KR20220035043A - 방사선 치료제 마이크로스피어 - Google Patents

방사선 치료제 마이크로스피어 Download PDF

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KR20220035043A
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윌리엄 티. 필립스
라이언 비타르
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보드 오브 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템
보드 오브 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템
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Abstract

특정 구체예는 다양한 유용한 물질을 캡슐화하는 리포좀을 포함하는 알긴산 마이크로스피어를 함유하는 조성물 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 리포좀 내 캡슐화되고 알긴산 마이크로스피어에 로딩될 수 있는 주목할만한 물질에는 방사선 치료제(예컨대, 레늄-188), 방사성표지자(예컨대, 테크네튬-99m), 화학 치료제(독소루비신), 자성 입자(예컨대, 10 μm 철 나노입자) 및 방사선-불투과성 물질(예컨대, 요오드 조영제)를 포함한다.

Description

방사선 치료제 마이크로스피어
본 출원은 2019년 5월 23일 출원된 미국 임시 출원 일련 번호 62/851,915에 우선권을 주장하며, 그 전체로 참조로써 통합된다.
간세포암종(Hepatocellular Carcinoma; HCC)은 간암의 가장 흔한 형태이다. 이것은 암 중에서 여섯번째로 흔한 형태이고 암으로 인한 사망 중 세번째로 흔한 원인이다. HCC는 특히 공격적이고 낮은 생존률(5년 생존률 5% 미만)을 가지며, 따라서 전세계 적으로 중요한 공공 보건 문제로 남아있다(GlobalData Intelligence Center - Pharma, URL pharma.globaldata.com/HomePage, 2019). HCC는 간에서 간경변(cuirrhosis), 간의 반흔(scarring of the liver)를 보이며 발견되고, 이는 B형 간염, C형 간혐, 만성 알코올 남용 및 옥수수와 같은 특정 작물에서 성장하여 흔히 발견되는 곰팡이인 아플라톡신(aflatoxin)을 포함한 많은 요인에 의해 유발된다. 또한 HCC는 여성보다 남성에게서 2.4:1의 비율로 더 흔하게 나타난다(Balogh et al., J Hepatocell Carcinoma 3:41-53, 2016).
간경변이 없는 HCC를 치료하는 주요 수단은 수술(절제)에 의해 종양을 제거하는 것이다. 그러나 환자가 이미 간 기능에 손상을 입었거나, 종양이 복수의 위치로 전이되었거나 또는 너무 클 때, 또는 수술 후 간 기능을 수행하기에 절제 후 환자의 간이 너무 적게 남는 경우 종양은 절제 가능한 것으로 간주되지 않는다. 간경변이 있는 환자의 경우, 가장 좋은 치료법은 간 이식이지만 기증 장기의 부족으로 인해 이식 기준에 부합하는 환자의 대기 시간은 2년 이상이다.
절제할 수 없는 HCC의 경우, 종양의 크기 또는 수를 감소시켜 질병의 진행을 지연하고 절제가 가능하도록 환자의 지표를 개선하는 몇 가지 다른 비수술적 선택지가 가능하다. 가장 일반적인 절차는 두 개의 주요 혈관 중 하나인 간동맥(hepatic artery)을 막아(색전; embolized) 종양으로 공급되는 혈액을 차단하는 간암 화학색전술(transarterial chemoembolization)이다. 색전술에 앞서, 화학 치료제(chemotherapeutic agent)를 동맥(artery)에 주입하여 종양 세포에 우선적으로 전달한다. 이러한 접근법은 간문맥(hepatic portal vein)을 손상시키지 않고, 따라서 혈액 공급에 주로 의존하는 비-종양 간 세포(non-tumor liver cell)의 건강을 보존하는 것으로 여겨진다. 최근에, 시간의 경과에 따라 화학 치료제를 방출하는 비즈(beads)의 사용이 이러한 치료법의 효과를 증진시키는 것으로 제안되었다.
유사하게, 경독맥 방사선색전술(transarterial radioembolization)은 동일한 유형의 입자를 사용하여 종양으로의 혈액 공급을 차단하지만, 화학 치료제 대신에, 상기 입자는 상기 종양으로 전달되는 입자(마이크로스피어; microsphere)에 내장된 이트륨-90(Yttrium-90; Y-90)과 같은 동위원소에 의해 방출되는 방사선에 의존한다. 이러한 절차의 변형으로서, 경피적 국소 제거술(percutaneous local ablation)는 수 일간 종양에 에탄올을 직접 주입하는 방사선색전술을 따른다.
마지막으로, 종양을 100 ℃보다 높은 온도로 가열하도록 900 Hz 초과의 주파수를 가지는 전자기파를 이용하는 마이크로웨이브 제거술(microwave ablation)이 있다. 이 방법은 종양의 더 빠르고 더 균일한 제거를 가능하게 하지만, 방사선색전술에 비하여 효과 면에서 어떠한 통계적 차이를 보이는 연구는 아직 없다.
절제 또는 국소 제거(localized ablation)를 진행하기에 HCC가 너무 진행된 환자를 위한 치료의 표준은 전신 화학 요법(systemic chemotherapy)이다. 치료군의 생존률 면에서 진전을 보인 유일한 치료법은 바이엘(Bayer)의 Nexavar(소라페닙; sorafenib) 뿐이며, 생존 기간을 3개월 연장했을 뿐이다. 따라서, HCC 및 기타 암에 대한 새로운 치료 방법이 필요하다.
특정 구체예는 알긴산(alginate) 마이크로스피어, 선택적으로 다양한 유용한 물질을 캡슐화 한 리포좀을 포함하는 리포좀을 포함하는 조성물 또는 생산하는 방법에 관한 것이다. 리포좀에 캡슐화되고 알긴산 마이크로스피어에 로드(load)될 수 있는 주목할만한 물질에는 방사선 치료제(예를 들어, 레늄-188), 방사선 표지자(예를 들어, 테크네튬-99m), 화학 치료제(예를 들어, 독소루비신), 자성 입자(예를 들어, 10 μm 철 나노 입자) 및 방사선-불투과성(radio-opaque) 물질(예를 들어, 요오드 조영제)를 포함한다. 특정 측면에서, 알긴산 마이크로스피어 내 레늄-188 리포좀(The-LAMs)은 간암의 치료에 사용될 수 있고, 특히 간세포암종(Hepatocellular Carcinoma; HCC)에 사용될 수 있다. 보다 특정한 측면에서, HCC 치료는 방사선 색전술을 통해 이루어질 수 있고, 여기서 상기 마이크로스피어는 동맥에서 종양으로의 혈액 공급을 차단하며, 상기 레늄-188은 또한 암 세포를 주 표적으로 하는 높은 선량의 방사선을 전달한다.
표준 제조 방법(standard production method)에 의해 제조된 마이크로입자는 주로 넓은 입자 크기 분포, 낮은 균일성을 가지고, 적절한 방출 동력학(release kinetics) 또는 다른 성질을 보이는 것에 실패하며, 제조가 어렵고 비용이 많이 든다. 추가로, 상기 마이크로입자는 크기가 크고, 응집체를 형성하는 경향이 있어, 환자에게 주입하거나 환자가 흡입하기에 너무 크다고 판단되는 입자를 제거하는 크기 선택 공정을 필요로 한다. 이는 거름(sieving)을 필요로 하고, 생산물의 로스(loss)로 귀결된다. 본원의 특정 구체예는 초음속 노즐 또는 네뷸라이저(nebulizer)를 사용하여 마이크로스피어를 포함하는 리포좀을 생산한다. 초음속 네뷸라이저는 고-주파수의 전기 에너지를 사용하여 진동 및 기계 에너지를 만들고, 일반적으로 압전 변환기를 사용한다. 이러한 에너지는 액체 또는 제형(formulation)으로 전파되어 직접 또는 커플링 유체(coupling fluid)를 통해 마이크로스피어를 형성하여, 마이크로스피어를 포함하는 에어로졸을 형성하고, 이는 이후에 경화되거나(cured) 가교된다(cross-linked). 일반적으로, 초음파 에너지는 리포좀을 형성하는 결합(association) 또는 지질(lipid)를 파괴한다. 본원에 기술된 결과는 리포좀이 이러한 초음파의 파괴적인 효과에 저항하여 생산 공정 동안 손상되지 않고 남아 알긴산 마이크로스피어를 포함하는 더 작은 리포좀을 형성하는 결과를 보인다는 점에서 놀랍고 예상치 못한 것이다.
특정 구체예에서, 알긴산 마이크로스피어를 포함하는 리포좀(LAMs)는 리포좀/알긴산 용액(액체 또는 공급원)을 알긴산 가교제(cross-linker)를 포함하는 경화 용액으로 분무함으로써 생산된다. 일반적으로, 액체는 동력 펌프(power pump)에 의해 액체 스트림(stream)을 경화 용액에 노출될 때 가교되는 분무 방울로 아토마이즈(atomize)하는 단순하거나 복잡한 오리피스(orifice) 노즐로 공급된다. 노즐은 주로 필요한 유속 범위에 따라 선택되고, 이차적으로 액체 방울 크기의 범위에 따라 선택된다. 본원에 기술된 액체로부터 방울을 생성할 수 있는 어떠한 분무 아토마이저(atomizer)도 사용이 가능하다. 적절한 분무 아토마이저는 이-유체(two-fluid) 노즐, 단일 유체 노즐, Sono-Tek™ 초음속 노즐과 같은 초음속 노즐, 회전 아토마이저 또는 진동 오리피스 에어로졸 생성기(vibrating orifice aerosol generators; VOAG) 및 그 유사체를 포함한다. 특정 측면에서, 상기 노즐은 1 Hz 내지 약 100 kHz 노즐인 초음파 노즐이다. 일 특정 측면에서, 상기 노즐은 25 kHz 노즐이다. 특정 측면에서, 상기 분무 아토마이저는 하기 사양(specification)중 하나 또는 그 초과를 가질 수 있다. (a) 25 Hz 내지 180 kHz 노즐, 특히 25 kHz 노즐. (b) 1 내지 10 W 제너레이터(generator), 특히 5.0 W 제너레이터. (c) 0.1 내지 1.0 ml/분, 특히 0.5 ml/분(이렇게 낮은 유속을 위해서 마이크로보어(microbore)가 필요할 수 있음)의 유속을 낼 수 있는 펌프. 상기 경화 용액은 상기 아토마이즈 된 액체를 수용하도록 배치될 수 있다. 상기 노즐과 상기 경화 용액 사이의 거리는 1 내지 10 cm, 특히 4 cm 일 수 있다. 상기 시스템은 노즐 사용의 전체를 위해 활성화 될 수 있다. 상기 제너레이터는 활성화 될 수 있고, 상기 펌프는 알긴산 마이크로스피어(LAMs)를 포함하는 리포좀을 형성할 수 있다. 마이크로스피어는 상온(예를 들어, 20 내지 30 ℃)에서 1 내지 10 분, 특히 5 분간 경화 용액(예를 들어, CaCl2 용액)에서 배양(incubated)될 수 있다. 특정 측면에서, 상기 마이크로스피어는, 일례로 1000 내지 1200 rpm에서 스핀 다운(spin down)될 수 있다. 유리 시약(free reagent), 예를 들어 결합되지 않은 Re-188/Tc-99m의 스피어를 세척하도록 상층액을 추출할 수 있다. 마이크로스피어 용액은 상기 가교 또는 원심분리 과정에서 발생할 수 있는 어떠한 종류의 뭉침(clumping)을 배제하기 위해 100 μm-기공 스테인리스 스틸 메쉬(100 μm-pore stainless steel mesh)를 통하여 통과할 수 있다. 이러한 LAM은 동맥 내 투여(intraarterial administration)에 사용될 수 있다. 특정 측면에서, 상기 마이크로스피어는 가벼운 현미경 검사(light microsopy)에서 시각화 될 수 있고, 방사선 물질이 로드된 상기 LAM에서 방사성 지속을 측정하기 위해 선량계(dosimeter)가 사용될 수 있다.
특정 구체예는 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 300, 350, 400, 450 내지 500 μm 및 그 사이의 모든 값과 범위를 포함하는 값의 직경을 가지는 LAMs에 관한 것이다(특정 측면에서 임의의 값 또는 서브범위(subrange)가 구체적으로 제외될 수 있음). 특정 측면에서, 상기 LAMs은 20 내지 80 μm 및 그 사이의 모든 값과 범위를 포함하는 값의 평균 직경을 가진다. 특정 측면에서 리포좀 대 알긴산 (w/w 또는 v/v)의 비율은 4:1, 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 및 그 사이의 모든 비율과 범위를 포함하는 값의 비율을 가진다(특정 측면에서 임의의 값 또는 서브범위(subrange)가 구체적으로 제외될 수 있음). 어떤 측면에서, 상기 LAM은 10 내지 80 중량 퍼센트의 리포좀/지질, 10 내지 80 중량 퍼센트의 알긴산 용액, 0.01 내지 5 중량 퍼센트의 알긴산 가교제 및 1 내지 30 중량 퍼센트의 치료제 및/또는 이미징 제재(imaging agent)를 포함한다.
본원에 사용될 때, "리포좀"은 하나 또는 그 초과의 인지질 층(phospholipid layers)에 의해 둘러싸인(enclosed) 수성 코어(aqueous core)로 구성된 소포(vesicle)을 지칭한다. 리포좀은 단일 이중층(single bilayer)으로 구성된 단층 구조(unilamellar)일 수 있고 또는 둘 또는 그 초과의 동심 이중층(concentric bilayers)로 구성된 다층 구조(multilamellar)일 수 있다. 리포좀은 작은 단층 소포(small unilamellar vesicles; SUV)에서 더 큰 다층 소포(larger multilamellar vesicle; LMV)까지 다양하다. LMV는 일반적으로 유기 용매에 지질을 용해시키고, 용액으로 용기(vessel)의 벽을 코팅하고, 용매를 휘발시킴으로써 형성되는 건조 지질 필름/케이크(dry lipid film/cake)의 교반(agitation)을 통한 수화(hydration) 과정에서 자발적으로 형성한다. 그 후 에너지는 상기 LMV를 SUV, LUV 등으로 전환하기 위해 가해진다. 상기 에너지는 초음파 처리, 고압, 승온 및 압출 등 제한 없는 형태로 적용되어 더 작고 단일한 다층 라멜라 소포(multi-lamellar vesicle)을 제공할 수 있다. 이 과정에서, 수성 매질(aqueous medium)의 일부가 상기 소포 내에 갇히게 된다. 리포좀은 또한 에멀젼 템플레이팅(emulsion templating)을 사용하여 준비될 수 있다. 에멀전 템플레이팅은, 간단히 말해서, 수중상(aqueous phase) 상에 에멀전을 층화(layering) 함으로써 지질에 의해 안정화 된 수중 유형 에멀젼(water-in-oil emulsion)의 제조, 상기 수상(water phase) 내로 상기 수/유 방울(water/oil droplet)의 원심 분리 및 단층 구조 리포좀의 분산을 제공하도록 하는 유상(oil phase)의 제거를 포함한다. 리포좀은 상기 기재된 방법 뿐만 아니라 임의의 방법에 의해 제조되어 본 발명의 조성물 및 방법에 사용될 수 있다. 당업계에 공지된 임의의 다른 기술 또는 장래에 공지될 수 있는 기술 뿐만 아니라 임의의 종래 기술이 본 발명의 전달 인터페이스(delivery interface) 내 또는 상의 치료제의 조성물로 사용될 수 있다. 인지질 및/또는 스핑고리피드(sphingolipid)를 포함하는 리포좀은 내부 리포좀 볼륨(volume) 내 캡슐화 된 친수성(수용성) 또는 침전된 치료 화합물(therapeutic compound)을 전달하거나 소수성 이중층 막 내에 분산된 소수성 치료제를 전달하기 위해 사용될 수 있다. 특정 측면에서, 리포좀은 스핑고리피드(sphingolipids), 에테르 지질(ether lipids), 스테롤(sterols), 인지질(phospholipids), 포스포글리세리드(phosphoglycerides) 및 당지질(glycolipids)로부터 선택된 지질을 포함한다. 특정 측면에서, 상기 지질은, 예컨대, DSPC(1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포콜린)(DSPC (1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine))을 포함한다.
본원에서 사용될 때, "알긴산"은 해조류로부터 유도될 수 있는 선형 다당류(linear polysaccharide)를 지칭한다. 알긴산의 가장 일반적인 공급원은 Macrocystis pyrifera 종이다. 알긴산은 D-만누론산(M)(D-mannuronic (M))과 L-굴루론산(G)(L-guluronic acid (G))의 반복 단위로 구성되며, 교배 블록(alternating block) 및 교대 개별 잔기(alternating individual residue)로 표시된다. 용해성 알긴산은 비제한적으로 알긴산 소듐(sodium alginat), 알긴산 포타슘(potassium alginate) 및 알긴산 암모늄(ammonium alginate)을 포함하는 1가(monovalent) 염의 형태일 수 있다. 특정 측면에서, 상기 알긴산은 알긴산 소듐, 알긴산 포타슘, 알긴산 칼슘(calcium alginate), 알긴산 마그네슘(magnesium alginate), 알긴산 암모늄 및 알긴산 트리에탄올아민(triethanolamine alginate) 중 하나 또는 그 초과를 비제한적으로 포함할 수 있다. 알긴산은 제조법(formula)에서 5 내지 80 중량% 범위의 양, 바람직하게는 20 내지 60 중량% 범위의 양 및 가장 바람직하게는 약 50 중량%의 양으로 존재한다. 특정 측면에서, 상기 알긴산은 초순수(ultra-pure)알긴산(예를 들어, Novamatrix 초순수 알긴산)이다. 알긴산은 용액, 예를 들어 그 안에 다가(multivalent) 양이온을 가진 수성 또는 알코올 용액 내에서 다가 양이온을 통해 제공되는 이온 젤화(ionic gelation)을 사용하고, 알긴산과 반응하여 가교될 수 있다. 알긴산과 사용되는 다가 양이온(예를 들어, 이가(divalent) 양이온, 1가(monovalent) 양이온은 가교 알긴산에 충분하지 않음)은 칼슘(calcium), 스트론튬(strontium), 바륨(barium), 철(iron), 은(silver), 알루미늄(aluminum), 마그네슘(magnesium), 망간(manganese), 구리(copper) 및 아연(zinc) 및 그들의 염을 비제한적으로 포함한다. 특정 측면에서, 상기 양이온은 칼슘이고, 염화칼슘 수용액의 형태로 제공된다.
특정 측면에서 상기 치료제 또는 이미징 제재는 화학 치료제, 방사능 치료제, 열 치료제 또는 조영제이다.
특정 측면에서, 방사능 치료제는 베타 에미터(beta emitter)(131I, 90Y, 177Lu, 186Re, 188Re, 이들 중 임의의 하나는 구체적으로 배제될 수 있음) 또는 감마 에미터(gamma emitter)(125I, 123I)와 같은 방사능 표지자(radiolabel)를 포함한다. 특정 측면에서, 상기 방사능 치료제는 188Re이다. 나아가, "방사능 치료제"라는 용어는 임의의 방사능-표지된(radioactivity-labeled) 모이어티(moiety)를 더 광범위하게 포함하는 것으로 간주될 수 있고, 방사성핵종(radionuclide)과 연관되거나(associated with) 이를 포함하는 임의의 리포좀 또는 LAM을 포함할 수 있다. 상기 리포좀 또는 LAM은 킬레이터(chelator), 직접적인 화학 결합 또는 링커 단백질(linker protein)과 같은 다른 수단을 통해 방사성핵종과 연관될 수 있다.
특정 측면에서, 화학 치료제는 성장하는 세포를 억제하거나 사멸하고, 암의 치료에 사용되거나 사용되도록 승인된 화합물을 비제한적으로 포함한다. 예시적인 화학 치료제는 핵의 분열(nuclear divisioni) 또는 세포 혈장 분열(cell plasma division) 수준에서 세포의 분열을 예방(prevent), 방해(disturb), 교란(disrupt) 또는 지연(delay)하는 세포증식억제제(cytostatic agent)를 포함한다. 이러한 제재는 탁산(taxanes), 특히 도세탁셀(docetaxel) 또는 파클리탁셀(paclitaxel)과 같은 미세소관(microtubules) 및 에포틸론(epothilones), 특히 에포틸론 A, B, C, D, E 및 F를 안정화(stabilize) 할 수 있거나, 빈카 알칼로이드(vinca alcaloids), 특히 빈블라스틴(vinblastine), 빈크리스틴(vincristine), 빈데신(vindesine), 빈플루닌(vinflunine) 및 비노렐빈(vinorelbine)과 같은 미세소관을 불안정화(destabilize) 할 수 있다. 리포좀은 친수성 제재을 운반하는 데 사용할 수 있고, 미셀은 친유성(lipophilic) 제재를 운반하는 데 사용할 수 있다.
일반적으로, 열치료제는 복수의 자기 나노입자(magnetic nanoparticle) 또는 교대 자기장(alternating magnetic field; AMF)과 같은 에너지원 존재 하에 자기 히스테리시스 손실(magnetic hysteresis loss)을 통해 열을 발생하는 능력이 있는 에너지 민감성 물질(energy susceptive material)의 "서셉터(susceptor)"를 포함한다. 일반적으로, 본원에 기재된 방법은, 치료가 필요한 대상(subject)에 열 치료제 화합물의 유효량을 투여(administering)하고, 상기 대상에 에너지를 적용하는 단계를 포함한다. 에너지의 적용은 자기 나노입자의 유도 가열(inductive heating)을 유도하여, 차례로 조직에 열을 가해 상기 열 치료제 화합물이 조직을 제거하도록 충분히 투여된다. 특정 측면에서, 열 치료제는 마그네타이트(magnetite; Fe3O4), 마그헤마이트(maghemite; γ-Fe2O3) 및 FeCo/SiO2를 비제한적으로 포함하고, 특정 구체예에서, 초상자성(superparamagnetic) 알갱이(grain)의 골재(aggregate), 예컨대 Co36C65, Bi3Fe5O12, BaFe12O19, NiFe, CoNiFe, Co-Fe3O4 및 FePt-Ag를 포함할 수 있고, 여기서 상기 골재의 상태는 자기 차단(magnetic blocking)을 유도할 수 있다. 열 치료에서, AC 자기장에 대한 MNP의 반응은 열 에너지를 주변으로 분산하여(dissipate) 종양 세포를 죽인다. 추가적으로, 발열 요법(hyperthermia)은 암에 대한 방사선 및 화학 요법을 향상시킬 수 있다. 본원에 사용된 "발열 요법(hyperthermia)"이라는 용어는, 약 40 내지 약 60 ℃의 온도로 조직을 가열하는 것을 지칭한다. 본원에서 "교대 자기장(alternating magnetic field)" 또는 "AMF"는, 약 80 kHz 내지 약 800 kHz의 범위의 주파수를 가지고, 주기적으로 장 벡터(field vector)의 방향을 변경하며, 일반적으로 사인파(sinusoidal), 삼각형파(triangular), 직사각형파(rectangular) 또는 그와 유사한 패턴으로 변경하는 자기장을 의미한다. AMF는 또한 정자기장(static magnetic field)에 추가되어 도출된 자기장 벡터의 AMF 성분만이 방향을 변경하도록 할 수 있다. 교대 자기장은 교대 전기장을 동반할 수 있고, 본질적으로 전자기일 수 있다는 점이 이해될 것이다. 특정 구체예에서, 상기 열 치료제는 지질의 부재하에서 알긴산 마이크로스피어 내로 혼입될 수 있고, 그로써 제재가 리포좀에 혼입되지 않고 상기 알긴산 마이크로스피어 내로 혼입된 열 치료제 함유 알긴산 마이크로스피어를 형성할 수 있다.
특정 측면에서, 조영제(contrast agent) 또는 이미징 제재(imaging agent)는 전이 금속, 탄소 나노튜브, 풀러렌 및 그래핀과 같은 탄소 나노물질, 인도시아닌 그린(indocyanine green; ICG)과 같은 근적외선(near-infrared; NIR) 염료 및 금 나노입자를 비제한적으로 포함한다. 전이 금속은 원소 주기율표의 3 내지 10 족에 속하는 금속으로, 예컨대, 티타늄(Ti), 바나듐(V), 나이오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 크로뮴(Cr), 몰리브데넘(Mo), 텅스텐(W), 망간(Mn), 철(Fe), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 니켈(Ni), 구리(Cu), 테크네튬(Tc), 레늄(Re), 코발트(Co), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 플래티넘(Pt), 은(Ag), 금(Au) 및 유로피움(Eu), 가돌리늄(Gd), 란타눔(La), 이테르븀(Yb) 및 에르븀(Er)과 같은 란탄족 또는 갈륨(Ga) 및 인듐(In)과 같은 후전이 금속을 의미한다. 일 측면에서, 상기 이미징 양식(modality)는 양전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography; PET), 단일 광자 방출 단층촬영(Single Photon Emission Tomography; SPECT), 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography; CT), 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging; MRI), 초음파 영상(Ultrasound Imaging; US) 및 광학 이미징(Optical Imaging)을 포함하는 군에서 선택된다. 본 발명의 다른 측면에서, 상기 이미징 양식은 양전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography; PET)이다. 상기 이미징 제재는 방사성표지(radiolabel), 형광단(fluorophore), 형광색소(fluorochrome), 광학 리포터(optical reporter), 자기 리포터(magnetic reporter), X선 리포터(X-ray reporter), 초음파 영상 리포터(ultrasound imaging reporter) 또는 나노입자 리포터(nanoparticle reporter)를 비제한적으로 포함한다. 본 발명의 다른 측면에서, 상기 이미징 제재는 아스타틴(astatine), 비스무트(bismuth), 탄소(carbon), 구리(copper), 불소(fluorine), 갈륨(gallium), 인듐(indium), 요오드(iodine), 루테튬(lutetium), 질소(nitrogen), 산소(oxygen), 인(phosphorous), 레늄(rhenium), 루비듐(rubidium), 사마륨(samarium), 테크네튬(technetium), 탈륨(thallium), 이트륨(yttrium) 및 지르코늄(zirconium)을 포함하는 군에서 선택된 방사성 동위원소를 포함하는 군에서 선택된 방사능표지자(radiolabel)이다. 또 다른 측면에서, 상기 방사능표지자는 지르코늄-89(89Zr)(zirconium-89(89Zr)), 요오드-124(124I)(iodine-124(124I)), 요오드-131(131I)(iodine-131(131I)), 요오드-125(125I)(iodine-125(125I)), 요오드-123(123I)(iodine-123(123I)), 비스무트-212(212Bi)(bismuth-212(212Bi)), 비스무트-213(213Bi)(bismuth-213(213Bi)), 아스타틴-221(211At)(astatine-221(211At)), 구리-67(67Cu)(copper-67(67Cu)), 구리-64(64Cu)(copper-64(64Cu)), 레늄-186(186Re)(rhenium-186(186Re)), 레늄-186(188Re)(rhenium-186(188Re)), 인-32(32P)(phosphorus-32(32P)), 사마륨-153(153Sm)(samarium-153(153Sm)), 루테튬-177(117Lu)(lutetium-177(117Lu)), 테크네튬-99m(99PTc)(technetium-99m(99mTc)), 갈륨-67(67Ga)(gallium-67(67Ga)), 인듐-111(111In)(indium-111(111In)), 탈륨-201(201Tl) (thallium-201(201Tl)), 탄소-11(carbon-11), 질소-11(13N)(nitrogen-13(13N)), 산소-15(15O)(oxygen-15(15O)), 불소-18(18F)(fluorine-18(18F)), 루비듐-82(82Ru)(rubidium-82(82Ru))를 포함하는 군에서 선택된다.
본 발명의 다른 구체예는 본 출원서에 걸쳐 논의된다. 본 발명의 일 측면에 대하여 논의되는 임의의 구체예는 본 발명의 다른 측면에도 적용될 수 있으며, 그 반대로도 마찬가지이다. 본원에 기술되는 각 구체예는 본 발명의 모든 측면에 적용될 수 있는 본 발명의 구체예로 이해되어야 한다. 본원에서 논의되는 임의의 구체예는 본 발명의 임의의 방법 또는 조성물에 대하여 고려될 수 있고, 그 반대로도 마찬가지이다. 추가적으로, 본 발명의 조성물 및 키트는 본 발명의 방법을 달성하기 위하여 사용될 수 있다.
"하나" 또는 "하나의"라는 단어의 사용은 청구범위 및/또는 명세서에서 "포함하는"이라는 용어와 함께 사용될 때, "하나"를 의미할 수 있지만, "하나 또는 그 초과", "적어도 하나" 및 "하나 또는 하나 초과"의 의미와 상통할 수 있다.
본 명세서에 걸쳐, "약"이라는 용어는 값을 결정하기 위해 적용되는 장치 또는 방법의 오차의 표준 편차를 포함하는 값을 의미한다.
청구범위에서 "또는" 이라는 용어의 사용은, 본 개시가 대안(alternative) 및 "및/또는"만을 지칭하는 정의를 지지함에도 불구하고, 명시적으로 대안만을 지칭하거나 명시적으로 그 대안이 상호 배타적임을 지칭하지 않는 한, "및/또는"을 의미하기 위하여 사용된다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용될 때, "포함하는" (및 "포함하다"와 같은 "포함하는"의 임의의 형태), "가지는"(및 "가지다"와 같은 "가지는"의 임의의 형태), "함유하는"(및 "함유하다"와 같은 "함유하는"의 임의의 형태)는 포괄적이거나 개방적이며 추가적이고, 언급되지 않은 구성 또는 방법 단계를 배제하지 않는다.
본원에서 사용될 때, "포함하다", "포함하는", "함유하다", "함유하는" "가지다", "가지는", "특징화 된" 또는 이들의 임의의 변형은 명시적으로 달리 지칭되는 임의의 제한에 따라, 언급된 구성 요소의 비제한적인 포함(non-exclusive inclusion)을 내포하는 의도이다. 예를 들어, 일련의 구성요소(예컨대, 구성 또는 특징 또는 단계)를 "포함하는" 화학적 조성물 및/또는 방법은 그 구성요소들에(또는 구성 또는 특징 또는 단계)에만 필수적으로 제한되지 않고, 상기 화학적 조성물 및/또는 방법에 나열되거나 내재되어 표현되지 않은 다른 구성요소를 포함할 수 있다.
본원에서 사용될 때, "구성되는" 및 "로 구성되는"과 같은 전환부(transitional phrase)는 특정되지 않은 임의의 구성요소, 단계 또는 구성을 배제한다. 예를 들어, 청구범위에 사용된 "구성되는" 또는 "로 구성되는"은 통상적으로 연관될 수 있는 불순물(impurity; 예를 들어, 주어진 구성요소의 불순물)을 제외하고 특히 상기 청구범위에 언급된 구성요소, 물질 또는 단계로 청구범위를 제한할 수 있다. "구성되는" 또는 "로 구성되는"과 같은 어구가 전단부(preamble)에 곧바로 뒤따르는 것이 아니라 청구항의 본체부(body)의 절(clause)에 나타날 때, 상기 "구성되는" 또는 "로 구성되는"과 같은 어구는 그 절에서 제시되는 구성요소(또는 구성 또는 단계) 만으로 한정하며, 다른 구성요소(또는 구성)는 상기 청구범위 전체에서 제외되지 않는다.
본원에서 사용될 때, "필수적으로 구성되는" 및 "필수적으로 포함하는"이라는 전환부는 문자 그대로 개시된 외에 추가적인 물질, 단계, 특징, 구성 또는 구성 요소를 포함하는 화학적 조성물 및/또는 방법을 정의할 때 사용되며, 이러한 추가적인 물질, 단계, 특징, 구성 또는 구성 요소는 청구하는 발명의 기본적이고 신규한 특성(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 경우에 한한다. "필수적으로 포함하는"이라는 용어는 "포함하는" 및 "구성되는" 사이의 중간을 차지한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 하기 상세한 설명으로부터 자명해질 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 특정 실시예는, 본 발명의 특정한 구체예를 나타냄에도 불구하고, 단지 예시적인 방법으로 제공되는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 취지와 범위 내 다양한 변화와 수정은 본 상세한 설명으로부터 당업계 통상의 기술자에게 명백해질 것이다.
하기 도면은 본 명세서의 일부를 형성하고 본 발명의 특정 측면을 추가적으로 입증하기 위해 포함된다. 본 발명은 본원에 제시된 명세서 구체예의 상세한 설명과 조합하여 이러한 하나 또는 그 초과의 도면을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
도 1: 간에서의 색전 효능(embolic efficacy)을 보여주는 간 동맥(hepatic artery) 내 동맥내주사(intra-arterial injection) 후 두 래빗(rabbit)의 상.
하기 논의는 본 발명의 다양한 구체예에 관한 것이다. “발명”이라는 용어는 임의의 특정 구체예를 언급하거나 본 개시의 범위를 제한하려는 의도가 아니다. 이들 구체예 중 하나 또는 그 초과가 바람직할 수 있지만, 개시된 구체예는 청구범위를 포함한 본 개시 내용의 범위를 제한하는 것으로 해석되거나 달리 사용되어서는 안 된다. 또한, 당업자는 하기 설명이 광범위하게 적용되며, 임의의 구체예에 대한 논의는 단지 그 구체예의 예시를 의미하고, 청구범위를 포함한 개시 내용이 그 구체예에 제한됨을 암시하려는 의도가 아니다.
구체예들은 치료제 및/또는 진단적 알긴산 마이크로스피어에 관한 것이다. 특정 측면은 동맥내 색전 요법(intra-arterial embolic therapy)을 위한 치료적 알긴산 마이크로스피어에 관한 것이다. 추가적인 측면에서, 상기 치료적 알긴산 마이크로스피어는 방사능 치료제 알긴산 마이크로스피어이다. 특정 구체예에서, 초음속 분무 아토마이제이션(atomization)이 알긴산 마이크로스피어를 생산하기 위해 사용될 수 있다. 본원에 기재된 방법은 작고(20 내지 80 마이크론) 균일한 리포좀 함유 알긴산 마이크로스피어(liposome containing alginate microspheres; LAM)를 생성하는데 이용될 수 있다. 크기가 250 마이크론인 마이크로스피어 내 캡슐화 된 더 큰 레늄 리포좀이 기재된다; 그러나 예를 들어, 간세포 암종(hepatocellular carcinomas; HCCs) 및 다른 암에 대한 동맥 내 전달을 위해서는 더 작은 마이크로스피어가 필요하다. 특정 측면은 다음을 포함한다:
종양으로의 동맥 내 전달 후 느린 방출의 잠재성이 있는 Dox-LAM 내부에 안정적으로 유지되는 초음속 아토마이제이션을 사용하여 LAM에 다양한 항암 약물(anti-cancer drug; 예컨대 약물 독소루비신(doxorubicin))을 로딩하는 방법.
레늄-188, Tc-99m 또는 다양한 항암제를 미리 형성된 LAM에 안정적으로 로딩하는 방법. 놀랍게도, 표지제(labeling agent) 또는 약물은 알긴산 마이크로스피어에 침투한 후 상기 리포좀으로 진입하여 안정적으로 갇힐 수 있다.
작은 10 나노미터 철 입자를 함유하는 자기 알긴산 마이크로스피어(magnetic alginate microsphere; MAM)를 제조하는 방법. 놀라운 발견은 이러한 작은 철 나노입자가 상기 알긴산 마이크로스피어 내에 안정적으로 유지된다는 것이다. 본 발견에 사용된 철 나노입자는 현재 샌 안토니오(San Antonio)에서 교대 전류장(alternating current field) 내 열적 가열(thermal heating)을 통해 인간 전립선 암을 치료하는 방법을 위해 개발 중이다.
특정 측면에서, Re-188 베타-방출(beta-emitting) 마이크로스피어는 간암의 치료에 사용될 수 있다. 색전성이지만,, 궁극적으로 생분해가 가능한 마이크로캡슐은 저렴한 베타-방출 방사성 핵종 Re-188을 운반할 수 있다. 이런 치료제는 단 몇 시간 안에 제조 및 투여될 수 있고 고품질 이미징을 가능하게 한다. 제안된 모델은 Re-188 리포좀을 알긴산 마이크로스피어 내로 캡슐화하는 것을 포함한다.
이 마이크로스피어 시스템은 방사성 핵종에 추가적으로 약물을 운반할 수 있어 유연하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 선행 연구에서, 방사성표지 리포좀 독소루비신은 방사성 핵종 레늄과 함께 사용되었다. 이러한 리포좀 독소루비신은 간암의 동맥 내 치료를 위해 마이크로스피어에 잠재적으로 통합될 수 있다. 이러한 이중 양식(dual modality) 마이크로스피어는 개선된 치료적 이점을 가질 수 있다. 동맥 내 주입하는 동안 종양 치료의 시각화를 돕기 위해 방사선-불투과성(radio-opaque) 물질인 요오드 조영제를 상기 마이크로스피어에 통합하는 것도 가능할 수 있다.
I. 알긴산 마이크로스피어(Alginate Microspheres)
알긴산은 칼슘 및 바륨과 같은 2가 양이온의 존재 하에 경화된 겔 매트릭스를 형성하는 다당류이다. 알긴산으로 제조된(constructed) 마이크로스피어는 알긴산 매트릭스에서 치료제의 지연 방출에 대해 조사되었다. 특히, 저분자량 분자(예컨대, 독소루비신)는 스피어로부터 및 표적 조직으로 빠져나갈 수 있다. 유리 방사성 핵종(free radionuclide)도 예외가 아니며, 동맥 내 투여할 경우 순환계로 누출될 가능성이 매우 높다. 따라서, 본 발명은 상기 방사성 핵종이 다공성 알긴산 인터페이스를 빠져나가는 것을 허용하지 않으면서, 알긴산 마이크로스피어에 Re-188을 캡슐화하는 것에 달려있다. 본 개시는 Re로 표지된 리포좀으로 알긴산 마이크로스피어를 제조하여 마이크로스피어에서 Re-188을 성공적으로 캡슐화하는 것을 제안한다. 상기 리포좀은 Re-188이 지질 이중층을 통과하는 것을 허용하지 않으며, 리포좀은 100 nm 초과이므로, 알긴산의 다공성 인터페이스를 빠져나갈 수 없다. 이러한 스피어는 방사선 색전술을 위해 간 종양으로의 직접 동맥 내 전달을 위한 것으로 의도되어, 모세혈관층(capillary bed)에 진입할 수 있지만 (순환계로) 통과할 수는 없는 크기의 범위를 필요로 한다. 따라서 제안된 모델은 레늄 리포좀을 포함하는 알긴산 마이크로스피어(20 내지 80 μm)를 생산하는 수단이다. 전술했듯이, Tc-99m은 두 방사성 핵종이 유사한 화학(chemistry)을 공유하기 때문에, Re-188의 자리를 대신하여 상기 방사성 핵종을 대체할 수 있다. 방사성 표지 절차(radiolabeling procedure)는 실질적으로 동의어(synonymous)이다.
리포좀 형성. 황산 암모늄 구배 리포좀(ammonium sulfate gradient liposomes)을 구성한다. 둥근 바닥 플라스크(round-bottomed flask)에 인지질과 콜레스테롤을 적정량 첨가한다. 지질 조성물에 따라 클로로포름 또는 클로로포름-메탄올을 추가하여 지질을 용해하고 지질 용액을 형성한다. 용매를 제거하고 지질 박막(thin film)을 형성하기 위해 지질 용액에 로터리 이베퍼레이션(rotary evaporation)을 수행한다. 온도 및 이베퍼레이션 시간은 지질 제형에 따라 다르다. 적어도 4 시간 동안 진공에서 지질 박막을 건조(desiccate)한다. 특정 측면에서 건조는 밤새 이루어질 수 있다. 미리 결정된 총 지질 농도(예를 들어, 60 mM)로 주사하기 위해 지질 박막(예를 들어, 멸균수(sterile water) 내 300 mM 수크로오스(sucrose))을 재수화한다. 모든 지질이 용액 내에 존재할 때까지 용액을 와류하고 지질 상 전이 온도 이상으로 가열한다. 지질 용액을 동결하고, 동결건조(lyophilize)하여 건조 분말을 형성한다. 건조 분말을 적절한 완충액(예를 들어, 멸균 수 내 황산 암모늄) 내에서 적절한 총 지질 농도(예를 들어, 60 mM)로 재수화하여 새로운 용액을 형성한다. 모든 지질이 용액 내에 존재할 때까지 용액을 격렬하게 와류하고 지질 상 전이 온도 이상으로 가열한다. 액체 질소로 상기 지질 용액을 동결한 후 지질 상 전이 온도 이상의 온도로 설정된 수조(water bath)에서 해동(thaw)한다. 적어도 3 싸이클 동결-해동 과정을 반복한다. 원하는 입자 직경이 수득될 때까지 리포좀 샘플을 압출(extrude)한다. 압출 후, 최종 리포좀 생성물은 필요할 때까지 4 °C에서 보관되어야 한다. 상기 리포좀은 레이저 광 산란 입자 사이징(laser light scattering particle sizing), 발열성(pyrogenicity), 무균성(sterility) 및 지질 농도(lipid concentration)로 특징지어질 수 있다.
알긴산 제조. 알긴산 용액(예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6 % w/v)은 물 또는 다른 적절한 완충액(예를 들어, HEPES 완충액) 내에서 준비된다. 알긴산 용액은 균질화(homogenize)되고 기포를 제거하기 위해 최소 48시간 동안 방치되는 것이 허용된다.
가교 준비. 0.136 M CaCl-2H2O 및 0.05% w/v Tween 80의 가교 용액이 준비된다. 특정 예시에서는 BaCl2도 허용되는 가교제이다.
방사성 표지된 리포좀 준비. pH 7.4의 완충액으로 Sephadex G-25 컬럼(column)을 준비한다. 일반적으로, 리포좀 2 ml 당 컬럼 1개를 사용할 수 있다. Sephadex G25 컬럼 레저버(reservoir)에서 완충액을 배출하고 상기 컬럼의 상단에 리포좀을 첨가하며 pH 7.4 완충액으로 용리(elute)한다. 수율을 최대화하고 희석을 최소화하기 위해, 방사성 표지 전에 리포좀을 탈염(desalting)하기 위해 원심 분리 방법(중력 방법 보다는)을 사용한다. 수율을 최대화하고 효율성을 최소화하려면, 표지된 리포좀을 Sephadex 컬럼을 통과하여 진행하지 않는다. 이후 단계에서 상기 스피어를 세척하는 과정에서 유리(free) Re-188/Tc-99m가 제거된다.
리포좀/알긴산 용액 제조. 균질할 때까지 리포좀 용액을 알긴산 용액과 부피로 1:1 와류한다.
노즐 장치(Nozzle apparatus) 및 그 용도. 특정 측면에서, 노즐 장치가 사용된다. 상기 노즐 장치는 하기 사양(specification) 중 하나 또는 그 초과를 가질 수 있다. (a) 동맥내 색전증을 위해, 25 kHz 노즐이 추천된다. (b) 5.0W의 제너레이터(generator). (c) 0.5 ml/분의 실린지 펌프(syringe pump) (이 정도로 낮은 유속을 위해서 마이크로보어가 필요할 수 있음). (d) 가교 용액을 교반 플레이트(stir plate) 상 및 노즐 아래(예를 들어, 약 4cm 아래) 위치한다. 노즐 사용의 전체에 대해 활성화한다. (e) 제너레이터를 활성화한 후 실린지 펌프를 활성화하여 알긴산 마이크로스피어를 함유하는 리포좀을 형성한다. 마이크로스피어를 CaCl2 용액 내, 실온에서 5분간 배양한다. 1000 내지 1200 rpm에서 마이크로스피어를 스핀 다운(spin down)하고, 상층액을 추출하여 유리(free) Re-188/Tc-99m의 스피어를 세척한다. 멸균 DI 워터를 이용하여 상기 펠릿(pellet)을 추가로 재-서스펜딩(re-suspending)함으로써 상기 스피어를 세척하는 것이 추천된다. 상기 혼합물을 원심분리하고, 상층액을 추출한다. 멸균 식염수(saline)에 세척된 스피어를 리서스펜드(resuspend)한다. 가교 또는 원심 분리 중에 발생할 수 있는 덩어리(clumping)을 제거하기 위해 100 μm-기공 스테인리스 스틸 메쉬를 통해 스피어/식염수 용액을 진행한다. 동맥 내 투여를 위해 실린지 내에 마이크로스피어를 포함하는 리포좀을 드로우업(draw up)한다.
이러한 마이크로스피어는 인터벤션 영상의학(interventional radiology)에 의한 간 종양의 치료를 위한 현재의 Y-90 마이크로스피어와 비교하여 하기와 같은 유의한 이점을 가질 것으로 예상된다: Re-188은 Y-90 마이크로스피어보다 용이하게 입수 가능하고, 유의하게 덜 비쌀 수 있다. 이는 레늄-188 제너레이터가 이제는 500 mCi 제너레이터(4 개월간 하루에 수 명의 환자를 치료하기에 충분함) 또는 3,000 mCi 제너레이터(4 개월간 하루에 5 내지 10명의 환자를 치료하기에 충분함)에 대해 상대적으로 저렴한 비용으로 일회성(one-time basis)으로 구입할 수 있기 때문이다. 이러한 제너레이터는 6개월동안 매일 제너레이터로부터 Re-188을 밀킹(milking)함으로써 6개월 까지 사용될 수 있다. 이러한 제너레이터는 간 종양의 성장률을 고려할 때, 환자에게 유의한 이점을 제공할 수 있는 단기간 투여용(dosing on short notice) Re-188 마이크로스피어의 신속한 제조를 제공한다. Re-188 마이크로스피어의 저렴한 비용 및 준비된 가용성은 반응기에서 제조되어 2주 앞선 오더(order)를 필요로하는 Y-90 마이크로스피어에 비교했을 때 유의한 이점을 제공할 수 있다. 레늄 제너레이터의 저렴한 비용과 휴대 가능성은 또한 본 기술이 미국보다 간 종양 발생률이 높은 개발도상국에서 쉽게 이용이 가능하다는 것을 의미할 수 있다.
Y-90과 마찬가지로, Re-188은 조직 내에서 평균 조직 경로 길이(mean tissue path length)가 4 mm인 고에너지 베타 입자를 가진다. 이러한 조직 경로 길이는 간 종양 내에서 광범위한 방사능의 마이크로 필드(micro field)를 제공하는 동맥 내 치료(intra-arterial therapy)에 중요하다. 이러한 베타 에너지와 조직 내 경로 길이는 현재 교모세포종(glioblastoma)의 치료에 사용되고 있는 Re-186의 2배 크다. Y-90과 달리, Re-188은 분포(distribution) 및 유지(retention)을 모니터링 하기 위한 초고품질 SPECT(very high-quality SPECT) 상을 얻기 위한 이상적인 광자 에너지 범위 내 15% 감마 광자를 가진다. 대조적으로, Y-90은 감마 광자를 방출하지 않으며, 레늄-188보다 최소 100 배 적은 광자 플럭스(flux)를 가지는 Bremsstrahlung 복사(Bremsstrahlung radiation)만을 생성한다. 레늄은 레늄-188 마이크로스피어의 사용 장소 근처에 위치할 수 있는 Re-188 제너레이터로부터 쉽게 수득될 수 있다. 이러한 제너레이터는 6 개월간 지속될 수 잇고, 상대적으로 저렴한 비용으로 수천명의 환자들의 치료를 위한 레늄-188을 제공할 수 있다.
특정 구체예에서, 상기 마이크로스피어는 분무 아토마이제이션(spray atomization)을 통해 생성될 수 있다. 아토마이제이션을 위한 종전의 방법은 기압 및 전기분무법(electrospraying)을 포함한다. 특정 측면에서, 상기 방법은 타이트(tight)한 크기 범위를 가지는 마이크로스피어를 생성하기 위한 방법으로서 초음파처리(ultrasonication)을 사용한다. 뉴욕 주 포킵시(Poughkeepsie, NY)의 Sono-tek Corp는 종전의 방법에 비해 좁은 크기 범위의 유체를 신속하게 아토마이즈할 수 있는 초음파 아토마이징 표면(ultrasonicating atomizing surface)을 가지는 노즐을 구성한다. 평균 마이크로스피어 크기는 스피어의 생산을 위해 선택한 주파수 노즐에 주로 의존한다. 노즐에 대한 연구는 20 내지 80 (평균 44 마이크론)의 크기 범위를 가지는 스피어는 0.5 ml/분의 속도로 25 kHz 노즐을 통해 생성될 수 있다.
알긴산 마이크로스피어는 또한 미세유동화 기술(Microfluidization technology)을 이용하여 제조될 수도 있다. 생산될 수 있는 알긴산 마이크로스피어의 크기는 사용되는 미세유체 시스템(microfluidics system)에 의존하여 20 내지 500의 범위일 수 있다. 40 ± 3 마이크론의 알긴산 마이크로스피어는 미세유동화를 사용하여 준비될 수 있다. 이 방법은 이 방법이 도입하는 시간 요인으로 인해 아직 방사성 핵종으로 테스트되지는 않았다. 초음파 아토마이제이션을 통한 가교는 수 분이 소요되는 반면, 단일 마이크로유체 칩(single microfluidics chip)으로 스피어를 구성하는 데에는 하루 전체가 소요된다. 많은 방사능이 환자에게 투여되기도 전에 붕괴될 것이다. 따라서, 이 방법은 (A) 다수의 칩을 동시에 사용하거나 (B) 단일한 칩을 복수의 입구/출구와 함께 사용하는 방법을 고려할 수 있다.
리포좀 나노입자를 함유하는 생분해성 알긴산 마이크로스피어를 사용하는 것의 유의한 이점은 종양 내에서 종양 내(intratumoral) 치료제의 분포를 개선하기 위해 종양 내 대식세포(intratumoral macrophages)에 의한 리포좀 마이크로스피어의 섭취의 이점을 취할 수 있다는 잠재력으로 고려된다. 이러한 개선된 생체분포(biodistribution)는 상기 종양 내에서 자유롭게 이동할 수 있는 대식세포에 의해 분해된 마이크로스피어의 식균 작용(phagocytosis)에 의한 것임이 추가로 고려된다. 대식세포는 또한 종양의 작은 영역인 주입 부위(injection site)로부터 전체 종양을 커버하기 위해 나노입자 이동을 보여주는 증거와 함께 다른 유형의 나노입자의 종양 커버리지(tumor coverage)를 강화하는 메커니즘으로써 제안되었다. 동맥 내 전달 후 뒤따르는 대식세포 강화 종양 내 커버리지 강화(Macrophage enhanced intratumoral coverage enhancement)는 베타 방출 방사선 핵종 나노입자를 함유하는 분해성 마이크로스피어가 종양에 영양을 공급(feeding)하는 동맥을 색전화(embolize)하는 것을 포함할 수 있다. 대식세포는 마이크로스피어를 부분적으로 분해하고 나노입자를 섭취하며 상기 종양의 포션(portion)을 따라 치료적 방사선(therapeutic radiation)을 이동할 수 있다. 마이크로스피어는 완전히 분해될 수 있고, 대식세포는 상기 종양의 칩습성 변연(invasive margin)을 포함하여 종양을 커버할 수 있다.
최근 연구는 250 마이크론 크기의 알긴산 마이크로스피어를 간에 주사할 때, 이러한 알긴산 마이크로스피어의 상당한 포션이 2주까지 종양 내에서 분해되고 확산(spread)됨을 보여준다. 100 μm보다 작은 마이크로스피어를 사용하는 것은 200 마이크론 초과의 마이크로스피어와 반대로 대식세포에 의한 그들의 생분해성을 향상할 가능성이 높다. 필요한 경우 분해 속도를 높일 수 있는 또 다른 접근법은 알긴산 마이크로스피어 내에 젤라틴(gelatin) 및 글루코만난(glucomannan)과 같은 다른 성분을 포함하는 것이다. 게이츠 재단(Gates Foundation)의 약물 전달 보조금(drug delivery grant)의 일환으로 수행된 선행 연구에서, 우리는 상당한 양의 젤라틴(콜라겐)(1:2의 젤라틴 대 알긴산 비율) 및/또는 글루코만난(1:2의 글루코만난 대 알긴산 비율) 또한 여전히 안정한 알긴산 기반 마이크로스피어를 형성할 수 있었으며, 안정적으로 Tc-99m 또는 Re-186으로 방사성 표지될 수 있었다. 상기 마이크로스피어의 구성을 변경하는 것은 잠재적으로 대식세포 내 콜라게나아제(collagenase)의 존재로 인한 더 빠른 대식세포 분해를 야기하고, 글루코만난에 의한 대식세포 상 만노스 수용체(mannose receptor)의 M2 대식세포 자극이 증가하여, 하이브리드(hybrid) 알긴산/글루코만난 마이크로스피어의 더 빠른 식균 작용 및 분해로 귀결된다. 선행 연구는 글루코만난은 나노 입자의 대식세포 흡수(uptake)를 향상시킨다는 것을 보여주었다. 분해성 마이크로스피어를 생성하고 그들의 투여 후 분해 시간을 제어하는 능력은 비생분해성 유리(glass) 또는 수지(resin) 마이크로스피어를 사용한 색전술과 비교하여 이러한 알긴산-기반 마이크로스피어의 제조에 유의한 이점을 제공할 수 있다. 생분해성 마이크로스피어는 영구적인 유리 또는 수지 마이크로스피어에 비해 정상 간 조직에 손상을 덜 야기할 수 있다.
레늄-마이크로스피어는 초기 암 후보 치료가 간암인 동맥 내 전달에 의한 암 치료에 사용될 수 있다. 이와 같은 전략은 잠재적으로 폐암으로 확장할 수 있다. 저렴한 레늄-188 제너레이터와 알긴산 마이크로스피어 생산 가능성은 이 치료법이 암 치료의 저렴한 옵션이 되도록 한다.
레늄-188에 대한 매우 대표적인 써로게이트(surrogate)인 Tc-99m 리포좀 함유 마이크로스피어(Tec-LAM)는 래빗(rabbit)의 간동맥에 동맥 내 주사되었고, 1 시간 투여-후 2마리의 래빗의 이러한 상(image)에 나타난 바와 같이 간에 색전 효과를 보여준다. 24시간 후 상에 최소한의 변화가 있었고 두 래빗 모두 매우 좋은 유지력을 가지는 유사한 간의 외형을 가졌다. 폐나 신장에서 시각화된 활동이 없음을 유의한다. 이러한 Tec-LAM에 대해 폐 활동 시각화의 부족은 매우 유망하다. 현재 임상적으로 이용가능한 Y-90 함유 마이크로스피어는 일반적으로 폐에서 5% 활성을 가지며, 이는 폐로의 션팅(shunting)이 너무 높을 때 치료를 제한하는 요인이 될 수 있다. 폐 활동이나 신장(renal) 활동이 시각화되지 않는다는 사실은 매우 고무적이며, LAM은 그것이 주입되는 위치에서 동맥 내 색전성(embolic intra-arterially)이며, 어떠한 긴 시간이 지남에 따라 순환계에서 크게 벗어나지 않음을 보여준다. Re-186 마이크로스피어의 개발이 개발되었지만, 아직 인 비트로(in vitro) 테스트되지는 않았다.
Ⅱ. 리포좀(Liposomes)
리포좀 조성물을 위한 적절한 지질의 선택은 하기 요소에 의해 지배된다: (1) 리포좀 안정성, (2) 상 전이 온도, (3)전하, (4) 포유동물 시스템(mammalian system)에 대한 비독성(non-toxicity), (5) 캡슐화 효율, (6) 지질 혼합물 특성 등. 소포-형성(vesicle-forming) 지질은 바람직하게는 2개의 탄화수소 사슬, 전형적으로 아실 사슬 및 극성 또는 비극성 헤드 그룹(head group)을 가진다. 상기 탄화수소 사슬은 포화되거나 다양한 불포화도를 가질 수 있다. 스핑고지질(sphingolipid), 에테르 지질(ether lipid), 스테롤(sterol), 인지질(phospholipid), 포스포글리세리드(phosphoglyceride) 및 당지질(glycolipid)(예를 들어, 세레브로사이드(cerebroside) 및 강글리오사이드(ganglioside))을 포함하는 다양한 합성 소포-형성 지질(synthetic vesicle-forming lipid) 및 자연-발생 소포-형성 지질(naturally-occurring vesicle-forming lipid)이 있다.
포스포글리세리드(Phosphoglyceride)는 포스파티딜콜린(phosphatidylcholine), 포스파티딜에탄올아민(phosphatidylethanolamine), 포스파티드산(phosphatidic acid), 포스파티딜이노시톨(phosphatidylinositol), 포스파티딜세린(phosphatidylserine) 포스파티딜글리세롤(phosphatidylglycerol) 및 디포스파티딜글리세롤(diphosphatidylglycerol)(카디오리핀(cardiolipin))과 같은 인지질을 포함하며, 여기서 두 탄화수소 사슬은 전형적으로 약 14 내지 22 탄소 원자 길이이고, 다양한 불포화도를 가진다. 본원에서 사용될 때, "PC"라는 약어는 포스파티딜콜린(phosphatidylcholine)을 의미하고, "PS"는 포스파티딜세린(phosphatidylserine)을 의미한다. 포화 및 불포화 지방산을 함유하는 지질은 당업자에게 널리 이용 가능하다. 추가적으로, 상기 지질의 두 탄화수소 사슬은 대칭 또는 비대칭일 수 있다. 아실 사슬이 다양한 길이와 포화도를 가지는 상기 지질 및 인지질은 상업적으로 입수하거나 출판된(published) 방법에 따라 준비될 수 있다.
포스파티딜콜린(Phosphatidylcholine)은 디라우로일 포스파티딜콜린(dilauroyl phophatidylcholine), 디미리스토일포스파티딜콜린(dimyristoylphophatidylcholine), 디팔미토일포스파티딜콜린(dipalmitoylphophatidylcholine), 디스테아로일포파티딜콜린(distearoylphophatidyl-choline), 디아라키도일포파티딜콜린(diarachidoylphophatidylcholine), 디올레오일포파티딜콜린(dioleoylphophatidylcholine), 디리놀레오일-포스파티딜콜린(dilinoleoyl-phophatidylcholine), 디루코일포파티딜콜린(dierucoylphophatidylcholine), 팔미토일-올레오일-포스파티딜콜린(palmitoyl-oleoyl-phophatidylcholine), 에그 포스파티딜콜린(egg phosphatidylcholine), 미리스토일팔미토일포스파티딜콜린(myristoyl-palmitoylphosphatidylcholine), 팔미토일-미리스토일-포스파티딜콜린(palmitoyl-myristoyl-phosphatidylcholine), 미리스토일스테아로일포스파티딜콜린(myristoyl-stearoylphosphatidylcholine), 팔미토일스테아로일포스파티딜콜린(palmitoyl-stearoyl-phosphatidylcholine), 스테아로일팔미토일포스파티딜콜린(stearoyl-palmitoylphosphatidylcholine), 스테아로일-올레오일-포스파티딜콜린(stearoyl-oleoyl-phosphatidylcholine), 스테아로일-리놀레오일포스파티딜콜린(stearoyl-linoleoylphosphatidylcholine) 및 팔미토일-리놀레오일-포스파티딜콜린(palmitoyl-linoleoyl-phosphatidylcholine)을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 비대칭 포스파티딜콜린(Assymetric phosphatidylcholine)은 1-아실(1-acyl), 2-아실-sn-글리세로-3-포스포콜린(2-acyl-sn-glycero-3-phosphocholine)으로 지칭되며, 여기서 아실기들은 서로 다르다. 대칭 포스파티딜콜린(Symmetric phosphatidylcholine)은 1,2-디아실-sn-글리세로-3-포스포콜린(1,2-diacyl-sn-glycero-3-phosphocholine)으로 지칭된다. 본원에서 사용될 때, "PC"라는 약어는 포스파티딜콜린(phosphatidylcholine)을 지칭한다. 포스파티딜콜린 1,2-디미리스토일-sn-글리세로-3-포스포콜린(phosphatidylcholine 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine)은 본원에서 "DMPC"로 약칭된다. 포스파티딜콜린 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-포스포콜린(phosphatidylcholine 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine)은 본원에서 "DOPC"로 약칭된다. 포스파티딜콜린 1,2-디팔미토일-sn-글리세로-3-포스포콜린(phosphatidylcholine 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine)은 본원에서 "DPPC"로 약칭된다.
일반적으로, 다양한 지질에서 발견되는 포화 아실기는 프로피오닐(propionyl), 부타노일(butanoyl), 펜타노일(pentanoyl), 카프로일(caproyl), 헵타노일(heptanoyl), 카프릴로일(capryloyl), 노나노일(nonanoyl), 카프릴(capryl), 운데카노일(undecanoyl), 라우로일(lauroyl), 트리데카노일(tridecanoyl), 미리스토일(myristoyl), 펜타데카노일(pentadecanoyl), 팔미토일(palmitoyl), 피타노일(phytanoyl), 헵타데카노일(heptadecanoyl), 스테아로일(stearoyl), 노나데카노일(nonadecanoyl), 아라키도일(arachidoyl), 헤네이코사노일(heneicosanoyl), 베헤노일(behenoyl), 트루시사노일(trucisanoyl) 및 리그노세로일(lignoceroyl)의 통칭을 가지는 그룹을 포함한다. 포화 아실기에 대응하는 IUPAC 이름은 트리아노익(trianoic), 테트라노익(tetranoic), 펜타노익(pentanoic), 헥사노익(hexanoic), 헵타노익(heptanoic), 옥타노익(octanoic), 노나노닉(nonanoic), 데카노익(decanoic), 운데카노익(undecanoic), 도데카노익(dodecanoic), 트라이데카노익(tridecanoic), 테트라데카노익(tetradecanoic), 펜타데카노익(pentadecanoic), 헥사데카노익(hexadecanoic), 3,7,11,15-테트라메틸헥사데카노익(3,7,11,15-tetramethylhexadecanoic), 헵타데카노익(heptadecanoic), 옥타데카노익(octadecanoic), 노나데카노익(nonadecanoic), 아이코사노익(eicosanoic), 헤네이코사노익(heneicosanoic), 도코사노익(docosanoic), 트로코사노익(trocosanoic) 및 테트라코사노익(tetracosanoic)이다. 대칭 및 비대칭 포스파티딜콜린(phosphatidylcholine)에서 모두 발견되는 불포화 아실 그룹에는 미리스톨레오일(myristoleoyl), 팔미톨레일(palmitoleyl), 올레오일(oleoyl), 엘라이도일(elaidoyl), 리놀레오일(linoleoyl), 리놀레노일(linolenoyl), 에이코세노일(eicosenoyl) 및 아라키도노일(arachidonoyl)이 포함된다. 불포화 아실기에 대응하는 IUPAC 이름은 9-시스-테트라데카노익(9-cis-tetradecanoic), 9-시스-헥사데카노익(9-cis-hexadecanoic), 9-시스-옥타데카노익(9-cis-octadecanoic), 9-트랜스-옥타데카노익(9-trans-octadecanoic), 9-시스-12-시스-옥타데카디에노익(9-cis-12-cis-octadecadienoic), 9-시스-12-시스-15-시스-옥타데카트리에노익(9-cis-12-cis-15-cis-octadecatrienoic), 11-시스-에이코세노익(11-cis-eicosenoic) 및 5-시스-8-시스-11-시스-14-시스-에이코사테트라에노익(5-cis-8-cis-11-cis-14-cis-eicosatetraenoic)이다.
포스파티딜에탄올아민(Phosphatidylethanolamine)은 디미리스토일포스파티딜에탄올아민(dimyristoyl-phosphatidylethanolamine), 디팔미토일포스파티딜에탄올아민(dipalmitoyl-phosphatidylethanolamine), 디스테아로일포스파티딜에탄올아민(distearoyl-phosphatidylethanolamine), 디올레오일포스파티딜에탄올아민(dioleoyl-phosphatidylethanolamine) 및 에그 포스파티딜에탄올아민(egg phosphatidylethanolamine)을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 포스파티딜에탄올아민은 대칭 또는 비대칭 지질인지 여부에 따라 IUPAC 명명 시스템에서 1,2-디아실-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민(1,2-diacyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine) 또는 1-아실-2-아실-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민(1-acyl-2-acyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine)으로 지칭될 수도 있다.
포스파티드산(phosphatidic acid)은 디미리스토일 포스파티드산(dimyristoyl phosphatidic acid), 디팔미토일 포스파티드산(dipalmitoyl phosphatidic acid) 및 디올레오일 포스파티드산(dioleoyl phosphatidic acid)을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 포스파티드산은 대칭 또는 비대칭 지질인지 여부에 따라 IUPAC 명명 시스템에서 1,2-디아실-sn-글리세로-3-포스페이트(1,2-diacyl-sn-glycero-3-phosphate) 또는 1-아실-2-아실-sn-글리세로-3-포스페이트(1-acyl-2-acyl-sn-glycero-3-phosphate)로 지칭될 수도 있다.
포스파티딜세린(phosphatidylserine)은 디미리스토일포스파티딜세린(dimyristoyl phosphatidylserine), 디팔미토일포스파티딜세린(dipalmitoyl phosphatidylserine), 디올레오일포스파티딜세린(dioleoylphosphatidylserine), 디스테아로일포스파티딜세린(distearoyl phosphatidylserine), 팔미토일-올레일포스파티딜세린(palmitoyl-oleylphosphatidylserine) 및 브레인 포스파티딜세린(brain phosphatidylserine)을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 포스파티딜세린은 또한 대칭 또는 비대칭 지질인지 여부에 따라 IUPAC 명명 시스템에서 1,2-디아실-sn-글리세로-3-[포스포-L-세린](1,2-diacyl-sn-glycero-3-[phospho-L-serine]) 또는 1-아실-2-아실-sn-글리세로-3-[포스포-L-serine](1-acyl-2-acyl-sn-glycero-3-[phospho-L-serine])으로 지칭될 수도 있다. 본원에서 사용될 때, "PS"라는 약어는 포스파티딜세린(phosphatidylserine)을 지칭한다.
포스파티딜글리세롤(Phosphatidylglycerol)은 디라우릴로일포스파티딜글리세롤(dilauryloylphosphatidylglycerol), 디팔미토일포스파티딜글리세롤(dipalmitoylphosphatidylglycerol), 디스테아로일포스파티딜글리세롤(distearoylphosphatidylglycerol), 디올레오일포스파티딜글리세롤(dioleoyl-phosphatidylglycerol), 디미리스토일포스파티딜글리세롤(dimyristoylphosphatidylglycerol), 팔미토일-올레오일-포스파티딜글리세롤(palmitoyl-oleoyl-phosphatidylglycerol) 및 에그 포스파티딜글리세롤(egg phosphatidylglycerol)를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 포스파티딜글리세롤은 또한 대칭 또는 비대칭 지질인지 여부에 따라 IUPAC 명명 시스템에서 1,2-디아실-sn-글리세롤-3-[포스포-rac-(1-글리세롤)](1,2-diacyl-sn-glycero-3-[phospho-rac-(1-glycerol)]) 또는 1-아실-2-아실-sn-글리세로-3-[포스포-rac-(1-글리세롤)](1-acyl-2-acyl-sn-glycero-3-[phospho-rac-(1-glycerol)])로 지칭될 수도 있다. 포스파티딜글리세롤 1,2-디미리스토일-sn-글리세로-3-[포스포-rac-(1-글리세롤)](phosphatidylglycerol 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-[phospho-rac-(1-glycerol)])은 본원에서 "DMPG:로 약칭된다. 포스파티딜글리세롤 1,2-디팔미토일-sn-글리세롤-3-(포스포-rac-1-글리세롤)(phosphatidylglycerol 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-(phospho-rac-1-glycerol))(소듐 염)은 본원에서 "DPPG"로 약칭된다.
적합한 스핑고미엘린(sphingomyelin)은 브레인 스핑고미엘린(brain sphingomyelin), 에그 스핑고미엘린(egg sphingomyelin), 디팔미토일 스핑고미엘린(dipalmitoyl sphingomyelin) 및 디스테아로일 스핑고미엘린(distearoyl sphingomyelin)을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
다른 적합한 지질은 당지질(glycolipid), 스핑고리피드(sphingolipid), 에테르 지질(ether lipid), 세레브로사이드(cerebroside) 및 강글리오시드(ganglioside)와 같은 당지질(glycolipid) 및 콜레스테롤(cholesterol) 또는 에르고스테롤(ergosterol)과 같은 스테롤(sterol)을 포함한다. 본원에서 사용될 때, 콜레스테롤이라는 용어는 때때로 "Chol"로 약칭된다. 리포좀에 사용하기에 적합한 추가적인 지질은 기술 분야의 당업자에게 알려져있다.
특정 측면에서, 상기 리포좀의 전체 표면 전하(overall surface charge)가 변할 수 있다. 특정 구체예에서, 포스파티딜세린(phosphatidylserine), 포스파티딜이노시톨(phosphatidylinositol), 포스파티드산(phosphatidic acid) 및 카디오리핀(cardiolipin)과 같은 음이온성 인지질이 사용된다. 디올레오일포스파티딜 에탄올아민(dioleoylphosphatidyl ethanolamine; DOPE)와 같은 중성 지질이 사용될 수 있다. 양이온성 지질은 상기 지질 조성물의 마이너(minor) 조성 또는 메이저(major) 또는 단독 조성으로서 리포좀 전하(liposomal charge)를 변경하는데 사용될 수 있다. 적합한 양이온성 지질은 전형적으로 스테롤, 아실 또는 디아실 사슬과 같은 친유성 모이어티(moiety)를 가지며, 여기서 지질은 전체 순 양전하(overall net positive charge)를 가진다. 바람직하게는, 상기 지ㅣ질의 헤드 그룹은 양전하를 운반한다.
당업자는 특정 정도의 유동성(fluidity) 또는 강직성(rigidity)을 달성하는 소포-형성 지질(vesicle-forming lipid)을 선택할 것이다. 상기 리포좀의 유동성 또는 강직성은 리포좀의 안정성 또는 포획된 제재(entrapped agent)의 방출 속도와 같은 컨트롤 인자(control factor)로 사용될 수 있다. 더 단단한 지질 이중층 또는 액정 이중층(liquid crystalline bilayer)을 가지는 리포좀은 상대적으로 단단한 지질의 통합에 의해 달성된다. 상기 지질 이중층의 강직도는 상기 이중층 내에 존재하는 지질의 상전이 온도(phase transition temperature)와 상관관계가 있다. 상전이 온도는 상기 지질이 물리적 상태(physical state)를 변화하고 정렬된 젤 상태(ordered gel phase)에서 정렬되지 않은 액정 상태(disordered liquid crystalline phase)로 이동하는 온도이다. 탄화수소 사슬 길이 및 불포화도, 상기 지질의 전하 및 헤드그룹 종(headgroup species)을 포함하는 여러 요인이 상기 상 전이 온도에 영향을 미친다. 상대적으로 높은 상전이 온도를 가지는 지질은 더 단단한 이중층을 형성한다. 콜레스테롤과 같은 다른 지질 조성도 지질 이중층 구조(lipid bilayer structure)의 막 강직도에 기여하는 것으로 알려졌다. 콜레스테롤은 지질 이중층의 유동성, 탄성(elasticity) 및 투과성(permeability)을 조작하기 위해 당업자에 의해 널리 이용된다. 이는 지질 이중층 내 틈을 메움으로써 기능하는 것으로 생각된다. 대조적으로, 지질 유동성은 상대적으로 유동적인 지질, 전형적으로 더 낮은 상 전이 온도를 가지는 지질의 통합에 의해 달성된다. 많은 지질의 상 전이 온도는 다양한 출처에서 표로 작성(tabulated)된다.
특정 측면에서, 리포좀은 디미리스토일 포스파티딜콜린(dimyristoyl phosphatidylcholine; DMPC)과 같은 내인성 인지질(endogenous phospholipid) 및 디미리스토일포스파티딜글리세롤(dimyristoyl phosphatidylglycerol; DMPG), 포스파티딜 세린(phosphatidyl serine), 포스파티딜 콜린(phosphatidyl choline), 디올레오이포스파티딜 콜린(dioleoyphosphatidyl choline; DOPC), 콜레스테롤(cholesterol; CHOL), 카디오리핀(cardiolipin)로부터 제조된다.
Ⅲ. 투여 및 치료 방법(Methods of administration and treatment)
색전증 치료. 종양 동맥 색전증(tumor arterial embolism)의 방법은 미세 동맥(micro-arteries)에 색전(embolus)을 주입하여, 기계적 차단을 유발하고, 종양의 성장을 저해하는 방법을 포함한다. 특정 측면에서, 상기 색전은 본원에 기재된 바와 같은 리포좀 알긴산 마이크로스피어(LAM)이다. 특정 측면에서, 치료되는 종양은 외과 수술(surgical operation)에 부적합한 악성 종양(malignant tumor)이다. 상기 종양은 간세포암종(hepatocellularcarcinoma; HCC), 신장암(renal cancer), 골반 종양(tumors in pelvis) 및 두경부암(head and neck cancer)일 수 있다.
색전증 목적을 위한 마이크로스피어의 효과는 마이크로스피어 직경, 마이크로스피어 분해 속도 및 치료제 방출 속도 중 하나 또는 그 초과에 의존한다. 마이크로스피어 제제(preparations)는 암 또는 종양을 지지하는(supporting) 미세혈관(micro-vessels)을 차단할 수 있다. 색전증은 종양을 표적으로 하는 치료제를 공급할 수 있고, 상기 치료제를 표적화하고 제어 가능하게 할 수 있게 한다. 이러한 종류의 약물 투여는 인 비보(in vivo) 약물 분포를 개선하고, 약동학적 특성(pharmacokinetic features)을 향상하며, 치료 효과를 개선하여 약물의 생체이용률(bioavailability)을 증가하고, 독성 또는 부작용을 완화(alleviate)할 수 있다.

Claims (15)

  1. 알긴산(alginate) 마이크로스피어(microsphere) 함유 리포좀(liposome) 생산 방법으로써,
    아토마이저(atomizer)를 이용하여 리포좀/알긴산 용액을 알긴산 가교제(cross-linker)를 포함하는 경화 용액(curing solution)으로 아토마이즈(atomize)하는 것; 및
    20 내지 80 μm의 평균 지름을 가지는 알긴산 마이크로스피어를 포함하는 리포좀을 분리(isolate)하는 것;을 포함하는,
    방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아토마이저는 초음속 노즐(ultrasonic nozzle)인,
    방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 초음속 노즐은 1 Hz 내지 100 kHz 노즐인,
    방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 초음속 노즐은 25 kHz 노즐인,
    방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아토마이저는 상기 경화 용액으로부터 1 내지 10 cm에 위치한,
    방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 경화 용액은 양이온을 포함하는,
    방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 양이온은 칼슘, 스트론튬, 바륨, 철, 은, 알루미늄, 마그네슘, 망간, 구리 및 아연으로부터 선택되는,
    방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 경화 용액은 CaCl2를 포함하는,
    방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 리포좀/알긴산 용액은 알긴산에 대한 리포좀 비율이 1:1이 되도록 포함하는,
    방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 리포좀은 치료제(therapeutic agent) 또는 이미징 제재(imaging agent)를 포함하는,
    방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 치료제는 열 치료제(thermotherapeutic), 화학 치료제(chemotherapeutic) 또는 방사선 치료제(radiotherapeutic)인,
    방법.
  12. 알긴산 마이크로스피어 함유 리포좀으로써,
    (a) 20 내지 80 μm의 평균 지름을 가지는 알긴산 마이크로스피어; 및
    (b) 상기 알긴산 마이크로스피어에 분산된 리포좀으로써, 상기 리포좀은 치료제 및/또는 이미징 제재를 포함하는 리포좀;을 포함하는,
    알긴산 마이크로스피어 함유 리포좀.
  13. 종양을 가진 대상에 색전술 테라피(embolization therapy)를 실시하는 방법으로써,
    종양 혈관계(vasculature)에 제12항에 따른 알긴산 마이크로스피어 함유 리포좀을 주입하는 것을 포함하는,
    방법.
  14. 열 치료제 알긴산 마이크로스피어로써,
    알긴산 마이크로스피어 내 캡슐화 된 열 치료제를 포함하는,
    마이크로스피어.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 열 치료제는 알긴산 마이크로스피어가 포함하는 리포좀 내에 캡슐화 된,
    마이크로스피어.
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