KR20240000953A

KR20240000953A - 창상 피복재 및 케모카인 흡착 입자를 포함하는 상처 치료용 약학적 조성물

Info

Publication number: KR20240000953A
Application number: KR1020220077795A
Authority: KR
Inventors: 최영빈; 민창희; 김세나
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2022-06-24
Filing date: 2022-06-24
Publication date: 2024-01-03
Also published as: WO2023249449A1

Abstract

본 출원은 상처 치료용 약학적 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 창상 피복재 및 케모카인 흡착 입자를 포함하여 과도한 면역반응을 일으키는 염증성 케모카인을 흡수함으로써 능동적인 상처 치유를 유도할 수 있는 조성물에 관한 것이다.

Description

창상 피복재 및 케모카인 흡착 입자를 포함하는 상처 치료용 약학적 조성물{Pharmaceutical composition for wound treatment comprising wound coating material and chemokine adsorbing particles}

본 출원은 상처 치료용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 창상 피복재 및 케모카인 흡착 입자로 구성되어 과도한 면역반응을 일으키는 염증성 케모카인을 흡수함으로써 능동적인 상처 치유를 유도할 수 있는 조성물에 관한 것이다.

피부는 우리 몸 중 가장 큰 표면적을 차지하는 기관으로서 외부의 미생물이나 자외선, 화학물질 등 여러가지 유해 환경으로부터 체내의 근육들과 기관을 보호하는 역할 및 인체의 수분증발을 억제함으로써 탈수를 방지하고 체온을 조절하는 역할을 하는 기관이다. 화상, 외상, 욕창 및 피부질환 등 다양한 원인에 의해 피부에 상처가 생기면 피부는 이러한 중요한 기능을 제대로 수행할 수 없게 되고, 그로 인해 인체의 항상성 유지에 장애가 생긴다. 따라서 손상된 피부조직의 회복은 중요한 문제이며, 상처 치료는 모든 외상이나 수술 후 회복 치료의 기본으로 파괴된 피부 조직의 수복이라는 생물학적인 과정을 통해 환자가 원래의 상태로 돌아갈 수 있도록 하는 중요한 과정이다.

정상적인 상처치유기전은 조직 손상 후 지혈단계를 거쳐 염증단계, 증식단계, 성숙단계의 네 단계를 거친다. 이때 각 단계별로 여러가지 성장인자와 세포들이 출현하며 조직재생을 위한 세포외기질 들이 합성되어 손상된 부위를 복구한다. 정상적인 상처치유과정은 증식단계가 끝나는 시기에 완료되는 것이 일반적이지만, 어느 한 단계에서 지연이 되면 회복 후 흉터가 생기거나, 길게는 수개월까지 상처가 치유되지 않는 만성 창상으로 진행될 수 있다. 이러한 지연은 대부분 염증단계에서 발생하며 염증단계에서의 지연은 상처 부위에 과도하게 분비된 사이토카인 특히 케모카인이 원인물질로 지목된다.

상처 치료를 신속하게 완료하고, 이차적인 각종 부작용 (감염, 만성 창상으로 진행, 흉터 생성 등)을 최소화하기 위해서는 적절한 피복재 또는 드레싱을 이용한 상처 치료가 필수적이다. 현재의 상처 치료 방법으로는 창상에 소독약을 도포하는 방법, 흡수성 재료를 이용하여 창상 부위를 덮어 창상에서 발생되는 삼출액을 흡수하고 창상 부위에 적당한 습윤환경을 유지시키는 것을 목적으로 하는 다양한 형태, 재료의 창상 피복재들을 사용하는 방법이 사용되고 있다.

그러나 이러한 창상 피복재는 과도한 염증반응으로 인해 상처 치유가 지연되고 그에 따라 흉터 발생 및 만성 창상으로 진행되는 문제점을 해결하지 못하고 증상을 완화하는 수동적 치료기기라는 한계점을 가지고 있다. 이에 본 출원의 발명자들은 과도하게 분비된 염증성 케모카인을 선택적으로 흡착해서, 상처 부위내 염증성 케모카인의 농도를 조절하고 그를 통해 상처 부위에서 일어난 과도한 염증 반응 조절하여, 궁극적으로 정상적인 상처치유기전이 일어날 수 있도록 유도함으로써, 상처 치료에 있어 보다 근본적인 치료를 가능하게 하는 창상 피복재를 완성하였다.

본 출원은 케모카인 흡착 입자 및 이의 창상 치료 용도를 제공한다.

구체적으로, 일 예는 금속 유기 골격체(metal organic frameworks, MOF), 및 실리카(SiO₂, 이산화규소, 규산)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 케모카인 흡착용 조성물을 제공한다.

다른 예는 금속 유기 골격체 및 실리카로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 상처 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

상기 상처 치료용 약학적 조성물은 창상 피복재를 추가로 포함할 수 있다.

일 예는 창상 피복재 및 케모카인 흡착 입자를 포함하는 상처 치료용 약학적 조성물을 제공한다. 상기 케모카인 흡착 입자는 금속 유기 골격체(metal organic frameworks, MOF), 및 실리카(SiO₂, 이산화규소, 규산)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.

본 출원의 일 예에 따르면 창상 피복재 및 케모카인 흡착 입자를 포함하는 상처 치료용 약학적 조성물을 제공할 수 있다.

본 출원의 다른 예는, 케모카인 흡착 입자를 포함하는, 창상 피복재를 제공할 수 있다.

창상은 상처의 일 종류로 신체 조직의 정상적인 구조의 연속성이 파괴된 상태로서, 외부 충격에 의해 피하조직의 모세혈관이 손상되어 내출혈이 생긴 상태인 타박상(bruise), 마찰 등으로 피부가 벗겨지거나 긁혀서 떨어져 나간 상처인 찰과상(abrasions), 기계나 둔한 물건에 타박 또는 압박되거나 마찰에 의해 피부가 불규칙적으로 찢어진 상처인 열상(lacerations), 못, 바늘, 철사, 칼 등 날카로운 물체에 찔린 상처로 조직을 뚫고 나간 입구는 작지만 내부 손상이 깊은 자상(punctures), 칼, 유리조각과 같은 날카로운 물체에 의해 베이거나 수술 시 절개로 인해 생기는 절상(incisions), 및 둔탁한 외부 힘에 의해 피부가 찢어져 헐거워지는 상처인 결출상(avulsions) 등으로 분류할 수 있다.

창상 피복재는 창상 부위를 덮어 오염을 방지하고 피부를 보호하며, 창상에서 분비되는 삼출액을 흡수하고, 출혈 또는 체액손실을 방지 등의 목적으로 사용되는 의료기기이다. 상기 창상 피복재는 붙이는 시트 타입으로 하이드로콜로이드(hydrocolloid)형, 폼(foam)형, 또는 필름(film)형 등이 있고, 창상에 바르는 연고(겔) 타입으로 하이드로겔(hydrogel)형 등이 있다.

상기 창상 피복재는, 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리카프로락톤 (polycaprolactone), 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile), 폴리우레탄 (polyurethane), 폴리옥시에틸렌글라이콜 (polyoxyethylene glycol), 폴리에스터 (polyether), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리비닐알코올 (polyvinyl alcohol), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinyl pyrrolidone), 폴리에틸렌 글라이콜 (polyethylene glycol), 키토산 (chitosan), 알긴산(alginate), 젤라틴(gelatin), 콜라겐(collagen), 펙틴 (pectin), 및 카복시메틸셀룰로오스 (carboxymethyl cellulose)으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함하는 하이드로콜로이드(hydrocolloid)형, 폼(foam)형, 필름(film)형, 또는 하이드로겔(hydrogel)형 등일 수 있다.

상기 창상 피복재는 상처 부위에 부착되기 위하여 점착제를 포함할 수 있으며, 상기 점착제는 폴리부틸렌, 폴리이소프렌, 폴리이소부틸렌, 이소부틸렌 고무, 폴리에틸렌-프로필렌 고무, 폴리에틸렌-프로필렌디엔-개질 고무, 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 공중합체 고분자, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 고분자, 폴리에스테르, 폴리아미드, 에폭시, 실리콘 수지, 불소 수지, 폴리스티렌계 수지, 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 올레핀계 수지 또는 이들로부터 유도되는 수지, 아보카도 오일, 라놀린 오일, 호호바 오일, 미네랄 오일, 실리콘 오일, 티트리 오일, 밍크 오일, 미리스틴산이소프로필, 석유수지, 로진, 알킬페놀-아세틸렌, 알킬페놀-알데히드 수지, 테르펜 수지, 아스팔트와 비투멘 같은 기타 탄화수소 수지, 폴리알킬화된 노볼락 레진, 자일렌-포름알데히드 수지, 우레탄계 점착제, 실리콘계 점착제 및 아크릴계 점착제로 이루어지는 군에서 선택된 것일 수 있다. 일 구체예에서, 상기 점착제는 상기 창상 피복재에 혼합되거나 창상 피복제의 일면 이상에 도포된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

케모카인(chemokine: chemotactic cytokine)은, 세포에서 분비하는 신호단백질인 사이토카인(cytokine)의 한 종류로써 그것을 분비하는 세포 주변으로 특정 종류의 세포들을 끌어들이는 화학주성 활성(chemotactic activity)을 지닌 사이토카인이다. 일부 케모카인들은 상처가 발생하거나 조직에 병원균이 침입했을 때 상처 부위 혹은 병원균이 침입한 부위로의 체내 면역세포 이동을 조절하여 염증 반응을 매개하는 등의 역할을 한다. 염증 반응을 조절하는 역할을 하는 케모카인(염증성 케모카인)은 TCA-3(T cell activation gene 3), MCP-1(Monocyte chemoattractant protein-1), MIP-1α(Macrophage inflammatory protein alpha), MIP-1β(Macrophage inflammatory protein beta), RANTES(Regulated on activation, normal T cell expressed and secreted), MCP-3(Monocyte chemoattractant protein-3), GRO-α(Growth regulated oncogene alpha), GRO-β(Growth regulated oncogene beta), ENA-78(Epithelial neutrophil activating protein 78), NAP-2(Neutrophil activating peptide 2), IL-8(Interleukin-8), 및 SDF-1(Stromal cell derived factor 1)으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.

일 예에 따른 조성물, 또는 일 예에 따른 창상 피복재는 케모카인 흡착 입자를 포함할 수 있으며, 상기 케모카인 흡착 입자는 창상 부위에서 상기 염증성 케모카인을 흡착하여 창상 부위에서 일어나는 염증 반응을 조절할 수 있다. 일 예로, 상기 케모카인 흡착 입자는 창상 피복재에 흡수된 상처에서 분비된 삼출액에 존재하는 염증 반응을 일으키는 염증성 케모카인을 흡착하여, 상처 부위에서 과도한 염증 반응이 일어나는 것을 억제할 수 있다. 상기 케모카인 흡착 입자에 흡착된 염증성 케모카인은 창상 피복재를 교환할 때까지 흡착되어 있으므로, 상처 부위에서 염증성 케모카인의 농도가 감소하여 과도한 염증 반응이 일어나는 것을 억제하고, 정상적인 상처 치료를 유도할 수 있다.

본 출원에서, "치료"란 일 예에 따른 조성물에 의해 상처가 난 개체의 증상이 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미하며, 이에는 상처를 억제 또는 지연시키는 '예방', 또는 일 예에 따른 조성물에 의해 상처가 치료되는 상태와 관련된 파라미터, 예를 들어 염증성 케모카인을 적어도 감소시키는 '개선'의 의미를 포함한다. 상기 상처는 창상, 또는 만성 창상을 의미할 수 있다.

상기 상처는 특정 케모카인을 분비하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 케모카인은 TCA-3, MCP-1, MIP-1α, MIP-1β, RANTES, MCP-3, GRO-α, GRO-β, ENA-78, NAP-2, IL-8, 및 SDF-1으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.

일 예에서, 상기 케모카인 흡착 입자는 금속 유기 골격체 (metal organic frameworks, MOF), 및 실리카(SiO₂, 이산화규소, 규산)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.

상기 금속 유기 골격체는 금속 이온이나 금속 클러스터가, 링커로 작용하는 유기 리간드와 배위결합으로 결합하여 네트워크를 형성한 매우 규칙적인 결정성 물질을 의미할 수 있다. 상기 금속 유기 골격체는 금속의 종류, 금속 클러스터의 형태, 유기 리간드의 모양이나 길이에 따라 만들어질 수 있는 구조가 매우 다양할 수 있으며, 다공성의 결정 구조를 가져 표면적이 넓다. 일 예에서, 상기 금속 유기 골격체는 아연(Zn), 지르코늄(Zr), 코발트(Co), 철(Fe), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 구리 (Cu), 또는 니켈(Ni) 등을 포함하는 것일 수 있다.

일 예에서, 상기 금속 유기 골격체는 지르코늄을 포함하는 것일 수 있다. 상기 지르코늄을 포함하는 금속 유기 골격체는, UiO-66(Zr)([Zr₆O₄(OH)₄(C₈H₄O₄)₆], UiO-67(Zr)[Zr₆O₄(OH)₄(O₂C(C₆H₄)₂CO₂)₆]), NU-1000(Zr)([Zr₆(μ₃-O)₄(μ₃-OH)₄(H₂O)₄(OH)₄(TBAPy)₂]; TBAPy = 4,4,4,4-(pyrene-1,3,6,8-tetrayl)tetrabenzoic acid]), MOF-808(Zr)([Zr₆O₄(OH)₄(BTC)₂(HCOO)₆]; BTC = 1,3,5-benzenetricarboxylic acid), PCN-223(Zr)([Zr₆O₄(OH)₄(TCPP)₃]), 및 PCN-222(Zr)([Zr₆(μ₃-O)₈(OH)₈(TCPP)₂]; TCPP = Tetrakis(4-carboxyphenyl)porphyrin)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.

일 예에서, 상기 PCN-222(Zr)([Zr₆(μ₃-O)₈(OH)₈(TCPP)₂]; TCPP = Tetrakis(4-carboxyphenyl)porphyrin)는 지르코늄(Zr)을 금속 이온으로 가지며, 리간드가 TCPP (테트라키스(4-카르복시페닐)포르피린, Tetrakis(4-carboxyphenyl)porphyrin, CAS No. 14609-54-2)인 금속 유기 골격체이다.

상기 실리카는 산화규소 분자가 초미세 그물모양을 이루어 입자 사이에 많은 구멍과 공간을 가진 구조이며, 표면적이 넓어 작은 분자들을 잘 흡착할 수 있다.

상기 케모카인 흡착 입자(금속 유기 골격체 또는 실리카)는 다공성의 구조를 가지므로, 기공 공간 내에 케모카인을 물리적 흡착(physisorption) 또는 화학적 흡착(chemisorption) 등의 방식으로 부착시킬 수 있다.

상기 케모카인 흡착 입자는 케모카인과 선택적으로 결합하는 것일 수 있다. 일 예에서, 상기 케모카인 흡착 입자는 케모카인과 정전기적 인력에 의해 결합하는 것일 수 있다. 일 예에서, 상기 케모카인 흡착 입자는 음전하를 띠고, 케모카인은 양전하를 띠어, 서로 정전기적 인력에 의해 결합할 수 있다.

일 예에서, 상기 양전하를 띠는 케모카인은 TCA-3, MCP-1, RANTES, MCP-3, GRO-α, ENA-78, NAP-2, IL-8 및 SDF-1로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

일 예에 따른 조성물은 기존의 단순히 습윤 환경만을 제공하는 창상 피복재보다 염증성 케모카인을 흡착함으로써 상처의 치료 효과가 더 우수할 뿐만 아니라, 상처 부위에 장시간 부착되어도 부작용이 나타나지 않을 수 있다.

일 예에서, 상기 창상 피복재와 상기 케모카인 흡착 입자를 효과적으로 결합시키기 위하여, 창상 피복재 표면에 활성기 (-OH, -COOH, -NH₂)를 갖는 linker molecule을 결합하는 방법, 흡착 입자의 단량체를 이용하여 창상 피복재 표면에 직접 입자를 합성하는 방법, 창상 피복재 제작 시 흡착 입자를 같이 넣어 제작하는 방법, 창상 피복재에 산소 플라즈마를 처리하는 등의 방법을 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

일 예에 따르면, 상기 조성물에 포함되는 상기 케모카인 흡착 입자(금속 유기 골격체 또는 실리카)의 양은 상처 부위의 단위면적(㎝²)당 케모카인 흡착 입자의 적용량이 0.0001 내지 1000㎎이 되도록 하는 범위일 수 있다.

일 예에서, 상기 금속 유기 골격체는 상기 조성물에 상처 부위의 면적(㎝²)당 0.0001 내지 1㎎, 0.0001 내지 0.1㎎, 0.0001 내지 0.01㎎, 0.0001 내지 0.001㎎, 0.001 내지 1㎎, 0.001 내지 0.1㎎, 0.001 내지 0.01㎎, 0.0025 내지 1㎎, 0.0025 내지 0.1㎎, 0.0025 내지 0.01㎎, 0.005 내지 1㎎, 0.005 내지 0.75㎎, 0.005 내지 0.625㎎, 0.005 내지 0.5㎎, 0.005 내지 0.25㎎, 0.005 내지 0.1㎎, 0.005 내지 0.05㎎, 0.005 내지 0.025㎎, 0.005 내지 0.01㎎, 0.005 내지 0.0075㎎, 0.0075 내지 1㎎, 0.0075 내지 0.75㎎, 0.0075 내지 0.625㎎, 0.0075 내지 0.5㎎, 0.0075 내지 0.25㎎, 0.0075 내지 0.1㎎, 0.0075 내지 0.05㎎, 0.0075 내지 0.025㎎, 0.0075 내지 0.01㎎, 0.01 내지 1㎎, 0.01 내지 0.75㎎, 0.01 내지 0.625㎎, 0.01 내지 0.5㎎, 0.01 내지 0.25㎎, 0.01 내지 0.1㎎, 0.01 내지 0.05㎎, 0.01 내지 0.025㎎, 0.025 내지 1㎎, 0.025 내지 0.75㎎, 0.025 내지 0.625㎎, 0.025 내지 0.5㎎, 0.025 내지 0.25㎎, 0.025 내지 0.1㎎, 0.025 내지 0.05㎎, 0.05 내지 1㎎, 0.05 내지 0.75㎎, 0.05 내지 0.625㎎, 0.05 내지 0.5㎎, 0.05 내지 0.25㎎, 0.05 내지 0.1㎎, 0.1 내지 1㎎, 0.1 내지 0.75㎎, 0.1 내지 0.625㎎, 0.1 내지 0.5㎎, 0.1 내지 0.25㎎, 0.25 내지 1㎎, 0.25 내지 0.75㎎, 0.25 내지 0.625㎎, 0.25 내지 0.5㎎, 0.5 내지 1㎎, 0.5 내지 0.75㎎, 0.5 내지 0.625㎎, 0.625 내지 1㎎, 0.625 내지 0.75㎎, 또는 0.75 내지 1㎎이 되도록 하는 양으로 포함될 수 있다. 일 예에서, 상기 금속 유기 골격체는 PCN-222(Zr)일 수 있다.

일 예에서, 세포 독성의 문제와 상처 치료 효과를 고려하여, 상기 조성물 내의 금속 유기 골격체의 양은 상기 범위로 조절하는 것이 좋다.

일 예에서, 상기 실리카(SiO₂)는 상기 조성물에 상처 부위의 면적(㎝²)당 0.01 내지 1000㎎, 0.01 내지 500㎎, 0.01 내지 100㎎, 0.01 내지 10㎎, 0.01 내지 1㎎, 0.01 내지 0.1㎎, 0.1 내지 1000㎎, 0.1 내지 500㎎, 0.1 내지 100㎎, 0.1 내지 10㎎, 0.1 내지 1㎎, 0.25 내지 500㎎, 0.25 내지 200㎎, 0.25 내지 175㎎, 0.25 내지 150㎎, 0.25 내지 125㎎, 0.25 내지 100㎎, 0.25 내지 50㎎, 0.25 내지 20㎎, 0.25 내지 10㎎, 0.25 내지 5㎎, 0.25 내지 1㎎, 0.5 내지 500㎎, 0.5 내지 200㎎, 0.5 내지 175㎎, 0.5 내지 150㎎, 0.5 내지 125㎎, 0.5 내지 100㎎, 0.5 내지 50㎎, 0.5 내지 20㎎, 0.5 내지 10㎎, 0.5 내지 5㎎, 0.5 내지 1㎎, 0.75 내지 500㎎, 0.75 내지 200㎎, 0.75 내지 175㎎, 0.75 내지 150㎎, 0.75 내지 125㎎, 0.75 내지 100㎎, 0.75 내지 50㎎, 0.75 내지 20㎎, 0.75 내지 10㎎, 0.75 내지 5㎎, 0.75 내지 1㎎, 1 내지 500㎎, 1 내지 200㎎, 1 내지 175㎎, 1 내지 150㎎, 1 내지 125㎎, 1 내지 100㎎, 1 내지 50㎎, 1 내지 20㎎, 1 내지 10㎎, 1 내지 5㎎, 5 내지 500㎎, 5 내지 200㎎, 5 내지 175㎎, 5 내지 150㎎, 5 내지 125㎎, 5 내지 100㎎, 5 내지 50㎎, 5 내지 20㎎, 5 내지 10㎎, 10 내지 500㎎, 10 내지 200㎎, 10 내지 175㎎, 10 내지 150㎎, 10 내지 125㎎, 10 내지 100㎎, 10 내지 50㎎, 10 내지 20㎎, 20 내지 500㎎, 20 내지 200㎎, 20 내지 175㎎, 20 내지 150㎎, 20 내지 125㎎, 20 내지 100㎎, 20 내지 50㎎, 50 내지 500㎎, 50 내지 200㎎, 50 내지 175㎎, 50 내지 150㎎, 50 내지 125㎎, 50 내지 100㎎,100 내지 500㎎, 100 내지 200㎎, 100 내지 175㎎, 100 내지 150㎎, 100 내지 125㎎, 125 내지 500㎎, 125 내지 200㎎, 125 내지 175㎎, 125 내지 150㎎, 150 내지 500㎎, 150 내지 200㎎, 150 내지 175㎎, 175 내지 500㎎, 175 내지 200㎎ 또는 200 내지 500㎎이 되도록 하는 양으로 포함될 수 있다.

일 예에서, 세포 독성의 문제와 상처 치료 효과를 고려하여, 상기 조성물 내의 실리카의 양은 상기 범위로 조절하는 것이 좋다.

일 예에 따른 조성물은 상처 부위에 부착되어, 빠른 시간 내에 염증성 케모카인을 흡착함으로써 정상적인 상처 치료를 유도할 수 있다. 일 예에 따르면, 본 출원에 따른 조성물은 상처 부위에 48시간 이하, 24시간 이하, 12시간 이하, 6시간 이하, 4시간 이하, 3시간 이하, 2시간 이하, 1시간 내지 2시간, 1시간 내지 3시간, 1시간 내지 4시간, 1시간 내지 6시간, 1시간 내지 12시간, 1시간 내지 24시간, 1시간 내지 48시간, 2시간 내지 3시간, 2시간 내지 4시간, 2시간 내지 6시간, 2시간 내지 12시간, 2시간 내지 24시간, 2시간 내지 48시간, 3시간 내지 4시간, 3시간 내지 6시간, 3시간 내지 12시간, 3시간 내지 24시간, 3시간 내지 48시간, 4시간 내지 6시간, 4시간 내지 12시간, 4시간 내지 24시간, 4시간 내지 48시간, 6시간 내지 12시간, 6시간 내지 24시간, 6시간 내지 48시간, 12시간 내지 24시간, 12시간 내지 48시간 또는 24시간 내지 48시간 처리될 수 있다.

다른 예는 금속 유기 골격체 (metal organic frameworks, MOF), 및 실리카(SiO₂, 이산화규소, 규산)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 케모카인 흡착용 조성물을 제공한다.

상기 케모카인 흡착용 조성물은 창상피복재를 추가로 포함하는 것일 수 있다.

상기 금속 유기 골격체는 UiO-66(Zr), UiO-67(Zr), NU-1000 (Zr), MOF-808(Zr), PCN-223(Zr), 및 PCN-222(Zr)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.

상기 케모카인은 TCA-3, MCP-1, MIP-1α, MIP-1β, RANTES, MCP-3, GRO-α, GRO-β, ENA-78, NAP-2, IL-8, 및 SDF-1으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.

상기 금속 유기 골격체, 실리카 및 케모카인에 대한 내용은 위에서 설명한 바와 같다.

또 다른 예로, 금속 유기 골격체 및 실리카로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 상처 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

상기 금속 유기 골격체, 실리카 및 케모카인에 대한 내용은 위에서 설명한 바와 같다. 상기 상처 치료용 약학적 조성물에 포함되는 금속 유기 골격체 또는 실리카의 양은 위에서 설명한 바와 같다.

상기 약학적 조성물의 적용 방식은 통상적으로 사용되는 모든 방식일 수 있으며, 예컨대 상처가 발생한 피부에 적용될 수 있다. 상기 조성물은 통상의 방법에 따라 현탁액, 에멀젼, 에어로졸, 연고, 패치, 젤, 피복재 등의 경피제 형태의 제형으로 제형화하여 사용될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 일 예에서, 상기 조성물은 패치, 젤, 창상 피복재 등의 경피제를 추가로 포함할 수 있다.

본 출원에 따른 창상 피복재 및 케모카인 흡착 입자를 포함하는 상처 치료용 약학적 조성물은 과도한 면역반응을 일으키는 염증성 케모카인을 흡수함으로써 능동적인 상처 치유를 유도할 수 있다.

도 1은 케모카인 흡착 입자를 포함하는 창상 피복재를 나타내는 모식도이다.
도 2는 케모카인 흡착 입자를 포함하는 창상 피복재가 상처 부위에서 염증성 케모카인을 흡착하여 상처를 치유하는 것을 나타내는 모식도이다.
도 3은 MOF 또는 실리카(SiO-₂)입자를 이용한 indirect cell cytotoxicity test 후 세포 생존율을 나타낸 그래프이다.
도 4은 MOF를 여러 가지 양으로 넣었을 때 시간에 따른 케모카인 MCP-1 및 IL-8의 흡착율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 SiO₂ 입자를 여러 가지 양으로 넣었을 때 시간에 따른 케모카인 MCP-1 및 IL-8의 흡착율을 나타내는 그래프이다.
도 6는 MOF dressing의 시간에 따른 케모카인 MCP-1 및 IL-8의 흡착율을 나타내는 그래프이다.
도 7은 마우스 창상 모델에 MOF dressing을 적용한 군과, control 군의 상처 치유 대표 이미지이다.
도 8은 마우스 창상 모델에 MOF dressing을 적용한 군과 control 군의 wound closure %를 나타내는 그래프이다.

이하 본 출원을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 출원을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 출원의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 기재되지 않은 내용은 본 출원의 기술 분야 또는 유사 분야에서 숙련된 자이면 충분히 인식하고 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.

1. 케모카인 흡착 입자의 세포 독성 실험

1-1. 실험 준비

본 실시예에서 케모카인 흡착 입자로 유기 금속 골격체로서 PCN-222(Zr) 및 실리카(SiO₂)를 사용하였다. 상기 PCN-222(Zr)([Zr₆(μ₃-O)₈(OH)₈(TCPP)₂]; TCPP = Tetrakis(4-carboxyphenyl)porphyrin)은 Sigma Aldrich와 TCI에서 입수한 Zirconyl chloride octahydrate와 TCPP를 이용해서 합성하여 사용하였으며, 상기 실리카는 ㈜ES식품원료 사에서 입수하여 사용하였다.

본 실시예에서 케모카인은 인간 MCP-1 (monocyte chemoattractant protein-1, 단핵구화학주성단백질) 및 IL-8 (interleukin-8)을 사용하였으며, 각각 Prospec사에서 입수하여 사용하였다.

1-2. 케모카인 흡착 입자의 세포 독성 실험

케모카인 흡착 입자가 세포 생존율에 미치는 영향을 알아보기 위하여 세포 독성 실험을 진행하였다. 세포독성 시험은 Tests for in vitro cytotoxicity Test on extracts method 시험 방법으로 진행하였으며, 15㎖ 코니칼 튜브에 입자와 RPMI 배지를 넣고 37℃에서 48시간 동안 용출시킨 용출액을 시험액으로 사용하였다(PCN-222; 2mg/㎖, 실리카; 200mg/㎖). 세포독성 시험은 L929 마우스 섬유아세포주를 이용하여 진행되었으며, L929세포는 10% 소 태아혈청, 1% 페니실린-스트렙토마이신을 포함하는 RPMI 1640 배지를 이용하여, 5% CO₂를 포함하는 가습된 37℃ 조건에서 배양하였다. 세포 독성을 시험하기 위해 100㎕의 세포 현탁액 (5.0×10⁴ cells/㎖)을 96 well 세포배양 플레이트의 각 웰에 접종하였다. 24시간 후 용출액을 다양한 농도로 각 웰에 첨가하였다 (PCN-222; 0.001, 0.005, 0.01, 0.05, 0.1, 0.25, 0.75, 및 1mg/㎖, 실리카; 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1, 5, 10, 20, 50, 100, 150, 및 200mg/㎖). 그 후 96 well 세포배양플레이트를 5% CO₂ 가습 대기, 37℃에서 24시간 동안 배양하였다. 세포 생존력을 평가하기 위해 10㎕ Ez-Cytox 용액을 각 웰에 첨가하고 플레이트를 37℃에서 한 시간 더 배양하였다. 플레이트를 마이크로 플레이트 리더를 이용하여 450, 600nm에서 흡광도를 판독하였다. 세포생존율을 다음 방정식을 사용하여 계산하였다.

(수학식 1)

세포 생존율 (%) = (용출액이 있는 웰의 450nm에서의 흡광도 - 용출액이 있는 웰의 600nm에서의 흡광도)/(용출액이 없는 웰의 450nm 에서의 흡광도 - 용출액이 없는 웰의 600nm 에서의 흡광도) × 100

세포 독성 실험 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3에 나타난 바와 같이, PCN-222를 0.75㎎/㎖의 농도로 사용하였을 때 세포 생존율이 50% 미만이었으며, 1㎎/㎖의 농도로 사용하였을 때 세포 생존율이 40% 미만이었다. 또한, 실리카를 200㎎/㎖의 농도로 사용하였을 때 세포 생존율이 70% 미만이었다.

PCN-222를 0.5㎎/㎖ 이하의 농도범위로, 실리카를 150㎎/㎖ 이하의 농도범위로 사용하였을 때 70% 이상의 세포 생존율을 보여 세포 생존에 안정적인 농도범위를 확인하였다.

2. PCN-222(Zr)의 케모카인 흡착 실험

PCN-222(Zr)의 케모카인 흡착 실험은 2% FBS (fetal bovine serum, 소태아혈청)가 포함된 RPMI 1640 배지를 이용하여 실험을 진행하였다. 케모카인(인간 MCP-1 또는 IL-8) 용액 (100㎍/㎖)을 상기 배양액에 각각 2ng/㎖, 2000ng/㎖의 농도로 희석하였다. 실시예 1-1에서 준비한 PCN-222(Zr)을 RPMI 1640 배지를 이용하여 1mg/㎖ 농도의 현탁액으로 만든 뒤 농도별로 (0.002, 0.005, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1mg/㎖) 희석하여 0.5㎖씩 1.5㎖ 코니칼 튜브에 넣은 후, 케모카인(인간 MCP-1 또는 IL-8) 용액 0.5㎖를 넣고 볼텍스(vortex)하여 잘 섞었다. 그리고 실온에서 여러 시간 동안 (1, 6, 24 및 48시간) 인큐베이션하였다. 13,000 rpm으로 5분간 원심분리하고, 상층액을 분리하였다. 분리된 상층액은 ELISA로 분석하여, 하기 수학식 2에 따라 흡착율(%)을 계산하였다.

(수학식 2)

흡착율(%) = (처음 넣어준 케모카인의 양 - 상층액에 남아있는 케모카인의 양)/(처음 넣어준 케모카인의 양) × 100

ELISA는 ThermoFisher Scientific사의 Human LI-8 uncoated ELISA, Human CCL2(MCP-1) Uncoated ELISA를 이용하여 실험하였다. Corning Costar 9018 ELISA plate에 포획 항체(capture antibody)를 코팅 버퍼(coating buffer)에 희석한 용액을 well당 100㎕씩 넣은 후 4℃ 에서 24시간 동안 인큐베이션 하여 코팅하였다. 이후 세척용액을 이용하여 각 well을 3번씩 세척해준 후 각 well 에 200㎕의 ELISA diluent를 넣어준 후 1시간동안 실온에서 인큐베이션하여 well을 blocking하였다. 1시간 후 세척용액을 이용하여 세척 후 100㎕의 표준(standard) 용액과 샘플 용액을 지정된 well에 넣고 2시간동안 실온에서 인큐베이션하였다. 인큐베이션 후 세척용액을 이용하여 3~5회 세척한 후 탐지 버퍼(detection buffer)에 희석한 탐지 항체(detection antibody)를 각 well에 100㎕씩 넣은 후 1시간 동안 인큐베이션하였다. 1시간 후 세척용액을 이용하여 3~5회 세척한 후 스트렙타비딘-HRP(streptavidin-HRP)(Horseradish peroxide)용액을 100㎕씩 각 well에 넣은 후 30분간 실온에서 인큐베이션하였다. 이 후 세척용액을 이용하여 5~7회 well을 세척한 후 각 well당 100 ㎕씩 TMB(Tetramethylbenzidine)용액을 넣은 후 15분간 인큐베이션하였다. 이 후 각 well 당 100㎕의 정지 용액(stop solution) (1M H₃PO₄ solution)을 넣은 후 마이크로플레이트 리더기에서 450nm, 570nm 영역에서의 흡광도를 측정한 후 이를 이용하여 상층액에 남아있는 케모카인의 양을 측정하였다.

PCN-222(Zr)의 케모카인 흡착 실험 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4(아래쪽 도면)에 나타낸 바와 같이 MCP-1 흡착 실험 결과, PCN-222의 농도가 0.025㎎/㎖ 이상일 때 PCN-222는 1시간만에 거의 100%의 흡착율을 나타내었으며, 48시간까지 흡착된 케모카인이 방출되지 않고 지속적으로 흡착되어 있었다. PCN-222의 농도가 0.01㎎/㎖ 이상일 때 PCN-222는 24시간동안 50% 이상의 흡착율을 나타내었다. 또한 IL-8 흡착 실험 결과(도 4의 위쪽 도면), PCN-222의 농도가 0.05㎎/㎖ 이상일 때 PCN-222는 1시간만에 거의 100%의 흡착율을 나타내었으며, 48시간까지 흡착된 케모카인이 방출되지 않고 지속적으로 흡착되어 있었다. PCN-222의 농도가 0.01㎎/㎖ 이상일 때 PCN-222는 24시간 동안 50% 이상의 흡착율을 나타내었다.

3. 실리카의 케모카인 흡착 실험

상기 실시예 2와 같은 방법으로 RPMI 1640 배지를 준비하고, 케모카인(인간 MCP-1 또는 IL-8)을 희석하였다. 실시예 1-1에서 준비한 실리카를 RPMI 1640 배지를 이용하여 20mg/㎖ 농도의 현탁액으로 만든 뒤 농도별로 (0.2, 2, 10, 20mg/㎖) 희석하여 0.5㎖씩 1.5㎖ 코니칼 튜브에 넣은 후, 케모카인 용액 0.5㎖를 넣고 볼텍스(vortex)하여 잘 섞었다. 그리고 실온에서 여러 시간 동안 (1, 6, 24 및 48시간) 인큐베이션하였다. 13,000rpm으로 5분간 원심분리하고, 상층액을 분리하였다. 분리된 상층액은 ELISA로 분석하여, 상기 수학식 2에 따라 흡착율(%)을 계산하였다.

실리카의 케모카인 흡착 실험 결과를 도 5에 나타내었다. 도 5에 나타난 바와 같이 MCP-1 흡착 실험 결과(도 5의 아래쪽 도면), 실리카의 농도가 1㎎/㎖ 이상일 때 실리카는 24시간동안 거의 100%의 흡착율을 나타내었으며 48시간까지 흡착된 대부분의 케모카인이 방출되지 않고 케모카인 흡착 입자에 흡착된 채 유지되었다. 또한 IL-8 흡착 실험 결과(도 5의 위쪽 도면), 실리카의 농도가 5㎎/㎖ 이상일 때 실리카는 1시간만에 거의 100%의 흡착율을 나타내었으며, 실리카의 농도가 1㎎/㎖ 이상일 때 SiO₂ 입자는 실리카는 24시간동안 거의 100%의 흡착율을 나타내었으며 48시간까지 흡착된 대부분의 케모카인이 방출되지 않고 케모카인 흡착 입자에 흡착된 채 유지되었다.

4. MOF dressing의 케모카인 흡착 실험

4-1. MOF dressing 폼의 제조.

폴리우레탄 폼에 제조한 PCN-222(Zr)을 결합시키기 위하여 폴리우레탄 폼 (PU 폼)을 산소 플라즈마 처리하였다. 산소 플라즈마를 거친 PU 폼은 표면에 산소 라디칼 (-OH, -O)가 많아지는데 이러한 라디칼은 매우 활성화되어 있어서 다른 작용기와 수소결합을 형성하게 되고 이를 이용하여 PU 폼에 PCN-222(Zr)를 비롯한 다른 MOF를 결합시켜 MOF가 결합된 PU폼 (MOF-PU폼)을 제조할 수 있다. MOF dressing의 제작에 사용한 폴리우레탄 폼은 상처에서 나오는 삼출액을 잘 흡수하여, 삼출액 안의 케모카인을 우레탄 폼 내 PCN-222(Zr)이 잘 흡착할 수 있도록, 친수성 폴리우레탄 폼을 사용하였다.

산소 플라즈마 처리 및 PCN-222(Zr)이 결합된 PU 폼을 제작하기 위해 Harrick Plasma사의 Expanded Plasma Cleaner 기기를 사용하였다. 직경 10mm의 폴리우레탄 폼을 기기에 넣은 후 진공을 잡고 1분간 산소 플라즈마 처리하였다. 플라즈마 처리한 폴리우레탄 폼을 바로 30㎖의 0.5~0.05 mg/ml 농도의 PCN-222(Zr) 현탁액에 담근 후 5분간 stirring 하면서 반응시켰다. 반응시킨 폴리우레탄 폼은 3차 증류수를 이용하여 5분간 총 5회 반복하여 세척한 후, 40℃ 오븐에서 하루 동안 건조하여 PCN-222(Zr)이 결합된 PU 폼을 제작하였다. MOF dressing내 MOF의 함유량은 ICP-OES를 이용하여 측정하였다. MOF dressing을 질산:불산 (HNO₃:HF) 4:1 용액 10 ml에 넣은 후 6시간 동안 가열하여 MOF내 금속 클러스터를 이온화 한 뒤, 이 용액을 ICP-OES를 통해 측정하여 금속 이온의 양을 정량화 하고, 이를 이용하여 환산하여, MOF dressing에 함유된 MOF의 양을 정량화 하였다.

4-2. MOF dressing의 케모카인 흡착 실험

PCN-222(Zr)이 폴리우레탄 폼(polyurethane foam, PU foam, PU 폼)에 결합된 MOF dressing의 케모카인 흡착 실험을 실시하였다.

상기 실시예 2와 같은 방법으로 RPMI 1640 배지를 준비하고, 케모카인 (인간 MCP-1 또는 IL-8)을 각각 2ng/ml, 2000ng/ml 농도로 희석하였다. 지름 10㎜의 PU 폼을 15㎖ 코니칼 튜브에 첨가하였다. MCP-1 용액 0.785 ㎖ 및 IL-8 용액 0.785 ㎖을 상기 코니칼 튜브에 첨가하였다.

상기 코니칼 튜브를 실온에서 여러 시간동안 (1, 6, 24 및 48시간) 인큐베이션하였다. 마이크로파이펫을 이용하여 상층액을 분리하였고 이를 13000 rpm 5분간 원심분리하여 정제된 상층액을 얻었다, 상층액의 농도를 ELISA로 분석하여, 상기 수학식 1에 따라 흡착율(%)을 계산하였다.

MOF dressing의 케모카인 흡착 실험 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6에 나타난 바와 같이 케모카인 흡착 결과, MOF dressing은 MCP-1 및 IL-8을 1시간만에 90% 이상의 흡착하였다.

5. In vivo 상처치유 평가 실험

상처치유 평가 실험군 각각의 대표 이미지와 wound closure %를 각각 도 7 및 도 8에 나타내었다.

상기 실시예 4-1와 같은 방법으로 MOF-dressing을 준비하고 이를 EO gas 멸균법을 이용해 멸균하여 in vivo 상처치유 평가 실험에 사용할 MOF-dressing을 준비하였다. 상처 유도를 위해 Japan SLC사에서 구매한 C57BLKS/J-db/db mice를 흡입마취기를 이용해 마취 후, 직경 6 mm 원형 biopsy punch를 이용해 등쪽 피부를 절개하였다. 실험동물은 무작위로 선별하여 2개의 군으로 나누었고 각각은 상처유도 후 아무런 처리하지 않은 control군, MOF-dressing을 처리한 군이다.

상처치유를 평가하기 위하여 상처 유도 후 18일째에 모든 동물에서 상처 부위를 촬영한 후, Image J 프로그램을 사용하여 상처부위 면적을 정량적으로 평가하였다. Wound closure %는 아래의 수학식 3으로 계산하였다.

(수학식 3)

Wound closure % = 100 - [(18일째 상처부위의 크기) / (0일째 상처부위의 크기)*100]

실험 18일째에 상처부위 면적을 비교한 결과 MOF dressing을 처리한 군은 control군에 비해 현저히 좁은 상처부위 면적을 나타내었다. 두 군 사이의 wound closure %를 비교한 결과 MOF-dressing군의 경우 92.6±10.1% control군의 경우 27.7±23.4%의 wound closure%를 각각 나타내었으며, 이와 같은 결과는 MOF dressing 적용이 상처치유에 유의적인 효과를 나타냄을 보여준다.

Claims

창상 피복재 및 케모카인 흡착 입자를 포함하는 상처 치료용 약학적 조성물.
제1항에 있어서,
상기 창상 피복재는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리카프로락톤 (polycaprolactone), 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile), 폴리우레탄 (polyurethane), 폴리옥시에틸렌글라이콜 (polyoxyethylene glycol), 폴리에스터 (polyether), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리비닐알코올 (polyvinyl alcohol), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinyl pyrrolidone), 폴리에틸렌 글라이콜 (polyethylene glycol), 키토산 (chitosan), 알긴산 (alginate), 젤라틴(gelatin), 콜라겐(collagen), 펙틴 (pectin), 및 카복시메틸셀룰로오스 (carboxymethyl cellulose)으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함하는 하이드로콜로이드(hydrocolloid)형, 폼(foam)형, 필름(film)형, 또는 하이드로겔(hydrogel)형인 것인, 상처 치료용 약학적 조성물.
제1항에 있어서,
상기 상처는 케모카인을 분비하는 것을 특징으로 하는, 상처 치료용 약학적 조성물.
제3항에 있어서, 상기 케모카인은 TCA-3, MCP-1, MIP-1α, MIP-1β, RANTES, MCP-3, GRO-α, GRO-β, ENA-78, NAP-2, IL-8, 및 SDF-1으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것인, 상처 치료용 약학적 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케모카인 흡착 입자는 금속 유기 골격체, 및 실리카로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인, 상처 치료용 약학적 조성물.
제5항에 있어서,
상기 금속 유기 골격체는 UiO-66(Zr), UiO-67(Zr), NU-1000(Zr), MOF-808(Zr), PCN-223(Zr), 및 PCN-222(Zr)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것인, 조성물.
제5항에 있어서,
상기 조성물은 TCA-3, MCP-1, RANTES, MCP-3, GRO-α, ENA-78, NAP-2, IL-8, 및 SDF-1로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 케모카인을 흡착하는 것을 특징으로 하는, 상처 치료용 약학적 조성물.
금속 유기 골격체 (metal organic frameworks, MOF), 및 실리카(SiO₂)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 케모카인 흡착용 조성물.
제8항에 있어서, 상기 금속 유기 골격체는 UiO-66(Zr), UiO-67(Zr), NU-1000(Zr), MOF-808(Zr), PCN-223(Zr), 및 PCN-222(Zr)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것인, 케모카인 흡착용 조성물.
제8항에 있어서, 상기 케모카인은 TCA-3, MCP-1, MIP-1α, MIP-1β, RANTES, MCP-3, GRO-α, GRO-β, ENA-78, NAP-2, IL-8, 및 SDF-1으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 케모카인 흡착용 조성물.
금속 유기 골격체 (metal organic frameworks, MOF), 및 실리카(SiO₂)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 상처 치료용 약학적 조성물.
제11항에 있어서, 상기 금속 유기 골격체는 UiO-66(Zr), UiO-67(Zr), NU-1000(Zr), MOF-808(Zr), PCN-223(Zr), 및 PCN-222(Zr)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것인, 상처 치료용 약학적 조성물.
제11항에 있어서, 상기 상처는 케모카인을 분비하는 것을 특징으로 하는, 상처 치료용 약학적 조성물.
제11항에 있어서, 상기 케모카인은 TCA-3, MCP-1, MIP-1α, MIP-1β, RANTES, MCP-3, GRO-α, GRO-β, ENA-78, NAP-2, IL-8, 및 SDF-1으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인, 상처 치료용 약학적 조성물.