KR20190126433A - 생리학적으로 활성인 물질의 경구 전달 - Google Patents

생리학적으로 활성인 물질의 경구 전달 Download PDF

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산카람 만트리프라가다
루크 아메르
캐슬린 엠. 캠벨
수에얀 왕
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Abstract

구현예는 경구 약물 전달용 조성물을 포함할 수 있다. 상기 조성물은 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 포함할 수 있다. 상기 생리학적으로 활성인 물질은 위를 통해 운반될 수 있다. 상기 생리학적으로 활성인 물질은 가혹한 위산 환경에서 안정하고 분해되지 않을 수 있다. 상기 생리학적으로 활성인 물질의 보호를 돕기 위해, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 담체와 혼합된다. 상기 담체는 위의 위산 중에 불용성인 액체일 수 있다. 상기 생리학적으로 활성인 물질은 상기 담체 중에 용해될 수 있다. 상기 점막점착성 화합물은 상기 생리학적으로 활성인 물질을 위 내부로의 흡착을 촉진하기 위해 사용될 수 있다. 상기 투과 증진제는 상기 생리학적으로 활성인 물질을 위벽을 통해 운반하는 것을 촉진할 수 있다.

Description

생리학적으로 활성인 물질의 경구 전달
관련-출원에 대한 상호-참조
본 출원은 2017년 3월 23일자로 출원된 미국 가출원 제62/475,624호 및 2018년 3월 15일자로 출원된 미국 가출원 제15/922,651호에 대한 혜택 및 우선권을 주장하며, 상기 출원의 내용은 모든 목적을 위하여 본 명세서에 원용에 의하여 포함된다.
소분자 (small molecule) 약물, 호르몬, 단백질, 진단제 및 다른 의학적으로 활성인 물질과 같은 생리학적으로 활성인 물질을 환자에게 전달하는 것은 많은 어려움에 직면한다. 상기 생리학적으로 활성인 물질은 환자에게 전달되어야 한다. 생리학적으로 활성인 물질을 전달하는 한가지 방법은 주사에 의한 것이다. 주사는 생리학적으로 활성인 물질을 혈류 또는 치료 표적 영역에 빠르거나 직접적으로 도달할 수 있게 하지만, 주사는 환자에게 있어서 불편하거나 고통스러울 수 있다. 많은 생리학적으로 활성인 물질은 빈번하게 투여되어야 하고, 이는 1일 수회일 수 있다. 보다 빈번한 투여 일정은 환자에게 불편함을 증가시킬 수 있고, 환자의 순응률 (compliance rate)을 감소시킬 수 있으며, 환자에 있어서 최적화된 결과보다 떨어지는 결과를 초래할 수 있다. 만약 생리학적으로 활성인 물질이 주사에 의하여 투여된다면, 또 다른 주사는 통증의 빈도, 감염 위험, 환자의 면역 반응 가능성을 증가시킨다. 주사에 대한 대안으로서 섭취 (ingestion)가 있다. 섭취는 주사보다 더 편리하고 덜 침습적이다. 그러나, 생리학적으로 활성인 물질을 섭취하면, 환자 소화계를 통과할 수 있고, 혈류 또는 치료 표적 영역에 도달하기 전에 분해될 수 있다. 결과적으로, 주사는 종종 섭취 대신에 사용된다. 예를 들어, 당뇨병 치료는 전형적으로 인슐린 주사를 필요로 하고, 인슐린은 경구 전달되지 않는다. 생리학적으로 활성인 물질을 혈류 또는 치료 표적 영역으로 신뢰할 수 있게 경구로 전달하는 것을 여전히 필요로 한다. 본원에 개시된 방법 및 조성물은 이러한 및 다른 필요성에 대한 해결책을 제공한다.
본 기술의 구현예는 인간 또는 다른 동물의 혈류로 생리학적으로 활성인 물질의 경구 전달을 가능하게 한다. 생리학적으로 활성인 물질은 주로 위벽을 통해 운반된다. 생리학적으로 활성인 물질이 가혹한 환경에서 분해되기 전에 위를 통해 전달되도록 하기 위해, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 담체와 혼합된다. 상기 담체는 위의 위산 중에 불용성인 액체일 수 있다. 상기 생리학적으로 활성인 물질은 담체 중에 용해될 수 있다. 상기 담체는 위의 위산 및 펩신으로부터 생리학적으로 활성인 물질을 보호할 수 있다. 점막점착성 (mucoadhesive) 화합물은 생리학적으로 활성인 물질이 위 내벽에 흡착하는 것을 촉진하는데 사용될 수 있다. 투과 또는 흡수 증진제는 위벽을 통한 생리학적으로 활성인 물질의 전달을 촉진할 수 있다. 생리학적으로 활성인 물질을 경구 전달하면 원하지 않는 부작용을 일으킬 수 있는 소정의 코팅제 또는 저해제를 필요로 하지 않을 수 있다.
구현예는 경구 약물 전달용 조성물을 포함할 수 있다. 상기 조성물은 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 포함할 수 있다.
구현예는 경구 전달용 약물 제제를 포함할 수 있다. 상기 약물 제제는 생리학적으로 활성인 물질을 포함할 수 있다. 상기 약물 제제는 또한 점막점착성 화합물, 투과 증진제, 인버티드 미셀 (inverted micelle), 또는 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체 (inclusion complex)를 형성하는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 물질을 포함할 수 있다. 상기 생리학적으로 활성인 물질 화합물은 약물 제제의 질량 중심을 포함할 수 있다. 상기 물질은 생리학적으로 활성인 물질과 접촉할 수 있다. 상기 물질의 일부는 생리학적으로 활성인 물질의 일부보다 질량 중심으로부터 덜 멀리 배치될 수 있다.
구현예는 생리학적으로 활성인 물질의 경구 전달용 약물을 제조하는 방법을 포함할 수 있다. 상기 방법은 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 조합하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 캡슐로 캡슐화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 캡슐은 위산에 용해되어 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 방출하도록 구성될 수 있다. 상기 캡슐은 점막점착성 화합물로 코팅될 수 있다.
구현예는 또한 치료 방법을 포함할 수 있다. 상기 방법은 개인 (person)에게 조성물 함유 캡슐을 경구로 투여하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 조성물은 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 상기 캡슐의 일부를 상기 개인의 위에서 용해시켜서 생리학적으로 활성인 물질 및 담체 화합물을 위로 방출시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 생리학적으로 활성인 물질의 일부를 위벽에 흡착시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 생리학적으로 활성인 물질을 위벽을 통해 혈류로 운반하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 본 기술의 구현예에 따른 생리학적으로 활성인 물질 함유 캡슐의 경구 전달의 예시를 보여주었다.
도 2a-2e는 본 기술의 구현예에 따른 생리학적으로 활성인 물질의 경구 전달에 관여하는 운반 과정의 예시를 보여주었다.
도 3a-3g는 본 기술의 구현예에 따른 경구 전달 조성물의 구조 층들의 예시를 보여주었다.
도 4는 본 기술의 구현예에 따른 생리학적으로 활성인 물질의 경구 전달용 약물 제조 방법을 보여주었다.
도 5는 본 기술의 구현예에 따른 치료 방법을 보여주었다.
생리학적으로 활성인 물질을 투여하는 기존의 방법은 주사를 포함한다. 보다 최근의 연구는 생리학적으로 활성인 물질을 경구로 투여하는 방법을 개발하는데 초점을 두었다. 그러나, 대부분의 연구는 생리학적으로 활성인 물질이 소장에 도달할 때까지 위의 위산에서 생리학적으로 활성인 물질을 보호하는데 초점을 두었다. 그 다음에 상기 생리학적으로 활성인 물질은 소장을 통해 혈류로 전달된다. 상기 생리학적으로 활성인 물질이 위에서 완전히 분해되지 않도록 하기 위해, 이전의 연구는 장용 코팅제 및/또는 프로테아제 저해제를 첨가하는 것을 포함한다. 장용 코팅제는 산 가수분해에 저항하는 코팅제이다. 프로테아제 저해제는 또한 펩티다제 저해제를 포함할 수 있다. 장용 코팅제 및 프로테아제 저해제는 음식의 정상적인 소화를 방해할 수 있고 고장증 (bloating) 및 변비와 같은 부작용을 일으킬 수 있다. 또한, 상당한 양의 생리학적으로 활성인 물질이 소장을 통해 흡수되기 위하여, 고농도의 생리학적으로 활성인 물질이 섭취 전에 조성물에 존재할 필요가 있을 수 있다. 통상적으로 생리학적으로 활성인 물질에 적당한 수용체가 존재하지 않는 소장을 상기 생리학적으로 활성인 물질이 통과하는 것은 부정적인 결과를 초래할 수 있다. 예를 들어, 인슐린 수용체는 전형적으로 소장 부근에는 위치하지 않지만, 대신에 췌장 및 간 부근에 위치한다. 장벽을 통과하는 인슐린 단백질은 췌장 및 간에서 수용체로의 직접적인 경로를 갖지 않는다. 대신에, 인슐린-유사 성장 인자 (IGF) 수용체. IGF 수용체로의 인슐린 결합 수준의 증가는 유사분열 (mitogenesis)을 초래하고, 암과 관련이 있다.
본 기술의 구현예는 생리학적으로 활성인 물질의 경구 전달을 향상시킬 수 있다. 생리학적으로 활성인 물질을 장벽을 통해 전달하는 대신에, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 위벽을 통해 전달될 수 있다. 생리학적으로 활성인 물질을 위벽을 통해 운반하는 것은 몇가지 이점을 포함할 수 있다. 췌장 또는 간은 단백질 또는 펩티드에 대한 수용체를 포함할 수 있고, 위벽을 통한 운반은 장벽을 통한 운반과 비교하여 수용체로의 직접적 또는 짧아진 경로를 제공할 수 있다. 생리학적으로 활성인 물질이 장에 도달할 필요가 없기 때문에, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 상기 생리학적으로 활성인 물질을 보호하기 위한 장용 코팅제를 포함하지 않을 수 있다. 상기 코팅제는 바람직하지 않은 부작용을 일으킬 수 있다. 섭취 전에 생리학적으로 활성인 물질 농도는 장벽을 통하는 경로 대신에 위벽을 통하는 경로에서 더 높을 필요는 없고, 이는 보다 많은 양의 생리학적으로 활성인 물질이 소화관내에서 더 짧은 시간내에 분해되지 않을 수 있거나 또는 보다 많은 양의 생리학적으로 활성인 물질이 장벽보다 위벽을 통해 흡수될 수 있기 때문이다. 장용 코팅제의 결여는 생리학적으로 활성인 물질을 투여하는 비용을 감소시킬 수 있다.
생리학적으로 활성인 물질이 위를 통해 운반되도록 하기 위해, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 가혹한 위산 환경에서 안정하고 분해되지 않아야 하며, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 위벽을 통해 흡수되어야 한다. 이를 위해, 본 기술의 구현예는 위에서 생리학적으로 활성인 물질의 안정성을 증가시키고 상기 생리학적으로 활성인 물질의 흡수를 증진시키는 방법을 포함한다. 생리학적으로 활성인 물질의 보호를 돕기 위해, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 담체와 혼합된다. 상기 담체는 위의 위산에 불용성인 액체이다. 상기 생리학적으로 활성인 물질은 담체에 용해될 수 있다. 점막점착성 화합물은 상기 생리학적으로 활성인 물질의 위 내벽으로의 흡착을 촉진하는데 사용될 수 있다. 투과 증진제는 위벽을 통한 생리학적으로 활성인 물질의 운반을 촉진할 수 있다.
생리학적으로 활성인 물질은 생물에서 바람직하지 않은 기존 상태의 진단, 예방 또는 치료를 제공하기 위해 생리학적 과정을 조절하는 것으로 당 분야에 알려져 있는 천연, 합성 또는 유전적으로 조작된 화학적 또는 생물학적 화합물을 의미한다. 생리학적으로 활성인 물질은 약물 예컨대 항협심증제, 항부정맥제, 항천식 물질, 항생제, 항당뇨병제, 항진균제, 항히스타민, 항고혈압제, 항기생충제, 항신생물제, 항종양 약물, 항바이러스제, 강심 배당체 (cardiac glycosides), 제초제, 호르몬, 면역조절제, 모노클로날 항체, 신경전달물질, 핵산, 단백질, 조영제 물질 (radio contrast substances), 방사성핵종 (radionuclides), 진정제, 진통제, 스테로이드, 신경안정제 (tranquilizers), 백신, 혈압상승제 (vasopressors), 마취제 (anesthetics), 펩티드, 소분자 및 유사물을 포함한다.
세포내 매질, 세포 또는 조직과 국소 상호작용 시에 지시된 생리학적으로 활성인 물질로 전환되는 프로드러그가 또한 구현예에서 생리학적으로 활성인 물질 대신에 또는 이에 추가로 사용될 수 있다. 염을 형성할 수 있는 특정 생리학적으로 활성인 물질의 임의의 허용가능한 염이 또한 구현예에서 생리학적으로 활성인 물질 대신에 또는 이에 추가로 포함되는 것으로 고려된다. 염은 할라이드 염, 포스페이트 염, 아세테이트 염, 유기산 염 및 기타 염을 포함할 수 있다.
생리학적으로 활성인 물질은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 약학적 조성물 중 물질의 양은 생물의 바람직하지 않은 기존의 상태의 진단, 예방 또는 치료하기에 충분할 수 있다. 일반적으로, 투여량 (dosage)은 환자의 연령, 병태, 성별 및 바람직하지 않은 상태의 정도에 따라 가변될 수 있고, 당분자에 의해 결정될 수 있다. 인간 사용에 적합한 투여량 범위는 체 표면적 (body surface area)의 평방 미터 (square meter) 당 생리학적으로 활성인 물질을 0.1 내지 6,000 mg 범위를 포함한다.
생리학적으로 활성인 물질은 단백질 또는 펩티드를 포함할 수 있다. 단백질 또는 펩티드는 인슐린, 인간 성장 호르몬, 글루카곤-유사 펩티드-1, 부갑상선 호르몬, 부갑상선 호르몬 단편, 엔푸비르티드 (enfuvirtide) 또는 옥트레오티드 (octreotide)를 포함할 수 있다.
인슐린은 통상 췌장에 의해 생산된다. 인슐린은 혈중 글루코스 대사를 조절한다. 혈중 글루코스의 높은 수준 또는 다른 높은 혈당은 인슐린 생산 장애의 징조일 수 있고, 당뇨병의 징조일 수 있다. 인슐린은 종종 당뇨병 치료로서 주사로 투여된다.
생리학적으로 활성인 물질로서 사용될 수 있는 다른 단백질은 글루카곤-유사 펩티드-1 (GLP-1)이다. 31개의 아미노산 펩티드인 GLP-1은 혈중 글루코스 수준을 감소시킬 수 있는 호르몬인 인크레틴 (incretin)이다. GLP-1은 인슐린 분비를 자극하고 글루카곤 분비를 저해하여 혈중 글루코스에 영향을 줄 수 있다. GLP-1은 또한 위 배출 (gastric emptying) 감소에 의해 영양물질의 혈류로의 흡수 속도를 지연시킬 수 있고 직접적으로 음식 섭취를 감소시킬 수 있다. 글루코스 수준에 영향을 주는 GLP-1의 능력은 GLP-1이 제2형 당뇨병 및 기타 병 (afflictions)에 대한 치료를 가능하게 할 수 있다. 그의 변경되지 않은 상태에서, GLP-1은 단백질분해의 결과로서 인 비보 (in vivo) 반감기는 2분 이내이다.
단백질 또는 펩티드는 인간 성장 호르몬을 포함할 수 있다. 191개의 아미노산 펩티드인 인간 성장 호르몬 (hGH)은 세포 성장 및 재생을 증가시키는 호르몬이다. hGH는 성장 장애 및 결핍을 치료하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, hGH는 유아에서 작은 체격 (short stature) 치료 또는 성인에서 성장 호르몬 결핍을 치료하는데 사용될 수 있다. 기존에 hGH를 투여하는 방법은 매일 피하 주사를 포함한다.
hGH 및 GLP-1과 유사하게, 엔푸비르티드 (Fuzeon®)는 환자에게 투여되었을 때 어려움에 직면할 수 있는 생리학적으로 활성인 물질이다. 엔푸비르티드는 HIV 및 AIDS 치료를 도울 수 있다. 그러나, 엔푸비르티드는 1일 2회 피하로 주사될 수 있다. 주사는 피부 민감성 반응 부작용을 초래할 수 있고, 이는 환자가 엔푸비르티드의 연속적 사용을 꺼릴 수 있다. 환자 순응도를 높이고, 비용을 더 낮추며, HIV 및 AIDS 환자의 삶의 질을 증진시키기 위해 경구용 엔푸비르티드 치료가 필요할 수 있다.
또 다른 생리학적으로 활성인 물질은 부갑상선 호르몬 (PTH) 또는 PTH 단편이다. PTH는 동화 (anabolic) (골 형성) 물질이다. PTH는 분자량 9,425 Da의 84개의 아미노산 함유 폴리펩티드로서 부갑상선에 의해 분비될 수 있다. 처음 34개의 아미노산은 미네랄 항상성의 생물학적으로 활성인 모이어티일 수 있다. 합성 PTH의 절단된 버젼 (truncated version)은 Eli Lilly and Company에서 Forteo® 테리파라티드 (Teriparatide)로 시판된다. PTH 또는 PTH 단편은 골다공증 및 부갑상선저하증 (hypoparathyroidism) 치료에 사용될 수 있다. 테리파라티드는 비용이 고가이고 매일 주사하는 것을 필요로 하기 때문에 종종 다른 치료 후에 사용될 수 있다. 다른 생리학적으로 활성인 물질과 마찬가지로, 경구용 PTH 치료가 필요할 수 있다.
생리학적으로 활성인 물질은 소분자를 포함할 수 있다. 소분자는 BCS (Biopharmaceutics Classification System)로 정의된 약물을 포함할 수 있고, 이는 수성 용해도 및 장 투과성에 기반하여 경구로 전달되는 약물을 분류하는 시스템이다. BCS는 경구로 전달되는 약물 물질을 4개의 부류로 분류한다: 클래스 1, 높은 투과성, 높은 용해도; 클래스 II, 높은 투과성, 낮은 용해도; 클래스 III, 낮은 투과성, 높은 용해도; 클래스 IV, 낮은 투과성, 낮은 용해도. 상기 용해도 분류는 미국 약전 (USP)에 기반하며; 37 ± 1℃에서 pH 1 - 6.8 범위 내의 수성 매질 250 mL 이하에 최대 세기가 용해될 때 약물 물질은 높은 용해도인 것으로 간주된다. 질량 균형 결정 (mass balance determination)에 기반하거나 또는 정맥내 참조 용량 (intravenous reference dose)과 비교하여 전신 생체이용률이 투여량의 85% 이상인 것으로 결정될 때 약물 물질은 높은 투과성인 것으로 간주된다. 소분자에 관한 추가적 정보는 Amidon GL, Lennernas H, Shah VP, and Crison JR, 1995, A Theoretical Basis For a Biopharmaceutics Drug Classification: The Correlation of In Vitro Drug Product Dissolution and In Vivo Bioavailability, Pharm Res, 12: 413-420에서 찾을 수 있고, 그의 내용은 모든 목적을 위하여 본 명세서에 원용에 의하여 포함된다.
단백질 및 단백질 접합체에 대한 추가적 정보는 2004년 4월 8일자로 출원된 미국특허출원 제10/553,570호 (2015년 5월 26일자로 등록된 미국특허 제9,040,664호)에서 찾을 수 있다. 단백질 및 접합체의 농도 방출 프로파일에 관한 정보는 2015년 11월 30일자로 출원된 미국특허출원 제14/954,701호에서 찾을 수 있다. 본 개시내용에서 특허출원, 공개 및 모든 다른 참고문헌의 내용은 모든 목적을 위하여 본 명세서에 원용에 의하여 포함된다.
I. 접근법
도 1은 생리학적으로 활성인 물질 함유 캡슐(102)의 경구 전달의 예시를 보여주었다. 캡슐(102)은 개인(106)의 입을 통해 섭취될 수 있다. 상기 캡슐은 식도(108)에서 위(110)로 이동할 수 있다. 상기 위는 위액(112)을 포함하고, 이는 또한 펩신 효소를 포함할 수 있다. 캡슐(102)은 위(110)에서 용해될 수 있고, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 위벽을 통해 흡수될 수 있다. 캡슐(102)은 십이지장(114) 및 소장 또는 소화관의 다른 하류 부분으로 이동할 수 없다. 도 1은 예시적 목적으로 제공되며, 구성요소들은 축척대로 그려지지 않았다.
도 2a-2e는 생리학적으로 활성인 물질의 경구 전달에 관여하는 운반 과정의 예시를 보여주었다. 도 2a는 캡슐(202)의 예시를 보여주었다. 캡슐(202)은 생리학적으로 활성인 물질(204)을 포함한다. 다른 화합물이 또한 캡슐(202) 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 다른 화합물로는 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 포함할 수 있다.
도 2b는 위(206) 내에 캡슐(202)을 나타내었다. 위(206)는 유체(208)를 포함하고, 이는 위액 및 펩신을 포함한다. 위액 및 펩신은 각각 개별적으로 상기 생리학적으로 활성인 물질을 분해할 수 있다. 유체(208)는 캡슐(202)을 용해할 수 있고, 이는 상기 캡슐내의 생리학적으로 활성인 물질(204)을 포함하는 화합물들을 방출할 수 있다.
도 2c는 캡슐(202)이 용해된 후에 위(206) 내에 생리학적으로 활성인 물질(204)을 나타내었다. 생리학적으로 활성인 물질(204)은 담체 화합물(210)에 침지되고, 이는 생리학적으로 활성인 물질(204)을 유체(208)로부터 보호하기 위해 제공될 수 있다. 담체 화합물(210)은 유체(208)에서 불용성일 수 있다. 예를 들어, 담체 화합물(210)은 유기상, 오일상 또는 비극성상일 수 있다. 담체 화합물(210)은 오일을 포함할 수 있다. 생리학적으로 활성인 물질(204)은 담체 화합물(210) 중에 일부 또는 전부 용해될 수 있다. 담체 화합물(204)은 물 또는 유체(208)보다 밀도가 작을 수 있다. 결과적으로, 생리학적으로 활성인 물질(204)과 함께 담체 화합물(210)은 유체(208) 위에 떠 있을 수 있다. 위(206)는 통상 유체(208)가 비워지지 않을 수 있고, 담체 화합물(210)은 수 시간 동안 유체(208) 위에 떠 있을 수 있다.
도 2d는 생리학적으로 활성인 물질(204) 및 담체 화합물(210)이 위(206) 벽으로 이동하는 것을 보여주었다. 이러한 이동은 위내에서 정상적인 유체 흐름의 결과일 수 있다. 생리학적으로 활성인 물질(204)은 위벽에 흡착하여 상기 생리학적으로 활성인 물질(204)이 상기 위벽으로부터 멀리 이동하는 것을 방지할 수 있다. 점막점착성 물질이 캡슐(202) 내에 포함될 수 있고, 상기 생리학적으로 활성인 물질(204)이 위벽에 흡착하는 것을 도울 수 있다.
도 2e는 담체 화합물의 일부(212)와 함께 생리학적으로 활성인 물질(204)이 위벽을 통해 운반되는 것을 보여주었다. 담체 화합물의 일부(214)는 위(206) 내에 남아있을 수 있다. 투과 증진제 화합물은 위벽 세포를 통한 생리학적으로 활성인 물질(204)의 운반을 도울 수 있다. 그 다음에 생리학적으로 활성인 물질(204)은 혈류를 통해 단백질 또는 펩티드 화합물에 대한 수용체로 이동할 수 있다.
캡슐(202) 내 원래의 생리학적으로 활성인 물질의 일부는 위벽을 통해 운반되지 않을 수 있다. 상기 생리학적으로 활성인 물질의 일부는, 담체 화합물 및 상기 생리학적으로 활성인 물질을 보호하는데 도울 수 있는 임의의 다른 화합물에도 불구하고, 위액 또는 펩신에 의해 손실될 수 있다. 생리학적으로 활성인 물질의 일부는 담체 화합물을 떠나 위액으로 들어갈 수 있다. 생리학적으로 활성인 물질은 담체 화합물 중에 완전히 침지되지 않을 수 있고, 생리학적으로 활성인 물질의 일부는 위액에 노출될 수 있다. 모든 생리학적으로 활성인 물질이 위벽을 통해 운반되지 않을 때 추가적 손실이 발생할 수 있다. 또한, 위벽을 통해 운반되는 모든 생리학적으로 활성인 물질이 상기 생리학적으로 활성인 물질에 대한 수용체에 도달할 수 있는 것은 아니다. 캡슐내 생리학적으로 활성인 물질의 초기 용량은 예상되는 손실을 감안하여 조정될 수 있다.
II. 조성물
구현예는 경구 약물 전달용 조성물을 포함할 수 있다. 상기 조성물은 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 포함할 수 있다.
상기 생리학적으로 활성인 물질은 본원에 개시된 임의의 생리학적으로 활성인 물질로, 인슐린, 인간 성장 호르몬, 글루카곤-유사 펩티드-1 (GLP-1), 부갑상선 호르몬 (PTH), 부갑상선 호르몬의 단편, 엔푸비르티드 또는 옥트레오티드를 포함할 수 있다. 인슐린은 문맥에서 달리 지시하지 않는 한, 인간 인슐린을 지칭한다. 상기 생리학적으로 활성인 물질은 PEG와의 접합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 생리학적으로 활성인 물질은 인슐린-PEG 접합체 또는 GLP-1-PEG 접합체를 포함할 수 있다. 상기 PEG는 분자량 2 kDa 내지 5 kDa 범위를 가질 수 있다. 페길화 (PEGylated) 인슐린은 peg인슐린 (peginsulin), PEG-인슐린 또는 인슐린-PEG로 지칭될 수 있다.
상기 생리학적으로 활성인 물질은 단백질 또는 펩티드 유사체, 동족체 또는 유도체를 포함할 수 있다. 유사체는 단백질 또는 펩티드 서열의 하나 또는 수 개의 아미노산을 갖는 화합물이며, 상기 서열 중 나머지는 다른 아미노산으로 대체되거나 또는 더 많은 아미노산이 상기 서열로 부가된다. 인슐린에 있어서, 인슐린 유사체는 인슐린 리스프로 (insulin lispro), 인슐린 아스파르트 (insulin aspart), 인슐린 글루리신 (insulin glulisine) 및 인슐린 글아르긴 (insulin glargine)을 포함한다. 동족체는 상이한 동물 유래의 단백질 또는 펩티드 화합물이다. 예를 들어, 개 인슐린, 돼지 인슐린 및 래트 (rat) 인슐린은 인슐린 동족체이다. 또한, 인슐린 동족체는 포유동물 인슐린, 어류 인슐린, 파충류 인슐린 및 양서류 인슐린을 포함할 수 있다. 유도체는 모이어티가 부착된 단백질 또는 펩티드 화합물, 유사체 또는 동족체이다. 예를 들어, 디터머 (detemir), 데글루덱 (degludec) 및 PEG-인슐린은 인슐린 유도체이다. 상기 유사체, 동족체 및 유도체는 동물에서 상기 단백질 또는 펩티드 화합물과 유사하거나 또는 동일한 대사작용 효과를 가져야 한다. 예를 들어, 인슐린 유사체, 인슐린 동족체 및 인슐린 유도체는 동물에서 글루코스에 대한 대사작용 효과를 가질 수 있다.
구현예는 GLP-1, GLP-1 효능제 또는 GLP-1 유사체, 동족체 또는 유도체를 포함할 수 있다. GLP-1 유사체 및 효능제는 엑센딘 (exendin), 세마글루티드 (semaglutide), 리라글루티드 (liraglutide), 둘라글루티드 (dulaglutide), 알비글루티드 (albiglutide) 및 릭시세나티드(lixisenatide)를 포함한다. GLP-1 동족체는 개 GLP-1, 돼지 GLP-1 및 래트 GLP-1인 GLP-1 동족체를 포함할 수 있다. 또한, GLP-1 동족체는 포유동물 GLP-1, 어류 GLP-1, 파충류 GLP-1 및 양서류 GLP-1을 포함할 수 있다. PEG-GLP-1은 인슐린 유도체이다. GLP-1 유사체, GLP-1 동족체 및 GLP-1 유도체는 췌장이 인슐린 분비를 유도하여 글루코스에 반응할 수 있다.
조성물은 단백질 또는 펩티드 화합물의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물은 인슐린, 인슐린 유사체, 인슐린 동족체, 인슐린 유도체, GLP-1, GLP-1 유사체, GLP-1 동족체, GLP-1 유도체 또는 그의 페길화 화합물의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물은 인슐린, GLP-1, 페길화 인슐린 및 페길화 GLP-1을 포함할 수 있다.
상기 생리학적으로 활성인 물질은 소분자를 포함할 수 있다. 소분자는 본원에 개시되어 있는 임의의 소분자를 포함할 수 있다. 소분자는 해열제 (antipyretics), 진통제, 항말라리아 약물, 항생제, 방부제, 기분 안정화제 (mood stabilizers), 호르몬 대체제, 경구 피임약, 자극제, 신경안정제 및 스타틴 (statins)을 포함할 수 있다.
상기 담체 화합물은 수 불용성일 수 있다. 위산은 수성 혼합물이고, 담체 화합물은 생리학적으로 활성인 물질 화합물의 분해를 지연시키기 위해 위산과 혼합되지 않아야 한다. 담체 화합물은 양친매성 (amphipathic) 및 수-비혼화성 (water-immiscible) 화합물을 포함할 수 있다. 담체 화합물은 피쉬 오일 (fish oil), 도코사헥사에노산 (docosahexaenoic acid: DHA), 에스테르화 트리글리세리드, 오메가 지방산, 올리브 오일, 오렌지 오일, 크릴 오일 (krill oil), 레몬 오일, 홍화씨 오일, 캐스터 오일 (castor oil), 수소화 오일, 조류 오일 (algal oils) 또는 그의 혼합물을 포함할 수 있다. 피쉬 오일은 고등어, 청어, 참치, 연어 및 대구 간 (cod liver) 유래 오일을 포함할 수 있다. 담체 화합물은 고래 지방 오일 (whale blubber oil), 물개 지방 오일 (seal blubber oil), 베이컨 오일 (bacon oil), 라드 (lard) 및 액화 버터 (liquefied butter)를 포함할 수 있다. 담체 화합물은 또한 높은 생체이용률을 갖는 화합물일 수 있고, 상기 화합물은 위벽을 통해 혈류로 흡수될 수 있다. 담체 화합물은 GRAS (generally regarded as safe) FDA에 등록될 수 있다. 담체 화합물은 매 1.5 mg의 생리학적으로 활성인 물질 당량에 대해 담체 1 mL의 비율로 포함될 수 있다. 일부 구현예에서, 담체 화합물은 매 1.5 mg의 생리학적으로 활성인 물질에 대해 0.1 내지 0.5mL, 0.5 mL 내지 1 mL, 1 mL 내지 1.5 mL, 1.5 mL 내지 2.0 mL, 2.0 mL 내지 2.5 mL, 2.5 mL 내지 3.0 mL 또는 3 mL 초과의 비율로 부가될 수 있다.
상기 점막점착성 화합물은 시클로덱스트린 (예: 헤파키스 (Hepakis) 2,6-B-O-메틸-B-시클로덱스트린), 전분, 폴리(d,1-락티드-코-글리콜리드) (PLGA), 카프로락톤 또는 식품 첨가제를 포함할 수 있다. 점막점착성 화합물은 폴리아크릴산 유래 폴리머 (예: 폴리카르보필, 카르보머), 셀룰로스 유래 폴리머 (예: 히드록시에틸셀룰로스, 카르복시메틸셀룰로스, 히드록시프로필메틸셀룰로스), 알기네이트, 키토산, 렉틴, 지방산의 에스테르 기 (예: 글리세릴 모노올레에이트, 글리세릴 모노리놀레에이트), 인바신 (invasins), 핌브리알 (fimbrial) 단백질, 항체, 티올화 분자 (예: 티올화 폴리머) 및 그의 유도체를 포함할 수 있다. 점막점착성 화합물로서 사용되는 폴리머는 양이온성, 음이온성 또는 비이온성일 수 있다. 점막점착성 화합물은 Polaxamer 188을 포함할 수 있다. 점막점착성 화합물은 Carvalho et al., "Mucoadhesive drug delivery systems," Brazilian J. of Pharm . Sci ., 45(1) (2010)에 기재되어 있고, 그 내용은 모든 목적을 위하여 본 명세서에 원용에 의하여 포함된다.
시클로덱스트린은 생리학적으로 활성인 물질과 봉입 복합체를 형성할 수 있거나 또는 시클로덱스트린은 페길화 생리학적으로 활성인 물질의 PEG 성분과 봉입 복합체를 형성할 수 있다. 시클로덱스트린은 α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린 또는 γ-시클로덱스트린을 포함할 수 있다. 시클로덱스트린은 또한 화학적으로 변형된 시클로덱스트린을 포함할 수 있고, 이는 히드록시프로필-B-시클로덱스트린, 술포부틸 에테르 B-시클로덱스트린, 랜덤 메틸화 B 시클로덱스트린, 히드록시프로필-감마-시클로덱스트린, 폴리머화 시클로덱스트린, 에피클로로히드린-B-시클로덱스트린 또는 카르복시 메틸 에피클로로히드린 베타 시클로덱스트린을 포함할 수 있다.
이론에 의해 국한되지 않고, 생리학적으로 활성인 물질은 시클로덱스트린 고리 구조에서 위산의 분해로부터 보호될 수 있는 것으로 추측된다. 봉입 복합체는 α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린, γ-시클로덱스트린 또는 화학적으로 변형된 시클로덱스트린 중 어느 하나와 임의 크기의 PEG에 의해 형성될 수 있다. 봉입 복합체는 생리학적으로 활성인 물질과 결합하는 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 시클로덱스트린 분자는 단일 페길화 단백질과 결합할 수 있다. 봉입 복합체는 0.5 몰 (molar) 내지 1 몰 과량, 1 몰 내지 2 몰 과량, 2 몰 내지 3 몰 과량, 3 몰 내지 4 몰 과량, 4 몰 내지 5 몰 과량, 5 몰 내지 10 몰 과량, 10 몰 내지 15 몰 과량, 15 몰 내지 20 몰 과량 또는 20 몰 초과 과량으로 형성될 수 있다.
상기 투과 증진제는 양전하를 띤 분자, 음전하를 띤 분자 또는 양쪽성 이온 (zwitterionic) 분자를 포함할 수 있다. 투과 증진제는 양친매성 (amphiphilic) 분자를 포함할 수 있다. 투과 증진제는 중성 분자, 예컨대 알킬 글루코시드를 포함할 수 있다. 양전하를 띤 분자는 알킬 콜린, 아실 콜린 및 담즙산 염 (bile salts)을 포함할 수 있다. 음전하를 띤 분자는 소듐 도데실 술페이트를 포함할 수 있다. 양쪽성 이온 분자는 포스포리피드, 스핑고리피드 및 도데실포스포콜린 (DPC)을 포함할 수 있다. 투과 증진제는 1,2-디팔미토일-sn-글리세롤-3-포스포글리세롤 (DPPG), 1-팔미토일-2-올레오일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민 (POPE), 데옥시콜산, 소듐 데옥시콜레이트, 소듐 글리코콜레이트, 타우로콜산 소듐 염, 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA), N-도데실 B-D-말토시드, 트리데실 B-D-말토시드, 소듐 도데실 술페이트 (SDS), 소듐 도쿠세이트 (DSS), 담즙산 염, 나노 에멀젼 (예: 액적 크기 150 nm 미만, Pluronic® copolymers 기반), 시클로덱스트린, 키토산 유도체 (예: 양성화된 키토산, 트리메틸 키토산 클로리드), 사포닌 및 직쇄 지방산 (예: 카프르산, 라우르산, 올레산)을 포함할 수 있다. 투과 증진제는 Polaxamer 188을 포함할 수 있다. 투과 증진제는 Shaikh et al., "Permeability enhancement techniques for poorly permeable drugs: A review," J. of Appl . Pharm . Sci ., 02(06) (2012)에 기재되어 있고, 그 내용은 모든 목적을 위하여 본 명세서에 원용에 의하여 포함된다.
상기 투과 증진제는 1.5 mg의 생리학적으로 활성인 물질 당 3 mg의 비율로 포함될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 투과 증진제는 매 1.5 mg의 생리학적으로 활성인 물질에 대해 0.5 mg 내지 1.0 mg, 1.0 mg 내지 1.5 mg, 1.5 mg 내지 2.0 mg, 2.0 mg 내지 2.5 mg, 2.5 mg 내지 3.0 mg, 3.0 mg 내지 3.5 mg, 3.5 mg 내지 4.0 mg 또는 4.0 mg 초과의 비율로 포함될 수 있다.
상기 조성물은 또한 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 캡슐화한 캡슐을 포함할 수 있다. 상기 캡슐은 위에서 분해되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 캡슐은 상기 캡슐의 적어도 일부가 위에서 분해 또는 용해되어 상기 캡슐의 내용물을 방출하도록 구성될 수 있다. 일부 사례에서, 전체 캡슐은 위에서 분해 또는 용해될 수 있다. 상기 캡슐 재료는 젤라틴, 폴리사카리드 및 가소제를 포함할 수 있다. 상기 캡슐 재료는 장용 코팅제를 포함할 수 있다.
상기 조성물은 또한 유기산의 소수성 음이온을 포함할 수 있다. 상기 유기산의 소수성 음이온은 생리학적으로 활성인 물질의 소수성을 증가시킬 수 있고, 이는 상기 생리학적으로 활성인 물질이 담체 화합물 중에 더 긴 기간 동안 체류할 수 있게 한다. 상기 유기산은 파모산 (pamoic acid), 도쿠세이트 (DSS), 푸로산 (furoic acid) 또는 그의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 소수성 음이온은 파모에이트 음이온, 도쿠세이트 음이온 또는 푸로에이트 음이온을 포함할 수 있다. 이들 또는 다른 예에서, 상기 소수성 음이온은 지방산 음이온, 포스포리피드 음이온, 폴리스티렌 술포네이트 음이온 또는 그의 혼합물일 수 있다. 포스포리피드 음이온 중 포스포리피드는 포스파티딜콜린, 포스파티딜글리세롤, 포스파티딜세린, 포스파티딜이노시톨, 포스파티딜에탄올아민, 포스포콜린 또는 그의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 소수성 음이온은 또한 기재된 임의의 음이온 또는 기재된 음이온의 임의의 그룹을 배제할 수 있다. 상기 소수성 음이온은 단백질 상의 특정 곁사슬에 부착될 수 있거나 또는 이는 생리학적으로 활성인 물질 상의 다수의 곁사슬에 부착될 수 있다. 상기 소수성 음이온은 1 초과의 logP를 가질 수 있다. 상기 logP는 물-옥탄올 분배 계수이고, 수 중 단백질 염의 농도에 대한 옥탄올 중 단백질 염의 농도의 로그값 (logarithm)으로 정의될 수 있다. 10 초과의 logP는 수중 농도에 10배 더 큰 옥탄올 중 농도를 초래할 수 있다. 물-옥탄올 분배 계수는 분자 자체가 양친매성일 수 있을 때 소수성 상으로의 분배에 대한 능력에 대해 상이한 분자들을 비교하는데 유용할 수 있다.
상기 조성물은 인버티드 미셀을 포함할 수 있다. 미셀은 친수성 헤드 (head) 및 소수성 테일 (tail)을 갖는 분자일 수 있다. 상기 미셀은 친수성 헤드가 내부를 향하고 소수성 테일이 외부를 향하기 때문에 인버티드 (inverted)로 언급될 수 있다. 인버티드 미셀은 포스포리피드, DPPG, POPE, 데옥시콜산, 소듐 데옥시콜레이트, 소듐 글리코콜레이트, 타우로콜산 소듐 염, N-도데실 B-D-말토시드, 트리데실 B-D-말토시드, SDS, DSS, DPC 및 그의 음이온을 포함할 수 있다. 인버티드 미셀은 또한 투과 증진제일 수 있다.
상기 조성물은 생분해성 폴리머를 포함할 수 있다. 상기 생분해성 폴리머는 생리학적으로 활성인 물질을 포함하는 입자를 형성할 수 있다. 생분해성 폴리머는 PLGA 또는 카프로락톤을 포함할 수 있다. PLGA는 생리학적으로 활성인 물질을 포괄할 수 있고, 위산 중의 분해에 대한 추가의 저항성을 제공한다. 상기 생분해성 폴리머는 수 중에 불용성일 수 있다. 상기 생분해성 폴리머는 카르복실 말단기를 가질 수 있고, 이는 생리학적으로 활성인 물질과 이온 쌍을 이루며, 상기 생리학적으로 활성인 물질이 담체 유액 중에 체류하는 것이 더 용이해 진다. 상기 생분해성 폴리머는 점막점착성 물질로서 작용하고 위 내부와 반응할 수 있다.
상기 조성물은 pH 조절제, 예컨대 위의 pH를 증가시키는 화합물을 포함할 수 있다. 위의 pH를 증가시키면 위산에 대항할 수 있고, 위에서 생리학적으로 활성인 물질의 분해를 지연시킬 수 있다. 예로서, 상기 조성물은 소듐 비카르보네이트를 포함할 수 있고, 이는 위에서 pH를 증가시키고 펩신의 활성을 감소시킬 수 있다. 위산 조절제의 다른 예로는 H2 수용체 차단제, 양성자 펌프 저해제, 프로스타글란딘 E1-유사 화합물 및 제산제, 및 그의 염을 포함한다. 제산제는 소듐 비카르보네이트, 포타슘 비카르보네이트, 칼슘 카르보네이트, 칼슘 비카르보네이트, 알루미늄 비카르보네이트, 알루미늄 히드록시드, 마그네슘 비카르보네이트, 마그네슘 히드록시드, 마그네슘 트리실리케이트 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 다른 위산 조절제는 미국특허공개 제2017/0189363 A1호에 기재되어 있고, 그의 내용은 모든 목적을 위하여 본 명세서에 원용에 의하여 포함된다.
상기 조성물은 이온성 또는 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. 이온성 계면활성제의 예로는 술페이트, 술포네이트, 포스페이트, 카르복실레이트, 암모늄 라우릴 술페이트, 소듐 라우릴 술페이트, 소듐 라우레트 술페이트, 소듐 미레트 (myreth) 술페이트, 도쿠세이트 (디옥틸 소듐 술포숙시네이트), 퍼플루오로옥탄술포네이트 (PFOS), 퍼플루오로부탄술포네이트, 알킬-아릴 에테르 포스페이트 및 알킬 에테르 포스페이트를 포함한다. 비이온성 계면활성제의 예로는 Triton X-100, Poloxamers, 글리세롤 모노스테아레이트, 글리세롤 모노라우레이트, 소르비탄 모노라우레이트, 소르비탄 모노스테아레이트, 소르비탄 트리스테아레이트, Tween 20, Tween 40, Tween 60 및 Tween 80을 포함한다. 상기 계면활성제는 오일상을 산성 수상으로부터 보호하는데 도울 수 있다.
상기 조성물은 펩티다제 저해제를 포함할 수 있다. 펩티다제 저해제는 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA) 및 대두 트립신 저해제 (soybean trypsin inhibitor: SBTI)를 포함할 수 있다. 펩티다제 저해제는 저해제 I3A, 저해제 I3B, 저해제 I4, 저해제 I9, 저해제 I10, 저해제 I24, 저해제 I29, 저해제 I34, 저해제 I36, 저해제 I42, 저해제 I48, 저해제 I53, 저해제 I67, 저해제 I68 및 저해제 I78을 포함하는 저해제 패밀리 중 어느 것을 포함할 수 있다. 펩티다제 저해제는 Rawlings et al., "Evolutionary families of peptidase inhibitors," Biochem . J., 378(3) 705-716 (2004)에 기재되어 있고, 그의 내용은 모든 목적을 위하여 본 명세서에 원용에 의하여 포함된다. 상기 조성물은 또한 펩티다제 저해제를 배제하거나 또는 기존의 경구 전달 제제에서 사용되는 것보다 더 적은 농도로 펩티다제 저해제를 포함할 수 있다.
상기 조성물은 오일을 포함하지 않을 수 있다. 상기 조성물은 본원에 기재된 임의의 화합물 또는 화합물 그룹을 배제할 수 있다.
몇 가지 화합물은 상이한 화합물의 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 시클로덱스트린은 점막점착성 물질일 수 있고, 산 및 효소-촉매화 분해에 대한 안정화제일 수 있다. 일부 예에서, 상기 조성물은 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제로서 2, 3, 4 또는 5개의 상이한 화합물을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 조성물은 점막점착성 및 투과 증진제 모두로서 작용하는 단일 화합물을 포함할 수 있다.
III. 구조
구현예는 도 3a-3f에 도시된 바와 같은, 경구 전달용 약물 제제의 구조를 포함할 수 있다. 도 3a에서와 같이, 상기 약물 제제는 생리학적으로 활성인 물질(302)을 포함할 수 있다. 생리학적으로 활성인 물질(302)은 본원에 기재된 임의의 생리학적으로 활성인 물질일 수 있다. 생리학적으로 활성인 물질(302)은 약물 제제(304)의 질량 중심을 포함할 수 있다.
상기 약물 제제는 또한 점막점착성 화합물, 투과 증진제, 인버티드 미셀, 또는 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 봉입 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 물질을 포함할 수 있다. 상기 물질은 생리학적으로 활성인 물질과 접촉할 수 있다. 상기 물질의 일부는 생리학적으로 활성인 물질의 일부보다 질량 중심으로부터 멀리 배치될 수 있다.
상기 물질은 점막점착성 화합물, 투과 증진제, 인버티드 미셀 또는 봉입 화합물 중 1, 2, 3 또는 4개를 포함할 수 있다. 상기 물질은 또한 펩티다제 저해제, pH 조절제 또는 계면활성제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 물질은 생리학적으로 활성인 물질(302)이 봉입 복합체를 형성하는 봉입 화합물(306)을 포함할 수 있다. 봉입 화합물(306)은 본원에 기재된 임의의 화합물을 포함할 수 있다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 물질은 투과 증진제(308)를 포함할 수 있다. 투과 증진제(308)의 일부는 봉입 화합물(306)의 일부보다 질량 중심으로부터 멀리 있을 수 있다. 투과 증진제(308)는 본원에 기재된 임의의 화합물을 포함할 수 있다.
도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 물질은 인버티드 미셀(310)을 포함할 수 있다. 인버티드 미셀(310)의 일부는 봉입 화합물(306)의 일부보다 질량 중심으로부터 멀리 있을 수 있다. 인버티드 미셀(310)은 본원에 기재된 임의의 인버티드 미셀일 수 있다.
도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 물질은 점막점착성 화합물(312)을 포함할 수 있다. 점막점착성 화합물(312)의 일부는 봉입 화합물(306)의 일부보다 질량 중심으로부터 멀리 있을 수 있다. 점막점착성 화합물(312)은 본원에 기재된 임의의 점막점착성 화합물일 수 있다.
봉입 화합물(306)은 생리학적으로 활성인 물질(302)과 접촉할 수 있다. 인버티드 미셀(306)은 봉입 화합물(306)과 접촉할 수 있다. 투과 증진제(308)는 봉입 화합물(306)과 접촉할 수 있다. 점막점착성 화합물(312)은 인버티드 미셀(310) 또는 투과 증진제(308) 중 적어도 하나와 접촉할 수 있다.
모든 화합물이 존재하지 않을 수 있다. 점막점착성 화합물의 일부는 존재하는 경우, 생리학적으로 활성인 물질, 투과 증진제, 인버티드 미셀 또는 봉입 화합물의 일부보다 질량 중심으로부터 멀리 있을 수 있다. 상기 봉입 화합물은 존재하는 경우, 생리학적으로 활성인 물질과 접촉할 수 있다. 상기 인버티드 미셀은 존재하는 경우, 봉입 화합물 또는 생리학적으로 활성인 물질과 접촉할 수 있다. 상기 투과 증진제는 존재하는 경우 봉입 화합물 또는 생리학적으로 활성인 물질과 접촉할 수 있다. 존재하는 화합물은 질량 중심 부근의 화합물과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 점막점착성 화합물은 투과 증진제, 인버티드 미셀, 봉입 화합물 또는 생리학적으로 활성인 물질 중 적어도 하나와 접촉할 수 있다.
도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 약물 제제는 캡슐(314)을 더 포함할 수 있다. 캡슐(314)은 생리학적으로 활성인 물질(302), 물질 및 담체 화합물(316)을 캡슐화할 수 있다. 담체 화합물(316)은 본원에 기재된 임의의 담체 화합물일 수 있다. 도 3f는 도 2a의 일 구현예일 수 있다. 캡슐(314)은 또한 펩티다제 저해제, pH 조절제 또는 계면활성제를 캡슐화할 수 있다.
도 3g에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 점막점착성 화합물(312)은 약물 제제의 질량 중심으로부터 멀리 떨어져 있는 캡슐 측에서 캡슐(314)과 접촉할 수 있다. 캡슐 내부에, 상기 물질은 투과 증진제(308), 인버티드 미셀(310) 또는 봉입 화합물(306) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 캡슐(314)은 생리학적으로 활성인 물질 및 물질을 캡슐화할 수 있다. 캡슐은 또한 담체 화합물(316)을 캡슐화할 수 있다. 추가의 점막점착성 화합물은 캡슐(314) 내부에 존재할 수 있고, 도 3e 및 3f에서와 같이 구성될 수 있다. 도 3g는 도 2a의 일 구현예일 수 있다.
생리학적으로 활성인 물질로부터의 다양한 층들은 상기 생리학적으로 활성인 물질을 위산에서의 분해로부터 보호하기 위한 보호층으로서 제공될 수 있다.
IV. 제조 방법
도 4는 생리학적으로 활성인 물질의 경구 전달용 약물을 제조하는 방법(400)을 보여주었다. 방법(400)은 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 조합하는 단계 (블록 402)를 포함할 수 있다. 상기 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제는 본원에 기재된 임의의 화합물일 수 있고, 본원에 기재된 임의의 양으로 조합될 수 있다. 방법(400)은 펩티다제 저해제, pH 조절제 또는 계면활성제를 생리학적으로 활성인 물질과 조합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 펩티다제 저해제, pH 조절제 및 계면활성제는 본원에 개시된 것일 수 있다. 본원에 개시된 임의의 화합물은 생리학적으로 활성인 물질과의 조합으로부터 배제될 수 있다.
생리학적으로 활성인 물질의 봉입 복합체는 블록(402) 이전에 먼저 형성될 수 있다. 시클로덱스트린 또는 다른 고리형 (cyclical) 화합물은 수성 용액 중에 생리학적으로 활성인 물질과 혼합될 수 있다. 상기 봉입 복합체는 침전물을 형성할 수 있고, 이는 봉입 복합체이다. 상기 생리학적으로 활성인 물질은 다른 화합물과 조합될 때 봉입 복합체 중에 존재할 수 있다.
상기 화합물들이 조합되고, 그 다음에 일부 구현예에서는 교반되거나 또는 다른 구현예에서는 교반되지 않을 수 있다. 상기 화합물은 상기 혼합물을 초음파 처리하여 교반될 수 있다. 상기 혼합물은 실온에서 초음파 처리될 수 있다. 상기 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성은 투과 증진제 첨가 전에 먼저 함께 초음파 처리될 수 있다. 투과 증진제와의 혼합물은 간단하게 선회 (swirled) 또는 와동하여 (vortexed) 혼합될 수 있다. 일부 구현예에서, 방법(400)은 생리학적으로 활성인 물질을 담체 화합물로 코팅하는 단계를 포함할 수 있다.
방법(400)은 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 캡슐로 캡슐화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 캡슐은 위산내에 용해되어 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물 및 점막점착성 화합물을 방출하도록 구성될 수 있다. 상기 캡슐은 본원에 기재된 임의의 캡슐일 수 있다. 상기 캡슐은 장용 코팅제를 포함할 수 있다. 구현예에서, 상기 캡슐은 장용 코팅제를 배제할 수 있고, 캡슐 및/또는 캡슐내 조성물은 펩티다제 저해제를 배제할 수 있다.
V. 치료 방법
도 5는 치료 방법(500)을 보여주었다. 치료는 대사 경로에 영향을 주는 장애 치료를 포함할 수 있다. 상기 장애는 당뇨병, 성장 결핍, HIV, AIDS, 골 장애 (bone disorder) 또는 골다공증을 포함할 수 있다.
방법(500)은 개인에게 조성물 함유 캡슐을 경구로 투여하는 단계 (블록 502)를 포함할 수 있다. 상기 조성물은 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 포함할 수 있다. 상기 조성물은 또한 펩티다제 저해제, pH 조절제 또는 계면활성제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 조성물은 본원에 기재된 임의의 조성물일 수 있다.
방법(500)은 또한 상기 캡슐의 일부를 개인의 위에서 용해시켜서 생리학적으로 활성인 물질 및 담체 화합물을 상기 위로 방출시키는 단계 (블록 504)를 포함할 수 있다.
방법(500)은 상기 생리학적으로 활성인 물질을 위벽 상에 흡착시키는 단계 (블록 506)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 생리학적으로 활성인 물질의 일부를 상기 위벽에 흡착시키기 전에, 상기 생리학적으로 활성인 물질의 일부는 담체 화합물 내에 남아 있을 수 있다. 상기 담체는 위산 중에 비혼화성일 수 있기 때문에, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 위벽에 흡착되기 전에 분해되지 않을 수 있다.
또한, 방법(500)은 상기 생리학적으로 활성인 물질을 위벽을 통해 혈류로 운반하는 단계 (블록 508)를 포함할 수 있다. 상기 생리학적으로 활성인 물질을 위벽을 통해 운반하는 것은 상기 캡슐을 경구로 투여하고 약 3 내지 4시간 후일 수 있다.
VI. 실시예
달리 언급하지 않는 한 인간 인슐린을 실시예에서 사용하였다.
A. 실시예 1
모두 3 mg의 인슐린-PEG 접합체 (5 kDa PEG를 가짐) 및 1 mL의 피쉬 오일을 갖는 3개의 시료를 제조하였다.
시료 1: 3 mg의 인슐린-PEG 접합체, 1 mL 피쉬 오일, 50 mg β-시클로덱스트린 및 3 mg 도데실포스포콜린 (DPC).
시료 2: 3 mg의 인슐린-PEG 접합체, 1 mL 피쉬 오일, 0.7 mg 파모산.
시료 3: 3 mg의 인슐린-PEG 접합체, 1 mL 피쉬 오일, 3 mg DPC.
시료 1-3을 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 상기 시료를 펩신을 포함하지 않는 모의 (simulated) 위액 5 mL에 첨가하였다. 혼합물을 수회 뒤집어서 혼합하였다.
시료를 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)로 수행하여 인슐린-PEG가 오일상에 남아있는지를 결정하였다. HPLC는 시료 1-3에 대해 15분 내에 인슐린-PEG가 오일상에서 나와서 위액상으로 들어갔음을 보여주었다. 상기 인슐린-PEG 접합체가 오일상에 충분히 긴 시간 동안 남아 있지 않았기 때문에 본 실시예의 시료는 인슐린의 경구 전달에 적합한 것으로 관찰되지 않았다.
B. 실시예 2
인슐린-PEG 파모에이트 염은 오일상에 더 오래 남아 있을 수 있는지를 확인하기 위해 인슐린-PEG (5 kDa)의 파모에이트 염을 시험하였다. 상기 인슐린-PEG 파모에이트 염은 인슐린-PEG와 소듐 파모에이트를 pH 7 이상에서 혼합하여 제조되었다. 그 다음에 상기 pH를 4로 감소시켰다. 그 다음에 침전물을 수집하고 동결건조로 건조시켰다. 상기 인슐린-PEG 파모에이트 염은 시료 4 및 6에 포함되었다. 시료 5에서, 소듐 파모에이트를 인슐린-PEG 파모에이트 염을 형성하지 않고 인슐린-PEG에 첨가하였다.
시료 4: 3 mg의 인슐린-PEG 파모에이트 염, 1 mL 피쉬 오일, 50 mg β-시클로덱스트린, 3 mg DPC.
시료 5: 3 mg 인슐린-PEG, 0.5 mg 소듐 파모에이트, 1 mL 피쉬 오일, 50 mg β-시클로덱스트린, 3 mg DPC.
시료 6: 3 mg의 인슐린-PEG 파모에이트 염, 1 mL 피쉬 오일, 3 mg DPC.
시료 4-6을 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 상기 시료를 모의 위액 (펩신 없음) 5 mL에 첨가하였다. 혼합물을 수회 뒤집어서 혼합하였다.
시료를 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)로 수행하여 인슐린-PEG가 오일상에 남아있는지를 결정하였다. 시료 5에서, 15분 내에 상기 인슐린-PEG가 오일상에서 나와서 위액상에서 발견되었다. 시료 6에서, 상기 인슐린-PEG는 오일상에 적어도 1.5시간 동안 체류하고, 그 다음에 위액상에서 발견되었다. 시료 4에서, 소량의 인슐린-PEG 만이 5시간에 위액상에서 발견되었고, 인슐린은 오일상에 체류하거나 침전되었다.
본 실시예의 시료는 소듐 파모에이트가 인슐린-PEG에 첨가될 때보다 인슐린-PEG 파모에이트 염이 오일상에 더 길게 체류하는 것을 보여주었다. 시료 4는 인슐린의 경구 전달에 가장 적합한 결과를 보여주었고, 이는 β-시클로덱스트린의 결과일 수 있다.
C. 실시예 3
인슐린-PEG (5 kDa) 및 α-시클로덱스트린의 봉입 복합체를 시험하였다. 인슐린-PEG 및 10 몰 과량의 α-시클로덱스트린을 수성 용액에서 혼합하고, 밤새 4℃로 유지하여 침전물을 형성하였다. 결과의 침전물을 동결건조하고 시료 7에 사용하였다.
시료 7: 6.2 mg 인슐린-PEG 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 1 mL 피쉬 오일, 3 mg DPC.
시료 8: 3.1 mg 인슐린-PEG, 1 mL 피쉬 오일, 3 mg DPC.
시료 7 및 8을 형성할 때, 인슐린-PEG (또는 인슐린-PEG 봉입 복합체) 및 피쉬 오일을 30분 동안 초음파 처리하였다. 그 다음에 DPC를 상기 초음파 처리된 혼합물에 첨가하고, 혼합물을 간단하게 선회 또는 와동하여 혼합하였다. 결과의 혼합물을 실온에서 1시간 동안 유지하였다. 그 다음에 상기 시료를 5 mL의 모의 위액 (펩신 없음)에 첨가하였다. 혼합물을 수회 뒤집어서 혼합하였다.
HPLC는 시료 7에서 봉입 복합체의 35%가 3시간 후에 오일상에 남아있는 것으로 결정하였다. 동시에, 시료 8은 모든 인슐린-PEG가 수상으로 분배되었다. 본 실시예는 인슐린-PEG 봉입 복합체가 봉입 복합체의 일부가 아닌 인슐린-PEG 접합체보다 오일상에 더 오래 체류하는 것을 보여주었다.
D. 실시예 4
봉입 복합체를 펩신의 수성 용액에서 시험하였다.
시료 9: 2 mg 인슐린-PEG (5 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체.
시료 9를 1 mL 모의 위액 중 1 mg 펩신의 수성 용액에 첨가하였다. 인슐린-PEG를 완전히 소화시켰다. 본 실시예는 봉입 복합체가 시험된 농도에서 인슐린이 분해되는 것으로부터 보호하기에 충분하지 않음을 보여주었다.
E. 실시예 5
실시예 3의 시료 7을 1 mg/ml 펩신 함유 모의 위액에 첨가하였다. HPLC는 인슐린-PEG의 약 12%가 3시간 후에 오일상에 존재하는 것을 보여주었다. 본 실시예는 인슐린-PEG가 오일상에 남아있을 때 봉입 복합체가 인슐린-PEG 분해를 보호하는 것을 시사하였다.
F. 실시예 6
α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린 및 γ-시클로덱스트린을 갖는 봉입 복합체를 시험하였다. α-시클로덱스트린은 고리로 형성된 최소형의 도넛 구멍을 가졌고, γ-시클로덱스트린은 최대를 가졌다. 인슐린-PEG (5 kDa) 및 10 몰 과량의 α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린 또는 γ-시클로덱스트린을 수성 용액에서 혼합하고, 밤새 4℃로 유지하여 침전물을 형성하였다. 결과의 침전물을 동결건조하였다. 분배 연구를 실시예 1에서와 같이 모의 위액에서 수행하였다. 3시간 후에, α-시클로덱스트린을 갖는 봉입 복합체의 35%, β-시클로덱스트린을 갖는 봉입 복합체의 7% 및 γ-시클로덱스트린을 갖는 봉입 복합체의 10%가 오일상에 남아 있었다. 본 실시예는 α-시클로덱스트린 봉입 복합체가 5 kDa PEG를 갖는 인슐린-PEG에 대해 최선의 성능을 가졌음을 보여주었다. 상기 α-시클로덱스트린은 다른 시클로덱스트린보다 인슐린-PEG에 대해 더 적합한 크기의 도넛 구멍을 가질 수 있다.
G. 실시예 7
봉입 복합체 중에 및 봉입 복합체를 포함하지 않는, 2 kDa PEG를 갖는 인슐린-PEG 모두를 시험하였다. 인슐린-PEG 및 10 몰 과량의 α-시클로덱스트린을 수성 용액에서 혼합하고 밤새 4℃로 유지하여 침전물을 형성하였다. 결과의 침전물을 동결건조하고 시료 10에서 사용하였다.
시료 10: 6.2 mg 인슐린-PEG 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 1 mL 피쉬 오일, 3 mg DPC.
시료 11: 3.1 mg 인슐린-PEG, 1 mL 피쉬 오일, 3 mg DPC.
시료 10 및 11을 형성할 때, 인슐린-PEG (또는 인슐린-PEG 봉입 복합체) 및 피쉬 오일을 30분 동안 초음파 처리하였다. 그 다음에 DPC를 초음파 처리된 혼합물에 첨가하고, 혼합물을 간단하게 선회 또는 와동하여 혼합하였다. 결과의 혼합물을 실온에서 1시간 동안 유지하였다. 그 다음에 시료를 5 mL의 모의 위액 (펩신 없음)에 첨가하였다. 혼합물을 수회 뒤집어서 혼합하였다.
HPLC는 시료 10에서 봉입 복합체의 20%가 3시간 후에 오일상에 남아있다고 결정하였다. 동시에, 시료 11은 오일상에 6%의 인슐린-PEG가 남아 있었다. 본 실시예는 인슐린-PEG 봉입 복합체가 봉입 복합체의 일부가 아닌 인슐린-PEG 접합체보다 오일상에 더 오래 체류하는 것을 보여주었다. 또한, 시료 11은 실시예 3의 시료 8에서보다 오일상에 다량의 인슐린-PEG가 남아 있었다. 실시예 7의 결과는 2 kDa PEG를 갖는 인슐린-PEG가 5 kDa PEG를 갖는 인슐린-PEG보다 오일에서 더 양호하게 체류하는 것을 보여주었다.
H. 실시예 8
다양한 제제의 막 투과성을 평가하기 위해, Caco-2 투과성 연구를 수행하였다. 시험된 화합물은 인슐린-PEG (5 kDa), 인슐린-PEG (5 kDa) 봉입 복합체, 인슐린-PEG (5 kDa) 봉입 복합체 및 DPC, 인슐린-PEG (2 kDa) 및 인슐린-PEG (2 kDa) 봉입 복합체이다. 모든 화합물을 매질 중에 1 mg 인슐린/mL 매질의 농도로 용해시키고, Caco-2 단일층 (monolayer)에 부가하였다. 인슐린-PEG (2 kDa)는 3시간 후에 상기 세포층을 통과한 인슐린-PEG 투과물 1%를 가졌다. 인슐린-PEG (2 kDa) 봉입 복합체는 3시간 후에 세포층을 통과한 인슐린-PEG 투과물 5%를 가졌다. 다른 화합물은 3시간 후에 세포층을 통과한 어떠한 투과도 보이지 않았다. 본 연구는 인슐린-PEG가 Caco-2 장 세포층을 통해 투과할 수 있다는 것을 보여주었다. 이러한 결과에 기반하여, 인슐린-PEG는 위벽을 통해 투과할 수 있을 것으로 예상할 수 있다.
I. 실시예 9
다양한 인슐린-PEG 시료 및 피쉬 오일 단독 함유 비히클 그룹으로 인 비보 연구를 수행하였다.
시료 12: 3.1 mg 인슐린-PEG (5 kDa), 1 mL 피쉬 오일, 3 mg DPC.
시료 13: 6.2 mg 인슐린-PEG (5 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 1 mL 피쉬 오일, 3 mg DPC.
시료 14: 2.1 mg 인슐린-PEG (2 kDa), 1 mL 피쉬 오일, 3 mg DPC.
시료 15: 4.87 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 1 mL 피쉬 오일, 3 mg DPC.
시료 12-15를 형성할 때, 인슐린-PEG (또는 인슐린-PEG 봉입 복합체) 및 피쉬 오일을 30분 동안 초음파 처리하였다. 그 다음에 DPC를 상기 초음파 처리된 혼합물로 첨가하고, 혼합물을 간단하게 선회 또는 와동하여 혼합하였다. 결과의 혼합물을 실온에서 1시간 동안 유지하였다. 시료를 래트에게 경구 영양을 통해 150 IU/kg (5 kDa PEG에 대해) 및 75 IU/kg (2 kDa PEG에 대해)으로 투여하였다. 특정 간격으로, 혈액을 경정맥으로부터 채취하고 글루코스 값을 분석하였다.
인슐린-PEG 제제가 투여된 일부 래트에서 유의한 글루코스 감소가 관찰되었다. 5 kDa 인슐린-PEG (시료 12 및 13)가 투여된 각 그룹에서 1 마리의 래트는 30분내에 글루코스가 ≤20 mg/dL로 유의하게 감소하였다. 이들 래트에 대한 글루코스 수준은 다음 몇 시간에 걸쳐 점차로 증가하고, 대략 3시간에 기준값 (~50 mg/dL)으로 되돌아 왔다. 이들 그룹의 나머지 래트들은 대조군 그룹과 유사한 글루코스 반응을 가졌다. 시료 14 (2 kDa PEG)가 투여된 래트 중 2 마리는 30분 내에 ≤20 mg/dL로 글루코스가 감소하고, 상기 글루코스는 3시간 동안 낮게 유지되어, 이때 이들 2 마리의 래트에게 글루코스 수준이 너무 낮아서 덱스트로스를 제공해야 했다. 상기 그룹의 나머지 래트는 대조군 그룹과 유사한 글루코스 반응을 가졌다. 시료 15 (2 kDa PEG)가 투여된 래트 중 2 마리는 30분 내에 ≤20 mg/dL로 글루코스가 감소하고, 이들 래트 중 1 마리는 2시간 후에 글루코스 수준이 기준값에 근접하였고, 다른 래트의 글루코스 수준은 3시간 동안 낮게 유지되어, 이때 이들의 글루코스 수준이 너무 낮아서 이들에게 덱스트로스를 제공해야 했다. 이들 그룹의 나머지 래트는 대조군 그룹과 유사한 글루코스 반응을 가졌다. 유의한 글루코스 반응을 갖는 래트는 또한 ELISA로 검출하여 혈청 중에 인슐린-PEG의 검출가능한 수준을 가졌다. 2 kDa PEG를 갖는 인슐린-PEG는 소정의 래트에서 5 kDa PEG보다 더 양호하게 흡수되는 것으로 나타났고, 이는 혈청 인슐린-PEG의 양이 이들 래트에서 보다 많기 때문이다. 2 kDa 인슐린-PEG에 의해 보다 재현가능하고 연장된 글루코스 감소를 초래하고, 이는 실시예 8에서 발견한 것과 일치한다.
J. 실시예 10
경구 인슐린-PEG 시료와 인슐린-PEG 및 인슐린의 피하 주사를 비교하기 위해 인 비보 연구를 수행하였다.
시료 16: 2.1 mg 인슐린-PEG (2 kDa), 1 mL 피쉬 오일, 3 mg DPC.
시료 17: 0.015 mg/kg 인슐린-PEG (2 kDa)
시료 18: 0.011 mg/kg 인슐린
시료 16을 형성할 때, 인슐린-PEG 및 피쉬 오일을 30분 동안 초음파 처리하였다. 그 다음에 DPC를 초음파 처리된 혼합물에 첨가하고, 혼합물을 간단하게 선회 또는 와동하여 혼합하였다. 결과의 혼합물을 실온에서 1시간 동안 유지하였다. 시료 16을 경구 영양을 통해 래트에게 40 및 60 IU/kg으로 투여하였다. 시료 17 및 18을 0.3 IU/kg으로 피하로 투여하였다. 특정 간격으로, 혈액을 경정맥으로부터 채취하고 글루코스 값을 분석하였다.
시료 17 및 18이 피하로 투여된 모든 래트는 혈중 글루코스가 30분 내에 ≤20 mg/dL로 감소하였다. 시료 17 (인슐린-PEG)은 글루코스가 점차로 증가하여 약 4시간 만에 기준값 (~60 mg/dL)으로 되돌아왔다. 시료 18 (인슐린)은 글루코스가 점차로 증가하여 약 3시간 만에 기준값으로 되돌아왔다 시료 16 40 IU/kg을 경구로 투여한 1 마리 래트는 글루코스가 30분 시점에서 40 mg/dL로 감소하고, 1 마리 래트는 6시간 시점에서 40mg/dL로 감소하며, 이들 래트의 글루코스 수준은 다음 시점에서 기준값으로 되돌아왔다. 나머지 래트는 유의하게 글루코스가 감소되지 않았다. 시료 16 60 IU/kg을 경구로 투여한 2 마리 래트는 글루코스가 2시간 시점에서 40 mg/dL로 감소하여, 이는 3시간 만에 기준값으로 돌아왔고, 1 마리의 래트는 8시간 시점에서 30 mg/dL로 감소하였다. 나머지 래트는 글루코스가 유의하게 감소되지 않았다. 40 및 60 IU/kg의 경구 제제로부터 약간의 글루코스 감소를 보였지만, 투여 용량이 더 높았던 실시예 9에서 보였던 것만큼 반응이 유의하지 않았다.
K. 실시예 11
경구 인슐린-PEG 시료와 인슐린-PEG의 피하 주사를 비교하기 위해 인 비보 연구를 수행하였다. 본 연구는 실시예 10과 유사하지만, 경구 제제를 75 IU/kg으로 투여하였다.
시료 19: 0.011 mg/kg 인슐린
시료 20: 2.1 mg 인슐린-PEG (2 kDa), 1 mL 피쉬 오일, 3 mg DPC.
시료 20을 형성할 때, 인슐린-PEG 및 피쉬 오일을 30분 동안 초음파 처리하였다. 그 다음에 DPC를 초음파 처리된 혼합물로 첨가하고 혼합물을 간단하게 선회 또는 와동하여 혼합하였다. 결과의 혼합물을 실온에서 1시간 동안 유지하였다. 시료 20을 경구 영양을 통해 래트에게 75 IU/kg으로 투여하였다. 시료 19를 0.3 IU/kg으로 피하로 투여하였다. 특정 간격으로, 혈액을 경정맥으로부터 채취하고, 글루코스 값을 분석하였다.
시료 19가 피하로 투여된 모든 래트는 혈중 글루코스가 30분 내에 20 mg/dL로 감소하고, 그 수준은 점차로 증가하여 약 3시간 만에 기준값 (~60mg/dL)으로 되돌아왔다. 시료 20이 경구로 투여된 5 마리의 래트 중 3 마리는 혈중 글루코스가 30분에 20 내지 40 mg/dL로 감소하고 (적어도 30% 감소), 그 수준은 점차로 증가하여 약 3시간 만에 기준값으로 되돌아왔다. 나머지 2 마리 래트는 글루코스가 유의하게 감소하지 않았다. 이러한 결과는 시료 14와 유사하다.
L. 실시예 12
상이한 단백질/펩티드 활성인 약학적 성분 (Active Pharmaceutical Ingredients: APIs) (인슐린-PEG 접합체 (2 kDa PEG 함유) 또는 GLP-1 (5 kDa PEG 함유)), 투과 증진제, 점막점착성 화합물 및 담체 화합물을 갖는 17개의 시료를 제조하였다. 일부 화합물은 투과 증진제 및 점막점착성 화합물 모두로서 기능할 수 있다.
시료 21: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 1 mL 피쉬 오일
시료 22: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg DPC, 1 mL 피쉬 오일.
시료 23: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg 1,2-디팔미토일-sn-글리세롤-3-포스포글리세롤 (DPPG), 1 mL 피쉬 오일.
시료 24: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg 1-팔미토일-2-올레오일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민 (POPE), 1 mL 피쉬 오일.
시료 25: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg 데옥시콜산, 1 mL 피쉬 오일.
시료 26: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg 소듐 데옥시콜레이트, 1 mL 피쉬 오일.
시료 27: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg 소듐 글리콜레이트, 1 mL 피쉬 오일.
시료 28: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg 타우로콜산 소듐 염, 1 mL 피쉬 오일.
시료 29: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg N-도데실 B-D-말티시다제, 1 mL 피쉬 오일.
시료 30: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg 트리데실 B-D-말티시다제, 1 mL 피쉬 오일.
시료 31: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg 소듐 도데실 술페이트 (SDS), 1 mL 피쉬 오일.
시료 32: 2 mg의 GLP-1-PEG 접합체, 3mg DPC, 1 mL 피쉬 오일.
시료 33: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg DPC, 1 mL 크릴 오일.
시료 34: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg DPC, 3mg SDS, 1 mL 피쉬 오일.
시료 35: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg DPC, 3mg 소듐 도쿠세이트 (DSS), 1 mL 피쉬 오일.
시료 36: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg DPC, 50mg 헤파키스 2,6-B-O-메틸-B-시클로덱스트린, 1 mL 피쉬 오일.
시료 37: 2 mg의 인슐린-PEG 접합체, 3mg DPC, 50mg 폴리락티드-코-글리콜리드 (PLGA), 1 mL 피쉬 오일.
시료 21-37에 대한 펩티드 및 오일은 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분을 각 시료에 첨가하였다. 시료는 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 펩신을 포함하지 않는 5 mL의 모의 위액에 상기 시료를 첨가하였다. 혼합물을 수회 뒤집어서 혼합하였다.
위액상의 시료를 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)로 분석하여 인슐린-PEG가 오일상에 남아있는지와 얼마나 많이 수상으로 이동하였는지를 결정하였다. HPLC는 대부분의 제제에서 상기 인슐린-PEG가 15분 내에 오일상에서 나와서 위액상으로 들어가는 것을 보여주었다. 일부 결과는 실험 및/또는 기타 오차의 결과로 100% 초과의 API를 보였다. 시료 23, 24 및 31에서, 인슐린-PEG는 오일상을 더 천천히 떠나는 것으로 보였고, 이는 DPPG, POPE 및 DSS가 오일 중에 인슐린이 유지되도록 돕는 것임을 시사하였다.
시료 # 수상 중 API %
0.25시간		 수상 중 API %
1시간		 수상 중 API %
3시간
21 118.0 100.0 75.2
22 88.4 70.3 48.2
23 50.4 60.0 53.2
24 16.4 34.0 55.1
25 82.4 88.1 75.0
26 결정되지 않음 70.6 65.8
27 134.1 85.0 82.5
28 91.1 97.0 82.6
29 78.6 97.6 83.0
30 106.8 96.9 84.6
31 59.2 87.4 70.9
32 결정되지 않음 결정되지 않음 결정되지 않음
33 결정되지 않음 결정되지 않음 결정되지 않음
34 75.8 68.0 79.7
35 73.8 40.7 43.1
36 87.0 67.6 65.5
37 44.4 41.1 50.1
M. 실시예 13
인슐린-PEG 접합체 (2kDa PEG 함유)와, 상이한 투과 증진제, 점막점착성 화합물 및 담체 화합물로 6개의 시료를 제조하였다. 일부 화합물은 투과 증진제 및 점막점착성 화합물 모두로서 기능할 수 있다.
시료 38: 3 mg의 인슐린-PEG 접합체, 6 mg 트리데실-B-말토시드, 1 mL 피쉬 오일
시료 39: 3 mg의 인슐린-PEG 접합체, 4 mg 1-팔미토일-2-올레오일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민 (POPE), 1 mL 피쉬 오일.
시료 40: 3 mg의 인슐린-PEG 접합체, 4 mg DPC, 1 mL 올리브 오일.
시료 41: 3 mg의 인슐린-PEG 접합체, 4 mg DPC, 50mg PLGA, 1 mL 올리브 오일.
시료 42: 3 mg의 인슐린-PEG 접합체, 4 mg POPE, 1 mL 올리브 오일.
시료 43: 3 mg의 인슐린-PEG 접합체, 4 mg POPE, 4 mg DPC, 1 mL 올리브 오일.
시료 38-43에 대한 펩티드 및 오일은 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분들을 각 시료에 첨가하였다. 시료를 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 다시 초음파 처리하였다. 그 다음에 펩신을 포함하지 않는 5 mL의 모의 위액에 상기 시료를 첨가하였다. 혼합물을 수회 뒤집어서 혼합하였다.
시료를 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)로 수행하여 인슐린-PEG가 오일상에 남아있는지와 수상으로 얼마나 많이 이동하였는지를 결정하였다. HPLC는 대부분의 제제에서 인슐린-PEG가 15분 내에 오일상에서 나와서 및 위액상으로 들어가는 것을 보여주었다. 시료 39 및 42에서 인슐린-PEG는 오일상을 더 천천히 떠나는 것으로 나타났고, 다시 이는 POPE가 오일상에 인슐린-PEG를 보유하도록 돕는 것임을 시사하였다. 그러나, 인슐린-PEG 흡수에 중요한 DPC 존재하에 POPE는 인슐린-PEG가 오일 중에 유지되는데 기여하는 것으로 나타나지 않았다.
시료 # 수상 중 인슐린-PEG %
0.25시간		 수상 중 인슐린-PEG %
1시간		 수상 중 인슐린-PEG %
3시간
38 89.0 82.1 81.0
39 54.9 45.3 42.1
40 95.2 101.5 100.2
41 103.9 105.9 101.5
42 22.8 52.5 48.1
43 113.3 128.2 125.3
N. 실시예 14
경구 인슐린-PEG 시료와 인슐린의 피하 주사를 비교하기 위해 인 비보 연구를 수행하였다. 하기 표 3에 상세히 기재된 바와 같이 인슐린-PEG 접합체 (2 kDa PEG 함유)를 포함하고 상이한 봉입 복합체, 투과 증진제, 점막점착성 화합물 및 담체 화합물로, 경구 전달을 위한 4개의 제제를 제조하였다.
시료 44 시료 45 시료 46 시료 47 시료 48
올리브 오일 1 ml 1 ml 1 ml 1 ml
인슐린-PEG (2 kDa) 2.1 mg 2.1 mg
인슐린-PEG (2 kDa)/α-시클로덱스트린 4.8 mg 4.8 mg
POPE 30 mg 30 mg 30 mg 30 mg
DPC 3 mg 3 mg 3 mg 3 mg
PLGA 50 mg 50 mg
휴물린 (Humulin)-R SC 용량 (μg/kg) ~0.011
치료 용량 (인슐린 당량 IU/kg) 75 75 75 75 0.3
제제 44-47에 대한 펩티드 및 오일을 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분을 각 시료에 첨가하였다. 시료를 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 다시 초음파 처리하였다. 상기 시료를 실온에서 밤새 저장하였다. 정상의 SD 래트 (5 마리의 래트/그룹)를 밤새 금식시키고 그 후에 75 IU/kg의 인슐린 상당 투여량으로 경구 영양에 의해 투여하였다. 비교를 위해, 제5 그룹 (시료 48)에게 휴물린 R (재조합 인간 인슐린)을 0.3 IU/kg으로 피하로 투여하였다. 혈당계 (glucometer)로 글루코스 측정을 위해 혈액을 투여전 (-30분) 및 투여후 (10 min, 30 min, 1 h, 1.5 h, 2 h, 3 h, 4 h, 6 h, 8 h)에 수집하였다.
시료 48이 피하로 투여된 모든 래트는 혈중 글루코스가 30분 내에 ≤20 mg/dL로 감소하였다. 글루코스 수준은 점차로 증가하여 3시간에 기준값으로 되돌아 왔다. 시료 44가 제공된 5 마리의 래트 중 3 마리는 혈중 글루코스가 적어도 30% 감소하고, 최소는 2 또는 3시간에서 나타났다. 4시간 시점에서, 혈중 글루코스는 이들 래트에서 기준값으로 되돌아 왔지만, 단 1 마리의 래트는 혈중 글루코스가 6시간에 걸쳐 기준값 수준 이하로 남아있었다. 시료 47이 제공된 1 마리의 래트는 글루코스가 유의하게 감소하고, 최소는 2시간에서 나타났다. 혈중 글루코스는 기준값 수준으로 천천히 되돌아 왔지만, 8시간까지는 아니다. 시료 45가 제공된 2 마리의 래트는 글루코스가 30분 내에 ≤20 mg/dL로 감소되었지만, 1 마리의 래트는 2시간에서 30% 감소하였다. 시료 46이 제공된 1 마리의 래트는 글루코스가 30분 내에 ≤20 mg/dL로 감소하였다. 이들 래트는 최소 글루코스 수준에 도달하고 약 2시간 후에 글루코스 수준이 기준값으로 되돌아 왔다. 혈액을 10분에 채취할 때 시료 45가 제공된 2 마리 래트 및 시료 46이 제공된 1 마리 래트는 이들 입주변에 오일을 갖는 것이 관찰되었고 이는 글루코스가 감소된 래트와 일치한다는 것을 알아야 한다. 입주변의 오일은 이들 래트의 위로 용량이 전체 전달되지 않았을 수 있고, 이들 래트는 글루코스가 30분에서 유의하게 감소되었음을 시사한다.
O. 실시예 15
인슐린-PEG 접합체 (2kDa PEG 함유)와, 상이한 점막점착성 화합물 또는 투과 증진제를 갖는 6개의 시료를 제조하였다.
시료 49: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 15 mg POPE, 2.6 mg DPC, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 50: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 15 mg POPE, 2.6 mg DPC, 10.6 mg Poloxamer 188, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 51: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 15 mg POPE, 2.6 mg DPC, 10 mg 저분자량 키토산, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 52: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 15 mg POPE, 2.6 mg DPC, 10 mg 저분자량 키토산, 25 mg DSS, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 53: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 15 mg POPE, 2.6 mg DPC, 10 mg 카르복시메틸셀룰로스, 25 mg DSS, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 54: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 15 mg POPE, 2.6 mg DPC, 40 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 49-54에 대한 펩티드 및 오일은 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분을 각 시료에 첨가하였다. 시료는 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 다시 초음파 처리하였다. 그 다음에 펩신을 포함하지 않는 5 mL의 모의 위액에 상기 시료를 첨가하였다. 혼합물을 수회 뒤집어서 혼합하였다.
시료를 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)로 수행하여 인슐린-PEG가 오일상에 남아있는지 및 수상으로 얼마나 많이 이동하였는지를 결정하였다. DSS를 함유하는 시료 52 및 53에서, 인슐린-PEG는 오일상을 더 천천히 떠나는 것으로 나타났고, 이는 DSS가 오일상에 인슐린-PEG가 유지되도록 돕고 있다는 것을 시사하였다.
시료 # 수상 중 인슐린-PEG %
0.25시간		 수상 중 인슐린-PEG %
1시간
49 37.2 71.1
50 34.0 56.1
51 27.7 45.8
52 16.6 16.0
53 5.2 6.1
54 16.6 47.9
P. 실시예 16
인슐린-PEG 접합체 (2kDa PEG 함유)와, 상이한 타입과 양의 투과 증진제로 9개의 시료를 제조하였다. 상이한 투과 증진제는 DPC, DSS 및 POPE를 포함하였다.
시료 55: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 2.4 mg DPC, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 56: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 3 mg POPE, 2.6 mg DPC, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 57: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 15 mg POPE, 2.6 mg DPC, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 58: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 3 mg POPE, 3 mg DSS, 2.6 mg DPC, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 59: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 3 mg POPE, 30 mg DSS, 2.6 mg DPC, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 60: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 15 mg POPE, 3 mg DSS, 2.6 mg DPC, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 61: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 15 mg POPE, 30 mg DSS, 2.6 mg DPC, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 62: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 3 mg DSS, 2.6 mg DPC, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 63: 3.68 mg 인슐린-PEG (2 kDa) 및 α-시클로덱스트린 봉입 복합체, 30 mg DSS, 2.6 mg DPC, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 55-63에 대한 펩티드 및 오일은 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분들을 각 시료에 첨가하였다. 시료는 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 다시 초음파 처리하였다. 그 다음에 펩신을 포함하지 않는 5 mL의 모의 위액에 상기 시료를 첨가하였다. 혼합물을 수회 뒤집어서 혼합하였다.
시료를 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)로 수행하여 인슐린-PEG가 오일상에 남아있는지 및 수상으로 얼마나 많이 이동하였는지를 결정하였다. DSS 및 POPE의 동등한 양을 포함하는 시료 58, 및 POPE 보다 DSS를 더 많이 포함하는 시료 59 및 61에서, 인슐린-PEG는 오일상을 더 천천히 떠나는 것으로 나타났다. POPE가 아닌 DSS를 갖는 시료 62 및 63에서 오일상을 떠나는 인슐린-PEG의 양은 시료 58, 59 및 61에서보다 더 많았고, 이는 DSS 및 POPE가 함께 오일상에서 인슐린-PEG가 유지되도록 작용할 수 있다는 것을 나타내었다.
시료 # 수상 중 인슐린-PEG %
0.5시간		 수상 중 인슐린-PEG %
2.5시간
55 60.9 115.2
56 53.7 99.0
57 34.8 81.1
58 17.3 12.4
59 2.4 4.6
60 44.9 63.6
61 2.3 4.9
62 67.7 68.7
63 27.2 30.7
Q. 실시예 17
인 비보 연구를 위한 시료를 제조하였다. 하기 표 6에 상세히 기재된 바와 같이 인슐린-PEG 접합체 (2kDa PEG 함유)와 상이한 투과 증진제를 포함하는, 경구 전달용 4개의 제제를 제조하였다.
시료 64 시료 65 시료 66 시료 67
올리브 오일 1 ml 1 ml 1 ml 1 ml
인슐린-PEG (2 kDa)/α-시클로덱스트린 4.8 mg 4.8 mg 4.8 mg
POPE 15 mg 3 mg
DPC 3 mg 3 mg 3 mg
DSS 3 mg 3 mg
치료 용량 (인슐린 당량 IU/kg) 75 75 75
제제 64-66에 대한 펩티드 및 오일은 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분을 각 시료에 첨가하였다. 시료는 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 다시 초음파 처리하였다. 시료를 실온에서 밤새 저장하였다. 정상의 SD 래트 (8 마리의 래트/그룹)를 밤새 금식시키고, 그 후에 75 IU/kg의 인슐린 상당 투여량 또는 올리브 오일 단독 (시료 67)을 경구 영양으로 투여하였다. 혈당계로 글루코스 측정을 위해 혈액을 투여 전 (-30분) 및 투여 후 (10 min, 30 min, 1 h, 1.5 h, 2 h, 3 h, 4 h, 6 h, 8 h)에 수집하였다.
시료 64-66이 제공된 모든 래트는 혈중 글루코스가 첫 시간내에 대략 50% 증가하고, 그 후에 2-8 시간부터 초기 수준에 근접하게 다시 떨어졌다. 유사한 경향은 비히클 그룹 (시료 67)에서 관찰되었고, 이는 시료 64-66이 본 실시예에서 이러한 특정 래트에서 혈중 글루코스 감소에 효과적이지 않음을 시사하였다.
R. 실시예 18
인 비보 연구를 위해 시료를 제조하였다. 하기 표 7에 상세히 기재된 바와 같이 인슐린-PEG 접합체 (2kDa PEG 함유)와 상이한 담체 화합물, 투과 증진제 및 점막점착성 화합물을 포함하는, 경구 전달용 4개의 제제를 제조하였다. 시료는 실시예 17과 유사하지만, 단 이들 시료 모두는 점막점착성 화합물로 PLGA를 포함하고, 래트에게 더 많은 용량 (100 IU/kg)을 제공하였다.
시료 69 시료 70 시료 71 시료 72
올리브 오일 1 ml 1 ml 1 ml 1 ml
인슐린-PEG (2 kDa)/α-시클로덱스트린 6.4 mg 6.4 mg 6.4 mg
POPE 20 mg 20 mg
DPC 4 mg 4 mg 4 mg
DSS 4 mg 4 mg
PLGA 50 mg 50 mg 50 mg
치료 용량 (인슐린 당량 IU/kg) 100 100 100
제제 69-71에 대한 펩티드 및 오일은 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분을 각 시료에 첨가하였다. 시료를 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 다시 초음파 처리하였다. 시료를 실온에서 밤새 저장하였다. 정상의 SD 래트 (8 마리의 래트/그룹)를 밤새 금식시키고, 그 후에 100 IU/kg의 인슐린 상당 투여량 또는 올리브 오일 단독 (시료 72)을 경구 영양으로 투여하였다. 혈당계로 글루코스 측정을 위해 혈액을 투여 전 (-30분) 및 투여 후 (10 min, 30 min, 1 h, 1.5 h, 2 h, 3 h, 4 h, 6 h, 8 h)에 수집하였다.
시료 69가 제공된 래트는 대조군 그룹 (시료 72)과 유사한 글루코스 반응을 가졌다. 시료 70이 투여된 1 마리 래트는 혈중 글루코스가 유의하게 감소되었고, 여기서 글루코스 수준은 0.5 내지 3 시간에 23-39 mg/dL, 4시간에 47 mg/dL 및 6시간에 44 mg/dL이었고; 상기 글루코스 수준은 8시간에 기준값 (~75 mg/dL)으로 되돌아 왔다. 상기 그룹의 나머지 래트는 대조군 그룹과 유사한 글루코스 반응을 가졌다. 시료 71이 투여된 1 마리 래트는 혈중 글루코스가 유의하게 감소되었고, 여기서 글루코스 수준은 0.5 시간에 64 mg/dL, 1 내지 2 시간부터 35-40 mg/dL, 3 내지 4 시간부터 53-57 mg/dL이었고, 6시간 만에 기준값에 근접하게 되돌아 왔다. 이 그룹의 나머지 래트는 대조군 그룹과 유사한 글루코스 반응을 가졌다. 시료 70 및 71에서 DSS 및 PLGA의 존재는 75 IU/kg에서 100 IU/kg으로 용량 증가와 함께 시료 64-66과 비교할 때 글루코스의 추가적 감소에 기여하였다. 이는 제제 중 DSS 및 PLGA의 존재가 약물 흡수에 기여하는 것을 시사한다.
S. 실시예 19
인 비보 연구를 위해 시료를 제조하였다. 하기 표 8에 상세히 기재한 바와 같이 인슐린-PEG 접합체 (2kDa PEG 함유)와 상이한 투과 증진제, 점막점착성 화합물, 담체 화합물 및 계면활성제를 함유하는, 경구 전달용 7개의 제제를 제조하였다.
시료 73 시료 74 시료 75 시료 76 시료 77 시료 78 시료 79
올리브 오일 0.9 ml 0.9 ml 0.9 ml 0.9 ml 0.9 ml 0.9 ml 0.9 ml
DHA 0.1 ml 0.1 ml 0.1 ml 0.1 ml 0.1 ml 0.1 ml 0.1 ml
인슐린-PEG (2 kDa)/α-시클로덱스트린 6.4 mg 6.4 mg 6.4 mg 9 mg 6.4 mg
인슐린-PEG (2 kDa) 4.8 mg
α-시클로덱스트린 8.0 mg
POPE 4 mg 4 mg 4 mg 4 mg 4 mg
DPC 3.2 mg 3.2 mg 3.2 mg 3.2 mg 16 mg
DSS 4 mg 4 mg 4 mg 4 mg 4 mg
PLGA 50 mg 50 mg 50 mg 50 mg 50 mg
Span 80 10 μl
Tween 80 10 μl
치료 용량 (인슐린 당량 IU/kg) 100 100 100 100 100 100
시료 77의 봉입 복합체는 시료 73-75 및 79의 봉입 복합체보다 상이하게 제조되었다. 인슐린-PEG 및 10 몰 과량의 α-시클로덱스트린을 수성 용액에서 혼합하고, 4℃로 밤새 유지하여 침전물을 형성하였다. 결과의 침전물을 여과하여 임의의 가용성 인슐린-PEG 및 α-시클로덱스트린을 제거한 후 동결건조하고 시료 77에서 사용하고, 이러한 복합체 제조 방법으로 제제 중에 시클로덱스트린이 거의 존재하지 않았다. 제제 73-75 및 77-79에 대한 펩티드 및 오일은 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분을 각 시료에 첨가하였다. 시료를 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 다시 초음파 처리하였다. 시료를 실온에서 밤새 저장하였다. 정상의 SD 래트 (8 마리의 래트/그룹)를 밤새 금식시키고, 그 후에 100 IU/kg의 인슐린 상당 투여량 또는 올리브 오일 및 DHA 단독 (시료 76)을 경구 영양으로 투여하였다. 혈당계로 글루코스 측정을 위해 시료 73-76에 대해 투여 전 (-30분) 및 투여 후(10 min, 30 min, 1 h, 1.5 h, 2 h, 3 h, 4 h, 6 h, 8 h) 및 시료 77-79에 대해 투여 후 (10 min, 30 min, 1 h, 1.5 h, 2 h, 3 h, 4 h)에 혈액을 수집하였다.
시료 73이 투여된 1 마리의 래트는 혈중 글루코스가 유의하게 감소하고, 이 래트의 기준값은 95 mg/dL이었고, 30분 만에 글루코스가 60 mg/dL로 떨어졌고, 상기 글루코스는 1 내지 3 시간부터 34-47 mg/dL로 유지되었고, 4시간에 65 mg/dL이었다. 시료 73-79가 제공된 모든 다른 래트는 대조군과 유사한 혈중 글루코스 반응을 가졌다. 이는 시료 73이 시험된 제제 중 최선의 흡수를 가짐을 시사하였다.
T. 실시예 20
인 비보 연구를 위해 시료를 제조하였다. 인슐린-PEG 접합체 (2kDa PEG 함유) 또는 인슐린과, 상이한 투과 증진제, 점막점착성 화합물, 담체 화합물 및 프로테아제 저해제를 함유하는 경구 전달용 4개의 제제를 제조하였다. 이들이 소장에 도달할 때까지 용해되지 않도록 설계되는 장용 코팅된 캡슐 또는 위에서 용해되어야 하는 젤라틴 캡슐로 제제를 제조하였다. 시료에 대한 상세는 하기 표 9에 기재되어 있다.
시료 82 시료 83 시료 84 시료 85
올리브 오일 0.9 ml 0.9 ml 0.9 ml 0.9 ml
DHA 0.1 ml 0.1 ml 0.1 ml 0.1 ml
인슐린-PEG (2 kDa)/α-시클로덱스트린 15.3 mg 15.3 mg 15.3 mg 15.3 mg
POPE 5 mg 5 mg 5 mg 5 mg
DPC 4 mg 4 mg 4 mg 4 mg
DSS 5 mg 5 mg 5 mg 5 mg
PLGA 62.5 mg 62.5 mg 62.5 mg 62.5 mg
SBTI 62.5 mg 62.5 mg
치료 용량 (mg/동물) 8 8 8 8
캡슐 타입 장용 젤라틴 장용 젤라틴
제제 82-85에 대한 펩티드 및 오일은 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분을 각 시료에 첨가하였다. 시료를 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 다시 초음파 처리하였다. 그 다음에 상기 시료를 캡슐로 부가하였다. 시료 82 및 83에서, SBTI를 상기 캡슐로 부가한 후에 오일 혼합물을 부가하였다. 시료를 실온에서 밤새 저장하였다. 정상의 비글개 (beagle dogs) (6 마리의 개/그룹)를 밤새 금식시키고, 그 후에 8mg/개의 인슐린 상당 투여량의 환제 (pills)를 투여하였다. 혈당계로 글루코스 측정을 위해 투여 전 (-30분) 및 투여 후 (10 min, 30 min, 1　h, 1.5　h, 2　h, 3　h, 5　h, 7　h)에 혈액을 수집하였다. 수집된 혈액 시료를 또한 인슐린 및 c-펩티드에 대해 분석하였다.
시료 82가 투여된 개에서 유의한 글루코스 감소는 보이지 않았다. 시료 83이 제공된 6 마리의 개 중 2 마리는 혈중 글루코스가 30% 이상 감소하고, 여기서 최대 감소는 0.5 시간에 나타났고, 글루코스 수준은 2시간 만에 기준값으로 되돌아왔다. 이 그룹의 다른 개에서 유의한 글루코스 감소는 보이지 않았다. 시료 84 및 85가 제공된 개에서 혈중 글루코스의 유의한 감소는 보이지 않았다. 이러한 결과는 시료 83이 젤라틴 캡슐로 전달되었기 때문에, 성공적인 전달을 위해 장용 코팅된 캡슐을 필요로 하지 않는다는 것을 시사한다. 또한 펩티다제 저해제 SBTI의 존재는 단백질 소화를 방지하여 흡수를 증진시키는 것으로 나타났다.
혈청 인슐린이 ELISA로 측정되었고, 혈청 인슐린 수준의 증가는 혈중 글루코스가 유의하게 감소된 2 마리의 개에서 검출되었고, 또한 인슐린의 일부 증가는 다른 시료에서 검출되었다. 시료 83에서, 혈중 글루코스가 감소된 2 마리의 개에 대해 인슐린의 최대 농도는 10분에 3.7 ng/ml 및 30분에 6.4 ng/ml이었다. 시료 82가 제공된 4 마리 개에서 인슐린이 검출되었고, 1.0 ng/ml 내지 1.6 ng/ml의 Cmax가 10 내지 60분에 나타났다. 시료 84가 제공된 2 마리 개에서 인슐린이 검출되었고, 1.2 ng/ml 내지 1.3 ng/ml의 Cmax는 60 내지 90분 나타났다. 시료 85가 제공된 2 마리 개에서 인슐린이 검출되었고, 1.5 ng/ml 내지 1.8 ng/ml의 Cmax는 10 내지 30분에 나타났다. 종합하면, 이러한 결과는 1.8 ng/ml 초과의 혈청 인슐린 수준이 글루코스 감소를 달성하는데 필요하다는 것을 나타낸다.
혈중 글루코스가 감소된 개에서, C-펩티드 수준이 또한 억제되었다. C-펩티드는 내인성 인슐린 지표로 사용되었다. 프로인슐린 (Proinsulin)은 인슐린과 C-펩티드로 절단되었다. 인슐린이 내인성인 경우, 동몰 량의 C-펩티드가 생성되었다. C-펩티드 수준이 떨어질 때, 동물은 인슐린을 더 적게 생성하고, 이는 외래 인슐린을 내인성 인슐린 대신에 섭취해야 하는 것을 나타낸다. 글루코스가 감소된 시료 83이 제공된 2 마리의 개는 또한 혈청 C-펩티드의 기준값 수준의 64%에서 92%로 감소하였다. 종합하면, 혈청 인슐린 증가에 따른 혈중 글루코스 및 C-펩티드의 감소는 혈중 글루코스의 감소가 외래 인슐린에 의해 유발되는 것을 나타낸다.
U. 실시예 21
인 비보 연구를 위해 시료를 제조하였다. 인슐린-PEG 접합체 (2kDa PEG 함유) 또는 인슐린과, 상이한 투과 증진제, 점막점착성 화합물, 담체 화합물 및 프로테아제 저해제를 포함하는, 경구 전달용 4개의 제제를 제조하였다. 이들이 소장에 도달할 때까지 용해되지 않도록 설계된 장용 코팅된 캡슐 또는 위에 용해되는 젤라틴 캡슐로 제제를 제조하였다. 또한, 시료 86-89의 투여는 위의 pH를 높이기 위해 별도 젤라틴 캡슐의 소듐 비카르보네이트 200 mg의 투여 후에 수행하였다. 위의 pH를 높이면 펩신 활성을 감소시키고, 이는 pH 2 이상에서 활성이 감소되어, 잠재적으로 위에서 인슐린이 덜 분해된다. 또한, 위의 pH를 증가시키면 인슐린 안정성을 향상시키는데 도움을 줄 수 있으며, 이는 분해가 낮은 pH에서 일어날 수 있기 때문이다. 시료 86-89에 대한 상세는 하기 표 10에 기재되어 있다.
시료 86 시료 87 시료 88 시료 89
올리브 오일 0.9 ml 0.9 ml 0.9 ml
DHA 0.1 ml 0.1 ml 0.1 ml
인슐린-PEG (2 kDa)/α-시클로덱스트린 15.3 mg 15.3 mg 15.3 mg
인슐린-PEG (2 kDa) 6.8 mg
α-시클로덱스트린 0.8 mg
POPE 5 mg 5 mg 5 mg 5 mg
DPC 4 mg 4 mg 4 mg 4 mg
DSS 5 mg 5 mg 5 mg 5 mg
PLGA 62.5 mg 62.5 mg 62.5 mg 62.5 mg
SBTI 62.5 mg 62.5 mg 62.5 mg 62.5 mg
EDTA 62.5 mg
치료 용량 (mg/동물) 8 8 8 8
캡슐 타입 젤라틴 젤라틴 젤라틴 젤라틴
제제 86-88에 대한 펩티드 및 오일은 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분을 각 시료에 첨가하였다. 시료는 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 다시 초음파 처리하였다. SBTI를 캡슐에 부가한 후 오일 혼합물을 시료 86 및 87에 첨가하고, SBTI 및 EDTA를 부가한 후에 오일 혼합물을 시료 88에 첨가하였다. 시료 89는 모든 성분을 용해시켜서 제조하였지만, 단 SBTI는 물에 용해시켰다. 시료를 와동한 후에 각 성분을 첨가하여 혼합물이 균질해지도록 하였다. 그 다음에 혼합물을 순간 동결 및 동결건조하고, SBTI 함유 캡슐로 부가하였다. 시료 86-89의 투여는 위의 pH를 높이기 위해 별도 젤라틴 캡슐의 소듐 비카르보네이트 200 mg의 투여 후에 수행하였다. 시료를 4℃에서 밤새 저장하였다. 정상의 비글개 (6 마리의 개/그룹)를 밤새 금식시키고, 그 후에 8mg/개의 인슐린 상당 투여량의 환제를 투여하였다. 혈당계로 글루코스 측정을 위해 투여 전 (-30분) 및 투여 후 (10 min, 30 min, 1 h, 1.5 h, 2 h, 3 h, 5 h, 7 h)에 혈액을 수집하였다.
시료 86이 제공된 개 중에, 2 마리가 30분에 최대 글루코스 감소를 나타내었고 (27% 및 65% 감소), 1 마리의 개는 1시간에 최대 글루코스 감소를 나타내었다 (39%). 나머지 3 마리의 개는 기준값의 15% 미만으로 글루코스가 변화하였다. 이러한 결과는 시료 83에서 관찰된 것과 유사하며, 소듐 비카르보네이트의 존재는 약물 흡수를 유의하게 변경하지 않는다는 것을 나타낸다. 시료 87이 제공된 개 중에, 4 마리는 30분에 최대 글루코스 감소를 나타내었고 (37%, 41%, 51% 및 42%), 여기서 글루코스 수준은 3 마리의 개에서 추가 30분 후에, 네번째 개에서 추가 1시간 후에 기준값으로 되돌아 왔다. 나머지 2 마리 개는 기준값의 15% 미만으로 글루코스가 변화하였다. 시료 88이 제공된 개 중에, 2 마리는 30분에 최대 글루코스 감소를 나타내었고 (30% 및 69% 감소), 1 마리의 개는 1시간에 최대 글루코스 감소를 나타내었다 (53%). 글루코스는 2 마리의 개에서 1시간 후에, 세번째 개에서 3시간 후에 기준값 수준으로 되돌아 왔다. 나머지 3 마리의 개는 기준값의 15% 미만으로 글루코스가 변화하였다. 시료 89가 제공된 개 중에, 1 마리는 1시간에 최대 글루코스 감소를 나타내었다 (29%). 나머지 5 마리의 개는 기준값의 15% 미만으로 글루코스가 변화하고, 그러므로 담체 화합물은 흡수에 영향을 미치는 것으로 관찰되었다.
V. 실시예 22
C-말단에서 페길화된, 아미노산 잔기 1-34로 구성된, 부갑상선 호르몬 (PTH)의 펩티드 단편으로 4개의 시료를 제조하였다 (PTH-PEG). 접합을 위해 사용된 PEG는 하기에 명시된 바와 같이 2kDa 또는 5kDa이었다.
시료 91: 1.68 mg PTH-PEG (2 kDa) 및 0.2 mg α-시클로덱스트린, 3 mg POPE, 2.4 mg DPC, 3 mg DSS, 50 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 92: 1.68 mg PTH-PEG (2 kDa) 및 0.2 mg α-시클로덱스트린, 3 mg POPE, 2.4 mg DPC, 3 mg DSS, 50 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 93: 2.5 mg PTH-PEG (5 kDa) 및 0.2 mg α-시클로덱스트린, 3 mg POPE, 2.4 mg DPC, 3 mg DSS, 50 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 94: 2.5 mg PTH-PEG (5 kDa) 및 0.2 mg α-시클로덱스트린, 3 mg POPE, 2.4 mg DPC, 3 mg DSS, 50 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 91-94에 대한 펩티드 및 오일은 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분을 각 시료에 첨가하였다. 시료는 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 다시 초음파 처리하였다. 그 다음에 펩신을 포함하지 않는 4 mL의 모의 위액에 상기 시료를 첨가하였다. 혼합물을 수회 뒤집어서 혼합하였다.
시료를 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)로 수행하여 PTH-PEG가 오일상에 남아있는지 및 수상으로 얼마나 많이 이동하였는지를 결정하였다. 모든 시료는 <40%가 0.25 시간에서 오일상을 나와서 및 수상으로 들어가고, 3시간에 오일 중에 PTH가 거의 남아 있지 않았다. 결과는 하기 표 11에 개시되어 있다.
시료 # 수상 중 PTH-PEG %
0.25시간		 오일상 중 PTH-PEG %
3시간
91 36% 0.4%
92 27% 0.3%
93 25% 0%
94 7% 0%
W. 실시예 23
경구 PTH-PEG 시료와 PTH의 피하 주사를 비교하기 위해 인 비보 연구를 수행하였다. 정상의 래트에서 경구 영양 투여용 PTH-PEG 접합체 (2kDa PEG를 갖는 아미노산 잔기 1-34)를 포함하는 제제를 제조하였다. 비교를 위해, 피하 주사 투여용 비-페길화 PTH (아미노산 잔기 1-34)로 시료를 제조하였다.
시료 95: 2 mg PTH, 및 0.01% Tween 80 함유 10mL 포스페이트 완충 식염수 pH 7 (PBST).
시료 96: 8.6 mg PTH-PEG 및 1.3 mg α-시클로덱스트린, 5 mg POPE, 4 mg DPC, 5 mg DSS, 62.5mg SBTI, 0.9 mL 올리브 오일 및 0.1mL DHA.
시료 95에 대한 펩티드를 투여하기 대략 30분 전에 PBST와 용해하고 수회 뒤집어서 혼합하였다.
시료 96에 대한 펩티드 및 오일은 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분을 시료에 첨가하고, 이는 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 다시 초음파 처리하였다. 시료를 2-8℃에서 밤새 (약 12시간) 저장하였다. SBTI를 투여하기 대략 30분 전에 제제에 첨가하였다.
정상의 래트 (5 마리의 래트/그룹)를 밤새 금식시켰다. 시료 95에 대해, 래트에게 0.2 mg PTH/mL/kg으로 피하 주사로 투여하였다. 시료 96에 대해, 래트에게 15 mg PTH-PEG/kg (8.6 mg/mL)으로 경구 영양에 의해 투여하였다. 투여 전 (-30분) 및 투여 후 (15 min, 1 h, 2 h, 4 h, 24 h)에 혈액을 수집하였다. 혈청 시료를 PTH 및 혈청 칼슘 농도에 대해 ELISA로 분석하였다.
시료 95가 피하로 투여된 래트는 15분에 1,474 내지 7,968 pg/mL 범위로 PTH 최대 수준을 나타내었다. 이러한 수준은 빠르게 감소하고, 2 마리의 래트 만이 1시간에 측정가능한 수준을 가졌다. 시료 95가 제공된 래트의 해당하는 칼슘 수준은 2시간에 최대 수준이 도달하고, 57.3 내지 66.9 μg/mL의 범위였다. 시료 96이 경구로 투여된 5 마리의 래트 중, 1 마리 만이 측정가능한 PTH 수준을 나타내었고, 178,585 pg/mL의 Cmax가 15분에 나타났다. 상기 래트에 대한 PTH 수준은 천천히 감소되었지만, 24시간에 여전히 측정가능하였다 (1,813 pg/mL). 상기 래트에 대한 혈청 칼슘 농도는 1시간에 최대 수준에 도달하고 (80.2 μg/mL), 상기 수준은 2 내지 4 시간에 기준값 (~50 μg/mL)으로 되돌아왔다. 나머지 4 마리의 래트에 대한 혈청 칼슘 농도는 1시간에 최대 수준에 도달하고, 상기 값은 56.4 내지 73.5 μg/mL 범위였다. 남아있는 평균 칼슘 수준은 2시간 시점에서 증진되었고, 4시간 만에 기준값에 근접하였다. 이러한 실험은 본 발명의 기술이 염기성 및 산성 단백질 약물 모두에 대해 사용될 수 있다는 것을 나타내었다. 인슐린은 산성 단백질 (pI 5.5)이고, PTH는 염기성 (pI 8.0)이며, 그러므로 조성물은 염기성 및 산성 단백질 모두를 포함할 수 있다.
X. 실시예 24
글루카곤-유사 펩티드-1 (GLP -1), GLP-PEG 접합체 (2kDa PEG 또는 5kDa PEG 함유) 또는 인슐린을 갖는 4개의 시료를 제조하였다.
시료 97: 0.72 mg GLP-1 및 0.2 mg α-시클로덱스트린, 3 mg POPE, 2.4 mg DPC, 3 mg DSS, 50 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 98: 1.25 mg GLP-1-PEG (2 kDa) 및 0.2 mg α-시클로덱스트린, 3 mg POPE, 2.4 mg DPC, 3 mg DSS, 50 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 99: 1.84 mg GLP-1-PEG (5 kDa) 및 0.2 mg α-시클로덱스트린, 3 mg POPE, 2.4 mg DPC, 3 mg DSS, 50 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 100: 1.36 mg 인슐린 (5 kDa) 및 0.2 mg α-시클로덱스트린, 3 mg POPE, 2.4 mg DPC, 3 mg DSS, 50 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 97-100에 대한 펩티드 및 오일을 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분을 각 시료에 첨가하였다. 시료는 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 다시 초음파 처리하였다. 시료 98은 다른 시료보다 눈에 띄게 더 흐렸다. 그 다음에 펩신을 포함하지 않는 4 mL의 모의 위액에 시료를 첨가하였다. 혼합물을 수회 뒤집어서 혼합하였다.
시료를 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)로 수행하여 단백질 또는 페길화 단백질이 오일상에 남아있는지 및 수상으로 얼마나 많이 이동하였는지를 결정하였다. 시료 97-100에서, 수상 중에 단백질은 정량화할 수 없었다. 하기 표 12에 기재된 바와 같이 시료 97, 98 및 100에서 3시간 후에 오일상에 일부 단백질이 남아 있었다. 비-페길화 GLP-1 (시료 97)은 2kDa PEG 함유 GLP-1 (시료 98) 또는 5kDa PEG 함유 GLP-1 (시료 99)보다 오일상에서 더 보호되었고, PEG 분자량은 오일 중에 GLP-1 분배에 기여하는 것을 시사하였다.
시료 # 수상 중 API %
0.25시간		 오일상 중 API %
3시간
97 정량화되지 않음 12.3%
98 정량화되지 않음 0.4%
99 정량화되지 않음 0%
100 정량화되지 않음 6.0%
Y. 실시예 25
오일 용해성 소분자 에소메프라졸 (esomeprazole) 마그네슘 히드레이트로 4개의 시료를 제조하였다.
시료 101: 1.94 mg 에소메프라졸 마그네슘 히드레이트, 3 mg POPE, 2.4 mg DPC, 3 mg DSS, 50 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 102: 1.11 mg 에소메프라졸 마그네슘 히드레이트, 1 mg α-시클로덱스트린, 3 mg POPE, 2.4 mg DPC, 3 mg DSS, 50 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 103: 33.6 mg 에소메프라졸 마그네슘 히드레이트 β-시클로덱스트린 봉입 복합체, 3 mg POPE, 2.4 mg DPC, 3 mg DSS, 50 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 104: 33.9 mg 에소메프라졸 마그네슘 히드레이트 γ-시클로덱스트린 봉입 복합체, 3 mg POPE, 2.4 mg DPC, 3 mg DSS, 50 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 103 및 104에서, 에소메프라졸 마그네슘 히드레이트와 10 몰 과량의 β 또는 γ 시클로덱스트린을 수성 용액 중에서 조합하여 봉입 복합체를 형성하였다. 4℃에서 밤새 인큐베이션한 후에, 백색 침전물을 형성하고, 그 다음에 순간 동결 및 동결건조하였다.
시료 101-104에 대한 에소메프라졸 마그네슘 히드레이트 및 오일은 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분을 각 시료에 첨가하였다. 시료는 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 다시 초음파 처리하였다. 그 다음에 펩신을 포함하지 않는 50% 아세토니트릴 및 50% PBS의 용액 4 mL에 상기 시료를 첨가하였다. 혼합물을 수회 뒤집어서 혼합하였다.
시료를 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)로 수행하여 에소메프라졸 마그네슘 히드레이트가 오일상에 남아있는지 수상으로 얼마나 많이 이동하였는지를 결정하였다. 결과는 하기 표 13에 기재되어 있다.
시료 # 수상 중 에소메프라졸 마그네슘 히드레이트 %
0.25시간		 수상 중 에소메프라졸 마그네슘 히드레이트 %
1시간		 수상 중 에소메프라졸 마그네슘 히드레이트 %
3 시간
101 24.0 38.3 40.5
102 20.1 28.2 31.8
103 9.7 14.7 18.2
104 8.8 14.5 19.8
시료 102에서와 같이, α-시클로덱스트린이 오일 혼합물로 첨가될 때, 수상으로 들어간 에소메프라졸 마그네슘 히드레이트의 양이 감소하였다. 시료 103 및 104에서와 같이, β 또는 γ 시클로덱스트린 함유 봉입 복합체가 오일 혼합물로 첨가될 때, 수상으로 들어간 에소메프라졸 마그네슘 히드레이트의 양이 추가로 감소하였다.
Z. 실시예 26
수 용해성 소분자 세프트리악손 (ceftriaxone) 소듐으로 2개의 시료를 제조하였다.
시료 105: 2.15 mg 세프트리악손 소듐, 3 mg POPE, 2.4 mg DPC, 3 mg DSS, 50 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
시료 106: 1.85 mg 세프트리악손 소듐, 1 mg α-시클로덱스트린, 3 mg POPE, 2.4 mg DPC, 3 mg DSS, 50 mg PLGA, 0.8 mL 올리브 오일.
Figure pct00001
시료 105-106에 대해 세프트리악손 소듐 및 오일은 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 초음파 처리하였다. 그 다음에 나머지 성분을 각 시료에 첨가하였다. 시료는 이들이 흐리지만 균질해질 때까지 다시 초음파 처리하였다. 그 다음에 모의 위액 용액 4 mL에 상기 시료를 첨가하였다. 혼합물을 수회 뒤집어서 혼합하였다.
세프트리악손 소듐이 수상으로 이동했는지를 결정하기 위해 300 nm에서 모의 위액의 흡광도를 사용하였다.
결과는 세프트리악손 소듐이 시료 105 및 106의 수상으로 천천히 들어갔고, 여기서 50% 만이 3 시간에 수상 중에 있음을 나타내었으며, 이는 다른 50%는 오일상에 남아있다는 것을 시사하였다.
실시예 1-26을 활성인 약학적 성분 대신에 인간 성장 호르몬, 글루카곤-유사 펩티드-1, 부갑상선 호르몬, 부갑상선 호르몬의 단편, 엔푸비르티드 및 옥트레오티드로 반복하였다.
본 개시내용에 논의된 모든 특허, 특허 공보, 특허 출원, 저널 논문, 서적, 기술 참조문헌 및 유사물은 모든 목적을 위하여 본 명세서에 원용에 의하여 포함된다.
상기 기재에서, 설명의 목적을 위해, 본 기술의 다양한 구현예들에 대한 이해를 제공하기 위해 많은 세부사항이 개시되었다. 그러나, 소정의 구현예는 이러한 세부사항들 중 일부 없이 또는 부가적 세부사항과 함께 실시될 수 있음이 당업자에게 명확할 것이다.
몇 가지 구현예를 기재하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않으면서 다양한 변형, 대안적인 구성 및 등가물이 사용될 수 있음을 당업자는 인식할 것이다. 또한, 본 발명이 불필요하게 모호해지는 것을 피하기 위해 다수의 잘 알려진 프로세스 및 요소는 기재되지 않았다. 또한, 임의의 특정 구현예에 대한 세부사항은 그 구현예에 대한 변형에서 항상 존재하는 것은 아닐 수도 있고, 또는 다른 구현예에 부가될 수도 있다.
수치의 범위가 제공되는 경우, 내용이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 그 범위의 상한과 하한 사이에서, 하한 단위의 1/10까지의 각 개입된 수치 (intervening value)가 구체적으로 개시됨을 이해할 수 있다. 명시된 범위 중 임의의 명시된 수치 또는 개입된 수치와, 상기 명시된 범위 중 임의의 다른 명시된 수치 또는 개입된 수치 사이의 각각의 더 작은 범위가 포함된다. 상기 더 작은 범위의 상한 및 하한은 독립적으로 상기 범위 중에 포함 또는 배제될 수 있고, 어느 한쪽 한계수치 (limit), 다른 쪽 한계수치도 포함되지 않거나, 또는 양쪽 한계수치 모두가 상기 더 작은 범위에 포함된 각 범위는, 상기 명시된 범위에서 어떤 특별히 배제한 한계수치의 적용을 받으면서, 또한 본 발명에 포함된다. 상기 명시된 범위가 상기 한계수치들 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 경우, 상기 포함된 한계수치들 중 하나 또는 모두를 제외한 범위들도 또한 포함된다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 바와 같이, 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 내용이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 복수 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "방법 (a method)"에 대한 언급은 복수의 그러한 방법들을 포함하고, "조직 (the tissue)"에 대한 언급은 당업자에게 공지된 하나 이상의 조직 및 이의 등가물에 대한 언급을 포함한다. 본 발명은 이제 명확성 및 이해의 목적으로 상세하게 기재되었다. 그러나, 임의의 변경 및 변형은 첨부된 청구범위의 범위 내에서 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (52)

  1. 조성물이 하기를 포함하는 것인 경구 약물 전달용 조성물:
    생리학적으로 활성인 물질;
    담체 화합물;
    점막점착성 (mucoadhesive) 화합물; 및
    투과 증진제 (permeation enhancer).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 인슐린, 인간 성장 호르몬, 글루카곤-유사 펩티드-1, 부갑상선 호르몬, 부갑상선 호르몬의 단편, 엔푸비르티드 (enfuvirtide) 또는 옥트레오티드 (octreotide)를 포함하는 것인 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 인슐린 또는 인슐린-PEG 접합체를 포함하는 것인 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 생리학적으로 활성인 물질은 인슐린-PEG 접합체를 포함하고,
    상기 인슐린-PEG 접합체는 분자량 2 kDa 내지 5 kDa 범위의 PEG를 포함하는 것인 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 인슐린 유사체, 동족체 또는 유도체를 포함하는 것인 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 GLP-1 또는 GLP-1-PEG 접합체를 포함하는 것인 조성물.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 생리학적으로 활성인 물질은 GLP-1-PEG 접합체를 포함하고,
    상기 GLP-1-PEG 접합체는 분자량 2 kDa 내지 5 kDa 범위의 PEG를 포함하는 것인 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 GLP-1 유사체, 동족체 또는 유도체를 포함하는 것인 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 담체 화합물은 수 불용성 (water insoluble)인 것인 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 담체 화합물은 양친매성 (amphipathic) 및 수-비혼화성 (water-immiscible) 화합물을 포함하는 것인 조성물.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 담체 화합물은 피쉬 오일 (fish oil), 에스테르화 트리글리세리드, 오메가 지방산, 올리브 오일, 오렌지 오일, 크릴 오일 (krill oil), 레몬 오일, 홍화씨 오일, 캐스터 오일 (castor oil), 수소화 오일 (hydrogenated oils) 또는 그의 혼합물을 포함하는 것인 조성물.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 점막점착성 화합물은 시클로덱스트린, 전분, 폴리(d,1-락티드-코-글리콜리드), 카프로락톤 또는 식품 첨가제를 포함하는 것인 조성물.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 투과 증진제는 양전하를 띤 분자, 음전하를 띤 분자 또는 양쪽성 이온 (zwitterionic) 분자를 포함하는 것인 조성물.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 투과 증진제는 양친매성 (amphiphilic) 분자를 포함하는 것인 조성물.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 투과 증진제는 알킬 글루코시드, 알킬 콜린, 아실 콜린, 담즙산 염 (bile salt), 포스포리피드 (phospholipid) 또는 스핑고리피드 (sphingolipid)를 포함하는 것인 조성물.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 투과 증진제는 도데실포스포콜린 또는 소듐 도데실 술페이트를 포함하는 것인 조성물.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 캡슐화한 캡슐을 더 포함하고, 상기 캡슐은 위에서 분해되도록 구성되는 것인 조성물.
  18. 청구항 1에 있어서, 상기 조성물은 장용 코팅제를 포함하지 않고, 펩티다제 저해제를 포함하지 않는 것인 조성물.
  19. 청구항 1에 있어서, 유기산의 소수성 음이온을 더 포함하는 것인 조성물.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 유기산은 파모산 (pamoic acid), 도쿠세이트 (docusate), 푸로산 (furoic acid) 또는 그의 혼합물을 포함하는 것인 조성물.
  21. 청구항 19에 있어서, 상기 유기산의 소수성 음이온은 지방산 음이온, 포스포리피드 음이온, 폴리스티렌 술포네이트 음이온 또는 그의 혼합물을 포함하는 것인 조성물.
  22. 청구항 1에 있어서,
    상기 점막점착성 화합물은 시클로덱스트린을 포함하고,
    상기 생리학적으로 활성인 물질 및 점막점착성 화합물은 상기 시클로덱스트린 중에 봉입 복합체 (inclusion complex)를 형성하는 것인 조성물.
  23. 청구항 1에 있어서, 생분해성 폴리머를 더 포함하고, 상기 생분해성 폴리머는 상기 생리학적으로 활성인 물질을 포함하는 입자를 형성하는 것인 조성물.
  24. 청구항 23에 있어서, 상기 생분해성 폴리머는 폴리(d,1-락티드-코-글리콜리드)를 포함하는 것인 조성물.
  25. 청구항 1에 있어서, pH 조절제를 더 포함하는 것인 조성물.
  26. 청구항 1에 있어서, 펩티다제 저해제를 더 포함하는 것인 조성물.
  27. 경구 전달용 약물 제제로서, 상기 약물 제제는:
    생리학적으로 활성인 물질; 및
    점막점착성 화합물, 투과 증진제, 인버티드 미셀 (inverted micelle), 또는 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 물질을 포함하고,
    상기 생리학적으로 활성인 물질은 상기 약물 제제의 질량 중심 (center of mass)을 포함하며,
    상기 물질은 상기 생리학적으로 활성인 물질과 접촉하고 있고,
    상기 물질의 일부는 상기 생리학적으로 활성인 물질의 일부보다 질량 중심으로부터 더 멀리 배치되는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  28. 청구항 27에 있어서, 상기 물질은 상기 점막점착성 화합물, 투과 증진제, 인버티드 미셀, 또는 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물 중 하나를 포함하는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  29. 청구항 27에 있어서, 상기 물질은 상기 점막점착성 화합물, 투과 증진제, 인버티드 미셀, 또는 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물 중 2개를 포함하는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  30. 청구항 27에 있어서, 상기 물질은 상기 점막점착성 화합물, 투과 증진제, 인버티드 미셀, 또는 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물 중 3개를 포함하는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  31. 청구항 27에 있어서, 상기 물질은 상기 점막점착성 화합물, 투과 증진제, 인버티드 미셀, 또는 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물 중 4개를 포함하는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  32. 청구항 27 내지 31 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물질은 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물을 포함하는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  33. 청구항 27 내지 31 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물질은 상기 점막점착성 화합물을 포함하는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  34. 청구항 27 내지 31 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물질은 상기 투과 증진제를 포함하는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  35. 청구항 27 내지 31 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물질은 상기 인버티드 미셀을 포함하는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  36. 청구항 27 내지 31 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인버티드 미셀의 일부는 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물의 일부보다 질량 중심으로부터 더 멀리 있는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  37. 청구항 27 내지 31 및 36 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투과 증진제의 일부는 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물의 일부보다 질량 중심으로부터 더 멀리 있는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  38. 청구항 27 내지 31, 36 및 37 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점막점착성 화합물의 일부는 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물의 일부보다 질량 중심으로부터 더 멀리 있는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  39. 청구항 31에 있어서,
    상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물은 상기 생리학적으로 활성인 물질과 접촉하고,
    상기 인버티드 미셀은 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물과 접촉하며,
    상기 투과 증진제는 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물과 접촉하고,
    상기 점막점착제는 상기 인버티드 미셀 또는 투과 증진제 중 적어도 하나와 접촉하는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  40. 청구항 27 내지 30 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점막점착성 화합물의 일부는 존재하는 경우, 상기 생리학적으로 활성인 물질, 투과 증진제, 인버티드 미셀, 또는 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물의 일부보다 질량 중심으로부터 더 멀리 있고,
    상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물은 존재하는 경우, 상기 생리학적으로 활성인 물질과 접촉하며,
    상기 인버티드 미셀은 존재하는 경우, 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물과 접촉하고,
    상기 투과 증진제는 존재하는 경우, 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물과 접촉하는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  41. 청구항 27 내지 40 중 어느 한 항에 있어서, 담체 화합물을 더 포함하고, 상기 담체 화합물의 일부는 상기 물질의 일부보다 질량 중심으로부터 더 멀리 있는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  42. 청구항 27 내지 41 중 어느 한 항에 있어서, 캡슐을 더 포함하고, 상기 캡슐은 상기 생리학적으로 활성인 물질, 물질, 및 존재하는 경우 담체 화합물을 캡슐화하는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  43. 청구항 42에 있어서, 상기 캡슐은 장용 코팅제를 배제하는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  44. 청구항 27에 있어서, 캡슐을 더 포함하고,
    상기 물질은 상기 투과 증진제, 인버티드 미셀, 또는 상기 생리학적으로 활성인 물질이 봉입 복합체를 형성하는 화합물 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 캡슐은 상기 생리학적으로 활성인 물질 및 물질을 캡슐화하고,
    상기 점막점착성 화합물은 상기 약물 제제의 질량 중심으로부터 멀리 떨어진 캡슐 측에서 캡슐과 접촉하는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  45. 청구항 44에 있어서, 담체 화합물을 더 포함하고, 상기 캡슐은 상기 담체 화합물을 캡슐화하는 것인 경구 전달용 약물 제제.
  46. 생리학적으로 활성인 물질의 경구 전달용 약물을 제조하는 방법으로서,
    상기 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 조합하는 단계;
    상기 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 캡슐로 캡슐화하는 단계를 포함하고, 상기 캡슐은 위산에 용해되어 상기 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 방출하도록 구성되는 것인 방법.
  47. 청구항 46에 있어서, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 인슐린, 인간 성장 호르몬, 글루카곤-유사 펩티드-1, 부갑상선 호르몬, 부갑상선 호르몬의 단편, 엔푸비르티드 또는 옥트레오티드를 포함하는 것인 방법.
  48. 생리학적으로 활성인 물질, 담체 화합물, 점막점착성 화합물 및 투과 증진제를 포함하는 조성물 함유 캡슐을 개인 (person)에게 경구로 투여하는 단계;
    상기 개인의 위에서 상기 캡슐의 일부를 용해시켜서 상기 생리학적으로 활성인 물질 및 담체 화합물을 상기 위로 방출시키는 단계;
    상기 생리학적으로 활성인 물질의 일부를 위벽에 흡착시키는 단계; 및
    상기 생리학적으로 활성인 물질을 상기 위벽을 통해 혈류로 운반하는 단계를 포함하는 치료 방법.
  49. 청구항 48에 있어서, 상기 생리학적으로 활성인 물질의 일부는 상기 조성물의 일부가 위벽에 흡착되기 전에 상기 담체 화합물 중에 남아 있는 것인 방법.
  50. 청구항 48에 있어서, 상기 생리학적으로 활성인 물질을 상기 위벽을 통해 운반하는 것은 상기 캡슐을 경구로 투여하고 약 3 내지 4시간 후인 것인 방법.
  51. 청구항 48에 있어서, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 인슐린, 인간 성장 호르몬, 글루카곤-유사 펩티드-1, 부갑상선 호르몬, 부갑상선 호르몬의 단편, 엔푸비르티드 또는 옥트레오티드를 포함하는 것인 방법.
  52. 청구항 48에 있어서, 상기 생리학적으로 활성인 물질은 인슐린을 포함하고, 상기 치료는 당뇨병 치료인 것인 방법.
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