쯔비터이온성인 구형 나노구조체.
2. (i) 개수를 기준으로 50% 이상의 단량체 잔기가 가교결합됨으로써 가교결합된 중합체 프레임워크를 형성하는 단량체 잔기를 포함하는 가교결합된 중합체 프레임워크 및/또는
(ii) 분지점의 수가 단량체 잔기의 수의 50% 이상인, 단량체 잔기를 포함하는 분지형 중합체 프레임워크인, 실시 양태 1에 따른 구형 나노구조체.
3. R1 및 R2는 독립적으로 음전하, H 또는 메틸인, 실시 양태 1 또는 2에 따른 구형 나노구조체.
4. 유체역학적 직경이 8 내지 50 nm인, 실시 양태 1 내지 3 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
5. 유체역학적 직경이 8 내지 20 nm인, 실시 양태 1 내지 4 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
6. 유체역학적 직경, Dh는 8 내지 20 nm이며, 중심부의 추정 직경, Dc는 6 내지 15 nm이고, 주변부의 두께는 1 내지 2.5 nm인, 실시 양태 1 내지 5 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
7. 상기 킬레이팅 기는 제미날 비스포스포네이트 기를 포함하는, 실시 양태 1 내지 6 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
8. 상기 킬레이팅 기는 서로 독립적으로
>C(P=O(OR1)(OR2))2
(여기서,
R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
>C는 상기 가교결합 또는 분지형 중합체 프레임워크의 일부에 연결되거나 상기 일부를 형성하는 탄소 원자를 나타냄)로서 혼입되는 제미날 비스포스포네이트 기를 포함하는, 실시 양태 1 내지 7 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
9. 상기 킬레이팅 기는 다수의 포스포네이트 기 -P=0(OR1)(OR2) (여기서, R1 및 R2는 음전하, H, 알킬 또는 아릴로부터 독립적으로 선택되되, 단, R1 또는 R2 중 적어도 하나가 H일 때, 생성된 포스폰산은 pH 의존적인 정도로 이온화됨)를 포함하는, 실시 양태 1 내지 7 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
10. 유리 포스포네이트와 상기 포스포네이트의 메틸 에스테르의 혼합물인 포스포네이트를 포함하는, 실시 양태 1 내지 9 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
11. 가교결합된 중합체 프레임워크는 폴리에틸렌으로부터 유도되는, 실시 양태 1 내지 10 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
12. 가교결합된 중합체 프레임워크는 폴리스티렌으로부터 유도되는, 실시 양태 1 내지 10 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
13. 가교결합된 중합체 프레임워크는 폴리아크릴산으로부터 유도되는, 실시 양태 1 내지 10 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
14. 가교결합된 중합체 프레임워크는 탄화수소 네트워크로부터 유도되는, 실시 양태 1 내지 10 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
15. 탄화수소 네트워크는 가교결합된 폴리에틸렌을 포함하는, 실시 양태 14에 따른 구형 나노구조체.
16. 탄화수소 네트워크는 가교결합된 폴리스티렌을 포함하는, 실시 양태 14에 따른 구형 나노구조체.
17. 상기 중심부는 첨가되는 가교결합제의 600%에 상응하는 단량체에서 가교결합 잠재성을 갖는 6개의 기가 있는 단독중합체를 포함하며, 기들 중 2 내지 5개는 실제로 가교결합체 (200% 내지 500%의 가교결합이 달성된 것에 상응함)를 형성하는, 실시 양태 1 내지 16 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
18. 부가되는 가교결합제의 백분율은 30% 내지 100%인, 실시 양태 1 내지 16 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
19. 달성되는 가교결합도는 30% 내지 100%인, 실시 양태 1 내지 16 또는 17 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
20. 달성되는 분지화도는 30% 내지 100%인, 실시 양태 1 내지 16 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
21. 달성되는 가교결합도는 200% 내지 400%인, 실시 양태 1 내지 16 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
22. 부가되는 가교결합제의 %는 500% 내지 600%인, 실시 양태 1 내지 21 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
22. 중합체 프레임워크는 트리알콕시유기실란 R12-Si(OR13)3 (여기서, R12는 H 또는 유기 잔기이고, R13은 독립적으로 저급 알킬 또는 아릴임)의 축합 중합에 의해 형성된, 실시 양태 1 내지 21 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
23. 2개의 알콕시실란 기가 단량체에 존재하는, 실시 양태 22에 따른 구형 나노구조체.
24. 상기 알콕시실란들은 1 내지 10개의 탄소 원자에 의해 분리된, 실시 양태 23에 따른 구형 나노구조체.
25. 상기 알콕시실란들은 3 내지 9개의 탄소 원자에 의해 분리된, 실시 양태 23 또는 24에 따른 구형 나노구조체.
26. 상기 알콕시실란들은 7개의 탄소 원자에 의해 분리된, 실시 양태 23 내지 25 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
27. 2개의 포스포네이트 기는 기 R12의 일부인, 실시 양태 23 내지 26 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
28. 상기 2개의 실란은 7개의 탄소 원자에 의해 분리되며, 2개의 포스포네이트 기는 기 R12의 일부인, 실시 양태 23 내지 27 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
29. 중합체 프레임워크를 형성하는 단량체는 하기 일반 구조식을 갖는, 실시 양태 23 내지 28 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체:
(여기서, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
R14, R15, R16, R17, R18, 및 R19는 저급 알킬 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
n =1 내지 5임).
30. 상기 단량체 잔기는 구조식 (R3O)(R4O)(R5O)Si-(CH2)n C(P=O(OR1)(OR2))2-(CH2)n-Si(OR6)(OR7)(OR8) (여기서, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며, R3, R4, R5, R6, R7, 및 R8은 음전하, H, 저급 알킬 및 중합체 프레임워크에의 결합으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고, n=1 내지 5여서
중합체 프레임워크가 -O-Si 결합에 의해 형성되도록 하고, 규소 원자는 상기 구조식 내의 규소 원자임)을 갖는 단량체 잔기를 포함하는, 실시 양태 1 내지 29 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
31. R3, R4, R5, R6, R7, 및 R8 전부는 에틸 기인, 실시 양태 30에 따른 구형 나노구조체.
32. n=3인, 실시 양태 29 내지 31 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
33. 분지형 중합체 프레임워크를 형성하는 단량체 잔기는 폴리에틸렌이민, 개질된 폴리에틸렌이민, 과다분지형 폴리올, 및 과다분지형 트리아진으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는, 실시 양태 1 내지 32 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
34. 분지형 중합체 프레임워크를 형성하는 단량체 잔기는 폴리에틸렌이민인, 실시 양태 33에 따른 구형 나노구조체.
35. 폴리에틸렌이민의 분지화도는 40% 내지 60%인, 실시 양태 35에 따른 구형 나노구조체.
36. 폴리에틸렌이민은 -COOR1, -P=O(OR1)(OR2), 및 -S(=O)2OR1 (여기서, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택)로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 킬레이팅 기로 꾸며진, 실시 양태 34 또는 35에 따른 구형 나노구조체.
37. 생리학적 pH에서 전체 나노구조체가 중성이 되게 하기 위하여 카르복실레이트 등의 다수의 음으로 하전된 기가 도입될 수 있는, 실시 양태 34 내지 36에 따른 구형 나노구조체.
38. 상기 주변부는 전기적 중성 합성 중합체 재료를 포함하는, 실시 양태 1 내지 37 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
39. 상기 주변부는 A-(O-CH2CH2)mOR9로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 합성 중합체 재료를 포함하며, 여기서, m=2 내지 100이고, R9는 H 또는 저급 알킬이며, A, m 및 R9는 상기 중합체 프레임워크에 결합되는 기이고, A는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 실시 양태 1 내지 38 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체:
-OSi(R10)(CH2)o- (여기서, R10은 H 또는 C1-C8 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택되며, o=2 내지 5임);
-OSi(OR11)2(CH2)o- (여기서, R11은 중합체 프레임워크에 대한 공유 결합, H 및 C1-C8 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택되며, o=2 내지 5임);
-NR10-C=O-(CH2)n- (여기서, R10은 상기와 같으며, n=1 내지 5임);
-O-C=O-(CH2)n- (여기서, n=2 내지 5임);
-NR10-(CH2)o- (여기서, R10은 상기와 같으며, o=2 내지 5임);
-(CH2)o (여기서, o=2 내지 5임);
-0-(CH2)o- (여기서, o=2 내지 5임); 및
-SX2-(CH2)n- (여기서, X는 독립적으로 부재하거나 O이며, n=1 내지 5임).
40. 상기 중심부와 상기 주변부 사이의 계면 1 nm2당 0.5 내지 2개의 A-(O-CH2CH2)nOR9 기가 부착된, 실시 양태 39에 따른 구형 나노구조체.
41. 상기 중심부와 상기 주변부 사이의 계면 1 nm2당 0.5 내지 2 μmol의 A-(O-CH2CH2)nOR9 기가 부착된, 실시 양태 39 또는 40에 따른 구형 나노구조체.
42. A-(O-CH2CH2)nOR9는 중심부에 공유 결합된, 실시 양태 39 내지 41 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
43. 상기 주변부는 쯔비터이온성 합성 중합체 재료를 포함하는, 실시 양태 1 내지 37 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
45. 킬레이팅 기는 아미드 결합을 통하여 중합체 프레임워크에 부착되는 DOTA를 포함하는, 실시 양태 1 내지 43 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
46. 상기 단량체 잔기는 구조식 (R20)(R21)C(P=O(OR1)(OR2))2:
(여기서, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
R20은 -(CH2)nCO- (이때 카르보닐 기는 중합체 프레임워크에 대한 결합을 형성함)이고,
R21은 H 또는 OH이며,
n=1 내지 5임)를 갖는 단량체 잔기를 포함하는, 실시 양태 1 내지 22 및 30 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
47. n=1인, 실시 양태 46에 따른 구형 나노구조체.
48. R20 및 R21은 독립적으로 -(CH2)n-SiO3 (여기서, n=1 내지 5임)이며, 실란은 Si-O-Si 결합의 형성에 의해 상기 중합체 프레임워크의 일부가 되는, 실시 양태 46 또는 47에 따른 구형 나노구조체.
49. R20 및 R21은 독립적으로 -(CH2)n-SiO3 (여기서, n=3임)인, 실시 양태 48에 따른 구형 나노구조체.
50. 상기 주변부는 공유적으로 부착되는 선형, 중성, 합성, 생체불활성, 친수성 중합체를 포함하는, 실시 양태 1 내지 49 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
51. 주변부는 공유적으로 부착되는 폴리에틸렌글리콜 유도체를 포함하는, 실시 양태 1 내지 50 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
52. 주변부는 공유적으로 부착되는 메틸 종결 폴리에틸렌글리콜 유도체를 포함하는, 실시 양태 51에 따른 구형 나노구조체.
53. 주변부는 공유적으로 부착되는 분지형의 폴리에틸렌글리콜 유도체를 포함하는, 실시 양태 51 또는 52에 따른 구형 나노구조체.
54. 공유적으로 부착되는 분지형의 폴리에틸렌글리콜 유도체는
(여기서, R은 상기 중심부이고, m은 독립적으로 3 내지 100임)인, 실시 양태 53에 따른 구형 나노구조체.
55. 주변부는 가교결합된 폴리아크릴아미드를 포함하는, 실시 양태 1 내지 49 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
56. 주변부는 덱스트란을 포함하는, 실시 양태 1 내지 49 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체.
57. 수평균 분자량은 50 000 내지 300 000 000 Da이며, 상기 나노구조체의 평균 유체역학적 직경은 8 nm 초과인, 실시 양태 1 내지 56 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체를 포함하는 조성물.
58. 상기 평균 분자량은 50 000 내지 50 000 000 Da인, 실시 양태 57에 따른 조성물.
59. 상기 나노구조체의 평균 유체역학적 직경은 8 내지 100 nm인, 실시 양태 57 또는 58에 따른 조성물.
60. 상기 나노구조체의 평균 유체역학적 직경은 8 내지 50 nm인, 실시 양태 57 내지 59 중 어느 하나에 따른 조성물.
61. 상기 나노구조체의 평균 유체역학적 직경은 8 내지 20 nm인, 실시 양태 57 내지 60 중 어느 하나에 따른 조성물.
62. 개수를 기준으로 10% 이하의 나노구조체가 8 nm 미만인, 실시 양태 57 내지 61 중 어느 하나에 따른 조성물.
63. 개수를 기준으로 1% 이하의 나노구조체가 8 nm 미만인, 실시 양태 57 내지 62 중 어느 하나에 따른 조성물.
64. 개수를 기준으로 0.1% 이하의 나노구조체가 8 nm 미만인, 실시 양태 57 내지 63 중 어느 하나에 따른 조성물.
65. 나노구조체의 10 중량% 이하가 상기 조성물을 포유류에 정맥내 주사한지 24시간 내에 포유류의 소변으로 배출되는, 실시 양태 57 내지 64 중 어느 하나에 따른 조성물.
66. 나노구조체의 1 중량% 이하가 상기 조성물을 포유류에 정맥내 주사한지 24시간 내에 포유류의 소변으로 배출되는, 실시 양태 57 내지 65 중 어느 하나에 따른 조성물.
67. 나노구조체의 0.1 중량% 이하가 상기 조성물을 포유류에 정맥내 주사한지 24시간 내에 포유류의 소변으로 배출되는, 실시 양태 57 내지 66 중 어느 하나에 따른 조성물.
68. 상기 포유류는 마우스, 랫트 또는 인간인, 실시 양태 57 내지 68 중 어느 하나에 따른 조성물.
69. 나노구조체에 더하여 제약상 허용가능한 담체 및/또는 아쥬반트를 포함하는 제약 조성물인, 실시 양태 57 내지 68 중 어느 하나에 따른 조성물.
70. 상기 나노구조체에 킬레이팅된 1가지 이상의 방사성 핵종을 추가로 포함하는, 실시 양태 57 내지 69 중 어느 하나에 따른 조성물.
71. 나노구조체에 대한 평균 개수의 비 (결합 방사성 핵종)는 나노구조체당 0.1 내지 20 000개이되, 단, 중심부는 각각의 방사성 핵종이 이용가능한 4개 이상의 킬레이팅 기를 포함하는, 실시 양태 70에 따른 조성물.
72. 상기 방사성 핵종은 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는, 실시 양태 70 또는 71에 따른 조성물.
73. 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 상기 방사성 핵종은 악티늄-225 (225Ac); 구리-62 (62Cu); 구리-64 (64Cu); 구리-67 (67Cu); 갈륨-67 (67Ga); 갈륨-68 (68Ga); 홀뮴-166 (166Ho); 인듐-111 (111In); 납-212 (212Pb); 루테튬-177 (177Lu); 라듐-223 (223Ra); 레늄-186 (186Re); 레늄-188 (188Re); 루비듐-82 (82Rb); 사마륨-153 (153Sm); 스트론튬-89 (89Sr); 테크네튬-99m (99mTc3 +); 탈륨-201 (201Tl); 토륨-227 (227Th); 이트륨-86 (86Y); 이트륨-90 (90Y); 및 지르코늄-89 (89Zr)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 실시 양태 72에 따른 조성물.
74. 상기 방사성 핵종은 영상화를 위한 방사성 핵종을 포함하는, 실시 양태 72 또는 73에 따른 조성물.
75. 상기 방사성 핵종은 PET 영상화를 위한 방사성 핵종을 포함하는, 실시 양태 74에 따른 조성물.
76. PET 영상화를 위한 상기 방사성 핵종은 갈륨-68 (68Ga)인, 실시 양태 75에 따른 조성물.
77. 상기 방사성 핵종은 SPECT 영상화를 위한 방사성 핵종을 포함하는, 실시 양태 74에 따른 조성물.
78. SPECT 영상화를 위한 상기 방사성 핵종은 그의 3-양이온 형태의 테크네튬-99m (99mTc3 +)인, 실시 양태 77에 따른 조성물.
79. 상기 방사성 핵종은 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는, 상기 방사성 핵종은 영상화를 위한 방사성 핵종을 포함하는, 실시 양태 72 내지 78 중 어느 하나에 따른 조성물.
80. 방사선 요법을 위한 상기 방사성 핵종은 이트륨-90 (90Y)인, 실시 양태 79에 따른 조성물.
81. 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 상기 방사성 핵종은 루테튬-177 (177Lu)인, 실시 양태 72 또는 73에 따른 조성물.
82. 청구항 69에 의존적일 때, 제약 조성물은 비경구 주사용으로 제형화되는, 실시 양태 70 내지 81 중 어느 하나에 따른 조성물.
83. 청구항 69에 의존적일 때, 제약 조성물은 정맥내 주사용으로 제형화되는, 실시 양태 70 내지 81 중 어느 하나에 따른 조성물.
84. 청구항 69에 의존적일 때, 제약 조성물은 직장 투여용으로 제형화되는, 실시 양태 70 내지 81 중 어느 하나에 따른 조성물.
85. 연조직 종양의 진단 및/또는 치료 방법에서 사용하기 위한, 실시 양태 70 내지 84 중 어느 하나에 따른 조성물.
86. 전이성 질환의 진단 및/또는 치료 방법에서 사용하기 위한, 실시 양태 70 내지 84 중 어느 하나에 따른 조성물.
87. 연조직 종양의 진단 및/또는 치료를 위한 제약 조성물의 제조에 있어서의, 실시 양태 70 내지 84 중 어느 하나에 따른 조성물의 용도.
88. 전이성 질환의 진단 및/또는 치료를 위한 제약 조성물의 제조에 있어서의, 실시 양태 70 내지 84 중 어느 하나에 따른 조성물의 용도.
89. 연조직 종양의 진단 및/또는 치료를 위한 제약 조성물의 제조에 있어서의, 실시 양태 1 내지 56 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체 및 방사성 핵종의 용도.
90. 전이성 질환의 진단 및/또는 치료를 위한 제약 조성물의 제조에 있어서의, 실시 양태 1 내지 56 중 어느 하나에 따른 조성 방사성 핵종의 용도.
91. 상기 방사성 핵종은 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종을 포함하는, 실시 양태 88 또는 90에 따른 용도.
92. 상기 방사성 핵종은 악티늄-225 (225Ac); 구리-62 (62Cu); 구리-64 (64Cu); 구리-67 (67Cu); 갈륨-67 (67Ga); 갈륨-68 (68Ga); 홀뮴-166 (166Ho); 인듐-111 (111In); 납-212 (212Pb); 루테튬-177 (177Lu); 라듐-223 (223Ra); 레늄-186 (186Re); 레늄-188 (188Re); 루비듐-82 (82Rb); 사마륨-153 (153Sm); 스트론튬-89 (89Sr); 테크네튬-99m (99mTc3 +); 탈륨-201 (201Tl); 토륨-227 (227Th); 이트륨-86 (86Y); 이트륨-90 (90Y); 및 지르코늄-89 (89Zr)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 실시 양태 89 내지 91 중 어느 하나에 따른 용도.
93. 치료를 필요로 하는 환자에 있어서 종양 및/또는 전이성 질환을 치료하는 방법으로서, 실시 양태 1 내지 56 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체의 치료적 유효량 및 방사성 핵종을 환자에게 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
94. 상기 방사성 핵종은 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종인, 실시 양태 93에 따른 방법.
95. 상기 방사성 핵종은 악티늄-225 (225Ac); 구리-62 (62Cu); 구리-64 (64Cu); 구리-67 (67Cu); 갈륨-67 (67Ga); 갈륨-68 (68Ga); 홀뮴-166 (166Ho); 인듐-111 (111In); 납-212 (212Pb); 루테튬-177 (177Lu); 라듐-223 (223Ra); 레늄-186 (186Re); 레늄-188 (188Re); 루비듐-82 (82Rb); 사마륨-153 (153Sm); 스트론튬-89 (89Sr); 테크네튬-99m (99mTc3 +); 탈륨-201 (201Tl); 토륨-227 (227Th); 이트륨-86 (86Y); 이트륨-90 (90Y); 및 지르코늄-89 (89Zr)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 실시 양태 94에 따른 방법.
96. 치료를 필요로 하는 환자에 있어서 종양을 치료하는 방법으로서, 실시 양태 70 내지 84 중 어느 하나에 따른 조성물의 치료적 유효량을 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
97. 상기 종양은 연조직 종양인, 실시 양태 93 내지 96 중 어느 하나에 따른 방법.
98. 대상체에서 종양의 존재를 진단하는 방법으로서, 실시 양태 1 내지 56 중 어느 하나에 따른 구형 나노구조체의 진단적 유효량 및 방사성 핵종을 환자에게 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
990. 상기 방사성 핵종은 영상화 및/또는 방사선 요법을 위한 방사성 핵종인, 실시 양태 98에 따른 방법.
100. 상기 방사성 핵종은 악티늄-225 (225Ac); 구리-62 (62Cu); 구리-64 (64Cu); 구리-67 (67Cu); 갈륨-67 (67Ga); 갈륨-68 (68Ga); 홀뮴-166 (166Ho); 인듐-111 (111In); 납-212 (212Pb); 루테튬-177 (177Lu); 라듐-223 (223Ra); 레늄-186 (186Re); 레늄-188 (188Re); 루비듐-82 (82Rb); 사마륨-153 (153Sm); 스트론튬-89 (89Sr); 테크네튬-99m (99mTc3 +); 탈륨-201 (201Tl); 토륨-227 (227Th); 이트륨-86 (86Y); 이트륨-90 (90Y); 및 지르코늄-89 (89Zr)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 실시 양태 99에 따른 방법.
101. 대상체에서 종양의 존재를 진단하는 방법으로서, 실시 양태 70 내지 84 중 어느 하나에 따른 조성물의 진단적 유효량을 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
102. 상기 종양은 연조직 종양인, 실시 양태 98 내지 101 중 어느 하나에 따른 방법.
103. 청구항 1 내지 56 중 어느 하나에 따른 나노구조체를 1가지 이상의 방사성 핵종과 접촉시키는 단계를 포함하는, 실시 양태 70 내지 86 중 어느 하나에 따른 조성물의 수득 방법.
104. 6 내지 7.5의 pH 및 500 내지 2000 mOsm/kg의 오스몰 농도를 갖는 수성 완충제에 용해된 청구항 1 내지 56에 따른 복수의 나노구조체를 포함하는, 실시 양태 57 내지 69 중 어느 하나에 따른 조성물을 제조하기 위한 키트.
105. 6 내지 7.5의 pH 및 500 내지 2000 mOsm/kg의 오스몰 농도를 갖는 수성 완충제에 용해된 청구항 1 내지 56에 따른 복수의 나노구조체를 포함하는, 실시 양태 70 내지 86 중 어느 하나에 따른 조성물을 제조하기 위한 키트.
106. 방사성 핵종은 용액 중 양이온 형태로 존재하는, 실시 양태 105에 따른 키트.
107. 수성 완충제는 pH 조절제를 포함하는, 실시 양태 104 내지 106 중 어느 하나에 따른 키트.
108. pH 조절제는 아세테이트, 비카르보네이트, 락테이트, 시트레이트, 말레이트 및 프로피오네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는, 실시 양태 107에 따른 키트.
109. 삼투조절제를 추가로 포함하는, 실시 양태 104 내지 108 중 어느 하나에 따른 키트.
110. 삼투조절제는 염화나트륨, 만니톨, 소르비톨, 염화칼슘, 염화마그네슘 및 글리세롤로 이루어진 군으로부터 선택되는, 실시 양태 109에 따른 키트.
111. 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 생성된 구형 나노구조체:
1) 하기 구조의 디실란의 가수분해적 중합에 의해 중심부를 형성하는 단계:
(여기서, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
R14, R15, R16, R17, R18, 및 R19는 저급 알킬 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
n=1 내지 5임); 및
2) 주변부를 중심부에 공유 결합시키는 데 도움이 되는 조건 하에서 상기 중심부를 주변부의 전구체와 접촉시키는 단계.
Claims (15)
- 유체역학적 직경(hydrodynamic diameter; Dh)이 8 내지 100 nm이며, 중심부 및 주변부를 포함하고, 상기 중심부의 계산된 직경 (Dc)은 6 내지 90 nm이며, 상기 주변부의 추정 두께 (Tp)는 Dh=Dc+2Tp가 되도록 하며,
상기 중심부는
(i) 개수를 기준으로 30% 이상의 단량체 잔기가 가교결합됨으로써 가교결합된 중합체 프레임워크(framework)를 형성하는 단량체 잔기를 포함하는 가교결합된 중합체 프레임워크 및/또는
(ii) 분지점의 수가 단량체 잔기의 수의 30% 이상인, 단량체 잔기를 포함하는 분지형 중합체 프레임워크를 포함하고,
상기 중심부는 킬레이팅 기 중 4개 이상이 하나 이상의 다중 하전된 양이온의 킬레이팅을 허용하는 킬레이팅 기를 포함하며, 상기 킬레이팅 기는 -COOR1, -P=O(OR1)(OR2), 및 -S(=O)2OR1로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고, R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
상기 주변부는 중심부에 공유적으로 부착된 합성 중합체 재료를 포함하고, 합성 중합체 재료는 친수성이며 생체불활성이고, 전기적으로 중성이거나 쯔비터이온성이며,
나노구조체에 킬레이팅된 방사성 핵종을 추가로 포함하는, 구형 나노구조체 (globular nanostructure). - 제1항에 있어서, 상기 킬레이팅 기는 서로 독립적으로
>C(P=O(OR1)(OR2))2
(여기서,
R1 및 R2는 음전하, H, 저급 알킬, 및 아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
>C는 상기 가교결합 또는 분지형 중합체 프레임워크의 일부에 연결되거나 상기 일부를 형성하는 탄소 원자를 나타냄)로서 혼입되는 제미날(geminal) 비스포스포네이트 기를 포함하는 나노구조체. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단량체 잔기는 구조식 (R3O)(R4O)(R5O)Si-(CH2)n C(P=O(OR1)(OR2))2-(CH2)n-Si(OR6)(OR7)(OR8) (여기서, R1 및 R2는 상기에 정의된 바와 같으며, R3, R4, R5, R6, R7, 및 R8은 음전하, H 및 저급 알킬, 또는 중합체 프레임워크에의 결합으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고, n=1 내지 5여서 중합체 프레임워크가 -O-Si 결합에 의해 형성되도록 하고, 규소 원자는 상기 구조식 내의 규소 원자임)을 갖는 단량체 잔기를 포함하는 나노구조체.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 분지형 중합체 프레임워크는 폴리에틸렌이민, 개질된 폴리에틸렌이민, 과다분지형 폴리올, 및 과다분지형 트리아진으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 나노구조체.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 중심부의 분지형 중합체 프레임워크는 폴리에틸렌이민이며, 주변부는 -NH(C=O)(CH2)n-(O-CH2CH2)mOR9 (여기서, n=1 내지 5이며, m=2 내지 100이고, R9는 H 또는 저급 알킬임)를 포함하고, 킬레이팅 기는 DOTA-기를 포함하는 나노구조체.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주변부는 A-(O-CH2CH2)mOR9로 이루어진 군으로부터 선택되는 합성 중합체 재료를 포함하며, 여기서, m=2 내지 100이고, R9는 H 또는 저급 알킬이며, A는 상기 중합체 프레임워크에 결합되는 기이고, A는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 나노구조체:
-OSi(R10)(CH2)o- (여기서, R10은 C1-C8 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택되며, o=2 내지 5임);
-OSi(OR11a)(OR11b)(CH2)o- (여기서, R11a 및 R11b는 동일하거나 상이하며, 각각은 중합체 프레임워크에 대한 공유 결합, H 및 C1-C8 탄화수소로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고, o=2 내지 5임);
-NR10-C=O-(CH2)n- (여기서, R10은 상기와 같으며, n=1 내지 5임);
-O-C=O-(CH2)n- (여기서, n=1 내지 5임);
-NR10-(CH2)o- (여기서, R10은 상기와 같으며, o=2 내지 5임);
-(CH2)o (여기서, o=2 내지 5임);
-0-(CH2)o- (여기서, o=2 내지 5임); 및
-SX2-(CH2)n- (여기서, X는 독립적으로 부재하거나 O이며, n=1 내지 5임). - 제6항에 있어서, 상기 중심부와 상기 주변부 사이의 계면 1 nm2당 0.5 내지 2개의 A-(O-CH2CH2)nOR9 기가 부착된 나노구조체.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 나노구조체에 킬레이팅되는 방사성 핵종(들)은 90Y를 포함하는 나노구조체.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 나노구조체에 킬레이팅되는 방사성 핵종(들)은 99mTc3+를 포함하는 나노구조체.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 나노구조체에 킬레이팅되는 방사성 핵종(들)은 177Lu를 포함하는 나노구조체.
- 상기 나노구조체의 수평균 분자량은 50 000 내지 300 000 000 Da이며, 평균 유체역학적 직경은 8 내지 100 nm인, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 나노구조체를 포함하는 조성물.
- 제11항에 있어서, 개수를 기준으로 10% 이하의 나노구조체가 8 nm 미만인 조성물.
- 제11항 또는 제12항에 있어서, 나노구조체에 대한 평균 개수의 비 (결합 방사성 핵종)는 0.1 내지 20 000개이되, 단, 나노구조체의 중심부는 각각의 방사성 핵종이 이용가능한 4개 이상의 킬레이팅 기를 포함하는 조성물.
- 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 영상화 및/또는 방사선 요법에서 사용하기 위한 조성물.
- 6 내지 7.5의 pH 및 500 내지 2000 mOsm/kg의 오스몰 농도를 갖는 수성 완충제에 용해된 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 복수의 나노구조체를 포함하는, 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 제조하기 위한 키트.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP14162399.1A EP2923712A1 (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Nanostructures and applications thereof |
| EP14162399.1 | 2014-03-28 | ||
| PCT/EP2015/056739 WO2015144891A1 (en) | 2014-03-28 | 2015-03-27 | Nanostructures and applications thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160137634A true KR20160137634A (ko) | 2016-11-30 |
| KR102347377B1 KR102347377B1 (ko) | 2022-01-07 |
Family
ID=50478704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020167030042A KR102347377B1 (ko) | 2014-03-28 | 2015-03-27 | 나노구조체 및 이의 응용 |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9999693B2 (ko) |
| EP (2) | EP2923712A1 (ko) |
| JP (1) | JP6707074B2 (ko) |
| KR (1) | KR102347377B1 (ko) |
| CN (1) | CN106232146B (ko) |
| AU (1) | AU2015238208B2 (ko) |
| CA (1) | CA2943852C (ko) |
| DK (1) | DK3122383T3 (ko) |
| ES (1) | ES2715885T3 (ko) |
| IL (1) | IL248014B (ko) |
| PL (1) | PL3122383T3 (ko) |
| RU (1) | RU2684777C2 (ko) |
| TR (1) | TR201903815T4 (ko) |
| WO (1) | WO2015144891A1 (ko) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3348560A1 (en) | 2017-01-16 | 2018-07-18 | Spago Nanomedical AB | Chemical compounds for coating of nanostructures |
| CN112316151B (zh) * | 2020-10-30 | 2023-01-13 | 天津大学 | 一种基于共价三嗪环骨架化合物的纳米载体及其制备方法 |
| EP4241792A1 (en) | 2022-03-08 | 2023-09-13 | Spago Nanomedical AB | Nanostructures and applications thereof |
| EP4242250A1 (en) * | 2022-03-08 | 2023-09-13 | Spago Nanomedical AB | Compounds for coating of nanostructures |
| EP4241765A1 (en) | 2022-03-08 | 2023-09-13 | Spago Nanomedical AB | Globular nanostructures having an anchoring layer |
| EP4241793A1 (en) | 2022-03-08 | 2023-09-13 | Spago Nanomedical AB | Globular nanostructures |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040258614A1 (en) * | 2003-06-20 | 2004-12-23 | University Of Maryland, Baltimore | Microparticles for microarterial imaging and radiotherapy |
| US20080095699A1 (en) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Shiying Zheng | Imaging contrast agents using nanoparticles |
| WO2009110936A2 (en) * | 2007-12-28 | 2009-09-11 | Spring Bioscience Corporation | Antigen retrieval methods for immunohistochemistry |
| EP2572736A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-27 | Spago Imaging AB | Nanostructures comprising manganese |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6803106B2 (en) | 2002-04-16 | 2004-10-12 | William Henry Campbell | Multi-layered macromolecules and methods for their use |
| JP2004067703A (ja) | 2002-04-24 | 2004-03-04 | Japan Science & Technology Corp | 架橋ポリマー、微粒子および製造方法 |
| CA2507404A1 (en) | 2002-11-04 | 2004-05-21 | Biosphere Medical | Radioisotope-associated polymeric hydrogel microspheres and methods for producing and using the same |
| US8017237B2 (en) | 2006-06-23 | 2011-09-13 | Abbott Cardiovascular Systems, Inc. | Nanoshells on polymers |
| ZA200905420B (en) * | 2007-02-07 | 2010-10-27 | Spago Imaging Ab | Visualization of biological material by the use of coated contrast agents |
| US9468607B2 (en) * | 2007-10-09 | 2016-10-18 | Washington University | Ligand directed toroidal nanoparticles for therapy and diagnostic imaging |
| US20110027172A1 (en) * | 2007-12-10 | 2011-02-03 | Zhuang Wang | Drug delivery system for pharmaceuticals and radiation |
| IE20080211A1 (en) | 2008-03-20 | 2009-11-25 | Nat Univ Ireland | Biodegradable nanoshells for delivery of therapeutic and/or imaging molecules |
| CA2721045A1 (en) | 2008-04-09 | 2009-10-15 | Mcmaster University | Hydrogel with covalently crosslinked core |
| EP2210616A1 (en) * | 2009-01-21 | 2010-07-28 | Centre National de la Recherche Scientifique | Multifunctional stealth nanoparticles for biomedical use |
| US8470891B2 (en) | 2009-12-23 | 2013-06-25 | International Business Machines Corporation | Biodegradable block polymers for drug delivery, and methods related thereto |
| WO2013055791A1 (en) * | 2011-10-10 | 2013-04-18 | The Regents Of The University Of Michigan | Polymeric nanoparticles for ultrasound imaging and therapy |
| US9555132B2 (en) | 2012-06-20 | 2017-01-31 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Water-soluble nanoparticles |
-
2014
- 2014-03-28 EP EP14162399.1A patent/EP2923712A1/en not_active Withdrawn
-
2015
- 2015-03-27 KR KR1020167030042A patent/KR102347377B1/ko active IP Right Grant
- 2015-03-27 EP EP15712905.7A patent/EP3122383B8/en active Active
- 2015-03-27 TR TR2019/03815T patent/TR201903815T4/tr unknown
- 2015-03-27 CA CA2943852A patent/CA2943852C/en active Active
- 2015-03-27 AU AU2015238208A patent/AU2015238208B2/en active Active
- 2015-03-27 DK DK15712905.7T patent/DK3122383T3/en active
- 2015-03-27 JP JP2017501494A patent/JP6707074B2/ja active Active
- 2015-03-27 CN CN201580020513.1A patent/CN106232146B/zh active Active
- 2015-03-27 ES ES15712905T patent/ES2715885T3/es active Active
- 2015-03-27 PL PL15712905T patent/PL3122383T3/pl unknown
- 2015-03-27 WO PCT/EP2015/056739 patent/WO2015144891A1/en active Application Filing
- 2015-03-27 RU RU2016140159A patent/RU2684777C2/ru active
- 2015-03-27 US US15/129,229 patent/US9999693B2/en active Active
-
2016
- 2016-09-25 IL IL248014A patent/IL248014B/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040258614A1 (en) * | 2003-06-20 | 2004-12-23 | University Of Maryland, Baltimore | Microparticles for microarterial imaging and radiotherapy |
| US20080095699A1 (en) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Shiying Zheng | Imaging contrast agents using nanoparticles |
| WO2009110936A2 (en) * | 2007-12-28 | 2009-09-11 | Spring Bioscience Corporation | Antigen retrieval methods for immunohistochemistry |
| EP2572736A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-27 | Spago Imaging AB | Nanostructures comprising manganese |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2684777C2 (ru) | 2019-04-15 |
| CN106232146B (zh) | 2019-07-30 |
| PL3122383T3 (pl) | 2019-08-30 |
| EP3122383B1 (en) | 2018-12-26 |
| CA2943852A1 (en) | 2015-10-01 |
| US9999693B2 (en) | 2018-06-19 |
| AU2015238208A1 (en) | 2016-09-29 |
| BR112016022054A2 (pt) | 2017-08-15 |
| EP2923712A1 (en) | 2015-09-30 |
| EP3122383B8 (en) | 2019-03-13 |
| ES2715885T3 (es) | 2019-06-06 |
| EP3122383A1 (en) | 2017-02-01 |
| US20170106105A1 (en) | 2017-04-20 |
| WO2015144891A1 (en) | 2015-10-01 |
| RU2016140159A (ru) | 2018-04-28 |
| DK3122383T3 (en) | 2019-04-08 |
| RU2016140159A3 (ko) | 2018-10-08 |
| CA2943852C (en) | 2022-07-19 |
| CN106232146A (zh) | 2016-12-14 |
| IL248014B (en) | 2018-07-31 |
| KR102347377B1 (ko) | 2022-01-07 |
| JP2017509708A (ja) | 2017-04-06 |
| AU2015238208B2 (en) | 2019-11-07 |
| TR201903815T4 (tr) | 2019-04-22 |
| JP6707074B2 (ja) | 2020-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102347377B1 (ko) | 나노구조체 및 이의 응용 | |
| Torres Martin de Rosales et al. | 99mTc-bisphosphonate-iron oxide nanoparticle conjugates for dual-modality biomedical imaging | |
| Li et al. | 99mTc-labeled multifunctional low-generation dendrimer-entrapped gold nanoparticles for targeted SPECT/CT dual-mode imaging of tumors | |
| Sun et al. | Gadolinium-loaded poly (N-vinylcaprolactam) nanogels: synthesis, characterization, and application for enhanced tumor MR imaging | |
| US10130588B2 (en) | Functionalised silicon nanoparticles | |
| US20040258614A1 (en) | Microparticles for microarterial imaging and radiotherapy | |
| Sandhöfer et al. | Synthesis and preliminary in vivo evaluation of well-dispersed biomimetic nanocrystalline apatites labeled with positron emission tomographic imaging agents | |
| Shi et al. | Covalent organic polymer as a carborane carrier for imaging-facilitated boron neutron capture therapy | |
| Kozlovskaya et al. | Multilayer microcapsules with shell-chelated 89Zr for PET imaging and controlled delivery | |
| Kallinen et al. | In vivo evaluation of porous silicon and porous silicon solid lipid nanocomposites for passive targeting and imaging | |
| Cao et al. | Chelator-free conjugation of 99mTc and Gd3+ to PEGylated nanographene oxide for dual-modality SPECT/MR imaging of lymph nodes | |
| AU2017229232B2 (en) | Bone marrow-, reticuloendothelial system-, and/or lymph node-targeted radiolabeled liposomes and methods of their diagnostic and therapeutic use | |
| Kozlovskaya et al. | Direct Radiolabeling of Trastuzumab-Targeting Triblock Copolymer Vesicles with 89Zr for Positron Emission Tomography Imaging | |
| Ahmadi et al. | Nanoparticles labeled with gamma-emitting radioisotopes: an attractive approach for in vivo tracking using SPECT imaging | |
| BR112016022054B1 (pt) | Nanoestrutura globular, composição, e estojo para preparação de uma composição | |
| TWI833803B (zh) | 含有高ｚ元素之奈米顆粒在製備用於治療腫瘤之藥物之用途 | |
| EP4241793A1 (en) | Globular nanostructures | |
| Li et al. | Zirconium-containing nanoscale coordination polymers for positron emission tomography and fluorescence-guided cargo delivery to triple-negative breast tumors | |
| JP7431940B2 (ja) | 腫瘍を治療するための方法 | |
| EP4241765A1 (en) | Globular nanostructures having an anchoring layer | |
| Buckway et al. | Nanotheranostics and in-vivo imaging | |
| Mishra | Exploring pretargeted PET imaging strategies for liposomal nanomedicines | |
| Tran | Synthesis, Functionalization and Characterization of Ultrasmall Hybrid Silica Nanoparticles for Theranostic Applications | |
| TW202110488A (zh) | 含有高ｚ元素之奈米顆粒 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |