KR20200020403A - Method for Manufacturing Nanosuspension Comprising Insoluble Drug Using Bottom-up Method, and Nanosuspension Made thereby - Google Patents

Method for Manufacturing Nanosuspension Comprising Insoluble Drug Using Bottom-up Method, and Nanosuspension Made thereby Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a nanosuspension comprising a step of dissolving a poorly soluble drug in transcutol, which is a solvent, and the nanosuspension of the poorly soluble drug manufactured by the same. By using transcutol having low toxicity and being able to be applied for oral administration or the skin instead of an existing organic solvent, it is possible to manufacture the nanosuspension without going through an additional solvent removal process, and an average diameter of a particle size of the nanosuspension is less than 300 nm, allowing long-term storage for 6 months or longer. Therefore, the nanosuspension can be usefully utilized as medicinal products.

Description

상향식 방법을 통한 난용성 약물을 포함하는 나노현탁액의 제조방법 및 이로 제조된 나노현탁액{Method for Manufacturing Nanosuspension Comprising Insoluble Drug Using Bottom-up Method, and Nanosuspension Made thereby}Method for Manufacturing Nanosuspension Comprising Insoluble Drug Using Bottom-up Method, and Nanosuspension Made by the Bottom-up Method

본 발명은 상향식 방법을 통한, 난용성 약물을 포함하는 나노현탁액의 제조방법 및 이로 제조된 나노현탁액에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a nanosuspension comprising a poorly soluble drug and a nanosuspension prepared by the bottom-up method.

레스베라트롤(3,5,4'-트리하이드록시스틸벤)은 포도, 땅콩, 멀베리, 크랜베리, 블루베리 및 레드와인에서 주로 찾을 수 있는 비-플라보노이드 폴리페놀 물질이며, 일반적으로 사람들의 식이의 한 부분으로서 소비되고 있다. 레스베라트롤은 심근경색증, 부정맥, 고혈압, 비대증, 섬유증, 죽상동맥경화증 및 혈전증을 억제함으로써 관상동맥 심장질환을을 예방할 수 있음이 보고되어왔고, 심장 보호, 암 예방 및 수명 연장 등을 포함하는 매우 넓은 범위의 유익한 생물학적 효과를 가지고 있다. 레스베라트롤은 BCS(Biopharmaceutical Classification System)에서 클래스 II 화합물로 간주되고 있는데, 높은 투과성(Log P=3.1)과 낮은 수용해성을 나타내기 때문이다. 레스베라트롤의 물리화학적 특성은 다음과 같다: 분자량은 228.25 g/mol, 녹는점은 253 내지 255℃, pKa 값은 9.22이며, 물에는 녹지 않고 메탄올, 에탄올, DMSO에 용해성을 나타낸다.Resveratrol (3,5,4'-trihydroxystilbene) is a non-flavonoid polyphenolic substance found primarily in grapes, peanuts, mulberries, cranberries, blueberries, and red wines and is generally a part of people's diet. Consumed as part. Resveratrol has been reported to prevent coronary heart disease by inhibiting myocardial infarction, arrhythmia, hypertension, hypertrophy, fibrosis, atherosclerosis and thrombosis, and has been reported in a very wide range, including heart protection, cancer prevention and prolonged lifespan Has a beneficial biological effect. Resveratrol is considered a class II compound in the BCS (Biopharmaceutical Classification System) because it exhibits high permeability (Log P = 3.1) and low water solubility. The physical and chemical properties of resveratrol are as follows: molecular weight is 228.25 g / mol, melting point is 253 to 255 ° C, pK a value is 9.22, insoluble in water and soluble in methanol, ethanol and DMSO.

레스베라트롤의 불안정성, 낮은 수용해성, 짧은 생물학적 반감기, 및 빠른 대사와 제거 특성으로 인해 레스베라트롤의 치료적 응용은 매우 제한적이다. 이러한 레스베라트롤의 한계를 극복하기 위해, 중합체 나노입자, 고체 지질 나노입자, 자가-에멀전화 약물 전달 시스템, 나노에멀전, 리포좀, 나노현탁액 및 나노섬유 등의 사용과 같은 많은 수의 전략들이 평가되어왔다.The therapeutic application of resveratrol is very limited because of its instability, low water solubility, short biological half-life, and fast metabolic and elimination properties. To overcome this limitation of resveratrol, a number of strategies have been evaluated, such as the use of polymeric nanoparticles, solid lipid nanoparticles, self-emulsifying drug delivery systems, nanoemulsions, liposomes, nanosuspensions and nanofibers.

이중 나노현탁액은 고분자, 계면활성제, 또는 이 둘 다가 모두 있는 조건 하에서의 안정화된 약물 입자의 콜로이드성의 분산액을 말한다. 나노현탁액은 낮은 수용해성과 지질용해성을 나타내는 약물 물질을 전달하는 데에 사용된다. 나노현탁액의 작은 입자들은 매우 큰 약물 표면적을 제공하여 불용성 약물의 용해 비율을 증가시킨다. 결과적으로, BCS 클래스 II 및 IV 화합물들은 향상된 생체이용률, 빠른 활성, 및 다른 바람직한 생물 약제학상의 효과를 나타낸다. 이러한 나노현탁액 기술은 크게는 하향식(top-down) 방식과 상향식(botttom-up) 방식으로 나누어질 수 있다. Dual nanosuspensions refer to colloidal dispersions of stabilized drug particles under conditions with polymers, surfactants, or both. Nanosuspensions are used to deliver drug substances that exhibit low water solubility and lipolysis. Small particles in the nanosuspension provide very large drug surface areas, increasing the rate of dissolution of insoluble drugs. As a result, BCS class II and IV compounds exhibit improved bioavailability, fast activity, and other desirable biopharmaceutical effects. The nanosuspension technology can be largely divided into a top-down method and a bottom-up method.

하향식 방법은 밀링(milling; jet mill 및 ball mill)과 고압력 하 균질화 과정을 통해 약물의 입자 크기를 감소시킨다. 그러나 이러한 하향식 방법은 열불안정성을 나타내는 물질에 적용하기가 매우 어려운데, 이는 이 방법이 열을 발생시키는 높은 에너지를 요구하기 때문이다. 게다가, 많은 양의 에너지가 무정형의 입자와 변형된 결정구조를 생성할 수도 있다. Top-down methods reduce the particle size of the drug through milling (jet mill and ball mill) and high pressure homogenization. However, this top-down method is very difficult to apply to materials that exhibit thermal instability because it requires high energy to generate heat. In addition, large amounts of energy may produce amorphous particles and modified crystal structures.

상향식 방법은 과포화된 약물 용액으로부터 입자의 침전을 유도하는 단계를 포함한다. 용매 증발, 초임계 유체, 반용매 침전, 약품 침전법과 같은 다양한 기술들이 상향식 방법에 해당한다. 이러한 방법들은 하향식 방법에 비해 낮은 에너지 압력을 요구하며, 열역학적으로 불안정한 물질에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 나노현탁액을 상향식 방법으로 준비하였는데, 이러한 기술을 사용함으로써, 잔여의 용매와 입자 성장을 조절하는 것이 중요하다고 할 수 있다. 입자 성장의 부적절한 조절은 제제 구성 및 제조 공정의 불완전한 이해로 말미암는다. 그러므로, 제조 공정 및 제제 구성은 과학적이고 체계적인 방법을 사용하여 이해되어야 한다. 본 발명에서는, 의약품 설계 기반 품질 고도화(quality by design; QbD)를 나노현탁액을 개발하는 데에 적용하였다.The bottom up method involves inducing precipitation of particles from the supersaturated drug solution. Bottom-up methods include a variety of techniques such as solvent evaporation, supercritical fluids, antisolvent precipitation, and chemical precipitation. These methods require lower energy pressures than top-down methods and can be applied to thermodynamically unstable materials. Therefore, the present invention prepared a nanosuspension in a bottom-up method, by using this technique, it can be said that it is important to control the residual solvent and particle growth. Inadequate control of particle growth is due to an incomplete understanding of formulation composition and manufacturing process. Therefore, the manufacturing process and formulation composition should be understood using scientific and systematic methods. In the present invention, drug design based quality by design (QbD) was applied to the development of nanosuspensions.

미국 식품 의약국(FDA)은 QbD 원리를 위험 기반 접근법 및 신약 개발, 신약 제조 및 규제 분야에서 적용할 것을 추천하고있다. QbD에 대한 FDA의 주안점은 테스트 상에서의 증가가 생성물의 질을 필연적으로 향상시키지는 않는다는 점이다. 지난 몇 년간, 약학적 부문에서 QbD는 ICH Q8(약제 개발), ICH Q9(품질 위험 관리[quality risk management]), 및 ICH Q10(약제 품질 시스템)을 발행한 바 있다. 이들은 약학 산업에 해당되는 QbD의 범위와 정의와 관련하여 높은 단계의 지도를 제공한다. The US Food and Drug Administration (FDA) recommends applying the QbD principles in risk-based approaches and new drug development, new drug manufacturing and regulation. The FDA's focus on QbD is that an increase on the test does not necessarily improve the quality of the product. In the last few years, in the pharmaceutical sector, QbD has issued ICH Q8 (pharmaceutical development), ICH Q9 (quality risk management), and ICH Q10 (pharmaceutical quality system). They provide a high level of guidance regarding the scope and definition of QbD for the pharmaceutical industry.

ICH Q8 가이드라인에서, QbD는 미리 정의된 목표와 함께 시작하는 개발로의 체계적인 접근법으로 정의되고, 또한 사운드 과학 및 품질 위험 관리(ICH Q8, 2009)에 기반하여, 생성물과 공정의 이해뿐만 아니라 공정의 조절을 강조한다. QbD를 시행하기 위해, 작성 제품의 품질 목표(the quality target product profile; QTPP), 및 중요 품질 속성(critical quality attributes ; CQAs)이 정의되어야 한다. 위험 평가(risk assessments; RA)에 기반하여 CQAs에 영향을 미치는 중요 물질 속성(Critical material attributes ; CMAs) 및 중요 공정 변수(CPPs)와 사전 지식 또한 확인되어야 한다. 실험 계획(design of experiment; DoE) 및 위험 분석 후에 설계 공간이 수립되어야 한다. 제품 디자인 및 이해에 있어서 가장 중요한 목표는 제품의 사용 주기동안 바람직한 QTPP를 전달할 수 있는 튼튼한 제품을 개발하는 것이다. QbD를 통해 제조되는 생성물은 안정성이 향상되고, 생성 비용은 저감할 수 있으며, 환자 효용성을 증가시키고 부작용을 최소화할 수 있다.In the ICH Q8 guidelines, QbD is defined as a systematic approach to development that begins with a predefined goal, and is also based on sound science and quality risk management (ICH Q8, 2009), as well as understanding of products and processes as well as process. Highlight the control of In order to implement QbD, the quality target product profile (QTPP) and critical quality attributes (CQAs) of the finished product must be defined. Based on risk assessments (RAs), critical material attributes (CMAs) and critical process variables (CPPs) and prior knowledge that affect CQAs should also be identified. After the design of experiment (DoE) and risk analysis, a design space should be established. The most important goal in product design and understanding is to develop a robust product that can deliver the desired QTPP during its life cycle. Products produced through QbD can improve stability, reduce production costs, increase patient efficacy and minimize side effects.

현재 나노현탁액의 연구, 개발, 제조, 저장 및 임상 과정 개발은 아직 유아기 단계에 있어 QbD를 적용하는 것은 유용하고 필요하다. 나노현탁액의 제조 및 임상 적용에 있어서의 주요 장벽은 구조의 불안성과 제조과정의 불완전한 이해도를 포함하고 있으므로, 이러한 장벽을 넘어설 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다. Currently, research, development, manufacture, storage and clinical process development of nanosuspensions are still useful and necessary to apply QbD in infancy. The major barriers in the manufacture and clinical application of nanosuspensions include structural instability and incomplete understanding of the manufacturing process. Therefore, there is a need for the development of technologies that can overcome these barriers.

한국등록특허 제10-1171375호(2012.07.31 등록).Korean Patent Registration No. 10-1171375 (registered on July 31, 2012).

본 발명의 목적은 유기용매를 사용하지 않아 용매 제거 과정을 생략하면서도 효율적으로 난용성 약물의 나노현탁액을 제조할 수 있는 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for preparing a nanosuspension of a poorly soluble drug while eliminating the solvent removal process without using an organic solvent.

본 발명의 다른 목적은 장기간 보관이 가능하며 생체 이용률 및 약물 방출률이 우수한 난용성 약물의 나노현탁액을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a nanosuspension of poorly soluble drugs that can be stored for a long time and excellent in bioavailability and drug release rate.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 난용성 약물을 용매인 트랜스큐톨에 용해시키는 단계를 포함하는 나노현탁액의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing a nanosuspension comprising the step of dissolving a poorly soluble drug in a transcutol solvent.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 나노현탁액을 제공한다.In order to achieve the above another object, the present invention provides a nanosuspension prepared by the above method.

본 발명은 난용성 약물을 용매인 트랜스큐톨에 용해시키는 단계를 포함하는 나노현탁액의 제조방법 및 이로 제조된 난용성 약물의 나노현탁액에 관한 것으로, 기존의 유기용매 대신 독성이 낮고 경구 투여나 피부에 적용이 가능한 트랜스큐톨을 이용함으로써, 추가적으로 용매를 제거하는 공정을 진행하지 않아도 나노 현탁액의 제조가 가능하며, 이와 같이 제조된 나노현탁액은 평균직경이 300 nm 미만의 입자를 포함하며 6개월 이상 장기 보존이 가능한 바, 약제품으로서 유용하게 활용할 수 있다.The present invention relates to a method for preparing a nanosuspension comprising dissolving a poorly soluble drug in a transcutol as a solvent, and to a nanosuspension of a poorly soluble drug prepared therefrom. By using the applicable transcutol, it is possible to prepare nanosuspension without additional solvent removal process. The nanosuspension thus prepared contains particles with an average diameter of less than 300 nm and is stored for a long time more than 6 months. This can be usefully used as a drug product.

도 1은 본 발명의 일 실시예에서, 반용매 침전법에 의해 제조되는 나노현탁액 제조과정을 나타낸 것이다.
도 2는 298.15K에서 다양한 용매에 대한 레스베라트롤의 용해도를 나타낸 것이다.
도 3은 288.15 내지 313.15K에서 트랜스큐톨® HP 및 물의 혼합물에 대한 레스베라트롤의 용해도를 나타낸 것이다.
도 4는 ΔG°에 대한 ΔH°의 값 T hm 값(300.40 K)에서의, 다양한 트랜스큐톨® HP 및 물의 혼합물에 대한 레스베라트롤의 용해도의 엔탈피-엔트로피 보정(correction) 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 TΔS°에 대한 ΔH°의 값 T hm 값(300.40 K)에서의, 다양한 트랜스큐톨® HP 및 물의 혼합물에 대한 레스베라트롤의 용해도의 엔탈피-엔트로피 보정(correction) 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 레스베라트롤 침전에 대한 포비돈의 저해 효과를 나타낸 것이다.
도 7은 레스베라트롤 침전에 대한 HPMC 및 HPC의 저해 효과를 나타낸 것이다.
도 8은 반응값 Y1, Y4 및 Y9들에 대한 다양한 제제 패러미터들의 효과를 나타내는 반응 곡선 플롯을 나타낸 것이다(X1: PVP VA64의 농도(mg/mL), X2: PVP K12의 농도(mg/mL), SLS의 농도(mg/mL), Y1: 입자 크기(z-평균, 첫째 날), 날), Y4: 입자 크기(z-평균, 7일째), Y9: 제타 포텐셜).
도 9는 가장 낮거나(A), 중간이거나(B), 높은(C) 농도의 SLS(X3)에서의 PVP VA64 (X1) 및 PVP K12 (X2)와 관련한 오버레이 플롯을 나타낸 것이다.
도 10은 Monte Carlo 시뮬레이션에 의한, SLS 농도가 0.5 mg/mL(A), 1.0 mg/mL(B) 및 1.5 mg/mL(C)일 때의 반응값 Y1-Y9에 대한 목표 반응값을 만족시키는 확률 지도를 나타낸 것이다(Y1: 입자 크기(z-평균, 초기), Y2: 입자 크기(z-평균, 1일째), Y3: 입자 크기(z-평균, 3일째), Y4: 입자 크기(z-평균, 7일째), Y5: 입자 크기(d90, 초기), Y6: 입자 크기(d90, 1일째), Y7: 입자 크기(d90, 3일째), Y8: 입자 크기(d90, 7일째), Y9: 제타포텐셜임).
도 11은 Monte Carlo 시뮬레이션에 의한, 혼합 속도가 500 rpm(A), 750 rpm(B) 및 1,000 rpm(C)일 때의 반응값 Y1-Y9에 대한 목표 반응값을 만족시키는 확률 지도를 나타낸 것이다(Y1: 입자 크기(z-평균, 초기), Y2: 입자 크기(z-평균, 1일째), Y3: 입자 크기(z-평균, 3일째), Y4: 입자 크기(z-평균, 7일째), Y5: 입자 크기(d90, 초기), Y6: 입자 크기(d90, 1일째), Y7: 입자 크기(d90, 3일째), Y8: 입자 크기(d90, 7일째), Y9: 제타포텐셜임).
도 12는 완전요인실험에 의해 준비된 나노현탁액의 입자 성장 추세를 나타낸 것이다(Run-1 내지 Run-9의 제제 및 공정 조건은 표 16에 나타난 바와 같음).
도 13은 최적의 나노현탁액 제제 및 레스베라트롤 원료로부터 용해되는 레스베라트롤 프로필을 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명에 따른 레스베라트롤 나노현탁액 및 레스베라트롤 원료의 경구 투여 후 랫트에서 레스베라트롤의 혈장 농도-시간 프로필을 나타낸 것이다(데이터는 평균±표준편차로 나타내었다[n=4]).
도 15는 레스베라트롤 나노현탁액의 TEM 이미지 및 입자 크기 분포를 나타낸 것이다(A: 초기(1일째) TEM 이미지), B: 6달 후 TEM 이미지, C : 초기(1일째) 입자 크기 분포, D: 6달 후 입자 크기 분포).
도 16은 최적화된 레스베라트롤 나노현탁액의 장기간 안정성을 확인한 결과이다(A: 입자 크기[z-평균 및 d90], B: 약물 함량).
Figure 1 shows an embodiment of the nanosuspension prepared by the anti-solvent precipitation method in an embodiment of the present invention.
2 shows the solubility of resveratrol in various solvents at 298.15K.
Figure 3 shows the solubility of resveratrol for the trans kyutol ® HP and water mixture at 288.15 to 313.15K.
4 shows the value T hm of ΔH ° against ΔG ° Results of enthalpy-entropy correction analysis of the solubility of resveratrol for a mixture of various Transcutol ® HP and water at the value (300.40 K) are shown.
Figure 5 is the value of the ΔH TΔS ° ° for the T hm Results of enthalpy-entropy correction analysis of the solubility of resveratrol for a mixture of various Transcutol ® HP and water at the value (300.40 K) are shown.
Figure 6 shows the inhibitory effect of povidone on resveratrol precipitation.
Figure 7 shows the inhibitory effect of HPMC and HPC on resveratrol precipitation.
8 shows a response curve plot showing the effect of various formulation parameters on reaction values Y 1 , Y 4 and Y 9 (X 1 : concentration of PVP VA64 (mg / mL), X 2 : concentration of PVP K12) (mg / mL), concentration of SLS (mg / mL), Y 1 : particle size (z-mean, first day), day), Y 4 : particle size (z-mean, day 7), Y 9 : zeta Potential).
FIG. 9 shows overlay plots associated with PVP VA64 (X 1 ) and PVP K12 (X 2 ) at the lowest (A), medium (B), and high (C) concentrations of SLS (X 3 ).
10 shows target response values for response values Y 1 -Y 9 at SLS concentrations of 0.5 mg / mL (A), 1.0 mg / mL (B) and 1.5 mg / mL (C) by Monte Carlo simulations. The probability map satisfies (Y 1 : particle size (z-mean, initial), Y 2 : particle size (z-mean, day 1), Y 3 : particle size (z-mean, day 3), Y 4 : particle size (z-average, day 7), Y 5 : particle size (d90, initial), Y 6 : particle size (d90, day 1), Y 7 : particle size (d90, day 3), Y 8 : particle size (d90, day 7), Y 9 : zeta potential).
FIG. 11 is a probability map satisfying target response values for response values Y 1 -Y 9 when the mixing speeds are 500 rpm (A), 750 rpm (B), and 1,000 rpm (C) by Monte Carlo simulation. Y 1 : particle size (z-mean, initial), Y 2 : particle size (z-mean, day 1), Y 3 : particle size (z-mean, day 3), Y 4 : particle size ( z-means, day 7), Y 5 : particle size (d90, initial), Y 6 : particle size (d90, day 1), Y 7 : particle size (d90, day 3), Y 8 : particle size (d90 , Day 7), Y 9 : zeta potential).
Figure 12 shows the trend of particle growth of the nanosuspension prepared by complete factor experiments (the formulations and process conditions of Run-1 to Run-9 are as shown in Table 16).
FIG. 13 shows the resveratrol profile dissolved from the optimal nanosuspension formulation and resveratrol feedstock.
Figure 14 shows the plasma concentration-time profile of resveratrol in rats after oral administration of resveratrol nanosuspension and resveratrol raw material according to the present invention (data are expressed as mean ± standard deviation [n = 4]).
FIG. 15 shows TEM image and particle size distribution of resveratrol nanosuspension (A: initial (day 1) TEM image), B: TEM image after 6 months, C: initial (day 1) particle size distribution, D: 6 Particle size distribution after months).
Figure 16 shows the results of confirming the long-term stability of the optimized resveratrol nanosuspension (A: particle size [z-average and d90], B: drug content).

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 발명자들은 도 1에 나타난 바와 같이, 레스베라트롤이나 MHY498과 같은 난용성 약물이 트랜스큐톨에 높은 용해도를 나타내며, 표면안정화제로서 특정한 계면활성제 및 수용성 고분자의 조합을 사용하는 경우, 평균 입자가 300 nm 미만이며 6개월 이상 이 형태를 유지하는 나노입자를 포함하는 나노현탁액을 제조할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention, as shown in Figure 1, poorly soluble drugs such as resveratrol or MHY498 shows high solubility in transcutol, when using a specific surfactant and water-soluble polymer combination as a surface stabilizer, the average particle is 300 The present invention was completed by confirming that nanosuspensions containing nanoparticles less than nm and retaining this form for at least 6 months can be prepared.

따라서, 본 발명은 난용성 약물을 용매인 트랜스큐톨에 용해시키는 단계를 포함하는 나노현탁액의 제조방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a method for preparing a nanosuspension comprising dissolving a poorly soluble drug in a transcutol as a solvent.

상기 난용성 약물은 레스베라트롤, MHY498((Z)-5-(2,4-다이하이드록시벤질리덴)티아졸리딘-2,4-디온), 아프레피탄트, 사이클로스포린, 셀레콕시브, 코엔자임Q10, 발사르탄, 다비가트란에텍실레이트, 소라페닙 및 실리마린으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.The poorly soluble drugs include resveratrol, MHY498 ((Z) -5- (2,4-dihydroxybenzylidene) thiazolidine-2,4-dione), aprepitant, cyclosporine, celecoxib, coenzyme Q10, It may be selected from the group consisting of valsartan, dabigatran etexilate, sorafenib, and silymarin, but is not limited thereto.

또한, 상기 난용성 약물은 용매 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 100 중량부로 포함될 수 있다.In addition, the poorly soluble drug may be included in 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solvent.

보다 상세하게는, 용매/반용매 침전법을 이용하여 난용성 약물의 나노현탁액을 제조할 수 있는 바, 상기 용매로서 트랜스큐톨, 반용매로서 물을 사용할 수 있고, 상세하게는 상기 트랜스큐톨과 물은 1 : 5 내지 1 : 100의 중량비로 사용될 수 있고, 보다 상세하게는 1 : 10 내지 1 : 20 중량비로 사용될 수 있다.More specifically, the nanosuspension of the poorly soluble drug can be prepared by using a solvent / antisolvent precipitation method. As the solvent, transcutol and water as the antisolvent can be used. Specifically, the transcutol and water Silver may be used in a weight ratio of 1: 5 to 1: 100, and more particularly, in a weight ratio of 1:10 to 1:20.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 난용성 약물을 용해시키는 단계 이후에, 수용성 고분자를 물에 용해시켜 고분자 수용액을 제조하는 단계; 및 상기 고분자 수용액에 약물이 용해된 용액을 주입하는 단계를 더 포함할 수 있는 바, 상기 수용성 고분자가 약물 입자 표면에서 층을 형성함으로써 입자를 안정화하여 약물 입자들의 응집을 방지할 수 있다.In one embodiment of the present invention, after dissolving the poorly soluble drug, dissolving a water-soluble polymer in water to prepare a polymer aqueous solution; And it may further comprise the step of injecting a solution in which the drug is dissolved in the aqueous polymer solution, the water-soluble polymer can stabilize the particles by forming a layer on the surface of the drug particles to prevent aggregation of drug particles.

상세하게는, 상기 수용성 고분자는 폴리비닐피롤리돈 K12, 폴리비닐피롤리돈 K17, 폴리비닐피롤리돈 K25, 폴리비닐피롤리돈 K30 및 폴리비닐피롤리돈 비닐 아세테이트 VA64로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는, 폴리비닐피롤리돈 K12, 폴리비닐피롤리돈 비닐 아세테이트 VA64 또는 이들의 혼합물일 수 있다.Specifically, the water-soluble polymer is selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone K12, polyvinylpyrrolidone K17, polyvinylpyrrolidone K25, polyvinylpyrrolidone K30 and polyvinylpyrrolidone vinyl acetate VA64 It may be one or more, preferably polyvinylpyrrolidone K12, polyvinylpyrrolidone vinyl acetate VA64 or mixtures thereof.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 난용성 약물을 용해시키는 단계 이후에, 계면활성제를 물에 용해시켜 계면활성제 수용액을 제조하는 단계; 및 상기 계면활성제 수용액에 약물이 용해된 용액을 주입하는 단계를 더 포함할 수 있는 바, 상기 계면활성제가 고체-액체의 계면에서 흡착되어 소수성 상호작용 및 응고를 감소시킴으로써 입자 성장 및 응집을 억제할 수 있다. In one embodiment of the present invention, after dissolving the poorly soluble drug, dissolving the surfactant in water to prepare a surfactant solution; And injecting a solution in which the drug is dissolved into the aqueous solution of the surfactant, wherein the surfactant is adsorbed at the interface of the solid-liquid to suppress particle growth and aggregation by reducing hydrophobic interaction and coagulation. Can be.

상세하게는, 상기 계면활성제는 소듐 라우릴 설페이트(SLS), 자당지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 글리콜화 천연 또는 수소화 피마자유, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르(예를 들어, 트윈(Tweens)등), 폴리에틸렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌 스테아레이트, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 공중합체(예를 들어,폴록사머, 폴록사민 등), 폴리에틸렌 글리콜화 인지질(pegylated phospholipid), 및 알파-토코페롤 폴리에틸렌 글리콜 숙시네이트로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 바람직하게는 소듐 라우릴 설페이트일 수 있다.Specifically, the surfactant may be sodium lauryl sulfate (SLS), sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene glycolated natural or hydrogenated castor oil, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester (e.g., twin (Tweens, etc.), polyethylene glycol, polyoxyethylene stearate, polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymers (e.g., poloxamer, poloxamine, etc.), polyethylene glycolated phospholipids, and alpha-tocopherols It may be selected from the group consisting of polyethylene glycol succinate, preferably sodium lauryl sulfate.

상기 제조방법으로 제조된 나노현탁액은 평균직경이 1 nm 내지 300 nm인 난용성 약물 나노입자를 포함할 수 있는 바, 상기 나노입자는 더 큰 표면적을 가져 더 쉽게 용해되므로 생체 이용률을 극대화할 수 있다.The nanosuspension prepared by the above method may include poorly soluble drug nanoparticles having an average diameter of 1 nm to 300 nm, and thus the nanoparticles have a larger surface area and are more easily dissolved, thereby maximizing bioavailability. .

한편, 상기 모든 과정에서, 난용성 약물과 용매, 수용성 고분자 또는 계면활성제를 혼합하여 섞는 과정이 포함되며, 이때 500 rpm 내지 1,000 rpm의 혼합 속도로 나노현탁액을 제조할 수 있다.On the other hand, in all the above process, the process of mixing and mixing a poorly soluble drug and a solvent, a water-soluble polymer or a surfactant is included, wherein the nanosuspension can be prepared at a mixing speed of 500 rpm to 1,000 rpm.

더불어, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 나노현탁액을 제조한다.In addition, the present invention produces a nanosuspension prepared by the above method.

본 발명에 따른 나노현탁액은 평균직경이 1 nm 내지 300 nm인 난용성 약물 나노입자를 포함할 수 있으므로, 난용성 약물의 생체 이용률을 극대화할 수 있다.The nanosuspension according to the present invention may include poorly soluble drug nanoparticles having an average diameter of 1 nm to 300 nm, thereby maximizing bioavailability of poorly soluble drugs.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이며 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐이므로 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples will be described in detail to help understand the present invention. However, the following examples are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and are merely illustrative of the contents of the present invention, the scope of the present invention is limited to the following examples no.

<< 실시예Example 1>  1> 레스베라트롤Resveratrol 나노 현탁액의 제조 Preparation of Nano Suspension

1. One. 레스베라트롤Resveratrol 나노현탁액 제제화 전 연구( Study before formulation of nanosuspension ( PreformulationPreformulation ))

1) One) 레스베라트롤의Resveratrol 다양한  variety 용매에 대한 용해도Solubility in Solvents

다양한 유기용매에서의 레스베라트롤의 용해도를 측정하였다. 초과량의 레스베라트롤을 10 mL의 유기 용매를 포함하고 있는 유리병에 첨가하여 시료를 제작하였다. 이때, 각 실험은 세 번 반복 수행하였다. 상기 시료를 5분간 볼텍싱하여 잘 섞어준 후, 초음파 배쓰(model 5800, Branson, Danbury, USA)에서 1시간 동안 초음파처리를 하였다. 이후, 유리병을 진탕 항온 수조(BS-21, Jeiotech Co Ltd, Daejeon, Korea)에 24℃에서 24시간 동안 두었다. 이후, 포화된 용액을 45 μm RC 주사기 필터를 통해 여과한 후, 정량플라스크(volumetric flask)로 옮겨 담고 메탄올로 희석하였다. 다음으로 데이터 수집 및 전반적인 시스템의 조정을 위하여 레스베라트롤의 농도를 UV/VIS 감지기 SPD-20A, 커뮤니케이션 버스 모듈(Communications Bus Module) CBM-20A, AUTO Sampler SIL-20AC, 액체 크로마토그래프 LC-20AT, Degassing Unit DGU-20A 5R, 및 컬럼 오븐 CTO-20A (Shimadzu, Tokyo, Japan)와 함께 Shimadzu HPLC 시스템을 이용해 측정하였다. 크로마토그래픽 분리는 Gemini C18 reversed-phase column (Phenomenex, 150 mm Х 4.6 mm, 5 μm)를 통해 수행하였다. 주입 부피는 10 μL였다. 이동상은 물과 아세톤(60:40, v/v)으로 구성되어있었고, 유속은 30℃ 에서 0.8 mL/min이었으며, 303 nm의 파장에서 자외선 영역을 대상으로 감지하였다. 검량선(calibration curve)은 1 μg/mL 내지 100 μg/mL 농도의 이미 알려진 레스베라트롤 기준의 피크 지역을 측정함으로써 준비되었다. The solubility of resveratrol in various organic solvents was measured. Samples were prepared by adding excess resveratrol to a glass bottle containing 10 mL of organic solvent. At this time, each experiment was repeated three times. The sample was vortexed for 5 minutes, mixed well, and sonicated for 1 hour in an ultrasonic bath (model 5800, Branson, Danbury, USA). Thereafter, the glass bottle was placed in a shaking constant temperature bath (BS-21, Jeiotech Co Ltd, Daejeon, Korea) at 24 ° C. for 24 hours. The saturated solution was then filtered through a 45 μm RC syringe filter, then transferred to a volumetric flask and diluted with methanol. Next, the concentration of resveratrol is adjusted for UV / VIS detector SPD-20A, Communications Bus Module CBM-20A, AUTO Sampler SIL-20AC, Liquid Chromatograph LC-20AT, Degassing Unit It was measured using a Shimadzu HPLC system with DGU-20A 5R, and column oven CTO-20A (Shimadzu, Tokyo, Japan). Chromatographic separation was performed through a Gemini C18 reversed-phase column (Phenomenex, 150 mm 4.6 mm, 5 μm). Injection volume was 10 μL. The mobile phase consisted of water and acetone (60:40, v / v). The flow rate was 0.8 mL / min at 30 ° C, and was detected in the ultraviolet region at a wavelength of 303 nm. A calibration curve was prepared by measuring the peak area of the known resveratrol reference at concentrations from 1 μg / mL to 100 μg / mL.

2) 2) 레스베라트롤의Resveratrol 용매  menstruum 혼합물에 대한 용해도Solubility in mixtures

순수한 물(w =0)과 순수한 트랜스큐톨® HP(w =1.0)을 포함한 트랜스큐톨® HP 및 물의 공용매 혼합물(질량분율 w = 0.1-0.9)에서의 레스베라트롤의 몰분율 용해도를 측정하였다. 상기 용해도를 288.15 K 내지 313.15 K의 온도에서 진탕 항온 수조를 사용하여 측정하였다. 초과량의 레스베라트롤을 15 mL의 순수한 용매를 포함하는 트랜스큐톨® HP 및 물의 혼합물이 담긴 유리병에 첨가하여 시료를 제작하였다. 이때, 각 실험은 네 번 반복 수행하였다. 상기 시료를 5분간 볼텍싱하여 잘 섞어준 후, 초음파 배쓰((model 5800, Branson, Danbury, USA)에서 1시간 동안 초음파 처리하였다. 이후, 상기 유리병을 진탕 항온 수조기에서 288.15 K 내지 313.15 K의 온도 조건으로 48시간 동안 진탕하였다. 예비 실험에 따르면 이 시간 주기가 완전히 포화상태에 이르게 하는 데에 충분했다. 상기 시료의 상층액을 0.45 μm RC 주사기 필터를 통해 여과하였고, 여과물을 메탄올로 희석하였다. 마지막으로 레스베라트롤 농도를 303 nm에서 상기와 같은 조건에서 HPLC 방법을 수행함으로써 분석하였다.The mole fraction solubility of the resveratrol in the pure water (w = 0) and pure trans kyutol ® HP (w = 1.0) trans kyutol ® HP and co-solvent mixture of water (mass fraction w = 0.1-0.9) including measured. The solubility was measured using a shake constant temperature bath at a temperature of 288.15 K to 313.15 K. Samples were prepared by adding excess resveratrol to a glass jar containing a mixture of Transcutol ® HP and water containing 15 mL of pure solvent. At this time, each experiment was repeated four times. The sample was vortexed for 5 minutes, mixed well, and sonicated for 1 hour in an ultrasonic bath (model 5800, Branson, Danbury, USA). The glass bottle was then 288.15 K to 313.15 K in a shaker bath. The mixture was shaken for 48 hours at a temperature of 50. Preliminary experiments indicated that this time period was sufficient to achieve complete saturation. Finally, the resveratrol concentration was analyzed by performing the HPLC method under the same conditions as above at 303 nm.

다음으로, 실험적인 레스베라트롤의 몰분율 용해도(χ e )는 하기 식 (1) 및 (2)를 사용하여 계산하였다:Next, the molar fraction solubility ( χ e ) of the experimental resveratrol was calculated using the following formulas (1) and (2):

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 식 1 및 2에서, m1은 포화 용액에서 레스베라트롤의 질량을, m2는 트랜스큐톨® HP의 질량을, m3는 물의 질량을 나타내며, M1, M2 및 M3는 각각 레스베라트롤, 트랜스큐톨® HP 및 물의 분자량을 의미한다. 식 (1)은 순수한 용매(트랜스큐톨® HP 및 물)에서의 χ e 값을, 식 (2)는 트랜스큐톨® HP 및 물의 혼합물에서 레스베라트롤의 χ e 값을 계산하기 위해 적용되었다. In Equations 1 and 2, m 1 represents the mass of resveratrol in a saturated solution, m 2 represents the mass of Transcutol ® HP, m 3 represents the mass of water, and M 1 , M 2 and M 3 represent resveratrol and trans, respectively. The molecular weight of Cutol ® HP and water. Equation (1) is the χ e in pure solvent (Transcutol ® HP and water) Values, equation (2) of trans-resveratrol from kyutol ® HP and mixtures χ e Applied to calculate the value.

또한, 물리화학적 특성들 사이의 상관관계를 측정하기 위해, Jouyban-Acree 모델을 혼합 용매 시스템에 적용하였다. 다양한 온도의 물 공용매 혼합물에서 용질 용해도를 예측하기 위한 일반적인 식은 다음 식 (3)과 같다 : In addition, the Jouyban-Acree model was applied to the mixed solvent system to determine the correlation between physicochemical properties. A general equation for predicting solute solubility in water co-solvent mixtures at various temperatures is given by equation (3):

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 식에서,

Figure pat00004
,
Figure pat00005
, 및
Figure pat00006
은 각각 온도 T(켈빈)의 혼합 용매, 트랜스큐톨® HP 및 물에서의 레스베라트롤의 몰분율이며, w 1w 2는 트랜스큐톨® HP 및 물의 순수한 질량 분율이고, J i 는 다음 식
Figure pat00007
을 다음 식(
Figure pat00008
,
Figure pat00009
) 및(
Figure pat00010
)에 대하여 회귀함으로써 계산된 상수이다.Where
Figure pat00004
,
Figure pat00005
, And
Figure pat00006
Is the mole fraction of resveratrol in the mixed solvent, Transcutol ® HP and water at temperature T (Kelvin), respectively, w 1 and w 2 are the pure mass fractions of Transcutol ® HP and water, and J i is
Figure pat00007
With the following expression (
Figure pat00008
,
Figure pat00009
) And (
Figure pat00010
Constant calculated by regression for

온도에 대한 레스베라트롤의 몰 분율의 로그와 관련하여, 절대 온도 T의 역 선형 함수인 반트호프 방정식[식 (4)]을 사용하였다 :  Regarding the logarithm of the mole fraction of resveratrol over temperature, the Worthof equation [Equation (4)], which is the inverse linear function of absolute temperature T, was used:

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 식에서,

Figure pat00012
은 레스베라트롤의 몰 분율이고, 반트호프 모델 패러미터(A 및 B)는 최소제곱법분석(least squares analysis)을 통해 계산되었다. 사실 대부분의 진짜 해들(real solutions)은 비이상적인 거동을 나타내었다. 그러므로, 표준 엔탈피 및 엔트로피가 용액 과정에서 고려되어야 한다. 결과적으로, 하기 식 (5)가 얻어졌다:Where
Figure pat00012
Is the mole fraction of resveratrol and the Wandhof model parameters (A and B) were calculated through least squares analysis. In fact, most real solutions have exhibited non-ideal behavior. Therefore, standard enthalpy and entropy should be considered in the solution process. As a result, the following formula (5) was obtained:

Figure pat00013
Figure pat00013

상기 식에서, △ 및 △ 는 각각 용액의 엔탈피 및 엔트로피이다.Wherein ΔH ° and ΔS ° are the enthalpy and entropy of the solution, respectively.

많은 양의 실험적인 몰 분율 데이터의 반트 호프 방정식을 Jouyban-Acree 모델에 적용하는 것은 보다 더 예측 가능한 모델을 제공할 수 있다. 따라서, 이와 같이 조합된 식은 다음 식 (6)과 같았다 : Applying the Bandt Hope equation of large amounts of experimental mole fraction data to the Jouyban-Acree model can provide a more predictable model. Thus, the formula thus combined was as follows:

Figure pat00014
Figure pat00014

상기 식에서, A 1, B 1, A 2, 및 B 2는 다양한 온도의 순수 용매에서의 레스베라트롤의 몰분율을 회귀 분석하여 계산된 반트 호프 방정식의 상수이다. In the above formula, A 1 , B 1 , A 2 , and B 2 are constants of the Banthoff equation calculated by regression analysis of the mole fraction of resveratrol in pure solvent at various temperatures.

평균 상대 편차(mean relative deviation; MRD)는 방법의 예측 모델의 정확도를 확인하기 위해 사용되었으며, 하기 식 (7)에 의해 계산되었다:  Mean relative deviation (MRD) was used to confirm the accuracy of the prediction model of the method and was calculated by the following equation (7):

Figure pat00015
Figure pat00015

상기 식에서, N은 각 세트의 데이터 포인트의 숫자를 의미한다.Where N is the number of data points in each set.

혼합 용액에 녹은 레스베라트롤의 열역학적 특성은 용해도 엔탈피(△), 깁스 자유에너지 (△), 및 용해 엔트로피(△)의 분석을 통해 결정되었다. 열역학적 변화는 평균 하모닉 온도(harmonic temperature ; T hm )에서 다음 식 (8)에 따라 계산되었다:The thermodynamic properties of resveratrol dissolved in the mixed solution were determined by analysis of solubility enthalpy (ΔH ° ), Gibbs free energy (ΔG ° ), and dissolution entropy (ΔS ° ). The thermodynamic change was calculated according to the following equation (8) at the average harmonic temperature ( T hm ):

Figure pat00016
Figure pat00016

상기 식에서, n은 분석된 온도의 숫자이다. 다음 식 (9)와 같은 수정된 반트호프 방정식을 이용하여, △를 계산하였다 :Where n is the number of temperatures analyzed. Δ H ° was calculated using a modified Worthof equation, such as the following equation (9):

Figure pat00017
Figure pat00017

상기 식에서, X는 혼합 용액에서 몰 분율 용해도이고, T는 절대온도(K)이며, R은 보편적인 이상기체상수(8.314 J·K-1·mol- 1)이다. 파생된 엔탈피 값(△)은 하기 식 (10)과 같은 반트 호프 방정식을 이용하여 계산하였다.Where X is the mole fraction solubility in the mixed solution, T is the absolute temperature (K), and R is the universal ideal gas constant (8.314 J · K −1 · mol 1 ). Derived enthalpy value (ΔH ° ) was calculated using the Banthoff equation such as the following equation (10).

Figure pat00018
Figure pat00018

용해 과정 동안 발생하는 레스베라트롤의 깁스에너지 △T hm 에서 하기 식 (11)을 통해 계산되었다.The Gibbs energy △ G ° of resveratrol generated during the dissolution process is T hm It was calculated through the following formula (11).

Figure pat00019
Figure pat00019

용해 과정을 위한 레스베라트롤의 △ 는 △ 및 △값을 조합하여 하기 식 (12) 및 식 (13)에 나타난 바와 같이 계산되었다.ΔS ° of resveratrol for the dissolution process was calculated as shown in the following formulas (12) and (13) by combining the values of ΔH ° and ΔG ° .

Figure pat00020
Figure pat00020

Figure pat00021
Figure pat00021

혼합 용액에서 레스베라트롤의 용해 과정 동안의 깁스 에너지에 대한 엔탈피의 상대적 공헌도(%ζH) 및 엔트로피의 상대적 공헌도(%ζTS)는 하기 식 (14) 및 식 (15)에 나타난 바와 같이 계산되었다.The relative contribution of enthalpy (% ζ H ) and entropy of relative contribution (% ζ TS ) to Gibbs energy during the dissolution process of resveratrol in the mixed solution was calculated as shown in the following equations (14) and (15).

Figure pat00022
Figure pat00022

Figure pat00023
Figure pat00023

3)3) 고분자의 Polymer 레스베라트롤Resveratrol 침전 억제 효과 확인 Confirmation of precipitation inhibitory effect

500 mL의 증류수(0.5%(w/v)의 고분자를 포함)에서의 레스베라트롤의 침전은 USP 회전 패들 기구(USP rotating paddle apparatus ; Electrolab, Mumbai, India)를 이용하여 37℃ 및 50 rpm의 조건에서 측정되었다. 샘플(3 mL)들을 특정 시간에서 제거한 뒤, 0.45 μm RC 주사기 필터를 이용하여 여과한 다음 메탄올로 희석하였다. 이후 전술한 바와 같은 방법으로, HPLC를 이용하여 레스베라트롤 농도를 분석하였다.Precipitation of resveratrol in 500 mL of distilled water (containing 0.5% (w / v) of polymer) was carried out at 37 ° C. and 50 rpm using a USP rotating paddle apparatus (Electlab, Mumbai, India). Was measured. Samples (3 mL) were removed at specific times, filtered using a 0.45 μm RC syringe filter and then diluted with methanol. Then, as described above, resveratrol concentration was analyzed using HPLC.

2. 2. 레스베라트롤Resveratrol 나노현탁액의 준비 Preparation of Nanosuspension

레스베라트롤 나노현탁액을 반용매 침전법을 이용하여 제조하였다. 즉, 레스베라트롤을 트랜스큐톨® HP에 녹였다. 또한, 특정 농도의 고분자와 계면활성제를 증류수에 분산시킴으로써 수용액을 준비하였다. 이후, 얻어진 트랜스큐톨® HP 용액을, 750 rpm으로 자가 교반되고 있는 용매로 사용될 수용액에 빠르게 첨가하였다. 그러자 파란색의 현탁액이 즉시 생성되면서 교반을 통해 레스베라트롤 나노현탁액이 생성되었다.Resveratrol nanosuspension was prepared using an antisolvent precipitation method. In other words, the trans-resveratrol was dissolved kyutol ® HP. In addition, an aqueous solution was prepared by dispersing a specific concentration of polymer and surfactant in distilled water. The resulting Transcutol ® HP solution was then quickly added to the aqueous solution to be used as the solvent being self stirring at 750 rpm. The blue suspension was then produced immediately, resulting in the resveratrol nanosuspension through stirring.

3. 3. 레스베라트롤Resveratrol 나노현탁액의 준비를 위한 실험 계획 Experimental Design for Preparation of Nanosuspension

1) One) 제형화Formulation 패러미터의Parameter 최적화를 위한 Box- Box for optimization BehnkenBehnken 설계 design

Box-Behnken 설계(BBD) 및 반응 곡면법(response surface methodology)을 레스베라트롤 나노현탁액의 구성을 최적화하기 위하여 사용되었다. 이 설계에서, 실험 지역을 하나의 정육면체로 가정하였다. 실험은 각 축의 중심점에 대응되는 지점에서 수행되었고, 반복실험은 다차원적 정육면체의 중심에서 수행되었다. 세 개 요소들의 세 단계 레벨에서 총 17개의 실험이 수행되었다. 중앙 지점은 5번 반복 검증되었다. 제형화 패러미터와 패러미터 레벨은 상기 예비조사에 기반하여 선택되었다. 즉, PVP VA64 (X1), PVP K12 (X2), 및 SLS (X3)가 세 개의 레벨(-1, 0, +1)에서 제형화 패러미터(요소)로 선택되었다. 입자 크기(z-평균, d90)과 제타 포텐셜(ζ)은 반응값(response)으로서 선택되었다. 제형화 패러미터와 반응값은 하기 표 1에 나타난 바와 같았다. Box-Behnken design (BBD) and response surface methodology were used to optimize the composition of the resveratrol nanosuspension. In this design, the experimental area was assumed to be one cube. Experiments were performed at the points corresponding to the center points of each axis, and repeated experiments were performed at the center of the multidimensional cube. A total of 17 experiments were performed at three levels of three elements. The center point was verified five times. Formulation parameters and parameter levels were selected based on this preliminary study. That is, PVP VA64 (X 1 ), PVP K12 (X 2 ), and SLS (X 3 ) were selected as formulation parameters (elements) at three levels (-1, 0, +1). Particle size (z-mean, d90) and zeta potential (ζ) were chosen as response. Formulation parameters and reaction values were as shown in Table 1 below.

Figure pat00024
Figure pat00024

이러한 실험 설계는 Design Expert® 11.0 (Stat-Ease, Inc. Minneapolis, USA)를 이용하여 생성 및 평가되었다. This experimental design was generated and evaluated using Design Expert ® 11.0 (Stat-Ease, Inc. Minneapolis, USA).

2) 공정 변수의 2) process variables 완건성(robustness)을Robustness 수립하기 위한 완전요인배치법(Full factorial  Full factorial to establish design ; FDdesign; FD ) )

본 실험에서는, 최적화된 구성의 제조공정 완건성을 확실히 하기 위해 완전요인배치법을 수행하였다. 총 9개의 실험을 두 개의 레벨에서 3 요소로 수행하였고, 중심 지점은 한 번 수행하였다. 주입률, 온도, 및 혼합 속도들은 두 개의 레벨(-1, +1)에서 공정 변수로서 선택되었고, 입자 크기(z-평균, d90) 및 제타 포텐셜(ζ)을 반응값으로서 사용하였다. 공정 변수와 반응값은 하기 표 2에 나타난 바와 같았다.In this experiment, complete factor placement was performed to ensure the manufacturing process robustness of the optimized configuration. A total of nine experiments were performed with three elements at two levels, with a central point once. Injection rate, temperature, and mixing rates were selected as process variables at two levels (-1, +1) and particle size (z-mean, d90) and zeta potential (ζ) were used as reaction values. Process variables and reaction values were as shown in Table 2 below.

Figure pat00025
Figure pat00025

이러한 실험 설계는 Design Expert® 11.0 (Stat-Ease, Inc. Minneapolis, USA)를 이용하여 생성 및 평가되었다.This experimental design was generated and evaluated using Design Expert ® 11.0 (Stat-Ease, Inc. Minneapolis, USA).

<< 실시예Example 2>  2> 레스베라트롤Resveratrol 나노현탁액의  Of nanosuspension 특징화Characterization

1. 입자 크기 및 제타 1.particle size and zeta 포텐셜의Potential 측정 Measure

입자 표면의 특성화를 위해, 레스베라트롤 나노현탁액의 입자 크기 분포 및 제타 포텐셜을 동적광산란(dynamic light scattering ; DLS) 기기(ELSZ-1000, Photal Otsuka Electronics, Osaka, Japan)를 이용하여 25℃에서 측정하였다. 입자 크기는 세 번 특정하였고 z-평균 지름으로 나타내었다. 또한 DLS를 이용하여 유체역학적 지름과 현탁액 내 나노입자들의 입자 분포를 결정하였다. DLS은 특히 작은 나노미터 범위에서 빠르고 민감한 방법으로, 매우 소량의 입자만이 필요하다. 그러므로, 매우 적은 활성화 상태의 약학적 성분이 이용될 때, 정례적인 측정 및 초기 형성 발달을 확인하는 데에 매우 적절한 방법이다. 제타 포텐셜은 입자 표면의 전기적 전하를 측정한 것으로, 콜로이드 시스템의 물리학적 안정성을 나타낸다. 제타 포텐셜은 레이저-도플러(Laser-Doppler) 방법을 사용하여 측정하였다.For characterization of the particle surface, the particle size distribution and zeta potential of the resveratrol nanosuspension were measured at 25 ° C. using a dynamic light scattering (DLS) instrument (ELSZ-1000, Photal Otsuka Electronics, Osaka, Japan). Particle size was specified three times and expressed as z-average diameter. DLS was also used to determine the hydrodynamic diameter and particle distribution of nanoparticles in suspension. DLS is a fast and sensitive method, especially in the small nanometer range, requiring very small amounts of particles. Therefore, when very few active pharmaceutical ingredients are used, they are very suitable methods for confirming regular measurements and early formation development. Zeta potential is a measure of the electrical charge on a particle surface, indicating the physical stability of the colloidal system. Zeta potential was measured using the Laser-Doppler method.

2. 형태학적 특징 확인2. Morphological Characterization

형태학적 분석은 투과전자현미경(transmission electron microscopy; TEM, Hitachi H-7600, Tokyo, Japan)을 이용하여 80 kV에서 측정하였다. 먼저 현탁액을 구리 그리드로 코팅된 탄소 필름에 떨어뜨린 후 24시간 동안 상온 조건으로 퓸후드에서 건조한 뒤, TEM으로 관찰하였다.Morphological analysis was performed at 80 kV using transmission electron microscopy (TEM, Hitachi H-7600, Tokyo, Japan). The suspension was first dropped on a carbon film coated with a copper grid, dried in a fume hood at room temperature for 24 hours, and then observed by TEM.

3. in vitro 용해 분석3. In vitro dissolution assay

용해는 50 rpm의 패들 속도의 USP Dissolution Apparatus II (paddle method, Electrolab, Mumbai, India)를 이용하여 37±0.5℃의 조건으로 500 mL의 증류수에서 수행하였다. 레스베라트롤 현탁액(5 mg/mL, 20 mL) 및 레스베라트롤 원료(100 mg)를 용해 그릇에 놓았다. 이후 샘플(5 mL)를 각각 다른 시간 간격마다 뽑고 37±0.5℃에서 유지된 신선한 용해 배지로 교체하여 일정한 부피를 유지하도록 하였다. 뽑은 샘플들은 0.45 μm RC 주사기 필터를 이용하여 여과한 후, 메탄올로 희석하였다. 레스베라트롤의 최종 농도는 상기에서 기재한 바와 같이 HPLC를 이용하여 측정하였다.Dissolution was performed in 500 mL of distilled water at 37 ± 0.5 ° C. using USP Dissolution Apparatus II (paddle method, Electrolab, Mumbai, India) at a paddle speed of 50 rpm. Resveratrol suspension (5 mg / mL, 20 mL) and resveratrol raw material (100 mg) were placed in a dissolution vessel. Samples (5 mL) were then drawn at different time intervals and replaced with fresh dissolution medium maintained at 37 ± 0.5 ° C. to maintain a constant volume. The extracted samples were filtered using a 0.45 μm RC syringe filter and then diluted with methanol. The final concentration of resveratrol was measured using HPLC as described above.

4. 4. 랫트에서의In rats 약물  drug 동태학Dynamics 연구 Research

8마리의 수컷 Sprague-Dawley 랫트(200 ± 10 g; Orient Bio Inc., Seongnam, Korea)를 각각 4 마리씩 두 개의 처리군으로 분할하였다. 실험에 앞서, 랫트들을 18시간 동안 단식시켰다. 상기 두 실험군들에 각각 레스베라트롤 원료 또는 레스베라트롤 현탁액을 레스베라트롤의 용량이 10 mg/kg가 되도록 경구로 투여하였다. 레스베라트롤 원료는 경구 복용 직전에 즉시 1 mL의 물에 분산되었다. 이후, 복용 후 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.5, 2, 4, 6, 8, 및 12 시간이 지난 랫트의 목 정맥에서 혈액 샘플(대략 0.25 mL)을 뽑아 헤파린 튜브(heparinized tubes)에 모았다. 이후, 혈액 샘플을 4℃에서 10분간 8,000 rpm으로 원심분리했다. 결과 혈장은 개별 원심분리 튜브로 옮기고 -70℃에서 저장하였다. 레스베라트롤의 양은 공지된 논문(Das et al., 2011, Journal of Liquid Chromatography & Related Technologies. 2011;34:1399-1414.) 에 개시된 방법을 사용하여 HPLC로 결정하였다. Eight male Sprague-Dawley rats (200 ± 10 g; Orient Bio Inc., Seongnam, Korea) were divided into two treatment groups of four each. Prior to the experiment, rats were fasted for 18 hours. Resveratrol raw material or resveratrol suspension was administered orally to each of the two groups so that the dose of resveratrol was 10 mg / kg. Resveratrol raw material was dispersed immediately in 1 mL of water immediately before oral administration. Thereafter, blood samples (approximately 0.25 mL) were drawn from the neck veins of the rats 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.5, 2, 4, 6, 8, and 12 hours after dosing and collected in heparinized tubes. The blood sample was then centrifuged at 8,000 rpm for 10 minutes at 4 ° C. The resulting plasma was transferred to individual centrifuge tubes and stored at -70 ° C. The amount of resveratrol was determined by HPLC using the method disclosed in the Das et al., 2011, Journal of Liquid Chromatography & Related Technologies. 2011; 34: 1399-1414.

레스베라트롤 저장 용액(1 mg/mL)과 내부 기준인 카바마제핀(1 mg/mL)을 메탄올에 녹여 준비하였다. 물과 메탄올의 혼합물(1:1)에서 레스베라트롤의 기준 작용 용액(50 μg/mL) 및 카바마제핀(50 μg/mL)을 실험 직전 준비하였다. 상기 레스베라트롤의 기준 작용 용액(50 μg/mL)을 물-메탄올(1:1) 혼합액을 이용해 연속적으로 희석하였고, 알려진 양(10 μL)의 용액을 블랭크 혈장(100 μL)에 석고 내부 기준 작용 용액(50 μg/mL) 5 μL 를 첨가하였다. 혈장 샘플은 이후 하기와 같은 액체-액체 추출법을 통해 추출되었다. 일곱 개의 기준 검정(calibration) 용액을 최종 농도(5 ng/mL 내지 5,000 ng/mL)를 얻기 위해 준비하였다. 레스베라트롤 및 카바마제핀(내부 기준)을 액체-액체 추출법을 이용하여 혈장으로부터 추출하였다. 즉, 인산완충생리식염수(phosphate-buffered saline, PBS ; 30 mM, pH 6) 40 μL 을 2 mL 원심분리 튜브에 있는 혈장 샘플에 첨가하고, 내용물을 15초간의 볼텍싱을 통해 잘 섞어주었다. 마지막으로 에틸 아세테이트(300 μL)를 첨가한 뒤 30초 간 섞어주었다. 에틸아세테이트 추출 후, 샘플을 8,000 rpm에서 10분간 원심분리하였고, 상층 유기층을 클린 튜브에 옮겨 담았다. 이러한 추출 과정을 두 번 더 수행하였고 혼합된 유기층을 건조하기 위해, 질소기체, 35℃에서 히팅 블록(Eyela MG-2200, Tokyo, Japan)을 이용해 증발시켰다. 잔여물은 75 μL 의 이동상으로 원래의 상태로 복구시키고, 13,000 rpm에서 10분간 원심분리하였다. 이후, 상층액을 오토 샘플러용 유리병에 미리 설치된 유리 인서트에 옮겨담았다. 각각의 어세이 동안, 20 μL 의 상층액을 HPLC 시스템에 주입하였다.Resveratrol stock solution (1 mg / mL) and internal standard carbamazepine (1 mg / mL) were prepared by dissolving in methanol. Reference working solution of resveratrol (50 μg / mL) and carbamazepine (50 μg / mL) in a mixture of water and methanol (1: 1) were prepared immediately before the experiment. The reference working solution (50 μg / mL) of the resveratrol was serially diluted with a water-methanol (1: 1) mixture, and a known amount (10 μL) of the solution was placed inside the plaster plasma (100 μL) as a reference internal working solution. 5 μL (50 μg / mL) was added. Plasma samples were then extracted via the following liquid-liquid extraction method. Seven reference calibration solutions were prepared to obtain final concentrations (5 ng / mL to 5,000 ng / mL). Resveratrol and carbamazepine (internal criteria) were extracted from plasma using liquid-liquid extraction. That is, 40 μL of phosphate-buffered saline (PBS; 30 mM, pH 6) was added to the plasma sample in a 2 mL centrifuge tube, and the contents were mixed well by vortexing for 15 seconds. Finally, ethyl acetate (300 μL) was added and mixed for 30 seconds. After ethyl acetate extraction, the sample was centrifuged at 8,000 rpm for 10 minutes and the upper organic layer was transferred to a clean tube. This extraction process was carried out twice and evaporated using a heating block (Eyela MG-2200, Tokyo, Japan) at 35 ° C. to dry the mixed organic layer. The residue was returned to its original state with 75 μL of mobile phase and centrifuged for 10 minutes at 13,000 rpm. Thereafter, the supernatant was transferred to a glass insert pre-installed in a glass bottle for autosampler. During each assay, 20 μL of supernatant was injected into the HPLC system.

상기 모든 과정들은 직접적인 빛이 없는 조건에서 수행되었다. 크로마토그래픽 분리는 역상 HPLC 컬럼(Phenomenex, EVO 5 μm C18 250 Х 4.6 mm, 100 A)을 통해 이루어졌고, 이것을 가드 컬럼(Phenomenex, Gemini C18, 4 Х 3.0 mm)으로 보호하였다. 상기 어세이는 유속 1 mL/min, 온도 35℃에서 아세토나이트릴과 30 mM 의 PBS(pH 7.0; 30:70 v/v)로 구성된 이동상의 등용매 용리에 의해 수행되었다. 이후, 이동상을 0.2 mm 나일론 멤브레인을 통해 여과하였고, 사용 전 25℃에서 20분간 초음파처리를 통해 가스를 모두 제거하였다. 또한 306 nm에서의 UV 흡광도를 기록하였다.All the above processes were carried out in the absence of direct light. Chromatographic separation was done through a reversed phase HPLC column (Phenomenex, EVO 5 μιη C18 250 Х 4.6 mm, 100 A), which was protected by a guard column (Phenomenex, Gemini C18, 4 Х 3.0 mm). The assay was performed by isocratic elution of a mobile phase consisting of acetonitrile and 30 mM PBS (pH 7.0; 30:70 v / v) at a flow rate of 1 mL / min at a temperature of 35 ° C. The mobile phase was then filtered through a 0.2 mm nylon membrane and all gas was removed by sonication at 25 ° C. for 20 minutes before use. UV absorbance at 306 nm was also recorded.

5. 안정화 연구5. Stabilization Research

레스베라트롤 나노현탁액의 안정화연구는 6달의 시간 동안 상온(25 ± 5°C, 60% RH)에서 수행되었다. 1달 간격마다, 레스베라트롤 나노현탁액의 입자 크기와 약물 함량과 관련하여 특징화하였다.Stabilization studies of resveratrol nanosuspensions were performed at room temperature (25 ± 5 ° C., 60% RH) for a period of 6 months. Every month, it was characterized in terms of particle size and drug content of resveratrol nanosuspension.

<< 실험예Experimental Example 1>  1> 레스베라트롤Resveratrol 나노현탁액의 제제화 전 연구 Pre-Formulation Studies of Nanosuspensions

1. 다양한 용매에서의 1. in various solvents 레스베라트롤의Resveratrol 용해도 Solubility

다양한 용매에서의 레스베라트롤의 용해도를 확인한 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에 따르면, 테트라하이드로퓨란 및 트랜스큐톨® HP 에 대한 용해도는 각각 412.7 mg/g 및 332.9 mg/g이었다. 레스베라트롤의 테트라하이드로퓨란에서의 높은 용해도에도 불구하고, 테트라하이드로퓨란을 이용하여 레스베라트롤 나노현탁액을 제조하는 동안 급격한 입자 응집이 일어났다. 그러므로, 테트라하이드로퓨란은 나노현탁액 제조를 위한 적절한 용매가 아니었다. 트랜스큐톨® HP 는 낮은 독성과 높은 가용화 효과를 가지고 있다. 게다가, 트랜스큐톨® HP 는 적은 양에서 흡수될 수 있기 때문에 나노현탁액 제조 과정에서 용매 제거 과정을 요구하지 않는다는 장점이 있다. 따라서, 트랜스큐톨® HP 를 본 발명의 최적의 용매로 선택하였다.The results of confirming the solubility of resveratrol in various solvents are shown in FIG. 2. According to FIG. 2, the solubility for tetrahydrofuran and Transcutol ® HP was 412.7 mg / g and 332.9 mg / g, respectively. Despite the high solubility of resveratrol in tetrahydrofuran, rapid particle aggregation occurred during the preparation of the resveratrol nanosuspension using tetrahydrofuran. Therefore, tetrahydrofuran was not a suitable solvent for nanosuspension preparation. Transcutol ® HP has low toxicity and high solubilization effect. In addition, Transcutol ® HP has the advantage that it does not require solvent removal during the nanosuspension preparation because it can be absorbed in small amounts. Therefore, Transcutol ® HP was chosen as the optimal solvent of the present invention.

2. 2. 트랜스큐톨Transcutol ®® HP 및 물의 혼합 용매에서의  In a mixed solvent of HP and water 레스베라트롤의Resveratrol 용해도 Solubility

288.15 K 내지 313.15 K의 온도 조건에서, 트랜스큐톨® HP 및 물 혼합물에서의 레스베라트롤의 χ e 값은 하기 표 3 및 도 3에 나타난 바와 같았다.At a temperature of 288.15 K to 313.15 K, χ e value of resveratrol in the trans kyutol ® HP and water mixtures were as shown in Table 3 and Fig.

Figure pat00026
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(w는 트랜스큐톨® HP의 중량 분율이다)(w is the weight fraction of Transcutol ® HP)

즉, 트랜스큐톨® HP 및 물 혼합물의 몰 분율 용해도는 혼합물의 온도가 증가하거나, 트랜스큐톨® HP 의 분율이 증가함에 따라 증가하였다. 레스베라트롤의 가장 높은 몰 분율 용해도(1.62 Х 10-1)는 313.15 K 의 순수한 트랜스큐톨® HP에서 관찰되었으며, 가장 낮은 값(1.29 Х 10-6) 은 288.15 K의 순수한 물에서 관찰되었다. 몰 분율 용해도는 화학적 구조, 유전율, 용매 극성, 온도 및 공용매 비율 등을 포함한 많은 요소들에 따라 달라지기 때문에, 레스베라트롤의 높은 χ e값은 물에 비해 낮은 트랜스큐톨® HP 유전율(dielectric constant)과 극성 때문인 것으로 사료된다. 이러한 결과를 미루어볼 때, 트랜스큐톨® HP 는 레스베라트롤의 물에 대한 용해도를 향상시킬 수 있는, 생리학적으로 호환 가능한 잠재적 공용매로서 사용될 수 있다. 따라서, 나노현탁액을 트랜스큐톨® HP(질량분율 0.1-0.2) 및 물의 혼합물로부터 효과적으로 준비될 수 있음을 확인하였다.In other words, the mole fraction solubility of the trans kyutol ® HP and water mixture was increased with increasing the temperature of the mixture, or trans kyutol ® HP is increased fraction of the. The highest mole fraction solubility (1.62 Х 10 -1 ) of resveratrol was observed in pure Transcutol ® HP of 313.15 K, and the lowest value (1.29 Х 10 -6 ) was observed in 288.15 K of pure water. Because molar fraction solubility depends on many factors, including chemical structure, dielectric constant, solvent polarity, temperature and cosolvent ratio, the high χ e value of resveratrol results in a lower transcutol ® HP dielectric constant than water. It is thought to be due to the polarity. In view of these results, Transcutol ® HP can be used as a potential physiologically compatible cosolvent that can improve the solubility of resveratrol in water. Thus, it was confirmed that the nanosuspension can be effectively prepared from a mixture of Transcutol ® HP (mass fraction 0.1-0.2) and water.

이후, 레스베라트롤 포화 용액의 몰 용해도 관계를 확인하기 위해, 실험 데이터를 Jouyban-Acree 모델에 적용하였다. 그 결과, 상기 실험으로부터 얻은 몰 분율 데이터는 Jouyban-Acree 모델에 잘 맞아떨어졌으며, 훈련된 모델은 다음 식 (16) 및 (17)에 나타난 바와 같았다:Then, to confirm the molar solubility relationship of the resveratrol saturated solution, experimental data was applied to the Jouyban-Acree model. As a result, the mole fraction data obtained from the experiments fit the Jouyban-Acree model well, and the trained model was as shown in the following equations (16) and (17):

[식 16][Equation 16]

Figure pat00027
Figure pat00027

=> R 2 = 0.986 → F = 4632.3 → p < 0.0005 → MRD = 2.12%.=> R 2 = 0.986 → F = 4632.3 → p <0.0005 → MRD = 2.12%.

상기 방정식을 2.12%의 MRD와 함께 실험적인 몰 분율을 예측하기 위해 사용되었다.

Figure pat00028
Figure pat00029
의 실험적인 값은 제한되었고, 추가적인 실험 수행이 요구되었다. 이러한 한계를 다루기 위해, Jouyban-Acree 및 반트호프 모델을 조합하여 사용하였다. 결과적으로 다음과 같은 예측 모델이 얻어졌다:The equation was used to predict the experimental mole fraction with an MRD of 2.12%.
Figure pat00028
And
Figure pat00029
The experimental value of was limited and further experimentation was required. To address this limitation, a combination of the Jouyban-Acree and Wandhof models were used. As a result, the following prediction model was obtained:

[식 17]Formula 17

Figure pat00030
Figure pat00030

=> R 2 = 0.986 → F = 4631 → p < 0.0005 → MRD = 2.12%.=> R 2 = 0.986 → F = 4631 → p <0.0005 → MRD = 2.12%.

트레이닝된 방정식과 마찬가지로, 상기 방정식은 MRD 2.12%(N=66)으로 남아있는 몰 분율 값을 역산하였다.Like the trained equations, the equations inverted the mole fraction values remaining at 2.12% (N = 66) MRD.

한편, 하기 표 4에는 연구된 트랜스큐톨® HP + 물 혼합물의 열역학적 패러미터가 요약되어 있다. 트랜스큐톨® HP + 물 혼합물의 용해 엔탈피(△ ), 깁스 자유 에너지(△), 용해 엔트로피(△) 를 레스베라트롤 용해 시의 열역학적 패러미터로서, 상기 실시예 1에 개시된 식 (8) 내지 (13)에 나타난 바대로 계산하였다. 엔탈피 및 엔트로피의 용해도와 관련된 공헌도를 확인하기 위하여, ζH (엔탈피의 상대적 공헌도) 및 ζTS (엔트로피의 상대적 공헌도)를 각각 상기 실시예 1에 개시된 식 (14) 및 (15)에 나타난 바대로 계산하였다.Meanwhile, Table 4 below summarizes the thermodynamic parameters of the studied Transcutol ® HP + Water mixture. Trans kyutol ® HP + melting enthalpy of the water mixture (△ H °), the Gibbs free energy (△ G °), melting entropy (△ S °) to (8 a thermodynamic parameter at the time of resveratrol dissolved, as disclosed in Example 1 Calculated as shown in) to (13). In order to confirm the contributions related to enthalpy and solubility of entropy, ζ H (relative contribution of enthalpy) and ζ TS (relative contribution of entropy) are respectively shown in Equations (14) and (15) disclosed in Example 1 above. Calculated.

Figure pat00031
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상기 표 4를 참조하면, 트랜스큐톨® HP 및 물 혼합물의 △는 양의 값이었다. 이러한 결과는 상기 실험조건의 온도 범위에서, 용매에서의 레스베라트롤의 용해가 흡열성 반응임을 의미한다. 즉, 레스베라트롤 및 용매 분자간 상호작용이 용매-용매 분자간 및 레스베라트롤-레스베라트롤 분자간의 상호작용보다 더 강하다는 것을 의미한다. Referring to Table 4 above, ΔH ° of the Transcutol ® HP and water mixture was a positive value. This result means that the dissolution of resveratrol in the solvent in the temperature range of the experimental conditions is an endothermic reaction. That means that the resveratrol and solvent intermolecular interactions are stronger than the solvent-solvent intermolecular and resveratrol-resveratrol interactions.

순수한 트랜스큐톨® HP, 순수한 물 및 트랜스큐톨® HP와 물의 혼합물에 대한 레스베라트롤의 용해에 있어서, 양의 △값이 나타났는데, 이는 레스베라트롤의 자연발생적인 용해를 의미한다.In the dissolution of resveratrol in pure Transcutol ® HP, pure water and a mixture of Transcutol ® HP and water, a positive ΔG ° value was shown, which means spontaneous dissolution of resveratrol.

또한, 트랜스큐톨® HP 의 질량 분율이 0.6 이하인 경우의 트랜스큐톨® HP 및 물의 혼합물에서 양의 △값을 관찰할 수 있었다. 양의 △값은 레스베라트롤의 용해가 엔트로피에 의한 것임을 의미한다. 이러한 결과들은 레스베라트롤의 혼합 용매에서의 가용화 시 호의적인 엔트로피임을 보여준다.In addition, the mass fraction of the trans kyutol ® HP was observed an amount △ S ° value of from 0.6 trans kyutol ® HP and the mixture of water or less. A positive ΔS ° value means that the dissolution of resveratrol is due to entropy. These results show favorable entropy upon solubilization of resveratrol in the mixed solvent.

대조적으로, 트랜스큐톨® HP 의 질량 분율이 0.7보다 큰 경우, 음의 △값이 관찰되었다. 이러한 결과는 트랜스큐톨® HP에서, 레스베라트롤이 실질적인 열의 흡수를 필요로 하지 않고 급격히 용해되는 것으로 설명될 수 있다. 즉, 레스베라트롤의 트랜스큐톨® HP에 대한 용해도가 높기 때문에, 트랜스큐톨® HP 의 분율이 증가함에 따라 △값이 감소하게 된다. In contrast, when the mass fraction of Transcutol ® HP was greater than 0.7, a negative ΔS ° value was observed. These results can be explained in Transcutol ® HP that resveratrol dissolves rapidly without requiring substantial heat absorption. That is, as is due to the high solubility of the trans kyutol ® HP of resveratrol, trans kyutol ® HP is increased fraction of △ S ° the value is reduced.

상기 표 4를 참조하면, 모든 경우에서 %ζTS 값은 41.4%보다 작았고, %ζH 값은 58.6%보다 컸다. 이는 엔탈피가 △값에 대한 주요 공헌자임을 의미하며, 선택된 용매에서의 레스베라트롤의 용해가 엔탈피에 의해 일어난다는 상기 결과와 일치한다. Referring to Table 4, the% ζ TS value was less than 41.4% and the% ζ H value was greater than 58.6% in all cases. This means that enthalpy is a major contributor to the ΔG ° value, which is consistent with the above results that dissolution of resveratrol in the selected solvent is caused by enthalpy.

순수한 용매를 포함하고 있는 트랜스큐톨® HP 및 물 혼합물에서의 레스베라트롤의 용매화 거동(solvation behavior) 및 공용매 활성(co-solvent action)을 확인하기 위해 엔탈피-엔트로피 보상을 분석하였다. 이 분석의 결과가 도 4 및 도 5에 나타나있다.Enthalpy-entropy compensation was analyzed to determine the solvation behavior and co-solvent action of resveratrol in a mixture of Transcutol ® HP and water containing pure solvent. The results of this analysis are shown in FIGS. 4 and 5.

도 4 및 도 5를 참조하면, 모든 혼합 용액에서, 레스베라트롤은 0.9961의 R2값(양쪽 모두)과 양의 기울기(> 1.0)와 함께, △ 과, △ 또는 △ 사이에 선형 관계를 나타내었다. 그러므로, 레스베라트롤의 용매화를 일으키는 메커니즘은 엔탈피에 의한 것으로 제안될 수 있다. 이는 레스베라트롤의 물 분자에서의 열역학적 용매화 거동과 비교했을 때, 트랜스큐톨® HP 분자에서의 매우 높은 가용화도 때문인 것으로 판단된다.Between 4 and 5, in any mixture, resveratrol is a R 2 value of 0.9961 (both) and with a positive slope (> 1.0), △ H ° and, △ G ° or △ S ° A linear relationship is shown. Therefore, a mechanism that causes solvation of resveratrol can be suggested to be by enthalpy. This is compared to the thermodynamic behavior plum for resveratrol in the water molecules, it is judged to be due to very high solubilization in trans kyutol ® HP molecule.

3) 3) 레스베라트롤Resveratrol 침전에 대한 안정화제의 저해Inhibition of Stabilizers on Precipitation 효과 확인 Check the effect

폴리비닐피롤리돈 비닐 아세테이트(PVP VA64), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(HPMC) 및 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC)의 침전 억제 효과를 도 6 및 도 7에 나타내었다. 안정화제가 없는 경우, 레스베라트롤의 침전은 매우 빠른 속도로 일어났다. PVP 및 PVP VA64는 HPMC 및 HPC에 비해 우수한 침전 억제 활성을 나타내었다. PVP K12, PVP K17 및 PVP VA64의 경우, 330 μg/mL 이상의 농도가 120분 간 유지되었다. 반면에, HPMC 및 HPC를 사용했을 때, 입자 응집은 시간에 따라 점진적으로 생겼다. 그러므로, 나노현탁액의 제조 시 PVP 및 PVP VA64가 입자 성장을 조절하는 데에 HPMC 및 HPC보다 더 효과적임을 확인할 수 있었다.Precipitation inhibitory effects of polyvinylpyrrolidone vinyl acetate (PVP VA64), polyvinylpyrrolidone (PVP), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) and hydroxypropyl cellulose (HPC) are shown in FIGS. 6 and 7. . In the absence of stabilizers, precipitation of resveratrol occurred at a very rapid rate. PVP and PVP VA64 showed superior precipitation inhibiting activity compared to HPMC and HPC. For PVP K12, PVP K17 and PVP VA64 concentrations of at least 330 μg / mL were maintained for 120 minutes. On the other hand, when HPMC and HPC were used, particle aggregation occurred gradually over time. Therefore, it was confirmed that PVP and PVP VA64 were more effective than HPMC and HPC in controlling particle growth in preparing nanosuspensions.

<< 실험예Experimental Example 2>  2> 레스베라트롤Resveratrol 나노현탁액의 최적화 연구 Optimization Study of Nanosuspension

1. 제형 1. Formulation 패러미터의Parameter 최적화를 위한 Box- Box for optimization BehnkenBehnken 설계( design( BBDBBD ))

레스베라트롤 나노현탁액의 최적 구성을 결정하기 위해, BBD에 의해 생성된 매트릭스에 따라, 17개의 레스베라트롤 나노현탁액을 서로 다른 농도의 PVP VA64 (X1), PVP K12 (X2), 및 SLS (X3)를 사용하여 제조하였다. 입자 크기 및 제타 포텐셜에 대해 얻어진 결과를 하기 <표 5>에 나타내었다.To determine the optimal composition of resveratrol nanosuspension, according to the matrix produced by BBD, 17 resveratrol nanosuspensions were prepared at different concentrations of PVP VA64 (X 1 ), PVP K12 (X 2 ), and SLS (X 3 ). It was prepared using. Results obtained for particle size and zeta potential are shown in Table 5 below.

Figure pat00032
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(상기 표 5에서, X1: PVP VA64의 농도(mg/mL), X2: PVP K12의 농도(mg/mL), X3: SLS의 농도(mg/mL)임)In Table 5, X 1 is the concentration of PVP VA64 (mg / mL), X 2 is the concentration of PVP K12 (mg / mL), and X 3 is the concentration of SLS (mg / mL).

상기 표 5를 참조하면, 모든 제조된 나노현탁액들에 있어서, 입자 크기(z-평균, 초기)는 200 nm보다 작았고, 시간이 지남에 따라 입자가 성장하였다. 한, 모든 제타 포텐셜 값은 -30 mV 이하였는데, 이는 반응값의 목표값을 충족하는 값이었다.Referring to Table 5, for all the prepared nanosuspensions, the particle size (z-average, initial) was smaller than 200 nm, and particles grew over time. However, all zeta potential values were below -30 mV, which met the target value of the response.

한편, 회귀 분석은 제제 조성 변수와 반응값 사이의 기능적 관계를 식별하기 위해 사용되며, 따라서 특정한 패턴뿐만 아니라, 대부분의 알맞은 회귀 함수를 찾을 수 있다. 회귀 분석에서의 상수는 최소자승법에 기반하여 추정되었다. 각 요소들의 주요 효과, 상호작용, 및 곡률 효과를 분산분석(ANOVA)를 통해 확인하였다. Regression analysis, on the other hand, is used to identify functional relationships between agent composition variables and response values, so that not only a specific pattern, but most suitable regression functions can be found. Constants in the regression analysis were estimated based on the least squares method. The main effects, interactions, and curvature effects of each element were identified through ANOVA.

ANOVA에서, 요소가 반응값과 현저히 관련되었는지 여부를 결정하기 위해 데이터들을 F-값에 기반하여 분석하였다. p-값이 0.05 이하인 반응값들만이 통계학적으로 유의하다고 간주되었다. In ANOVA, data were analyzed based on F-values to determine whether the factor was significantly related to the response value. Only response values with a p-value less than or equal to 0.05 were considered statistically significant.

Figure pat00033
Figure pat00033

(상기 표 6에서, Y1: 입자 크기(z-평균, 초기), Y2: 입자 크기(z-평균, 1일째), Y3: 입자 크기(z-평균, 3일째), Y4: 입자 크기(z-평균, 7일째), Y5: 입자 크기(d90, 초기), Y6: 입자 크기(d90, 1일째), Y7: 입자 크기(d90, 3일째), Y8: 입자 크기(d90, 7일째), Y9: 제타포텐셜임)(Table 1 above, Y 1 : particle size (z-average, initial), Y 2 : particle size (z-average, day 1), Y 3 : particle size (z-average, day 3), Y 4 : Particle size (z-average, day 7), Y 5 : particle size (d90, initial), Y 6 : particle size (d90, day 1), Y 7 : particle size (d90, day 3), Y 8 : particle Size (d90, day 7), Y 9 is zeta potential)

상기 표 6은 반응값들에 대한 회귀분석 및 ANOVA 결과를 나타낸 것이다. 모든 모델의 p-값은 0.05 보다 적었으며, 이는 유의성이 있음을 의미한다. 적합성 결여 검정의 p-값은 0.05를 초과하였으며, 유의성이 없음을 의미한다. Y1-Y9 모델에서, 회귀 상수(R2)는 0.9959 내지 0.8629의 범위였다. 일반적으로 0.8 또는 이보다 높은 회귀상수는 좋은 모델임을 의미한다고 간주된다.Table 6 shows the regression and ANOVA results for the response values. The p-values of all models were less than 0.05, which means that they are significant. The p-value of the lack of fit assay was greater than 0.05, meaning no significance. In the Y 1 -Y 9 model, the regression constant (R 2 ) ranged from 0.9959 to 0.8629. In general, a regression constant of 0.8 or higher is considered to be a good model.

양(positive)의 계수는 최적화 분석에서 유익 효과를 의미하며, 반대로 음(negative)의 값은 요소와 반응 사이에 역 상관관계가 있음을 의미한다. 상기 <표 6>에 나타난 바와 같이, PVP VA64 (X1)의 농도 및 SLS (X3)의 농도는 입자 크기(Y1-Y8)에 있어서 음의 효과를 보였고, 반면에 PVP K12 (X2)의 농도는 양의 효과를 나타내었다. 이러한 결과들은 PVP K12 (X2) 의 농도가 증가하거나, PVP VA64 (X1)의 농도 및 SLS (X3)의 농도가 감소할수록 입자 크기가 증가함을 의미한다. 특별히, 입자 크기(z-평균, Y1-Y8)에 대한 PVP K12 (X2)의 농도 효과는 시간이 지날수록 증가하였다. 생성 초기 단계에서는 PVP VA64 (X1)의 농도 및 SLS (X3) 의 농도가 PVP K12 (X2)보다 더 큰 효과를 가졌다. 그러나, 입자 크기 유지 단계에서는, 모든 제제 조성 변수가 입자 크기에 대한 상당한 영향을 나타냈다. Positive coefficients indicate a beneficial effect in the optimization analysis, whereas negative values mean an inverse correlation between the element and the response. As shown in Table 6, the concentration of PVP VA64 (X 1 ) and the concentration of SLS (X 3 ) had a negative effect on particle size (Y 1 -Y 8 ), whereas PVP K12 (X 2 ) showed a positive effect. These results indicate that the particle size increases with increasing concentration of PVP K12 (X 2 ) or decreasing concentration of PVP VA64 (X 1 ) and concentration of SLS (X 3 ). In particular, the concentration effect of PVP K12 (X 2 ) on particle size (z-mean, Y 1 -Y 8 ) increased over time. In the early stages of production, the concentration of PVP VA64 (X 1 ) and the concentration of SLS (X 3 ) had a greater effect than PVP K12 (X 2 ). However, in the particle size maintenance step, all formulation composition variables showed a significant impact on the particle size.

제타 포텐셜(Y9)에 있어서는, PVP VA64 농도(X1) 및 PVP K12 농도(X2)가 양의 효과를 나타내었고, SLS 농도(X3)는 음의 효과를 나타냈다. PVP VA64 및 PVP K12는 비이온성 고분자이고 SLS는 음이온성 계면활성제이다. SLS의 농도가 증가하거나 고분자의 농도가 감소할수록, 입자 표면의 전하가 음(negative)으로 된다. 표면이 음 전하를 띠는 경우, 이온 장벽이 입자들 사이에 형성되어 입자의 성장을 억제한다.For zeta potential (Y 9 ), PVP VA64 concentration (X 1 ) and PVP K12 concentration (X 2 ) showed positive effects, and SLS concentration (X 3 ) showed negative effects. PVP VA64 and PVP K12 are nonionic polymers and SLS is an anionic surfactant. As the concentration of SLS increases or the concentration of the polymer decreases, the charge on the particle surface becomes negative. If the surface is negatively charged, an ion barrier is formed between the particles to inhibit the growth of the particles.

한편, 나노현탁액의 제조공정은 열역학적으로 불안정하다. 그러므로, 고분자나 계면활성제와 같은 안정화제가 물리적으로 안정한 상태를 유지하는 데에 필수적이다. 알려진 바에 따르면, 비이온성 고분자인 PVP는 약물 입자의 표면에 고정되어 흡착 장소를 차지하고 용액 내에서 약물 분자가 결정 격자로 결합되는 것을 막을 수 있어, 결정화의 기계적 장벽을 제공할 수 있다. 그러나, 고분자 농도가 충분하지 않으면, 결정은 급격하게 자라 응집된다. 고분자의 농도가 계속해서 증가하면 입자의 크기가 입자 표면의 두꺼운 층 때문에 함께 증가하며, 용매 및 반용매 사이의 확산이 응집 과정 동안 억제된다. 게다가, 고분자의 농도가 증가함에 따라, 삼투압이 증가하여 콜로이드 입자들 사이의 인력을 증가시키는 결과를 야기한다. 이는 입자의 성장으로 이어진다. On the other hand, the manufacturing process of the nanosuspension is thermodynamically unstable. Therefore, stabilizers such as polymers or surfactants are essential for maintaining a physically stable state. As is known, PVP, a nonionic polymer, can be fixed on the surface of drug particles to occupy adsorption sites and prevent the drug molecules from binding to the crystal lattice in solution, thus providing a mechanical barrier to crystallization. However, if the polymer concentration is not sufficient, the crystals grow rapidly and aggregate. As the concentration of polymer continues to increase, the size of the particles increases together due to the thick layer of the particle surface, and diffusion between the solvent and the antisolvent is suppressed during the aggregation process. In addition, as the concentration of the polymer increases, the osmotic pressure increases, resulting in an increase in attraction between the colloidal particles. This leads to the growth of the particles.

계면활성제는 고체-액체의 계면에서 흡착되어 계면의 표면 장력을 감소시키고, 핵생성 속도를 증가시키는데, 이러한 결과가 입자 크기의 초기 감소로 이어진다. 더욱이, 계면활성제의 흡착은 소수성 상호작용과 응고를 감소시켜, 레스베라트롤 입자들이 소수성을 덜 띠게 하며 입자 성장이 감소하도록 한다. 특히, 이온성 계면활성제인 SLS가 입자 표면에 흡착될 때, 입자 표면은 음 전하를 띠게 된다. 이는 입자들 사이의 척력을 증가시켜 에너지 장벽을 증가시키고, 그럼으로써 입자 성장과 응집을 막는다. 결과적으로, 적절한 농도의 안정화제(stabilizing agent)의 첨가는 제조되는 나노입자들의 과다하게 높은 표면 에너지를 낮춰줄 수 있다.The surfactant is adsorbed at the interface of the solid-liquid to reduce the surface tension of the interface and increase the nucleation rate, which results in an initial decrease in particle size. Moreover, adsorption of surfactants reduces hydrophobic interactions and coagulation, making resveratrol particles less hydrophobic and reducing particle growth. In particular, when SLS, an ionic surfactant, is adsorbed on the particle surface, the particle surface becomes negatively charged. This increases the repulsive force between the particles, increasing the energy barrier, thereby preventing particle growth and aggregation. As a result, the addition of an appropriate concentration of stabilizing agent can lower the excessively high surface energy of the nanoparticles produced.

다음으로, 제제 조성 변수와 반응값 변수들 사이의 관계를 반응 곡선 플롯을 통해 결정하였다. 반응 곡선 플롯을 만들기 위하여, 한 번에 오직 두 개의 제제 조성 변수를 표시하였다; 이에 따라, 하나의 제제 조성 변수는 고정되어야만 한다. 도 8을 참조하면, PVP VA64 및 SLS의 농도가 증가함에 따라 입자 크기가 감소함을 알 수 있다. 7일 후에는 PVP K12 농도가 감소하거나, SLS 농도가 증가함에 따라 입자 크기가 감소하였다. 또한 반응값 변수인 Y5-Y8에서도 유사한 경향성을 볼 수 있었다(결과는 도시하지 않음), 즉, PVP VA64 및 PVP K12 농도가 감소함에 따라 제타 포텐셜 또한 감소하였다. 이러한 결과는 상기 표 6 및 도 8에 나타난 SLS의 음의 기여(negative contribution) 및 PVP VA64와 PVP K12의 양의 기여(positive contribution)과도 일치하는 결과이다.Next, the relationship between the formulation composition variables and the response value variables was determined via the response curve plot. To make a response curve plot, only two formulation composition variables were displayed at a time; Accordingly, one formulation composition variable must be fixed. Referring to FIG. 8, it can be seen that the particle size decreases as the concentrations of PVP VA64 and SLS increase. After 7 days, the particle size decreased with decreasing PVP K12 concentration or increasing SLS concentration. Similar trends were also seen in the response variables Y 5 -Y 8 (results not shown), ie the zeta potential decreased with decreasing PVP VA64 and PVP K12 concentrations. This result is also consistent with the negative contribution of the SLS shown in Table 6 and FIG. 8 and the positive contribution of PVP VA64 and PVP K12.

2. 설계 공간의 확립2. Establish the design space

ICH 가이드라인 Q8은 디자인 공간을 "품질 보정을 제공하기 위해 입증된 투입 변수(예컨대, 물질 속성)와 공정 변수들의 다차원적 조합 및 상호작용"이라고 정의한다. 이 설계 공간에서의 작업은 변화를 고려하지 않으며 유연하고 탄탄한 공정이 확립될 수 있다.ICH guideline Q8 defines the design space as "a multidimensional combination and interaction of proven input variables (e.g., material properties) and process variables to provide quality correction." Work in this design space does not account for change and a flexible and robust process can be established.

본 발명에서는 목표값을 250 nm 이하, 1μm (Y5-Y8) 이하, 및 -20 mV (Y9)로 설정하였고, 95%의 신뢰구간을 적용하였다. 도 9에 모든 반응값들로 구성된 오버레이 플롯이 도시되어 있다. 플롯에서 노란색 부분은 목표값을 만족시키는 지역을 의미한다. 확립된 노란 지역은 SLS의 농도가 1.0 mg/mL 및 1.5 mg/mL일 때 모든 지역에서 목표값을 만족시켰다. 그러나, SLS의 농도가 0.5 mg/mL일 때 노란 지역은 감소하였다.In the present invention, the target value was set to 250 nm or less, 1 μm (Y 5 -Y 8 ) or less, and -20 mV (Y 9 ), and a 95% confidence interval was applied. An overlay plot consisting of all response values is shown in FIG. 9. The yellow part of the plot means the area that meets the target value. The established yellow areas met the target values in all areas when the concentrations of SLS were 1.0 mg / mL and 1.5 mg / mL. However, the yellow area decreased when the concentration of SLS was 0.5 mg / mL.

도 10은 계산된 입자 크기 및 제타 포텐셜 모델 및 위험 분석을 위한 Monte Carlo 시뮬레이션을 기반으로 한 MODDE 소프트웨어를 사용하여 그린 확률지도를 도시하고 있다. Monte Carlo 시뮬레이션은 독립변수들에서 종속변수까지 관련된 함수의 오차 전파를 위해 수행되었는데, 이는 RSM의 각 조작 조건별로 종속변수들의 분포(즉, 결정[resolution])을 나타낸다.FIG. 10 shows a probability map drawn using MODDE software based on calculated particle size and zeta potential models and Monte Carlo simulation for risk analysis. Monte Carlo simulations were performed for the error propagation of the function from independent variables to dependent variables, indicating the distribution of dependent variables (ie resolution) for each operating condition of the RSM.

Monte Carlo 시뮬레이션에 의해 확립된 설계 공간은 오버레이 플롯의 것보다 더 상당히 작을 것으로 예상되었다. 그러나 Monte Carlo 시뮬레이션에서 얻어진 지역은 오류값이 거의 없고 설정된 목표값을 만족하는 완건성(robust) 지역이었다. 본 실험에서, 설계 공간은 패러미터들의 각 조합에 있어서 파괴확률(probability of failure)에 의해 나타내었다. 1%의 파괴확률이 선택되었는데, 이는 예측된 CQA에서 99% 또는 그 이상의 확률의 정의된 요소를 만족시키는 지역으로서의 설계 공간을 식별한다. 각각의 조합에 있어서, 10,000 개의 시뮬레이션이 수행되었고, Monte Carlo 시뮬레이션의 변산도를 설명하기 위하여, 95% 신뢰구간을 적용하였다. 그 결과, 도 10에 나타난 녹색 지역의 설계 공간이 신뢰할만한 실험 값이 기대되는 완건성 지역이었다. 확립된 녹색 지역은 SLS 농도가 1.0 mg/mL일 때 모든 지역에서 목표 응답값을 만족시켰다. 즉, 이 지역은 완건성이 있음을 보장했다. 그러므로, 최고의 지점은 SLS의 농도가 1.0 mg/mL인 지역에서 식별되었다. 기대함수에 기반하여, 패러미터들의 최적값을 Design Expert® 11.0 을 이용한 도식 및 수치 해석을 통해 확인하였고, 목표 고품질 특징을 갖는 완건성이 있는 제품을 제조할 수 있는 제제를 결정하였다. 즉, 기대함수를 극대화하는 혼합 제제(PVP VA64, PVP K12 및 SLS)가 식별되었다(10%/5%/1%, w/v). 이 조합은 가장 작은 입자 크기와 제타 포텐셜을 나타낼 수 있을 것으로 기대된다.The design space established by Monte Carlo simulation was expected to be significantly smaller than that of the overlay plot. However, the area obtained in the Monte Carlo simulation was a robust area with few errors and meeting the set target. In this experiment, the design space is represented by the probability of failure for each combination of parameters. A failure probability of 1% was chosen, which identifies the design space as an area that satisfies a defined element of 99% or more probability in the predicted CQA. For each combination, 10,000 simulations were performed and a 95% confidence interval was applied to account for the variation of the Monte Carlo simulation. As a result, the design space of the green area shown in FIG. 10 was a robust area in which reliable experimental values are expected. The established green area met the target response in all areas when the SLS concentration was 1.0 mg / mL. In other words, the area was guaranteed to be robust. Therefore, the best spot was identified in the region where the concentration of SLS was 1.0 mg / mL. Based on the expected function, the optimal values of the parameters were confirmed by schematic and numerical analysis using Design Expert ® 11.0, and the formulation to produce a robust product with target high quality characteristics was determined. That is, mixed formulations (PVP VA64, PVP K12 and SLS) that maximized the expected function were identified (10% / 5% / 1%, w / v). This combination is expected to represent the smallest particle size and zeta potential.

3. 최적화 구성에서 공정 변수의 완건성3. Robustness of the Process Variables in the Optimization Configuration

최적화된 레스베라트롤 나노현탁액의 제제에서, 공정변수의 완건성을 확립하기 위해, FD를 사용하여 아홉 번의 실험을 수행하였고, 그 결과를 하기 <표 7>에 나타내었다.In the formulation of optimized resveratrol nanosuspension, nine experiments were performed using FD to establish the robustness of the process variables and the results are shown in Table 7 below.

Figure pat00034
Figure pat00034

상기 <표 7>을 참조하면, 측정된 입자 크기 분포와 제타 포텐셜은 목표값을 만족하였다. Monte Carlo 시뮬레이션으로 얻은 확률 지도는 도 11에 나타난 바와 같이, 모든 영역에서 1% 이하의 결점(defect) 확률을 나타내었다. 그러므로, 최적화된 제형을 위한 공정 변수의 완건성이 확립됨을 확인할 수 있었다.Referring to Table 7, the measured particle size distribution and zeta potential satisfy the target value. As shown in FIG. 11, the probability map obtained by the Monte Carlo simulation showed a defect probability of 1% or less in all regions. Therefore, it was confirmed that the robustness of the process parameters for the optimized formulation was established.

4. 모델의 검증(Validation)4. Model Validation

하기 <표 8>에 나타난 바와 같이, 최적화 제제를 위하여 본 발명에서 생성한 회귀 모델로부터, 응답값에 대한 95%의 예측구간을 계산하였다. 제제 조성 변수의 최적화를 위해 이용되었던 BBD를 선택된 반응값의 시스템 적합성(system suitability) 값을 계산하기 위해 사용하였다. As shown in Table 8 below, a 95% prediction interval for the response was calculated from the regression model generated in the present invention for the optimized formulation. The BBD that was used for the optimization of the formulation composition parameters was used to calculate the system suitability value of the selected response.

Figure pat00035
Figure pat00035

(상기 표 8에서, Y1: 입자 크기(z-평균, 초기), Y2: 입자 크기(z-평균, 1일째), Y3: 입자 크기(z-평균, 3일째), Y4: 입자 크기(z-평균, 7일째), Y5: 입자 크기(d90, 초기), Y6: 입자 크기(d90, 1일째), Y7: 입자 크기(d90, 3일째), Y8: 입자 크기(d90, 7일째), Y9: 제타포텐셜임)(Table 1 above, Y 1 : particle size (z-average, initial), Y 2 : particle size (z-average, day 1), Y 3 : particle size (z-average, day 3), Y 4 : Particle size (z-average, day 7), Y 5 : particle size (d90, initial), Y 6 : particle size (d90, day 1), Y 7 : particle size (d90, day 3), Y 8 : particle Size (d90, day 7), Y 9 is zeta potential)

상기 <표 8>을 참조하면, 관찰된 반응값은 95%의 예측구간 내에 존재하였다. 따라서, 본 발명에 따라 생성된 모델의 타당성을 확인하였다. 또한, 공정변수의 완건성을 확립하기 위하여 FD를 사용하였고, 그 결과, 도 12에 나타난 바와 같이, 시간이 지남에 따라 안정화되었다. 상기 표 7에 나타난 모든 실험에서, 입자 크기의 추세가 유사하였다.Referring to <Table 8>, the observed response value was within 95% of the prediction interval. Therefore, the validity of the model generated according to the present invention was confirmed. In addition, FD was used to establish the robustness of the process variables, and as a result, as shown in FIG. 12, it stabilized over time. In all the experiments shown in Table 7, the trend in particle size was similar.

<< 실험예Experimental Example 3> 최적화된  3> optimized 레스베라트롤Resveratrol 나노현탁액의 특성 확인 Characterization of Nanosuspension

1. 용출 특성 확인1. Check the dissolution characteristics

전술한 제적화된 레스베라트롤 나노현탁액 제제의 in vitro 약물 용해 능력을 원료의 약물 용해 능력과 비교하였다. 레스베라트롤 나노 현탁액과 레스베라트롤 원료의 용해 프로파일을 도 13에 나타내었다.The in vitro drug dissolution ability of the above-described derivatized resveratrol nanosuspension preparation was compared with the drug dissolution ability of the raw materials. The dissolution profiles of resveratrol nanosuspension and resveratrol raw material are shown in FIG. 13.

도 13을 참조하면, 레스베라트롤 나노현탁액이 레스베라트롤 원료보다 더 높은 용해율과 약물 방출률을 나타내었다. 레스베라트롤 나노현탁액 및 원료의 5분 후의 약물 방출률은 각각 90.2% 및 3.5%였으며, 360분 후의 약물 방출률은 각각 90.5% 및 21.2% 였다. 이러한 결과로부터, 본 발명에 따른 레스베라트롤 나노현탁액이 레스베라트롤 분말에 비해 훨씬 더 높은 약물 방출률을 나타냄을 알 수 있었다.Referring to FIG. 13, the resveratrol nanosuspension showed higher dissolution rate and drug release rate than the resveratrol raw material. Drug release rates after 5 minutes of resveratrol nanosuspension and raw materials were 90.2% and 3.5%, respectively, and drug release rates after 360 minutes were 90.5% and 21.2%, respectively. From these results, it was found that the resveratrol nanosuspension according to the present invention showed a much higher drug release rate than the resveratrol powder.

2. 2. 랫트에서의In rats 약물  drug 동태학Dynamics 실험 Experiment

나노현탁액 약물 전달 시스템이 경구 생체이용률을 향상시킬 수 있는지를 확인하기 위해, Sprague-Dawley 랫트를 사용하여 in vivo 실험을 수행하였고, 이를 통해 레스베라트롤 나노현탁액과 원료 물질의 약물 동태학적 패러미터를 비교하였다. 도 14에 나노현탁액과 원료의 경구 투여 후 레스베라트롤의 혈장 농도-시간 프로파일이 도시되어 있다. 또한, 하기 <표 9>에 약물 동태학적 패러미터(AUC0→12 h, C max, 및 T max)를 나타내었다.To determine whether the nanosuspension drug delivery system can improve oral bioavailability, in vivo experiments were performed using Sprague-Dawley rats, and the pharmacokinetic parameters of the resveratrol nanosuspension and the raw material were compared. 14 shows the plasma concentration-time profile of resveratrol after oral administration of nanosuspension and raw material. In addition, pharmacokinetic parameters (AUC 0 → 12 h , C max , and T max ) are shown in Table 9 below.

Figure pat00036
Figure pat00036

(a : 레스베라트롤 원료 물질에 대하여 p<0.05임을 의미하며, 데이터들은 평균±표준편차로 표시하였다[n=4].)(a: p <0.05 for the resveratrol raw material, and data are expressed as mean ± standard deviation [n = 4].)

도 14를 참조하면, 레스베라트롤 나노현탁액의 혈장 농도와 빠른 약물 흡수율은 레스베라트롤 원료에 비해 극적으로 높았다. AUC0 →12 h, C max, 및 T max값은 각각 387.0 ± 26.0 ng·h/mL, 301.4 ± 79.6 ng/mL, 및 0.44 ± 0.13 h였다. 레스베라트롤 나노현탁액의 경구 흡수 또한 레스베라트롤 원료 물질에 비해 높았으며, 표 9에 나타난 바와 같이, AUC0 →12 hC max 값에서 각각 1.6배 및 5.7배의 증가량을 나타내었다. 경구 투여 약물에 있어서, 용해도는 흡수하는 데에 매우 중요한 속도 결정 단계(critical rate decision step)이다. 나노현탁액이 위장관으로 들어갈 때, 나노입자는 용해를 위한 더 큰 표면적과, 용해된 나노입자로부터 얻어지는 레스베라트롤의 분자 확산을 제공하고, 고전적인 수동 확산 이론에 따르면, 이는 나노결정의 표면에서 증가된 농도 구배로 이어진다. 이러한 결과는 레스베라트롤의 경구 흡수가 나노 현탁액 형태에 의해 현저히 증가하였음을 의미한다.Referring to FIG. 14, the plasma concentration and fast drug absorption rate of the resveratrol nanosuspension were dramatically higher than those of the resveratrol raw material. AUC 0 → 12 h , C max , and T max values were 387.0 ± 26.0 ng · h / mL, 301.4 ± 79.6 ng / mL, and 0.44 ± 0.13 h, respectively. The oral absorption of resveratrol nanosuspension was also higher than that of resveratrol raw material, and as shown in Table 9, the increase in AUC 0 → 12 h and C max values was 1.6 and 5.7 times, respectively. For oral administration drugs, solubility is a critical rate decision step that is very important for absorption. As the nanosuspension enters the gastrointestinal tract, the nanoparticles provide a larger surface area for dissolution and the molecular diffusion of resveratrol obtained from the dissolved nanoparticles, which, according to the classical passive diffusion theory, increases the concentration at the surface of the nanocrystals. Leads to a gradient. These results indicate that the oral absorption of resveratrol was significantly increased by the nanosuspension form.

3. 장기간 안정성 확인3. Long-term stability check

레스베라트롤 나노현탁액의 안정성을 6개월의 기간에 걸쳐, 입자 크기, 제타 포텐셜 및 약물 함량의 확인을 통해 분석하였다. 그 결과, 도 15에 나타난 바와 같이, 반용매 침전법으로 형성된 입자들은 생성 초기 단계에서는 주로 매끄러운 표면과 200 nm보다 조금 더 작은 지름의 구형의 형태였다. 6개월 후, 입자의 크기는 약 200 nm였고 역시 구형의 형태였다. The stability of the resveratrol nanosuspensions was analyzed over a period of 6 months through identification of particle size, zeta potential and drug content. As a result, as shown in Figure 15, the particles formed by the anti-solvent precipitation method was mainly in the form of a spherical shape with a smooth surface and a diameter smaller than 200 nm in the initial stage of production. After 6 months, the particles were about 200 nm in size and also spherical in shape.

Figure pat00037
Figure pat00037

(N.D : 데이터를 측정할 수 없어 데이터가 없음)(N.D: No data because no data can be measured)

또한, 상기 <표 10> 및 도 16에 나타난 바와 같이, 입자 크기는 250 nm보다 작았고, 약물 함량은 95%보다 높은 값을 나타내었다. 따라서, 나노현탁액은 6개월 동안 약물의 응집이나 레스베라트롤의 분해를 초래하지 않고, 안정한 상태를 유지하였다.In addition, as shown in Table 10 and FIG. 16, the particle size was smaller than 250 nm, and the drug content was higher than 95%. Thus, the nanosuspension remained stable without causing drug aggregation or resveratrol degradation for 6 months.

<< 실험예Experimental Example 4> 다양한 난용성 약물의 나노 현탁액의 제조 및 비교 4> Preparation and comparison of nano suspension of various poorly soluble drugs

상기 실시예 및 실험예들에서 얻은 실험 결과를 토대로, 레스베라트롤 외에 다른 난용성 약물을 이용하거나, 용매를 트랜스큐톨과 유사하다고 알려져 있는 PEG400, 또는 에탄올을 이용하는 등, 각 조건을 달리한 나노 현탁액을 제조하여 비교하고자 하였다.Based on the experimental results obtained in the above Examples and Experimental Examples, nanosuspensions were prepared under different conditions such as using other poorly soluble drugs besides resveratrol, PEG400, which is known to be similar to transcutol, or ethanol. The comparison was made.

이에, 하기 <표 11>에 나타난 바와 같은 성분대로 각각을 제조하였다. 즉, 일정량의 약물을 취하여 10 mL 메스 플라스크에 넣은 후 용매를 이용하여 표선을 정확히 맞춰줌으로써 약물 용액을 제조하였다. 이후, 안정화제(고분자 및 계면활성제) 용액을 제조하기 위하여, 일정한 비율에 맞게 고분자 및 계면활성제를 취해 100 mL의 메스 플라스크에 넣은 후 용매인 물을 사용하여 표선을 맞춰주었다. 이후, 나노입자를 제조하기 위하여, 일정량의 안정화제 용액을 취해 자석교반기를 이용해 700 rpm으로 교반시키면서 약물 용액을 천천히 주입하였다. 이후, 용액 주입이 완료된 뒤 1분동안 추가적으로 교반한 뒤, 동적 광산란법을 이용하여 각 나노입자들의 입자 크기를 측정하였다.Thus, each was prepared according to the components as shown in Table 11 below. In other words, the drug solution was prepared by taking a certain amount of drug into a 10 mL volumetric flask and aligning the mark accurately with a solvent. Then, in order to prepare a stabilizer (polymer and surfactant) solution, the polymer and the surfactant were taken in a certain ratio, placed in a 100 mL volumetric flask, and the mark was adjusted using water as a solvent. Then, to prepare the nanoparticles, a certain amount of stabilizer solution was taken and drug solution was slowly injected while stirring at 700 rpm using a magnetic stirrer. Thereafter, after the solution was injected, the mixture was further stirred for 1 minute, and the particle size of each nanoparticle was measured by using dynamic light scattering.

Figure pat00038
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그 결과, 상기 <표 11>에 나타난 바와 같이, 레스베라트롤에 용매로서 PEG400을 사용한 경우, 레스베라트롤이 응집되어 큰 덩어리를 생성한 바, 나노입자가 함유된 나노현탁액을 제조할 수 없었고, 에탄올의 경우 727.9 nm의 크기의 나노입자를 형성하여 크기가 너무 커지는 문제점을 나타내었지만, 본 발명에서 선택한 용매인 트랜스큐톨 HP를 사용한 경우에는 적절한 입자크기의 나노입자를 포함하는 나노현탁액이 제조되었다.As a result, as shown in Table 11 above, when PEG400 was used as the solvent for resveratrol, when resveratrol aggregated to form a large mass, a nanosuspension containing nanoparticles could not be prepared. Formation of nanoparticles having a size of nm showed a problem that the size is too large, but in the case of using the transcutol HP, the solvent selected in the present invention was prepared a nanosuspension containing nanoparticles of the appropriate particle size.

또한, 약물로서 아프레피탄트를, 용매로서 트랜스큐톨 P를 사용한 경우, 안정화제 용액의 조성이 PVP VA64/PVPK12의 조합일 때, 평균 입자크기가 291.4 nm로 나노현탁액이 제조되었다.In addition, when aprepitant was used as a drug and transcutol P was used as a solvent, a nanosuspension was prepared with an average particle size of 291.4 nm when the composition of the stabilizer solution was a combination of PVP VA64 / PVPK12.

사이클로스포린와 트랜스큐톨 P를 사용한 경우, PVP VA64/PVP K12/SLS의 조합일 때 193.5 nm로 바람직한 현탁액이 제조됨을 확인할 수 있었다.When cyclosporin and transcutol P were used, it was confirmed that the preferred suspension was prepared at 193.5 nm in the combination of PVP VA64 / PVP K12 / SLS.

셀레콕시브와 트랜스큐톨 P를 사용한 경우, 안정화제 용액의 조성이 PVP VA64/PVPK12의 조합일 때, 평균 입자크기가 234.1 nm, PVP VA64/PVP K12의 조합일 때, 평균 입자크기가 235.2 nm, PVP VA64/PVP K12/SLS의 조합일 때 274.3 nm로, 전반적으로 나노현탁액이 잘 제조되었다.When celecoxib and transcutol P were used, when the composition of the stabilizer solution was a combination of PVP VA64 / PVPK12, the average particle size was 234.1 nm, and when the combination of PVP VA64 / PVP K12 was 235.2 nm, At 274.3 nm when combined with PVP VA64 / PVP K12 / SLS, nanosuspensions were generally well prepared.

<< 실험예Experimental Example 5>  5> MHY498((Z)-5-MHY498 ((Z) -5- (2,4-(2,4- 다이하이드록시벤질리덴Dihydroxybenzylidene )) 티아졸리딘Thiazolidine -2,4--2,4- D 온)의 나노 현탁액 제조 및 비교Preparation and Comparison of Nano Suspensions

난용성 화합물로 알려진 MHY498을 대상으로 트랜스큐톨을 이용한 나노현탁액을 하기 <표 12>에 나타난 바와 같은 조건으로 제조하였다. 피페리딘(piperidine)은 에탄올에 치환된 2,4-디하이드록시벤즈알데하이드(2,4-dihydroxybenzaldehyde)와 티아졸리딘-2,4-디온(thiazolidine-2,4-dione) 용액에 첨가되었다. 반응물은 여러 단계를 거친 뒤, MHY498은 고형의 황색 가루로 얻었다. MHY498의 자세한 합성방법은 대한민국 특허 10-2013-0045887호(2013.05.06 공개)에 기재되어 있다.A nanosuspension using transcutol was prepared for MHY498, a poorly soluble compound, under the conditions shown in Table 12 below. Piperidine was added to 2,4-dihydroxybenzaldehyde and thiazolidine-2,4-dione solutions substituted with ethanol. . After several reactions, MHY498 was obtained as a solid yellow powder. Detailed synthesis method of MHY498 is described in Korean Patent No. 10-2013-0045887 (published on May 06, 2013).

즉, 일정 농도의 약물을 취하여 10 mL 메스 플라스크에 넣은 후 용매인 트랜스큐톨 HP를 이용하여 표선을 정확히 맞춰줌으로써 약물 용액을 제조하였다. 이후, 안정화제 용액을 제조하기 위하여, 일정한 비율에 맞게 PVP K30을 취해 100 mL의 메스 플라스크에 넣은 후 용매인 물을 사용하여 표선을 맞춰주었다. 이후, 나노입자를 제조하기 위하여, 일정량의 안정화제 용액을 취해 자석교반기를 이용해 700 rpm으로 교반시키면서 약물 용액을 천천히 주입하였다. 이후, 용액 주입이 완료된 뒤 1분 동안 추가적으로 교반한 뒤, 동적 광산란법을 이용하여 각 나노입자들의 입자 크기를 측정하였다.In other words, the drug solution was prepared by taking a certain concentration of drug into a 10 mL volumetric flask and accurately matching the mark using a transcutol HP solvent. Then, in order to prepare a stabilizer solution, PVP K30 was taken to a certain ratio, placed in a 100 mL volumetric flask, and the mark was adjusted using water as a solvent. Then, to prepare the nanoparticles, a certain amount of stabilizer solution was taken and drug solution was slowly injected while stirring at 700 rpm using a magnetic stirrer. Thereafter, after the solution was injected, the mixture was further stirred for 1 minute, and the particle size of each nanoparticle was measured by using dynamic light scattering.

Figure pat00039
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그 결과, 상기 표 12에 나타난 바와 같이, 용매로서 트랜스큐톨 HP를, 안정화제로서 PVP K30을 사용한 구성에서, MHY498 용액의 농도나 용매의 비율과 상관없이 평균 입자 크기가 35.3 nm 내지 142.9 nm로 적절한 나노현탁액이 제조되는 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in Table 12 above, in the configuration using Transcutol HP as the solvent and PVP K30 as the stabilizer, the average particle size was appropriate from 35.3 nm to 142.9 nm regardless of the concentration of the MHY498 solution or the proportion of the solvent. It was confirmed that the nanosuspension was prepared.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 즉, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다.Having described the specific part of the present invention in detail, it is apparent to those of ordinary skill in the art that such a specific description is merely a preferred embodiment, thereby not limiting the scope of the present invention. Do. In other words, the substantial scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (8)

난용성 약물을 용매인 트랜스큐톨에 용해시키는 단계를 포함하는 나노현탁액의 제조방법.A method for preparing a nanosuspension comprising dissolving a poorly soluble drug in a transcutol as a solvent. 제 1 항에 있어서, 상기 난용성 약물은 레스베라트롤, MHY498((Z)-5-(2,4-다이하이드록시벤질리덴)티아졸리딘-2,4-디온), 아프레피탄트, 사이클로스포린, 셀레콕시브, 코엔자임Q10, 발사르탄, 다비가트란에텍실레이트, 소라페닙 및 실리마린으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 나노현탁액의 제조방법.The method of claim 1, wherein the poorly soluble drug is resveratrol, MHY498 ((Z) -5- (2,4-dihydroxybenzylidene) thiazolidine-2,4-dione), aprepitant, cyclosporine, sele A method for producing a nanosuspension, characterized in that selected from the group consisting of coxib, coenzyme Q10, valsartan, dabigatran etexilate, sorafenib and silymarin. 제 1 항에 있어서, 상기 난용성 약물을 용해시키는 단계 이후에,
수용성 고분자를 물에 용해시켜 고분자 수용액을 제조하는 단계; 및 상기 고분자 수용액에 약물이 용해된 용액을 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노현탁액의 제조방법.
The method of claim 1, wherein after dissolving the poorly soluble drug,
Dissolving a water-soluble polymer in water to prepare an aqueous polymer solution; And injecting a solution in which the drug is dissolved into the polymer aqueous solution.
제 3 항에 있어서, 상기 수용성 고분자는 폴리비닐피롤리돈 K12, 폴리비닐피롤리돈 K17, 폴리비닐피롤리돈 K25, 폴리비닐피롤리돈 K30 및 폴리비닐피롤리돈 비닐 아세테이트 VA64로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 나노현탁액의 제조방법.The method of claim 3, wherein the water-soluble polymer is polyvinylpyrrolidone K12, polyvinylpyrrolidone K17, polyvinylpyrrolidone K25, polyvinylpyrrolidone K30 and polyvinylpyrrolidone vinyl acetate VA64 Method for producing a nanosuspension, characterized in that selected. 제 1 항에 있어서, 상기 난용성 약물을 용해시키는 단계 이후에,
계면활성제를 물에 용해시켜 계면활성제 수용액을 제조하는 단계; 및 상기 계면활성제 수용액에 약물이 용해된 용액을 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노현탁액의 제조방법.
The method of claim 1, wherein after dissolving the poorly soluble drug,
Dissolving the surfactant in water to prepare an aqueous surfactant solution; And injecting a solution in which the drug is dissolved into the aqueous surfactant solution.
제 5 항에 있어서, 상기 계면활성제는 소듐라우릴설페이트(SLS), 자당지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 글리콜화 천연 또는 수소화 피마자유, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르[트윈(Tweens)], 폴리에틸렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌 스테아레이트, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 공중합체(폴록사머 또는 폴록사민), 폴리에틸렌 글리콜화 인지질(pegylated phospholipid) 및 알파-토코페롤 폴리에틸렌 글리콜 숙시네이트로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 나노현탁액의 제조방법.The method of claim 5 wherein the surfactant is sodium lauryl sulfate (SLS), sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene glycolated natural or hydrogenated castor oil, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester [Tweens )], Polyethylene glycol, polyoxyethylene stearate, polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymer (poloxamer or poloxamine), polyethylene glycolated phospholipid and alpha-tocopherol polyethylene glycol succinate Method for producing a nanosuspension, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 나노현탁액은 평균직경이 1 nm 내지 300 nm인 난용성 약물 나노입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노현탁액의 제조방법.The method of claim 1, wherein the nanosuspension comprises poorly soluble drug nanoparticles having an average diameter of 1 nm to 300 nm. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조된 나노현탁액.A nanosuspension prepared by the method according to any one of claims 1 to 7.
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