KR20180138113A - 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템 및 그 제조 방법과 용도 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템 및 그 제조 방법과 응용을 제공하는 것으로, 상기 표적 지향성 하이브리드 시스템은 지질 이중층 나노구와, 지질 이중층 나노구 내에 싸인 양친성 중합체 나노 입자, 및 지질 이중층 나노구 표면에 연결된 표적 지향 폴리펩티드 및/또는 항체, 및 양친성 중합체 나노 입자 내부와 지질 이중층 나노구 내부에 싸인 상이한 약물을 포함한다. 본 발명에서 제조된 표적 지향성 하이브리드 시스템은 종양 미세 환경에 대한 표적 지향성을 갖고, "큰 구가 작은 구를 감싸는" 공간 구조를 갖고, 시스템 내의 작은 나노 입자는 종양 조직 심층 부위에 대한 침투 능력을 가지며 상이한 활성을 갖는 다양한 약물을 동시에 둘러쌀 수 있으므로, 종양 조직에 대한 표적 지향성을 가지는 다중 약물 복합 치료를 실현할 수 있으며, 높은 특이성, 우수한 약물 전달 효과, 적절한 약물 방출 속도, 다중 약물 복합 치료 및 다표적 치료의 목적을 실현할 수 있다.
Description
본 발명은 나노 소재 기술 분야에 해당하는 것으로서, 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템 및 그 제조 방법과 용도에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 종양 조직에 대한 표적 지향성을 가지는 리포솜이 다수의 중합체 나노 입자를 둘러싸고 있는 하이브리드 시스템 및 그 제조방법과 용도에 관한 것이다.
암의 치료방법은 주로 화학요법, 방사선 요법 및 수술을 통한 절제를 포함한다. 그 중 화학요법은 모든 종류의 암 치료에서 전 과정에 사용되는 것으로, 전통적인 화학요법에서는 저분자 항암화학요법 약물을 사용하는데, 종양 부위의 조직적 특징 및 적은 혈액 공급량으로 인하여 실제로 종양 부위에 도달하는 항암화학요법 약물은 매우 제한적이며 그 대사 또한 빠르게 이루어진다. 동시에, 악성 종양 세포의 복잡한 자가 회복 메커니즘 및 방어기제로 인하여, 어느 정도의 화학치료 후, 종양 세포에 내성이 생김으로써 종양이 다시 자라거나 재발하게 될 수 있다. 이러한 원인에 기초하여, 본 발명은 나노 기술을 이용한 나노 수송체를 설계하여 상이한 목적을 가지는 약물들을 수송할 수 있는 복합적 시스템에 관한 것으로서, 종양조직에서 약물의 삼투성을 증가시키고 항암화학요법 약물에 대한 종양 조직의 민감성을 높이는 것을 목적으로 한다.
나노 수송체의 입경은 1-1000nm이며, 나노 수송체의 물질적 특성에 기초하여 약물을 그 안에 혼합할 수 있다. 종양 부위 신생 혈관의 불완전성 및 림프관의 클린 업 효과 결핍에 의해, 나노 수송체는 종양 부위에서 보다 강화된 삼투력 및 EPR(enhanced permeability and retention) 효과를 나타내며, 나노 수송체의 표면에 연결된, 주동적인 표적 지향성을 가지는 폴리펩티드 또는 항체가 종양 부위에서 나노 수송체의 EPR 효과를 증강 및 연장할 수 있다. 알려진 바에 따르면, 나노 수송체의 입경이 200-2000nm일 때 수동적으로 종양 조직에 대한 표적 지향성을 가지게 되며, 지름이 4nm 미만인 분자 또는 나노 입자는 삼투 작용에 의해 혈관 내로 다시 돌아간다(Bertrand N, et.al. Cancer nanotechnology: The impact of passive and active targeting in the era of modern cancer biology. Adv Drug Deliv Rev, 2014, 66: 2-25. doi: 10.1016/j.addr.2013.11.009. Epub 2013 Nov 22.4). EPR 효과로 인해, 종양 부위에 체류하는 나노 수송체는 종양 주변부의, 신생 혈관이 비교적 많은 표층 조직에 주로 위치한다. 종양 조직은 보통 풍부한 세포외 기질 성분 및 긴밀한 세포 간 연결 등의 물리적 장벽을 가짐으로써, 나노 입자가 작을수록 보다 강력한 침투 작용을 갖게 된다. 연구에 의하여, 50 nm보다 작은 나노 입자는 보다 깊은 종양 조직으로 침투할 수 있음이 밝혀졌다(H. Cabral, et.al. Accumulation of sub-100 nm polymeric micelles in poorly permeable tumours depends on size. Nature Nanotechnology, 6, 815-823).
CN103893123A에서는 리포솜-중합체 하이브리드 나노 입자 및 그 제조 방법과 용도를 공개하였다. 상기 리포솜-중합체 하이브리드 나노 입자는 양친성 중합체 나노 입자 및 상기 양친성 중합체 나노 입자의 표면을 둘러싸는 인지질 이중층, 상기 양친성 중합체 나노 입자 내부에 싸이고 상기 양친성 중합체 나노 입자와 인지질 이중층 사이에 싸이는 서로 상이한 수용성의 약물을 포함한다. 그러나 상기 리포솜-중합체 하이브리드 나노 입자에서는 모든 중합체 나노 입자의 표면에 인지질 이중층이 부착되므로, 상이한 약물을 실을 수는 있으나, 나노 입자의 농도 및 종양 조직에 대한 침투성을 감소시키게 되어 종양 조직의 비교적 깊은 부위까지 진입하고자 하는 목적을 실현할 수 없다.
일 양상은 지질 이중층 나노구;
상기 지질 이중층 나노구 내에 존재하는 양친성 중합체 나노 입자; 및
지질 이중층 나노구 표면에 연결된 표적 지향성 폴리펩티드, 항체, 또는 이들의 조합을 포함하는 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템으로서,
상기 양친성 중합체 나노 입자 내부와 상기 지질 이중층 나노구 내부는 서로 상이한 약물을 포함하는 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 제공하는 것이다.
다른 양상은,
(1) 약물을 수송하는 지질 이중층 박막을 제조하는 단계;
(2) 약물을 감싸는 양친성 중합체 나노 입자 수용액을 제조하는 단계;
(3) 상기 지질 이중층 박막과 상기 양친성 중합체 나노 입자의 수용액을 혼합하고, 수화시켜 상기 나노 입자가 지질 이중층 박막 내부에 존재하는 하이브리드 나노 시스템을 생성하는 단계; 및
(4) 표적 지향 폴리펩티드, 항체, 또는 이들의 조합을 아미노산 잔기의 공유결합으로 지질 이중층 나노구 표면에 연결시켜 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 생성하는 단계를 포함하는 것인 표적 지향성 하이브리드 시스템의 제조 방법을 제공하는 것이다.
선행 기술의 단점을 보완하기 위하여, 본 발명은 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템 및 그 제조 방법과 용도를 제공하며, 보다 구체적으로 종양 조직에 대해 표적 지향성을 가지는, 리포솜이 다수의 중합체 나노 입자를 둘러싼 형태의 나노 시스템 및 그 제조 방법과 용도를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 발명의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명에서는 다음과 같은 기술적 방안을 채택한다:
일 양상은 지질 이중층 나노구, 상기 지질 이중층 나노구 내에 존재하는 양친성 중합체 나노 입자와, 상기 지질 이중층 나노구 표면에 연결된 표적 지향성 폴리펩티드 및/또는 항체, 및 상기 양친성 중합체 나노 입자 내부와 상기 지질 이중층 나노구 내부에 싸인 상이한 약물을 포함하는 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 제공한다.
본 발명에서의 상기 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템은 종양 조직에 효과적으로 도달 및 체류할 수 있으며, 나아가 종양 조직의 비교적 깊은 부위까지 침투하여 약물 수송제의 양과 삼투성을 증가시키는 목적을 실현할 수 있다.
바람직하게는, 상기 양친성 중합체 나노 입자의 입경은 10 내지 100nm일 수 있는데, 예를 들면 10 nm, 15 nm, 20 nm, 25 nm, 30 nm, 35 nm, 40 nm, 45 nm, 50 nm, 55 nm, 60 nm, 65 nm, 70 nm, 75 nm, 80 nm, 85 nm, 90 nm, 95 nm 또는 100 nm이고, 바람직하게는 30 내지 50 nm일 수 있다.
본 발명에서, 지질 이중층 나노구는 다수의 양친성 중합체 나노 입자를 둘러싸고 있다.
본 발명에서, 각각의 인지질 이중층 구체는 다수의 중합체 나노 입자를 포함하고 있으며, 중합체 나노 입자의 지름은 10 내지 100nm이고, 그 중 30 내지 50nm가 다소 많은 비율을 차지한다. 이로써 종양 조직에 대한 나노 입자의 침투 작용을 강화할 수 있다.
바람직하게는, 상기 양친성 중합체는 PLGA-PEG, PLA-PEG, 폴리리신 PLGA, 및 PLA-PLA로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합이다.
바람직하게는, 상기 양친성 중합체의 친수성 말단 중합체 분자량은 1000 내지 5000이며 (예를 들어 1000, 1500, 1800, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500 또는 5000), 소수성 말단 중합체의 분자량은 2000 내지 15000이다(예를 들어 2000, 3000, 4000, 5000, 8000, 10000, 12000, 14000 또는 15000).
바람직하게는, 상기 지질 이중층의 지질 재료는 레시틴, 콜레스테롤, 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜 및 기능성 말단을 가지는 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜을 포함한다.
바람직하게는, 상기 레시틴, 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜, 기능성 말단을 가지는 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜, 및 콜레스테롤의 중량 비율은 (3.6 내지 8.6)：0.1：0.3：(1 내지 5)로서，예를 들면 3.6:0.1:0.3:1, 3.6:0.1:0.3:2, 3.6:0.1:0.2:4, 4.5:0.1:0.3:1, 4.5:0.1:0.3:3, 4.5:0.1:0.3:4, 4.5:0.1:0.3:5, 5.6:0.1:0.3:1, 5.6:0.1:0.3:3, 5.6:0.1:0.3:5, 8.6:0.1:0.3:1, 8.6:0.1:0.3:3, 8.6:0.1:0.3:5 등이고，보다 바람직하게는 (5.6 내지 6.6)：0.1：0.3：(3-4)이다.
바람직하게는, 상기 기능성 말단을 가지는 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜에서의 기능성 말단은 말레인이미드 말단 (해당 말단을 가진 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜을 간략히DSPE-PEG-mal로 표기한다), 석신이미드 (해당 말단을 가지는 포스파티딜에단올아민-폴리에틸렌글리콜을 간략히 DSPE-PEG-NHS로 표기한다）, 질소 말단 (해당 말단을 가지는 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜을 간략히 DSPE-PEG-NH2로 표기한다), 카르복시 말단 (해당 말단을 가지는 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜을 간략히 DSPE-PEG-COOH로 표기한다), 및 티올 말단(해당 말단을 가지는 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜을 간략히 DSPE-PEG-SH로 표기한다)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
바람직하게는, 상기 표적 지향 폴리펩티드 및/또는 항체는 아미노산 잔기의 공유결합을 통하여 지질 이중층 구의 표면에 연결된다.
바람직하게는, 상기 표적 지향 폴리펩티드 및/또는 항체는 종양 조직 중의 엽산, 피브로넥틴 EDA 구조영역, 피브로넥틴 EDB 구조영역, α-SMA 단백질, FAP-α 단백질, VEGFR단백질, 및 막 내재성 단백질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상에 대한 표적 지향성을 가지는 폴리펩티드 단백질을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 인지질 이중층 표면은 특이성을 가지는 종양 조직에 대해 표적 지향성을 가지는 폴리펩티드와 연결되어 물질의 표적 지향 작용을 증강시킬 수 있으며, 상기 양친성 중합체 나노 입자 및 하이브리드 나노 시스템에 의해 수송된 약물이 효과적으로 종양 조직에 도달하여 체류하고, 나아가 종양 조직의 비교적 깊은 부위까지 진입하는 데에 유리한 조건을 제공한다.
바람직하게는, 상기 양친성 중합체 나노 입자는 소수성 약물 및/또는 친수성 약물을 상기 입자 내부에 둘러싸여 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 양친성 중합체의 나노 입자 내부에 포함된 약물은 종양 화학치료 약물일 수 있다.
바람직하게는, 상기 종양 화학치료 약물은 아드리아마이신, 아드리아마이신 하이드로클로라이드, 파클리탁셀, 빈블라스틴, 시스플라틴, 캠토테신, 커큐민, 5-플루오로유라실, 이리노테칸, 젬시타빈 및 옥살리플리탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
바람직하게는, 상기 지질 이중층 나노구 내부에 포함된 약물은 지질 이중층 나노구에 싸여있는 지질 이중층 사이 및/또는 지질 이중층 나노구 내부의 친수성 내강에 존재하는 것일 수 있다. 상기 약물은 상기 지질 이중층 나노구 내부, 상기 지질 이중층 사이, 및/또는 지질 이중층 나노구 내부의 친수성 내강에 둘러싸인 형태로 존재하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 지질 이중층 나노구의 지질 이중층 사이에는 소수성 약물이 존재한다.
바람직하게는, 상기 지질 이중층 나노구의 지질 이중층 사이에 존재하는 약물은 종양 미세 환경의 조절과 관련된 약물 및/또는 종양 화학치료 약물이다.
바람직하게는, 상기 종양 미세환경 조절과 관련된 약물은 종양증식인자 (TGF-β) 억제제(TEW7197을 포함하지만 이에 제한되지 아니한다), 표피 생장 인자 프로테아좀 억제제, 피르페니돈, 칼시포트리올, 및 전 트랜스 레티날로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
바람직하게는, 상기 지질 이중층 나노구의 지질 이중층 사이에 탑재된 종양 화학치료 약물은 아드리아마이신, 파클리탁셀, 빈블라스틴, 캠토테신, 시스플라틴, 이리노테칸, 및 커큐민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
바람직하게는, 상기 지질 이중층 나노구 내부의 친수성 내강은 친수성 약물을 수송하며, 상기 친수성 약물은 아드리아마이신 하이드로클로라이드, 젬시타빈, 5-플루오로유라실 또는 옥살리플라틴 중 임의의 1종 또는 2종의 조합이다.
본 발명에서 설명한 상기 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템은 종양 미세환경 내 기질 세포를 조절하는 약물과 항암화학요법 약물을 동시에 수송할 수 있으며, 바람직한 약물 조합은 소수성 TGF-β 억제제 TEW7197（CAS 번호1352608-82-2）및 항암화학요법 약물인 파클리탁셀이며, 동시에 다양한 종류 (2종 및 그 이상)의 항암화학요법 약물을 수송함으로써 종양 복합 치료를 진행할 수 있다.
본 발명에서, 상기 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 구조도는 도 1에 도시된 바와 같이 지질 이중층 나노구와 상기 지질 이중층 나노구 내에 싸인 양친성 중합체 나노 입자를 포함하며, 상기 양친성 중합체 나노 입자에는 친수성/소수성 약물이 싸여 있고, 지질 이중층(예를 들면 인지질 이중층) 내에는 소수성 약물이 싸여 있으며, 지질 이중층 구의 내부에는 친수성 약물이 싸여 있어, 상이한 약물을 수송함으로써 복합적인 약물 치료를 실현할 수 있다.
본 발명에서는, 종양 미세 환경의 조절과 관련된 소수성 약물이 외층 리포솜의 지질 이중층 사이에 탑재되거나 또는 친수성 약물이 지질 구체 내부의 친수성 내강에 섞임으로써 항암화학요법 약물이 지질 구체 내부에 포함된 양친성 중합체 나노 입자 내에 섞이게 된다. 본 발명의 하이브리드 나노 시스템이 종양 조직 신생혈관의 표층 부위에 도달하는 목표를 실현할 경우, 하이브리드 나노 시스템의 외층 리포솜은 먼저 분해되고 해당 이중층 또는 지질 구체 내에 탑재된 미세 환경 조절 관련 약물을 방출한다. 이러한 약물은 먼저 종양 기질세포를 조절하는데, 예를 들면 기질 세포의 분비기질 성분을 낮춤으로써 약물 재료의 삼투 작용을 증가시키거나 또는 기질 세포와 종양 세포 간의 신호 소통을 낮춤으로써 종양 세포의 약물에 대한 민감성을 증강하는 것 등이 있다. 외층 리포솜의 분해에 이어서, 리포솜에 포함된, 항암화학요법 약물을 수송하는 중합체 나노 입자도 점차적으로 방출되어 심층 부위의 종양 조직에 침투하여 종양 기질 세포를 조절하는 협동 치료를 통해서 종양 세포를 죽인다. 본 발명에서 제안하는 하이브리드 나노 시스템은 또한 다양한 종류의 항암화학요법에 적용되어 다양한 약물을 이용한 복합 치료를 진행할 수 있다.
바람직하게는, 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 입자 지름은 100-500 nm이며，예를 들면100 nm, 130 nm, 150 nm, 180 nm, 200 nm, 230 nm, 250 nm, 280 nm, 300 nm, 320 nm, 350 nm, 380 nm, 400 nm, 420 nm, 450 nm, 480 nm 또는 500 nm이다.
다른 측면에서, 본 발명은 상기 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다:
(1) 약물을 수송하는 지질 이중층 박막을 제조하는 단계;
(2) 약물을 감싸는 양친성 중합체 나노 입자를 제조하는 단계;
(3) 약물을 수송하는 지질 이중층 박막과 약물을 감싸는 양친성 중합체 나노 입자의 수용액을 혼합하고, 수화시켜 나노 입자가 지질 이중층 박막 내부에 존재하는 하이브리드 나노 시스템을 생성하는 단계;
(4) 표적 지향 폴리펩티드 및/또는 항체를 아미노산 잔기의 공유결합으로 지질 이중층 나노구 표면에 연결시켜 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 생성하는 단계.
단계 (3)은 구체적으로, 약물을 수송하는 지질 이중층 박막에 약물을 감싸는 양친성 중합체 나노 입자의 수용액을 투입하고, 리포솜 막을 이중막 구조로 수화시켜 나노 입자를 지질 이중층 박막 내부에 감싸서 산화된 하이브리드 나노 시스템을 생성하는 단계일 수 있다.
본 발명에서, 단계 (1)의 상기 약물을 수송하는 지질 이중층 박막의 제조 방법은 박막분산법 또는 균질법(예를 들면 고압 균질 및 압착법 등)을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
바람직하게는, 단계 (1)의 상기 약물을 수송하는 지질 이중층 박막의 제조방법은: 지질 이중층의 지질 재료를 약물과 혼합하여 유기 용매에 녹이는 단계; 및 유기 용매를 제거하여 단분자층으로 분산된 리포솜 박막을 획득하는 단계를 더 포함하는 것인 표적 지향성 하이브리드 시스템을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 단계 (1)의 상기 약물을 수송하는 지질 이중층 박막의 제조방법은: 지질 이중층의 지질 재료를 약물과 혼합하여 유기 용매에 녹인 후 플라스크에 투입하고, 유기 용매를 제거하여 단분자층으로 분산된 리포솜 박막을 획득하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 유기 용매는 다이클로로메테인 및/또는 트리클로로메테인일 수 있다.
바람직하게는, 상기 유기 용매를 제거하는 방법은 회전증발법일 수 있다.
본 발명에서, 단계 (2)의 상기 양친성 중합체 나노 입자는 임의의 일반적인 중합체 나노 입자 합성방법을 통해 제조될 수 있으며, 바람직하게는, 단계 (2)의 상기 양친성 중합체 나노 입자의 제조 방법은 유화-용매 증발법, 유화-용매 분산법 또는 초임계 유체 추출기술을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서, 중요한 것은 하이브리드 나노 시스템 내의 양친성 중합체 나노 입자의 지름이 10 내지 100 nm범위 내에 있도록 정확히 통제하는 것이다. 바람직하게는, 단계 (2)에서 획득된, 약물을 싸는 양친성 중합체 나노 입자 수용액에 고속원심분리를 진행하고, 고속원심분리의 방법으로 비교적 큰 나노 입자들을 제거하고 지름이 비교적 작은 나노 입자들을 함유하는 상청액을 남겨둔다.
바람직하게는, 상기 고속원심분리의 속도는 10000 내지 15000rpm으로, 예를 들면10000 rpm, 11000 rpm, 12000 rpm, 13000 rpm, 14000 rpm 또는 15000 rpm，더욱 바람직하게는 12000 내지 15000rpm이고, 원심분리 시간은 10 내지 30분이며, 예를 들면10분, 12분, 15분, 18분, 20분, 23분, 25분, 28분 또는 30분, 더 바람직하게는 20 내지 30분이다.
바람직하게는, 상기 고속원심분리 후 생성된 상청액(즉, 비교적 작은 지름의 나노 입자를 포함하는 상청액)을 200nm와 100nm의 폴리카보네이트 막에 순서대로 통과시켜 입경 10 내지 100nm의 양친성 중합체 나노 입자를 획득할 수 있다.
단계 (3)에서, 하이브리드 나노 시스템의 지질 이중층의 지질 재료 중 기능성 말단을 가지는 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜의 말단이 석신이미딜 에스테르(NHS)일 때, 해당 NHS의 활동성을 보호하기 위하여 양친성 중합체 나노 입자의 산화 수용액을 선택할 수 있는데, 산화 수용액은 염산을 사용하여 산성으로 pH를 조절해서 만들 수 있다. 다른 경우에는 정상적인 수용액을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 단계 (3)에서 상기 수화의 온도는 25 내지 90℃로，예를 들면25℃, 28℃, 30℃, 35℃, 40℃, 45℃, 50℃, 55℃, 60℃, 65℃, 70℃, 75℃, 80℃, 85℃ 또는 90℃，더욱 바람직하게는 37 내지 50℃이다.
바람직하게는, 단계 (3)의 상기 산화된 하이브리드 나노 시스템을 400nm, 200nm 및 100nm의 폴리카보네이트 막에 순서대로 통과시켜 균일한 입경의 하이브리드 나노 시스템을 획득한다.
바람직하게는, 단계 (4)에서는 물 또는 완충용액에서 표적 지향 폴리펩티드 및/또는 항체와 지질 이중층 나노구 표면의 연결을 완성시킨다.
또 다른 측면에서, 본 발명에서는 종양 복합치료에 이용되는 약물의 제조에 응용되는, 상술한 바와 같은 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 제공한다.
선행 기술과 비교하여, 본 발명은 다음과 같은 유익한 효과를 가진다:
본 발명의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템은 종양 미세 환경에 대한 표적 지향성을 가지고 있으며, "큰 구가 작은 구를 감싸는" 공간 구조를 갖고 있고, 시스템 내에서 작은 나노 입자는 종양 조직 심층 부위에 대한 침투 능력을 갖고 있어 종양 부위의 비교적 깊은 부위까지 진입함으로써 약물 수송제의 양과 삼투성을 증가시키고자 하는 목적을 실현할 수 있다. 또한, 상이한 수용성을 가지는 여러 종류의 약물을 동시에 수송함으로써 종양 조직에 표적 지향성을 가지는 다중 약물 복합 치료를 실현할 수 있고, 높은 특이성과 우수한 약물 적재 효과, 적절한 약물 방출 속도, 다중 약물 복합 및 다표적 치료의 목적을 실현할 수 있다.
본 발명의 과제는 베이징 시 과학 위원회의 "생명과학 분야의 선진기술 연구" 전문 설립 부서 및 기금위원회 중영 국제 협력 부서와 한국보건산업진흥원KHIDI（Korea Health Industry Development Institute）（HI14C2640）의 지원을 받는 것이다.
본 발명의 나노 입자는 다층 구조를 가지며, 상이한 수용성의 약물들을 포함함으로써 상이한 약물들의 협동 작용을 실현하고, 생물학적 호환성이 높고 혈액 내 순환시간이 길며 표적 지향성과 약물 방출에 대한 유지 및 조절 능력을 갖추고 있어 약물의 치료 효과를 높이고 부작용은 낮출 수 있으므로, 항 종양성 약물의 수송 시스템에 이용될 수 있다.
또한 본 발명의 나노 입자는 효과적으로 종양 조직에 도달하여 체류할 수 있으며, 나아가 종양 조직의 비교적 깊은 부위까지 침투하여 약물 수송체의 양과 삼투성을 증가시킬 수 있는 약물 수송 체계로서 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 도시한 구조도이다.
도 2는 실시예 1의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템 (동시에 TGF-β 억제제 TEW7197 및 파클리탁셀을 둘러싸는)의 투사형 전자현미경 사진 및 파클리탁셀만을 둘러싸고 있는 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템과 TEW7197만을 둘러싸고 있는 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 투사형 전자현미경 사진이다. 여기서 도 2A는 TGF-β 억제제 TEW7197 및 파클리탁셀을 동시에 둘러싸는 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 아세트산 우라늄 염색체로 염색한 후의 투사형 전자현미경 사진이고, 도 2B는 중합체 나노 입자에 파클리탁셀만이 둘러싸인 형태의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템이 염색 과정을 거치지 않았을 경우의 투사형 전자 현미경 사진이며, 도 2C는 지질 이중층에 TEW7197만이 둘러싸인 형태의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 투사형 전자현미경 사진이다.
도 3은 실시예 1에서 제조된, TGF-β 억제제 TEW7197 및 파클리탁셀을 동시에 둘러싼 형태의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 입경 분포를 도시한 것이다.
도 4A는 실시예 1에서 제조된, TGF-β 억제제 TEW7197 및 파클리탁셀을 동시에 둘러싼 형태의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템이 상이한 pH 조건 하에서 나타내는 TEW7197의 약물방출곡선을 도시한 그래프이다. 도 4B는 실시예 1에서 제조된, TGF-β 억제제 TEW7197 및 파클리탁셀을 동시에 둘러싼 형태의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템이 상이한 pH 조건 하에서 나타내는 파클리탁셀의 약물방출곡선을 도시한 그래프이다.
도 5는 실시예 1에서 제조된, TGF-β 억제제 TEW7197 및 파클리탁셀을 동시에 둘러싼 형태의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템이 췌장암 세포에서 나타내는 독성 작용을 도시한 막대 그래프이다.
도 2는 실시예 1의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템 (동시에 TGF-β 억제제 TEW7197 및 파클리탁셀을 둘러싸는)의 투사형 전자현미경 사진 및 파클리탁셀만을 둘러싸고 있는 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템과 TEW7197만을 둘러싸고 있는 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 투사형 전자현미경 사진이다. 여기서 도 2A는 TGF-β 억제제 TEW7197 및 파클리탁셀을 동시에 둘러싸는 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 아세트산 우라늄 염색체로 염색한 후의 투사형 전자현미경 사진이고, 도 2B는 중합체 나노 입자에 파클리탁셀만이 둘러싸인 형태의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템이 염색 과정을 거치지 않았을 경우의 투사형 전자 현미경 사진이며, 도 2C는 지질 이중층에 TEW7197만이 둘러싸인 형태의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 투사형 전자현미경 사진이다.
도 3은 실시예 1에서 제조된, TGF-β 억제제 TEW7197 및 파클리탁셀을 동시에 둘러싼 형태의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 입경 분포를 도시한 것이다.
도 4A는 실시예 1에서 제조된, TGF-β 억제제 TEW7197 및 파클리탁셀을 동시에 둘러싼 형태의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템이 상이한 pH 조건 하에서 나타내는 TEW7197의 약물방출곡선을 도시한 그래프이다. 도 4B는 실시예 1에서 제조된, TGF-β 억제제 TEW7197 및 파클리탁셀을 동시에 둘러싼 형태의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템이 상이한 pH 조건 하에서 나타내는 파클리탁셀의 약물방출곡선을 도시한 그래프이다.
도 5는 실시예 1에서 제조된, TGF-β 억제제 TEW7197 및 파클리탁셀을 동시에 둘러싼 형태의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템이 췌장암 세포에서 나타내는 독성 작용을 도시한 막대 그래프이다.
이하에서는 구체적인 실시 방식을 통하여 보다 자세히 본 발명의 기술적 방안을 설명하기로 한다. 해당 분야의 통상적 기술을 갖춘 자들에게 있어, 상기 실시예는 단순히 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 이해되어야 하며, 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
실시예
1
중유제법, 박막분산법 및 압착법을 이용하여 리포솜이 다수의 중합체 나노 입자를 둘러싸는 형태의 하이브리드 나노 시스템을 제조하였으며, 상기 하이브리드 시스템의 표면에 폴리펩티드 및/또는 항체를 연결하여 종양 미세환경 내의 피브로넥틴 EDB 구조 영역에 대해 표적 지향성을 가질 수 있다. 상기 시스템의 리포솜의 막 이중층 구조 사이에는 소수성의 TGF-β 억제제인 TEW7197이 탑재되며, 소 중합체 나노 입자 사이에는 소수성의 항암화학요법 약물인 파클리탁셀이 탑재된다.
그 제조 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다:
(1) 리포솜 박막을 제조하는 단계
대두 레시틴 12.5 mg, 콜레스테롤 4.6 mg, 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜 (DSPE-PEG) 1.8 mg 및 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜-말레이미드 (DSPE-PEG-Mal) 1 mg을 취하였다. 동시에 약물 TEW7197 0.2 mg을 취하고, 모든 재료와 약물을 5 ml의 다이클로로메테인 용액에 용해시켜 플라스크에 부은 후 천천히 회전시켜 단분자층으로 분산된 리포솜 박막을 제조하였다.
(2) 유상액 용매 분산법으로 작은 크기의 중합체 나노 입자를 제조하는 단계
20 mg의 PEG-PLGA (분자량: PEG 2000 - PLGA 6000) 및 파클리탁셀 0.1 mg을 취하여 1 ml의 아세톤에 용해시키고, 아세톤 용액을 10 ml의 물에 첨가하여 실온에서 균일한 속도로 하루종일 저어서 최종 형태의 유상액을 제조하였다.
유상액을 15000r/min의 속도로 30분간 회전원심분리 시킨 후 침전물은 제거하고 상청액을 남겨, 상청액을 100KD 구경의 한외여과기에서 적절한 부피 (약 2ml)이 될 때까지 투석하였다. 투석을 끝낸 용액을 200nm와 100nm의 폴리카보네이트 막에 차례대로 통과시켜 입자 지름이 100nm 미만인 양친성 중합체 나노 입자를 획득하였다.
(4) 종양 조직 미세환경 내의 피브로넥틴 EDB를 표적으로 하는 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 제조하는 단계
선행기술에 근거하여 (Sunghyun Kim, et.al. Bio-Inspired Design and Potential Biomedical Applications of a Novel Class of High-Affinity Peptides. Angew. Chem. 2012, 51, 1890-1894) 피브로넥틴 EDB 구조영역에 대한 표적 지향성을 가지는 폴리펩티드를 합성하였다. 이 폴리펩티드는 티올 말단을 가지며, 리포솜을 형성하는 DSPE-PEG-Mal과 리포솜 표면에 노출된 말레인이미드 그룹과의 사이에서 공유결합 반응을 일으킬 수 있다. 0.1mg의 상기 표적 지향 폴리펩티드를 100 ㎕의 물에 용해시켜 이미 제조된 하이브리드 나노 시스템에 투입하고 실온에서 1시간 반응시켜, 최종적으로 종양 조직에 대해 표적 지향성을 가지는, 리포솜이 다수의 중합체 나노 입자를 둘러싼 형태의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 제조하였다.
투사형 전자 현미경(Tecnai G2 20 S-TWIN, 미국)을 이용하여 본 실시예에서 제조된 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템(TGF-β 억제제TEW7197 및 파클리탁셀을 동시에 싸고 있는)을 관찰하고, 파클리탁셀만을 싸고 있는 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템과 TEW7197만을 싸고 있는 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 비교하였다. 도 2A는 TGF-β 억제제 TEW7197 및 파클리탁셀을 동시에 싸고 있는 표적 지향성 하이브리드 시스템을 아세트산 우라늄 염색제를 이용하여 염색한 후의 투사성 전자현미경 사진이고, 도 2B는 중합체 나노 입자 내에 파클리탁셀만이 싸여 있는 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 염색하지 않은 경우의 투사형 전자현미경 사진이며, 도 2C는 지질 이중층 내에 TEW7197만이 싸여 있는 형태의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 투사형 전자현미경 사진이다. 도 2A는 표적 지향성 하이브리드 시스템의 크기를 나타낸 것으로, 표면에 요철감이 있음을 알 수 있으며, 내부에 다수의 중합체 나노 입자가 싸여 있는 것으로 관찰되었고; 도 2B의 표본은 염색을 거치지 않은 것이므로, 집중분포도가 비교적 높은 검은 점의 형태로 파클리탁셀이 싸여 있는 중합체 나노 입자가 관찰되었다. 도 2B를 통해 다수의 중합체 나노 입자가 일정한 공간 내에 존재하도록 제한시키는 것을 알 수 있다. 도 2C의 표본은 염색되지 않은 것인데, 그 중 집중분포도가 비교적 높은 검은 점 모양의 윤곽이 TEW7197이 포함된 인지질 이중층이다. 도 2C를 통해 인지질 이중층 안에 다수의 중합체 나노 입자가 싸여 있음을 알 수 있다.
역동광산란기 (Zetasizer Nano ZS90，Malvern，영국）를 이용하여 실시예 1에서 제조된 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 입경 분포에 대해 관찰하여 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서 제조된 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 평균 입경은 190nm이며, 리포솜이 유동성을 가지므로, 최종적으로 100nm의 폴리카보네이트 막을 통과한 후의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 크기는 대략 100nm보다 큼을 알 수 있다.
본 실시예에서 제조된 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 약물 캡슐화 정도에 대해 연산한 결과, TEW7197과 파클리탁셀의 캡슐화 정도는 각각 56 %와 48 %였다.
실시예2
중유액법, 박막분산법 및 압착법을 이용하여 리포솜이 다수의 중합체 나노 입자를 둘러싸고 있는 형태의 하이브리드 나노 시스템을 제조하였으며, 상기 하이브리드 시스템의 표면 연결을 통해 종양 내 미세 환경에서 특이성을 나타내는 FAP-α에 대해 표적화하였다. 상기 시스템의 리포솜 막 이중 구조 사이에는 소수성 비타민 D 유도체인 칼시포트리올이 탑재되고, 소 중합체 나노 입자 내에는 친수성의 항암 화학요법 약물인 젬시타빈이 탑재된다.
그 제조 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다:
(1) 리포솜 박막을 제조하는 단계
대두 레시틴 6.3 mg, 콜레스테롤 2.3 mg, 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜（DSPE-PEG）0.9 mg및 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜-석신이미딜 에스테르（DSPE-PEG-NHS）0.5 mg을 취하였다. 동시에, 약물 칼시포트리올 0.2 mg을 취하여 모든 재료 및 약물을 5 ml의 다이클로로메테인 용액에 용해시키고 플라스크에 넣은 후 천천히 회전시켜, 단분자층으로 분산된 리포솜 박막을 형성하였다.
(2) 유화-용매 증발법을 통한 소 중합체 나노 입자를 제조하는 단계
20 mg의 PEG-PLGA（분자량: PEG5000-PLGA15000）을 취하여 1 ml의 다이클로로메테인에 용해시켰다. 젬시타빈 2 mg을 취하여 0.2 ml의 물에 용해시키고, 젬시타빈 수용액을 다이클로로메테인 용액에 첨가한 후 초음파분쇄기(신즈)를 이용하여 20 %의 출력으로 5 분간 초음파를 사용하여 유액을 형성한다. 이어서, 형성된 유액에 2 %의 PVA 수용액을 첨가하고, 25 %의 출력으로 다시 5 분간 초음파를 사용하여 최종적으로 유액을 제조하였다. 회전 증발기를 이용하여, 최종적으로 제조된 유액으로부터 다이클로로메테인을 완전히 증발시켰다.
증발을 거친 최종 유액을 15000 r/분의 속도로 30 분간 회전원심분리 시켜 침전물은 제거하고 상청액을 남긴 후, 상청액을 100 KD 구경의 한외여과기에 4 회, 매회 30 분씩 여과시켜 용액에 잔류하는 PVA를 제거하였다.
(3) 리포솜이 다수의 중합체 나노 입자를 둘러싸고 있는 형태의 하이브리드 나노 시스템을 제조하는 단계
상기 하이브리드 나노 시스템을 산화시켜 얻은 수용액（DSPE-PEG-NHS에서 NHS그룹의 활동력을 보호） 2 ml를 취하여 리포솜 막이 형성되어 있는 플라스크 안에 넣고 40 ℃의 수용 용기 안에서 가볍게 흔든 후, 리포솜 막이 이중막 구조로 수화되어 나노 입자를 둘러싸면 상기 용액 시스템을 리포솜 압착기에 투입하고 400 nm, 200 nm 및 100 nm의 폴리카보네이트 막에 차례대로 통과시켜 균일한 크기의 산화 하이브리드 나노 시스템을 획득하였다.
(4) 종양 조직 미세환경 내의 FAP-α에 대한 표적 지향성을 갖는 하이브리드 나노 시스템을 제조하는 단계
선행 기술에 근거하여 (Tianjiao Ji, et.al. Peptide Assembly Integration of Fibroblast-Targeting and Cell-Penetration Features for Enhanced Antitumor Drug Delivery. Adv. Mater. 2015, 27, 1865-1873) FAP-α에 표적 지향성을 가지는 폴리펩티드를 합성하면, 이 폴리펩티드는 질소 말단을 가지며, 리포솜을 형성하는 DSPE-PEG-NHS 중 리포솜 표면에 노출되어 있는 NHS 그룹과 함께 공유결합 반응을 일으킬 수 있다. 0.2 mg의 상기 표적 지향 폴리펩티드를 100 ㎕의 물에 용해시키고 이미 제조된 하이브리드 나노 시스템에 투입하여 실온에서 4 시간 반응시켜, 최종적으로 종양 조직에 대하여 표적 지향성을 가지는, 리포솜이 다수의 중합체 나노 입자를 둘러싼 형태의 하이브리드 나노 시스템을 제조하였다.
마찬가지로, 투사형 전자현미경을 이용하여 상기 실시예에서 제조된 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템(동시에 비타민 D 유도체 칼시포트리올과 젬시타빈을 탑재하는)을 관찰함으로써, 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 크기 범위는 100 내지 500 nm 임을 알 수 있었다.
역동광산란기를 이용하여 상기 실시예에서 제조된 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 입경 분포에 대한 관찰한 결과, 상기 하이브리드 나노 시스템의 평균 입경은 약 187 nm였다.
본 실시예에서 제조한 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 약물 캡슐화 정도를 계산하여, 비타민 D 유도체 칼시포트리올 및 젬시타빈의 캡슐화 정도는 각각 51 %와 20 %임을 알 수 있었다.
실시예3
실시예 1에서 획득한 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 pH 7.4, 6.5, 4.2인 1 ml의 PBS 완충용액에 각각 분산시켜 넣은 후 투석용 봉투에 넣었다. 각각의 투석용 봉투를 상응하는 pH를 가지는 40 ml의 완충용액 속에 넣은 후 투석용 봉투 외부의 완충용액을 계속 저어주고, 각기 다른 시점에 봉투 외부의 40 ml 완충용액으로부터 일정한 부피의 완충용액을 덜어내는 동시에 그와 상응하는 부피의 완충용액을 보충하였다. 덜어낸 완충용액을 동결건조한 후 시안화메틸에 다시 용해시키고, 고성능 액체 크로마토그래피를 통해 각 시점의 완충용액 내에서 약물 농도를 측정하고 TEW7197과 파클리탁셀의 방출효율을 계산하여 두 약물의 방출 곡선을 그렸다. 계산 공식은 아래와 같다:
여기서, mt는 매 시점（t）의 방출 총량, Ct는 매 시점에서 측정되는 용액의 농도, Vt는 총 부피，ΔV는 매 시점 덜어내고 보충하는 용액의 일정 부피를 가리킨다.
실험 결과, 도 4A와 도 4B에 도시한 바와 같이, 2종의 약물이 pH 7.4의 완충용액에 싸여 있을 때 방출속도는 상대적으로 느렸다. 즉 혈액 순환 시에는 상대적으로 안정되어 있음을 의미한다. 반면 pH 6.5와 4.2의 완충용액에서, 2종의 약물의 방출 속도는 모두 비교적 빠르고 보다 완전히 방출되며, 이는 하이브리드 나노 시스템 소재가 종양 미세환경(pH 6.5)에 있을 때와 기생성 세포가 리소좀(pH 4.2)에 진입한 후에 약물의 방출이 더 완전하게 이루어짐을 의미한다. 그밖에, 외부층 리포좀 인지질 이중층 사이에 싸여 있는 약물 TEW7197의 방출 속도는 내부의 중합체 소구에 싸여 있는 파클리탁셀보다 현저히 높아, 하이브리드 나노 시스템의 외부층 인지질이 붕괴된 후 내층의 양친성 중합체 소구가 비로소 붕괴를 시작하며 약물을 방출함을 나타낸다. 이는 본문에서 제시한 "큰 구조가 작은 구를 감싸는" 공간 구조를 간접적으로 증명한 것이다.
실시예 2에서 제조된 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템에 상기와 동일한 실험을 실시한 결과, 비타민 D 유도체 칼시포트리올 및 젬시타빈 2종의 약물은 pH 7.4의 완충용액에 싸여 있을 때 그 방출 속도가 상대적으로 느렸다. 이는 실시예 2의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템이 혈액 순환 시에는 상대적으로 안정적임을 의미한다. 반면 pH 6.5 및 4.2의 완충용액에서는, 2종의 약물 방출 속도가 모두 비교적 빠르고 방출도 보다 완전하게 이루어졌다. 따라서 하이브리드 나노 시스템 소재가 종양 미세환경(pH 6.5)에 있을 때와 기생성 세포가 리소좀(pH 4.2)에 진입한 후의 약물 방출은 보다 완전하게 이루어짐을 알 수 있다. 마찬가지로 하이브리드 나노 시스템의 외부층 인지질이 붕괴된 후, 내부층의 양친성 중합체 소구가 비로소 붕괴되기 시작하여 약물을 방출함을 증명하였다. 이는 본문에서 제시한 "큰 구가 작은 구를 둘러싸는" 공간 구조를 간접적으로 증명한다.
실시예4
대수생장기의 췌장암 세포를 웰당 103 개로 하여 96개의 웰이 있는 배양판에 접종하고, 각각 TEW7197과 파클리탁셀 2종의 자유약물(자유약물 군), 약물을 포함하지 않는 하이브리드 나노 입자(약물 불포함 나노입자) 및 실시예 1에서 제조된 2종의 약물(TEW7197 및 파클리탁셀)의 리포솜-중합체 표적 지향성 하이브리드 나노 입자(약물 적재 나노입자)에 처리하였다. 이 때, 자유약물 및 약물 적재 나노 입자 그룹에서 각 약물의 농도는 동일하며, 구체적으로 10 %의 소 태아 혈청 DMEM 배양액을 이용하여 희석한 것으로서 TEW7197은 500nM, 파클리탁셀은 10nM이다. 모든 투약 그룹은 평행하게 놓인 5개의 웰에서 시험하였으며, 웰마다 100 ㎕의 배양액을 투입하고 48시간 동안 배양하였다. CCK-8법을 이용하여 모든 그룹에서 세포의 생존 및 활동 상황을 시험하였다.
실험 결과 도 5에 도시한 바와 같이, 막대 그래프는 왼쪽에서 오른쪽으로 순서대로 대조군, 약물 불포함 나노입자군, 자유약물 군 및 약물 적재 나노입자군에 대응된다. 도 5에 도시한 결과를 통해, 자유약물 그룹과 비교하여 약물 적재 리포솜-중합체 하이브리드 나노 입자는 췌장암 세포에 대해 약간 더 강화된 독성 효과를 보이나, 약물 불포함 나노입자군은 췌장암 세포에 대해 거의 독성을 나타내지 않음을 알 수 있다.
마찬가지로, 실시예 2에서 제조한 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템에 상기와 동일한 실험을 실시한 결과, 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템은 췌장암 세포에 경미하게 증가된 독성 효과를 보였으나, 약물 불포함 나노 입자는 췌장암 세포에 거의 반응하지 않았음을 알 수 있다.
출원인은, 상기 실시예를 통해 본 발명의 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템 및 그 제조 방법과 응용을 설명하였으나 본 발명은 실시예에 한정되지 않으며, 반드시 상기 실시예에 의해서만 실시할 수 있는 것은 아님을 밝히는 바이다. 해당 분야의 통상적인 지식을 갖춘 자들이라면 본 발명에 대한 어떤 개선을 가하고, 본 발명에서 선택된 원료를 동일한 효과의 원료로 대체하는 행위 및 보조 성분의 첨가, 구체적 실시 방식의 선택 등이 모두 본 발명의 보호범위 및 공개범위 내에 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (21)
- 지질 이중층 나노구;
상기 지질 이중층 나노구 내에 존재하는 양친성 중합체 나노 입자; 및
지질 이중층 나노구 표면에 연결된 표적 지향성 폴리펩티드, 항체, 또는 이들의 조합을 포함하는 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템으로서,
상기 양친성 중합체 나노 입자 내부와 상기 지질 이중층 나노구 내부는 서로 상이한 약물을 포함하는 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템. - 청구항 1에 있어서, 상기 지질 이중층의 지질 재료는 레시틴, 콜레스테롤, 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜 및 기능성 말단을 가지는 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜을 포함하는 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템.
- 청구항 2에 있어서, 상기 레시틴, 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜, 기능성 말단을 가지는 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜, 및 콜레스테롤의 중량비는 3.6 내지 8.6: 0.1: 0.3: 1 내지 5인 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템.
- 청구항 2에 있어서, 상기 기능성 말단을 가지는 포스파티딜에탄올아민-폴리에틸렌글리콜의 기능성 말단은 말레인이미드 말단, 석신이미드, 질소 말단, 카르복시 말단, 및 티올 말단으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합을 포함하는 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 양친성 중합체 나노 입자의 지름은 10 내지 100nm인 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 양친성 중합체 나노 입자는 PLGA-PEG, PLA-PEG, 폴리리신 PLGA, 및 PLA-PLA로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합인 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 양친성 중합체의 친수성 말단 중합체 분자량은 1000 내지 5000이고, 상기 소수성 말단 중합체 분자량은 2000 내지 15000인 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 표적 지향성 폴리펩티드, 항체, 또는 이들의 조합은 아미노산 잔기의 공유결합에 의해 상기 지질 이중층 나노구 표면에 연결되는 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 표적 지향성 폴리펩티드, 항체, 또는 이들의 조합은 종양 조직 중의 엽산, 피브로넥틴 EDA 구조영역, 피브로넥틴 EDB 구조영역, α-SMA 단백질, FAP-α 단백질, VEGFR단백질, 및 막 내재성 단백질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상에 대한 표적 지향성을 가지는 폴리펩티드 단백질인 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 양친성 중합체 나노 입자는 상기 입자 내부에 소수성 약물, 친수성 약물, 또는 이들의 조합을 포함하는 것이고,
상기 입자 내부에 포함된 약물은 종양 화학치료 약물인 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템. - 청구항 10에 있어서, 상기 종양 화학치료 약물은 아드리아마이신, 아드리아마이신 하이드로클로라이드, 파클리탁셀, 빈블라스틴, 시스플라틴, 캠토테신, 커큐민, 5-플루오로유라실, 이리노테칸, 젬시타빈, 및 옥살리플라틴으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합인 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 양친성 중합체 나노 입자 및 지질 이중층 나노구 내부에 포함된 상이한 약물은 서로 상이한 수용성을 갖는 약물인 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 지질 이중층 나노구 내부에 포함된 약물은 상기 지질 이중층 나노구의 지질 이중층 사이, 지질 이중층 나노구 내부의 친수성 내강, 또는 상기 지질 이중층 나노구의 지질 이중층 사이 및 지질 이중층 나노구 내부의 친수성 내강에 존재하는 것이고,
상기 지질 이중층 나노구의 지질 이중층 사이에는 소수성 약물이 존재하고,
상기 지질 이중층 나노구 내부의 친수성 내강에는 친수성 약물이 존재하는 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템. - 청구항 13에 있어서, 상기 지질 이중층 나노구의 지질 이중층 사이에 존재하는 약물은 종양 미세환경의 조절과 관련된 약물, 종양 화학치료 약물, 또는 이들의 조합이고;
상기 종양 미세환경의 조절과 관련된 약물은 종양증식인자 억제제, 표피 생장 인자 프로테아좀 억제제, 피르페니돈, 칼시포트리올, 및 전 트랜스 레티날로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합이고;
상기 종양 화학치료 약물은 아드리아마이신, 파클리탁셀, 빈블라스틴, 캠토테신, 시스플라틴, 이리노테칸, 및 커큐민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합인 것인 표적 지향성 하이브리즈 나노 시스템. - 청구항 13에 있어서, 상기 친수성 약물은 아드리아마이신 하이드로클로라이드, 젬시타빈, 5-플루오로유라실, 및 옥살리플라틴으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합인 것인 표적 지향성 하이브리즈 나노 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 입자의 지름은 100-500nm인 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템.
- (1) 약물을 수송하는 지질 이중층 박막을 제조하는 단계;
(2) 약물을 감싸는 양친성 중합체 나노 입자 수용액을 제조하는 단계;
(3) 상기 지질 이중층 박막과 상기 양친성 중합체 나노 입자의 수용액을 혼합하고, 수화시켜 상기 나노 입자가 지질 이중층 박막 내부에 존재하는 하이브리드 나노 시스템을 생성하는 단계; 및
(4) 표적 지향 폴리펩티드, 항체, 또는 이들의 조합을 아미노산 잔기의 공유결합으로 지질 이중층 나노구 표면에 연결시켜 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 생성하는 단계를 포함하는 것인 표적 지향성 하이브리드 시스템의 제조 방법. - 청구항 17에 있어서, 상기 약물을 수송하는 지질 이중층 박막의 제조하는 단계는,
지질 이중층의 지질 재료를 약물과 혼합하여 유기 용매에 녹이는 단계; 및
유기 용매를 제거하여 단분자층으로 분산된 리포솜 박막을 획득하는 단계를 더 포함하는 것인 표적 지향성 하이브리드 시스템의 제조 방법. - 청구항 17에 있어서, 상기 양친성 중합체 나노 입자 수용액을 제조하는 단계는,
상기 약물을 감싸는 양친성 중합체 나노 입자의 수용액을 고속원심분리 가하는 단계를 더 포함하는 것인 표적 지향성 하이브리드 시스템의 제조 방법. - 청구항 17에 있어서, 상기 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템을 생성하는 단계는 물 또는 완충용액에서 표적 지향성 폴리펩티드, 항체, 또는 이들의 조합과 지질 이중층 나노구 표면을 연결시키는 단계를 더 포함하는 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템의 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 시스템은 종양 복합치료에 이용되는 약물의 제조를 위한 것인 표적 지향성 하이브리드 나노 시스템.
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