KR20210130358A - 종양 치료용 나노 복합체 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종양 치료용 나노 복합체 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방사선 인가시 인가되는 방사선의 크기를 증가시키는 제 1 성분; 및 자기장 인가에 의해 열을 발생하는 제 2 성분; 을 동시에 포함함으로써 방사선 치료와 열 치료 각각의 치료효과를 획득함과 동시에, 방사선 치료와 열 치료 효과의 상승(synergy)효과로 인한 추가적인 치료효율 증대시킬 수 있는 새로운 구조의 종양 치료용 나노 복합체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

종양 치료용 나노 복합체 및 이의 제조 방법{NANO PARTICLE FOR TREATMENT OF CANCER}
본 발명은 종양 치료용 나노 복합체 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방사선 인가시 인가되는 방사선의 크기를 증가시키는 제 1 성분; 및 자기장 인가에 의해 열을 발생하는 제 2 성분; 을 동시에 포함함으로써 방사선 치료와 열 치료 각각의 치료효과를 획득함과 동시에, 상승(synergy)효과로 인한 추가적인 치료효율 증대시킬 수 있는 새로운 구조의 종양 치료용 나노 복합체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
바이오 기술 분야에서 나노입자들은 종양 조직 특이적 살상, 면역반응의 부스팅(boosting), 세포 융합, 유전자 또는 약물 전달, 진단 등에 이용되고 있다. 최근에는, 동시에 진단 및 치료에 사용할 수 있는 치료진단 나노입자가 암 치료를 위한 유망한 나노물질로 많은 주목을 받고 있다. 단일 재료로 진단 및 치료를 위하여 다양한 능력을 결합할 수 있다면, 유용한 나노물질로 이용될 수 있다.
현재의 암치료 법의 표준은 외과적인 암조직의 제거 및 함암제재, 방사선 치료 등에 기반한다. 그러나 수술이 불가능한 암조직의 경우, 항암제 및 방사선 치료가 효과적이지 못하여 한계를 가지고 있다. 종래 기술은 방사선 치료용 나노 구조체 및 열 치료용 나노 구조체가 독립적으로 각 치료 용도에 맞게 사용되어, 항암치료를 보조하는 역할을 수행하는데 그치고 있었다.
또한 방사선 자극에 의핸 방사선을 방출하는 나노 입자와, 자기장 자극에 의해 열을 방출하는 나노 입자 각각은 임상 적용에 중요한 생체 독성 및 생체 환경내 안정성(산도, 염도, 삼투압에 의한 성질변성 저항)을 확보하지 못해 임상화가 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 방사선 치료와 온열 치료를 동시에 수행할 수 있는 새로운 구조의 나노 복합체 입자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 방사선 인가에 의해 방사선을 발생하는 제 1 성분; 및 자기장 인가에 의해 열을 발생하는 제 2 성분; 을 포함하는 나노 복합체 입자를 제공한다.
본 발명에 의한 나노 복합체 입자는 초상자성을 가지며, 외부자기장(50 ~ 350 kHz, 100 ~ 400 Oe)에 의해 진동하여 열을 발생, 열 발생 효율은 M의 종류 및 x의 범위, 입자의 농도에 의해 결정된다.
본 발명에 의한 나노 복합체 입자에 있어서, 상기 방사선 인가시 인가되는 방사선의 크기를 증가시키는 제 1 성분은 Pt, Au, Ti, Fe 및 Gd 로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 나노 복합체 입자에 있어서, 상기 방사선 인가시 인가되는 방사선의 크기를 증가시키는 제 1 성분은 높은 원자수를 가지며, 입사되는 방사선에 의해 광전자효과, Auger 효과, compton 산란, Rayleigh 산란을 일으켜 구조체 주변에 방사선을 방사하는 원자로 구성될 수 있으며, 자세히는 Pt, Au, Ti, Fe 및 Gd 이 될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
일반적으로 금속물질은 나노미터 단위로 크기가 작아지면 기존 벌크(bulk) 상태와는 전혀 다른 물리, 화학적 특성을 가지게 된다. 또한 금 나노입자는 금 자체의 생체 독성이 낮기 때문에, 센싱 기술에 응용하기에 적합한 것으로 받아들여져 왔고, 이에 여러 가지의 금 나노입자의 합성 방법이 제안되었다(한국공개특허 제2009-0077530호 및 한국공개특허 제2013-0077452호). 상기 금 나노입자는 수계 혹은 유기용매에서 합성 가능하며, 수계 합성법에서는 사용하는 환원제와 표면리간드 및 계면활성제의 종류와 비율을 조절하여 나노입자의 크기와 형상 제어가 가능하다. 나노입자의 합성과 성장 과정에서 사용되는 계면활성제와 환원제 등은 일반적으로 원심분리법, 필터여과법, 투석법 등을 통해 제거하게 되는데, 이 과정에서 금 나노입자가 비가역적으로 뭉쳐 고유의 광학적 특성을 잃는 경우가 발생하는 기술적 한계가 존재하였다. 이에 따라, 개개의 나노입자가 뭉치지 않고 분산을 유지할 수 있도록 적절한 표면 리간드를 결합하는 것이 중요하다.
금 나노입자 합성에서는 수산화소듐(NaOH), 수소화붕소소듐(NaBH4) 등의 강한 염기성 환원제를 이용하여 금 나노 시드입자를 추가적으로 성장시키는 방법을 사용하는 것이 가능하다. 그러나 강한 염기성 환원제를 사용할 경우, 상기 염기성 환원제가 정제과정에서 충분히 제거되지 않으면 추후 활용 과정에서 환경 및 생체 독성을 유발할 수 있는 문제점을 가지고 있고, 또한 나노입자의 분산 강화를 위해 CTAB, SDS 등의 계면활성제를 사용하면 정제 이후에도 잔존하여 생체 독성을 유발하는 문제가 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 중성 염의 일종인 메르캅토석시네이트(mercaptosuccinate)를 환원제로 사용하여 수십 나노미터 크기의 범위에서 금 나노입자의 크기를 조절하고, 반복적인 원심분리 과정에서도 뭉침 없이 완벽하게 복원되도록 시트르산삼소듐(trisodium citrate)으로 표면을 코팅하는 방법이 바람직하다.
본 발명에 의한 나노 복합체 입자에 있어서, 상기 자기장 인가시 열을 발생하는 제 2 성분은 산화철 나노 구조체, MFe2O4 및 Mxγ-Fe2O3 로 이루어진 그룹에서 선택되고, 상기 M 은 알칼리, 알칼리 토금속, 전이금속, 및 란탄족 원소로 이루어진 그룹에서 선택되고, 상기 x 는 0 내지 1인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 나노 복합체 입자에 있어서, 상기 제 2 성분은 코어; 및 상기 제 1 성분을 상기 코어 주변에 형성되는 쉘;로 구성되는 코어-쉘 타입인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 나노 복합체 입자에 있어서, 상기 제 1 성분 및 상기 제 2 성분은 링커에 의해 상호 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 나노 복합체 입자에 있어서, 상기 제 1 성분 및 상기 제 2 성분은 하이드로겔 복합체를 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 나노 복합체 입자에 있어서, 상기 제 1 성분 및 상기 제 2 성분은 캐리어에 담지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 나노 복합체 입자는 높은 수분산성 및 단분산 형태를 가지며 생체 내 환경 (산도 및 점도, 염도와 삼투압)과 동일한 매질 내에 존재하는 것이 가능하다.
본 발명에 의한 나노 복합체 입자는 최외각에 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 나노 복합체 입자는 광열(photo-thermal) 특성을 지니는 표면 수식 물질이 표면에 결합된 코팅층을 더 포함하는 것이 가능하다. 본 발명에 의한 나노 복합체 입자는 암치료 물질이 부착된 약물 담지용 표면 수식 물질이 표면에 더 결합된 것일 수 있다.
본 발명에 의한 나노 복합체 입자는 방사선 인가시 인가되는 방사선의 크기를 증가시키는 제 1 성분; 및 자기장 인가시 여기되어 열을 발생하는 제 2 성분; 을 동시에 포함하여 방사선 치료와 열 치료를 동시에 수행할 수 있는 단일 나노 복합체를 구성함으로써, 방사선 치료와 열 치료를 동시에 수행함으로써 각각의 치료효과를 획득함과 동시에, 상승(synergy)효과로 인한 추가적인 치료효율 증대시킬 수 있다.
본 발명에 의한 나노 복합체 입자는 치료효과를 보이는 농도 내에서 유의한 생체 독성이 없으며 치료 기간 중 생체 환경 내 안정성이 확보 되어 있으며, 이후 분해되어 배출 가능한 생분해성 구조를 갖고 있음
도 1 은 본 발명에 의한 나노 복합체 입자를 나타내는 개략도이다.
이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1에 본 발명에 의한 나노 복합체 입자를 간략히 나타내었다.
도 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 나노 복합체 입자는 방사선 인가시 인가되는 방사선의 크기를 증가시키는 제 1 성분; 및 자기장 인가에 의해 열을 발생하는 제 2 성분; 을 포함하고, 상기 제 1 성분은 코어; 및 상기 제 2 성분을 상기 코어 주변에 형성되는 쉘;로 구성되는 코어-쉘 타입이거나, 상기 제 1 성분 및 상기 제 2 성분은 링커에 의해 상호 연결되거나, 상기 제 1 성분 및 상기 제 2 성분은 하이드로겔 복합체를 구성하거나, 상기 제 1 성분 및 상기 제 2 성분은 캐리어에 담지되는 것이 가능하다.

Claims (8)

  1. 방사선 인가시 인가되는 방사선의 크기를 증가시키는 제 1 성분; 및
    자기장 인가에 의해 열을 발생하는 제 2 성분; 을 포함하는 나노 복합체 입자
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사선 인가시 인가되는 방사선의 크기를 증가시키는 제 1 성분은 Pt, Au, Ti, Fe 및 Gd 로 이루어진 그룹에서 선택되는 것인
    나노 복합체 입자
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기장 인가에 의해 열을 발생하는 제 2 성분은 산화철 나노 구조체, MFe2O4 및 Mxγ-Fe2O3 로 이루어진 그룹에서 선택되고,
    상기 M 은 알칼리, 알칼리 토금속, 전이금속, 및 란탄족 원소로 이루어진 그룹에서 선택되고,
    상기 x 는 0 내지 1인 것인
    나노 복합체 입자
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 복합체 입자는
    상기 제 2 성분은 코어; 및
    상기 제 1 성분을 상기 코어 주변에 형성되는 쉘;로 구성되는 코어-쉘 타입인 것인
    나노 복합체 입자
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 성분 및 상기 제 2 성분은 링커에 의해 상호 연결되는 것인
    나노 복합체 입자
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 성분 및 상기 제 2 성분은 하이드로겔 복합체를 구성하는 것인
    나노 복합체 입자
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 성분 및 상기 제 2 성분은 캐리어에 담지되는 것인
    나노 복합체 입자
  8. 제 1 항에 있어서,
    최외각에 코팅층을 더 포함하는 것인
    나노 복합체 입자

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