KR20240068802A - 주사 가능한 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
주사 가능한 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 마이크로스피어의 제조방법은, a) PHA 소재를 유기용매에 용해하여 유상을 얻는 단계; b) 히알루론산을 물에 용해하여 수상을 얻는 단계; c) 교반 조건에서, 상기 수상에 상기 유상을 적가한 후, 연속 교반하면서 유기용매를 휘발시킨 다음, 고체-액체 분리 및 건조를 수행하여 PHA 마이크로스피어를 얻는 단계;를 포함하고, 상기 a) 및 b) 단계의 순서는 제한되지 않는다. 상기 방법으로 얻은 PHA 마이크로스피어는 물 속에서 신속하게 분산될 수 있고, 마이크로스피어는 형태적으로 완전하고 서로 독립적으로 뭉침 현상이 없어서, 주사 바늘이 막히는 것을 방지할 수 있고 필러로서 차후 주사가 용이해진다.
Description
우선권 정보
본 발명은, 2021년 10월 12일 중국 국가지적산권국에 제출된, 출원번호가 제202111187296.9호이고, 발명의 명칭이 "주사 가능한 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어 및 이의 제조방법"인, 중국 특허 출원의 우선권을 주장하며, 그 전부의 내용은 인용되어 본 발명에 통합된다.
본 발명은 생의학 분야에 속하며, 특히 주사 가능한 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
사람들이 나이가 들거나 일부 질병으로 영향을 받으면 인체의 근육과 콜라겐 조직은 서로 다른 정도의 기능 저하를 겪어 피부 함몰, 위액 역류 및 기타 문제가 발생한다. 이에 사람들은 히알루론산, 소의 콜라겐 등과 같은 외부 물질을 통해 함몰된 피부를 메우거나 근육 및 콜라겐의 재생을 자극하는 다양한 필러를 발명해왔다. 그러나 이러한 필러로서의 성분의 충전 효과는 단기간 동안 지속되어, 충전 효과를 유지하기 위해서는 빈번한 재주사가 필요하다. 장기적인 충전 효과를 달성하기 위하여, 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 폴리 메틸 메타크릴레이트(poly methyl methacrylate, PMMA) 등과 같이 생분해되지 않는 소재로 마이크로스피어를 만들어 충전재로 하려고 시도하고 있다. 비록 이러한 필러의 충전효과는 현저히 증가된 기간으로 유지될 수 있긴 하지만, 이러한 소재가 체내에 너무 오래 남아있을 때 유해물질을 배출하여 일련의 부작용을 일으키고 인체 건강에 해를 끼치게 된다.
최근 몇 년 동안, 생분해성 폴리머 소재가 주목을 받고 있다. 이러한 유형의 소재는 인체에 독성 및 거부반응이 없으며 인체의 신진대사에 따라 점차 분해되어 체내에서 배출될 수 있다. 더욱이, 분해 시간은 소재의 분자량 및 기타 매개변수를 조정함으로써 일주일에서 몇 년까지 다양할 수 있다.
폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA)는 천연 폴리머 생체재료이자 미생물에 의해 합성된 세포내 폴리에스테르이다. 우수한 생체적합성 및 생분해성 때문에, PHA는 현재 가장 이상적인 생체의학 재료 중 하나이다. PHA는 생체 내 세포와 우수한 세포 호환성을 가지며, 세포는 이 지지대에서 잘 자랄 수 있고, 지지대는 CO2 및 H2O로 분해될 수 있다. 주사의 편의를 위해 PHA를 일반적으로 마이크로스피어 제제로 만드는데, 이는 주사 바늘을 통해 주사할 수 있다. 인체 식세포의 존재로 인해 마이크로스피어의 직경은 일반적으로 20 마이크론 이상이며, 너무 큰 마이크로스피어는 주사 바늘을 막고 심지어 피부 파열을 일으킬 수도 있다. 따라서, 주사에 사용되는 마이크로스피어의 크기는 일반적으로 60 마이크론 이하이다.
종래 기술에서는 PHA 소재를 사용하여 주사 가능한 마이크로스피어를 제조할 때 일반적으로 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA)의 수용액을 수상으로 사용하고, 마이크로스피어 제조를 위해 유화법이나 미세유체법을 사용한다. 그러나, 이 공정으로 제조한 마이크로스피어는 뭉치고 부착되기 쉬우며, 큰 덩어리형 물질을 형성하여 차후 주사에 불편을 초래하고, 생분해성 소재 마이크로스피어를 필러로 적용하는데 크게 방해가 된다. 따라서 마이크로스피어 응집 및 부착 문제를 해결하기 위해서는 새로운 마이크로스피어 제조 방안이 시급히 필요하다.
위의 관점에서, 본 발명의 목적은 주사 가능한 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명에서 제공하는 제조방법은 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어의 분산성을 효과적으로 개선하고 마이크로스피어 응집 및 부착의 문제를 극복할 수 있으며; 동시에 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어의 흡수가능성 및 주사가능성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명은 주사 가능한 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어의 제조방법을 제공하고,
a) PHA 소재를 유기용매에 용해하여 유상을 얻는 단계;
b) 히알루론산을 물에 용해하여 수상을 얻는 단계;
c) 교반 조건에서, 상기 수상에 상기 유상을 방울로 첨가한 후, 연속 교반하면서 유기용매를 휘발시킨 다음, 고체-액체 분리 및 건조를 수행하여 PHA 마이크로스피어를 얻는 단계;를 포함하고,
상기 a) 단계 및 b) 단계의 순서는 제한되지 않는다.
바람직하게는 상기 히알루론산의 분자량이 5 KDa 내지 500 KDa이다.
바람직하게는, 상기 수상 내 히알루론산의 질량 농도가 0.01 %(w/v) 내지 1 %(w/v)이다.
바람직하게는, 상기 단계 c)에서 상기 유상 대 수상의 부피비가 1:(10 내지 200)이다.
바람직하게는, 상기 유상 내 PHA 소재의 질량 농도는 2.5 %(w/v) 내지 10 %(w/v)이고;
상기 유기용매는 디클로로메탄, 클로로포름 및 에틸 아세테이트 중에서 선택되는 하나 이상이다.
바람직하게는, PHA 소재의 분자량은 10 KDa 내지 100 KDa이다.
바람직하게는, PHA 소재는 천연 또는 비천연 폴리하이드록시알카노에이트이고;
상기 천연 또는 비천연 폴리히드록시알카노에이트는 PHB, PHBV, PHBHHx, P34HB, PHBVHHx, PHHx 및 PHO 중 하나 이상을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
바람직하게는, 상기 교반 속도가 100 rpm 내지 500rpm이다.
바람직하게는, 상기 교반은 자력 교반기를 사용하여 수행하며; 유상을 적가한 후의 연속 교반 시간은 4시간 이상이다.
본 발명은 또한 위 기술방안에 따른 제조방법으로 제조한 주사 가능한 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어를 제공한다.
본 발명에서 제공하는 제조방법에서, PHA 소재를 유기용매에 용해하여 유상을 제조하고, 수상으로 히알루론산 용액을 사용하며, 수상 용액을 교반하고 유상을 천천히 첨가한 후, 연속 교반하면서 유기용매를 휘발시킨 다음, 고체-액체 분리 및 건조를 수행하여 PHA 마이크로스피어를 제조한다. 본 발명 위 방법에서는, PHA 마이크로스피어의 분산성이 향상될 수 있어, 생성된 마이크로스피어는 물 속에서 신속하게 분산될 수 있고, 마이크로스피어는 형태적으로 완전하고 서로 독립적으로 뭉침 현상이 없어서, 주사 바늘이 막히는 것을 방지할 수 있고 필러로서 PHA 마이크로스피어의 차후 주사가 용이해진다. 동시에, 본 발명으로 제조한 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어는 흡수가능성 및 주사가능성이 우수하다. 더욱이, PHA 마이크로스피어는 생체적합성이 뛰어나 거부반응을 일으키지 않으며 장기간 충전 효과를 달성할 수 있다.
실험 결과는 본 발명에서 제공하는 제조방법이 다음과 같은 유익한 효과가 있다는 것을 나타낸다: ① 마이크로스피어의 수율이 높다: 마이크로스피어의 수율이 70 % 이상이다. ② 우수한 분산성: 본 발명으로 제조한 PHA 마이크로스피어는 적절히 혼합하여 물 속에서 분산될 수 있다. 정치(standing) 후, 마이크로스피어는 물 속에서 우수한 분산성을 나타내 층상을 보이지 않아, 물의 상층에 뜨거나 물의 바닥에 가라앉지 않으며, 오히려 물 속에서 고르게 분산되어 균일한 분산액을 형성한다. 위 분산액을 공기 건조한 후 마이크로스피어의 형태를 관찰하였고, 그 결과는 마이크로스피어가 형태적으로 완전하고 서로 독립적으로 뭉침 현상이 없으며, 마이크로스피어의 전부 또는 대부분이 입자 크기가 60 μm 이하로 주사 요구사항을 충족할 수 있음을 나타내었다. ③ 우수한 흡수가능성: 위의 분산액을 주사기로 추출하면 마이크로스피어의 흡수율이 85 % 이상으로 뛰어난 흡수가능성을 나타낸다. ④ 우수한 주사가능성: 주사기를 밀어 주사된 분산액을 수집하여 마이크로스피어의 주사율을 계산하였고, 그 결과 마이크로스피어의 주사율이 88 % 이상으로 나타나, 뛰어난 주사가능성을 나타낸다.
본 발명의 실시예 또는 종래 기술의 기술적 방안을 보다 명확하게 설명하기 위하여, 실시예 또는 종래 기술의 설명에 필요한 도면을 아래와 같이 간략히 소개할 것이다. 다음 설명의 도면은 단지 본 발명의 실시예일 뿐임이 명백하다. 당업자는 임의의 창의적인 작업 없이 제공된 도면에 따라서 다른 도면을 얻을 수도 있다.
도 1은 실시예 1에서 얻은 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어의 광학현미경 사진이고;
도 2는 실시예 2에서 얻은 주사 가능한 PHBVHHx 마이크로스피어의 광학현미경 사진이며;
도 3은 실시예 3에서 얻은 주사 가능한 PHB 마이크로스피어의 광학현미경 사진이고;
도 4는 실시예 4에서 얻은 주사 가능한 PHBV 마이크로스피어의 광학현미경 사진이며;
도 5는 실시예 5에서 얻은 주사 가능한 P34HB 마이크로스피어의 광학현미경 사진이고;
도 6은 실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 5에서 얻은 마이크로스피어의 분산 안정성을 나타내는 개략도이다.
도 1은 실시예 1에서 얻은 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어의 광학현미경 사진이고;
도 2는 실시예 2에서 얻은 주사 가능한 PHBVHHx 마이크로스피어의 광학현미경 사진이며;
도 3은 실시예 3에서 얻은 주사 가능한 PHB 마이크로스피어의 광학현미경 사진이고;
도 4는 실시예 4에서 얻은 주사 가능한 PHBV 마이크로스피어의 광학현미경 사진이며;
도 5는 실시예 5에서 얻은 주사 가능한 P34HB 마이크로스피어의 광학현미경 사진이고;
도 6은 실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 5에서 얻은 마이크로스피어의 분산 안정성을 나타내는 개략도이다.
본 발명은 주사 가능한 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어의 제조방법을 제공하고,
a) PHA 소재를 유기용매에 용해하여 유상을 얻는 단계;
b) 히알루론산을 물에 용해하여 수상을 얻는 단계;
c) 교반 조건에서, 상기 수상에 상기 유상을 적가한 후, 연속 교반하면서 유기용매를 휘발시킨 다음, 고체-액체 분리 및 건조를 수행하여 PHA 마이크로스피어를 얻는 단계;를 포함하고,
상기 a)단계 및 b) 단계의 순서는 제한되지 않는다.
본 발명에서 제공하는 제조방법에서, PHA 소재를 유기용매에 용해하여 유상을 제조하고, 수상으로 히알루론산 용액을 사용하며, 수상을 교반하고 유상을 천천히 첨가한 후, 연속 교반하면서 유기용매를 휘발시킨 다음, 고체-액체 분리 및 건조를 수행하여 PHA 마이크로스피어를 제조한다. 본 발명의 위 방법에서는, PHA 마이크로스피어의 분산성이 향상될 수 있어, 생성된 마이크로스피어는 물 속에서 신속하게 분산될 수 있고, 마이크로스피어는 형태적으로 완전하고 서로 독립적으로 뭉침 현상이 없어서, 주사 바늘이 막히는 것을 방지할 수 있고 필러로서 PHA 마이크로스피어의 차후 주사가 용이해진다. 동시에, 본 발명으로 제조한 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어는 흡수가능성 및 주사가능성이 우수하다. 더욱이, PHA 마이크로스피어는 생체적합성이 뛰어나 거부반응을 일으키지 않으며 장기간 충전 효과를 달성할 수 있다.
a) 단계에 관하여: PHA 소재를 유기용매에 용해하여 유상을 얻는 단계.
본 발명에서, PHA 소재(즉, 폴리하이드록시알카노에이트)의 유형은, 그것이 당업계의 통상적인 5세대 PHA 시판 제품, 구체적으로 천연 또는 비천연 폴리하이드록시알카노에이트이기만 하면, 제한되지 않으며; 보다 구체적으로는, PHB(즉, 3-하이드록시부티레이트), PHBV(즉, 하이드록시부티레이트와 하이드록시발레레이트의 코폴리머), PHBHHx(즉, P3HB-co-3HHx 및 3-하이드록시부티르산과 3-하이드록시카프로산의 코폴리에스테르), P34HB(즉, P3HB-co-4HB 및 3-하이드록시부티르산과 4-하이드록시부티레이트의 코폴리에스테르), PHBVHx(즉, 3-하이드록시부티르산 및 3-하이드록시카프로산과 3-하이드록시발레르산의 코폴리머), PHHx(즉, 폴리하이드록시카프로에이트) 및 PHO(즉, 폴리하이드록시옥타노에이트) 중의 하나 이상이다. 본 발명에서, PHA 소재의 분자량은 바람직하게는 10 KDa 내지 100 KDa이고; 본 발명의 일부 실시예에서, 상기 분자량은 바람직하게는 10 KDa 내지 30 KDa, 20 KDa 내지 100 KDa, 또는 10 KDa 내지 100 KDa이다. 상기 PHA 소재의 평균분자량은 바람직하게는 15 KDa 내지 80 KDa이다. 본 발명의 일부 실시예에서, 상기 평균분자량은 15 KDa, 40 KDa, 50 KDa 또는 80 KDa이다.
본 발명의 일부 실시예에서, PHA 소재는 분자량이 20 KDa 내지 100KDa이고 평균분자량이 50 KDa인 PHBHHx이다. 본 발명의 다른 실시예에서, PHA 소재는 분자량이 20 KDa 내지 100KDa이고 평균분자량이 50 KDa인 PHBVHHx이다. 본 발명의 다른 실시예에서, PHA 소재는 분자량이 20 KDa 내지 100 KDa이고 평균분자량이 80 KDa인 PHB이다. 본 발명의 다른 실시예에서, PHA 소재는 분자량이 20 KDa 내지 100 KDa이고 평균분자량이 40 KDa인 PHBV이다. 본 발명의 다른 실시예에서, PHA 소재는 분자량이 10 KDa 내지 30 KDa이고 평균분자량이 15 KDa인 P34HB이다.
본 발명에서, 유기용매는 바람직하게는 디클로로메탄, 클로로포름, 에틸아세테이트 중 하나 이상이다. 본 발명은 시판 중이기만 하면 유기용매의 공급원에 특별한 제한을 두지 않는다.
본 발명에서, 상기 PHA 소재를 유기용매에 용해하여 형성된 유기용액의 질량 농도(w/v)는 바람직하게는 2.5 % 내지 10 %이고; 본 발명의 일부 실시예에서는, 질량 농도가 2.5 %, 5 % 또는 10 %이다. 본 발명에서는 PHA 소재를 유기용매에 용해하여 형성된 유기용액을 유상으로 사용한다.
b) 단계에 관하여: 히알루론산을 물에 용해하여 수상을 얻는 단계.
본 발명에서, 상기 히알루론산(즉, HA)의 분자량은 바람직하게는 5 KDa 내지 500 KDa이고; 본 발명의 일부 실시예에서는, 분자량이 5 KDa 내지 100 KDa, 10 KDa 내지 200 KDa 또는 100 KDa 내지 500 KDa이다. 본 발명에서, 히알루론산의 평균분자량은 바람직하게는 50 KDa 내지 300 KDa이다. 본 발명의 일부 실시예에서, 평균분자량은 50 KDa 또는 300 KDa이다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 히알루론산은 분자량이 5 KDa 내지 100 KDa이고 평균분자량은 50 KDa이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 히알루론산은 분자량이 10 KDa 내지 200 KDa이고 평균분자량은 50 KDa이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 히알루론산은 분자량이 100 KDa 내지 500 KDa이고 평균분자량은 300 KDa이다.
본 발명에서, 상기 물은 바람직하게는 증류수 또는 탈이온수이고, 더욱 바람직하게는 증류수이다.
본 발명에서, 상기 히알루론산을 물에 용해하여 형성된 수용액의 질량 농도(w/v)는 바람직하게는 0.01 % 내지 1 %이고; 본 발명의 일부 실시예에서는, 상기 질량 농도가 0.5 %, 5 % 또는 10 %이다. 본 발명에서는 히알루론산을 물에 용해하여 형성된 수용액을 수상으로 사용한다. 종래 기술에서는 PHA 마이크로스피어를 제조하기 위해 일반적으로 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA) 수용액을 수상으로 사용하는데, 생성된 PHA 마이크로스피어는 물 안에서 뭉치고 부착되기 쉽고 빠르게 분산되기 어려운 반면, 본 발명에서는 히알루론산 수용액을 수상으로 사용하여, PHA 마이크로스피어의 분산성을 향상시킬 수 있어 생성된 마이크로스피어는 물 속에서 신속하게 분산될 수 있고, 마이크로스피어는 형태적으로 완전하고 서로 독립적으로 뭉침 현상이 없어서 주사 바늘이 막히는 것을 방지할 수 있고 필러로서 PHA 마이크로스피어의 차후 주사가 용이해진다. 동시에, 본 발명으로 제조한 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어는 흡수가능성 및 주사가능성이 우수하다. 더욱이, PHA 마이크로스피어는 생체적합성이 뛰어나 거부반응을 일으키지 않으며 장기간 충전 효과를 달성할 수 있다.
본 발명에서, 위 a) 단계 및 b) 단계의 순서는 제한되지 않는다.
c) 단계에 관하여: 교반 조건에서, 상기 수상에 상기 유상을 적가한 후, 연속 교반하면서 유기용매를 휘발시킨 다음, 고체-액체 분리 및 건조를 수행하여 PHA 마이크로스피어를 얻는 단계.
본 발명에서는, 유상 및 수상을 얻은 후 수상을 교반하고, 교반하는 조건에서, 수상에 유상을 천천히 적가한다. 이때 상기 교반은 자력 교반기를 사용하여 수행한다. 상기 교반 속도는 100 pm 내지 500 rpm이며, 전형적으로 교반 속도는 100 rpm, 200 rpm, 300 rpm, 400 rpm 또는 500 rpm일 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 상기 유상 대 수상의 부피비는 바람직하게는 1:(10 내지 200)이고; 본 발명의 일부 실시예에서는, 부피비가 1:10, 1:20, 1:50, 1:100, 1:150 또는 1:200이다.
유상을 모두 첨가한 후, 교반 공정은 바람직하게는, 먼저 계속 교반하여 유화액(emulsion)을 형성한 다음, 연속 교반하여 유기용매를 휘발시키는 단계를 포함한다. 상기 연속 교반 과정에서는, 상기 교반은 자력 교반기를 사용하여 교반을 수행한다. 상기 교반 속도는 100 rpm 내지 500 rpm이며; 본 발명의 일부 실시예에서는, 상기 교반 속도가 400 rpm이다. 상기 연속 교반 과정에서, 상기 교반은 자력 교반기를 사용하여 교반을 수행하며; 상기 교반 속도는 100 rpm 내지 500 rpm이되, 전형적인 교반 속도는 100 rpm, 200 rpm, 300 rpm, 400 rpm 또는 500 rpm일 수 있지만 이에 제한되지는 않고; 상기 연속 교반의 시간은 바람직하게는 4시간 이상, 보다 바람직하게는 4시간 내지 6시간이다. 본 발명의 일부 실시예에서, 유화액 형성 후 연속 교반의 시간(유기용매 휘발을 위한)은 4시간, 5시간 또는 6시간이다. 본 발명에서, 위 유상의 적가 및 교반을 수행하는 온도는 특별히 제한되지 않으며, 실온, 구체적으로는 10 ℃ 내지 37 ℃, 바람직하게는 25 ℃에서도 수행할 수 있다.
연속 교반 하에 용매를 완전히 휘발시킨 후, 고체-액체 분리를 수행한다. 본 발명은 상기 고체-액체 분리의 방식에 특별한 제한을 두지 않는데, 여과와 같이 당업자에게 공지된 통상의 방법으로 수행할 수 있다.
고체-액체 분리 후 건조하여 물을 제거한다. 본 발명에서, 상기 건조는 바람직하게는 먼저 동결시킨 후 동결건조함으로써 수행한다. 본 발명에서 상기 건조 온도는 바람직하게는 -80 ℃ 내지 -20 ℃이고; 여기서, 상기 동결 온도는 바람직하게는 -80 ℃ 내지 -20 ℃이고, 상기 동결건조 온도는 바람직하게는 -60 ℃ 내지 -40 ℃이다. 본 발명의 일부 실시예에서, 상기 동결 온도는 -80 ℃ 내지 -40 ℃이고 시간은 6시간 내지 12시간이며; 상기 동결건조 온도는 바람직하게는 -40 ℃이고, 시간은 24시간이다. 위의 건조 처리 후, PHA 마이크로스피어를 얻는다.
본 발명은 또한 위의 기술적 방안에 기재된 제조방법으로 제조한 PHA 마이크로스피어를 제공한다.
본 발명에서 제공하는 제조방법에서, PHA 소재를 유기용매에 용해하여 유상을 제조하고, 수상으로 히알루론산 용액을 사용하며, 수상 용액을 교반하고 유상을 천천히 첨가한 후, 연속 교반하면서 유기용매를 휘발시킨 다음, 고체-액체 분리 및 건조를 수행하여 PHA 마이크로스피어를 제조한다. 본 발명의 위 방법에서는, PHA 마이크로스피어의 분산성이 향상될 수 있어, 생성된 마이크로스피어는 물 속에서 신속하게 분산될 수 있고, 마이크로스피어는 형태적으로 완전하고 서로 독립적으로 뭉침 현상이 없어서, 주사 바늘이 막히는 것을 방지할 수 있고 필러로서 PHA 마이크로스피어의 차후 주사가 용이해진다. 동시에, 본 발명으로 제조한 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어는 흡수가능성 및 주사가능성이 우수하다. 더욱이, PHA 마이크로스피어는 생체적합성이 뛰어나 거부반응을 일으키지 않으며 장기간 충전 효과를 달성할 수 있다. 실험 결과는 다음을 나타낸다:
(1) 본 발명에서 제공하는 제조방법은 마이크로스피어의 수율이 70 % 이상이다. 본 발명으로 제조한 PHA 마이크로스피어는 적절히 혼합하여 물 속에서 분산될 수 있다. 정치 후, 마이크로스피어는 물 속에서 우수한 분산성을 나타내 층상을 보이지 않아, 물의 상층에 뜨거나 물의 바닥에 가라앉지 않으며, 오히려 물 속에서 고르게 분산되어 균일한 분산액을 형성한다. 위 분산액을 공기 건조한 후 마이크로스피어의 형태를 관찰하고, 그 결과는 마이크로스피어가 형태적으로 완전하고 서로 독립적으로 뭉침 현상이 없음을 나타낸다. 마이크로스피어의 전부 또는 대부분이 입자 크기가 60 μm 이하로 주사 요구사항을 충족할 수 있다.
(2) 흡수율을 검출하는 장치로는 내경 0.5 mm, 길이 19.7 mm의 주사 바늘이 달린 일회용 1 mL 주사기(즉, 통용되는 1 mL 주사기 총 헤드)를 사용하고, 실험 샘플로는 마이크로스피어 분산액 1 mL(마이크로스피어의 건조 중량은 0.1 g, M0으로 표시)를 사용한다. 모든 마이크로스피어 분산액은 한 번에 추출한다. 주사기 튜브로 추출할 수 있는 마이크로스피어를 빼내어 동결건조하되, 그 질량은 M1이고, 흡수율은 (M1/M0)×100 %로 정의한다. 위 주사기는 위의 마이크로스피어 분산액을 뽑는데 사용하며, 마이크로스피어의 흡수율이 85 % 이상에 도달하여 뛰어난 흡수가능성을 나타낸다.
(3) 주사율을 검출하는 장치로는 내경 0.5 mm, 길이 19.7 mm의 주사 바늘이 달린 일회용 1 mL 주사기(즉, 통용되는 1 mL 주사기 총 헤드)를 사용하고, 실험 샘플로는 마이크로스피어 분산액 1 mL(마이크로스피어의 건조 중량은 0.1 g, M0으로 표시)를 사용한다. 마이크로스피어 분산액 1 mL를 주사기 뒤쪽에서 주사기 튜브에 주사하되 모든 마이크로스피어 분산액은 한번에 주사하고, 주사 바늘을 통해 주사기 튜브 외부로 주사할 수 있는 마이크로스피어를 수집하여 동결건조하되 그 질량은 M2이고 주사율은 (M2/M0)×100 %로 정의한다. 주사기를 밀어 주사된 분산액을 수집하여 마이크로스피어의 주사율을 계산하였고, 그 결과 마이크로스피어의 주사율이 88 % 이상으로 나타나, 뛰어난 주사가능성을 나타낸다.
본 발명을 더욱 이해하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시방안을 아래의 실시예를 참조하여 기재한다. 그러나 이러한 기재는 단지 본 발명의 특징 및 이점을 더욱 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 청구범위를 제한하려는 의도가 아니라는 점을 이해해야 한다.
실시예 1
PHBHHx(분자량 20 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa) 1 g을 디클로로메탄 20 mL에 용해하여 최종농도가 5 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 유상이었다. 히알루론산(분자량 5 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa)을 증류수에 용해하여 최종농도가 0.5 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하였다. 동시에, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 1:50이었다. 자력 교반기를 사용해 400 rpm의 속도로 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 이러한 속도로 5시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-80 ℃에서 6시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어를 얻었다.
PHBHHx 소재의 투입량 및 얻은 PHBHHx 마이크로스피어의 양에 따라, 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어의 수율은 93 %로 계산되었다. 동결건조한 PHBHHx 마이크로스피어를 물에 용해하였고, 적절히 혼합하면 물 속에서 분산될 수 있다. 물을 자연 건조한 후, 광학현미경으로 결과물을 관찰하였다. 결과는 도 1에 도시한다. 도 1은 실시예 1에서 얻은 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어의 광학현미경 사진이다. 얻은 마이크로스피어는 분산성이 우수하며 구형 또는 타원형임을 알 수 있다. 입자 크기 측정기로 검출한 입자 크기는 1 μm 내지 50 μm이다.
실시예 2
PHBVHHx(분자량 20 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa) 1 g을 디클로로메탄 20 mL에 용해하여 최종농도가 5 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 유상이었다. 히알루론산(분자량 10 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa)을 증류수에 용해하여 최종농도가 0.5 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하는 한편, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 1:50이었다. 자력 교반기를 사용해 400 rpm의 속도로 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 이러한 속도로 4시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-40 ℃에서 12시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 PHBVHHx 마이크로스피어를 얻었다.
얻은 주사 가능한 PHBVHHx 마이크로스피어의 수율은 91 %였다. 동결건조한 PHBHHx 마이크로스피어를 물에 용해하였고, 적절히 혼합하면 물 속에서 분산될 수 있다. 물을 자연 건조한 후, 광학현미경으로 결과물을 관찰하였다. 결과는 도 2에 도시한다. 도 2은 실시예 2에서 얻은 주사 가능한 PHBVHHx 마이크로스피어의 광학현미경 사진이다. 얻은 마이크로스피어는 분산성이 우수하며 구형 또는 타원형임을 알 수 있다. 입자 크기 측정기로 검출한 입자 크기는 4 μm 내지 50 μm이다.
실시예 3
PHB(분자량 20 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 80 KDa) 1 g을 디클로로메탄 20 mL에 용해하여 최종농도가 5 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 유상이었다. 히알루론산(분자량 100 KDa 내지 500 KDa, 평균분자량 300 KDa)을 증류수에 용해하여 최종농도가 0.5 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하는 한편, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 1:50이었다. 자력 교반기를 사용해 400 rpm의 속도로 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 이러한 속도로 6시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-40 ℃에서 12시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 PHB 마이크로스피어를 얻었다.
얻은 주사 가능한 PHB 마이크로스피어의 수율은 92 %였다. 동결건조한 PHB 마이크로스피어를 물에 용해하였고, 적절히 혼합하면 물 속에서 분산될 수 있다. 물을 자연 건조한 후, 광학현미경으로 결과물을 관찰하였다. 결과는 도 3에 도시한다. 도 3은 실시예 3에서 얻은 주사 가능한 PHB 마이크로스피어의 광학현미경 사진이다. 얻은 마이크로스피어는 분산성이 우수하며 구형 또는 타원형임을 알 수 있다. 입자 크기 측정기로 검출한 입자 크기는 2 μm 내지 55 μm이다.
실시예 4
PHBV(분자량 20 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 40 KDa) 1 g을 디클로로메탄 20 mL에 용해하여 최종농도가 5 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 유상이었다. 히알루론산(분자량 5 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa)을 증류수에 용해하여 최종농도가 0.5 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하는 한편, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 1:50이었다. 자력 교반기를 사용해 400 rpm의 속도로 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 이러한 속도로 5시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-40 ℃에서 12시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 PHBV 마이크로스피어를 얻었다.
얻은 주사 가능한 PHBV 마이크로스피어의 수율은 90 %였다. 동결건조한 PHBV 마이크로스피어를 물에 용해하였고, 적절히 혼합하면 물 속에서 분산될 수 있다. 물을 자연 건조한 후, 광학현미경으로 결과물을 관찰하였다. 결과는 도 4에 도시한다. 도 4은 실시예 4에서 얻은 주사 가능한 PHBV 마이크로스피어의 광학현미경 사진이다. 얻은 마이크로스피어는 분산성이 우수하며 구형 또는 타원형임을 알 수 있다. 입자 크기 측정기로 검출한 입자 크기는 1 μm 내지 52 μm이다.
실시예 5
P34HB(분자량 10 KDa 내지 30 KDa, 평균분자량 15 KDa) 1 g을 디클로로메탄 20 mL에 용해하여 최종농도가 5 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 유상이었다. 히알루론산(분자량 5 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa)을 증류수에 용해하여 최종농도가 0.5 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하는 한편, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 1:50이었다. 자력 교반기를 사용해 400 rpm의 속도로 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 이러한 속도로 5시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-40 ℃에서 12시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 P34HB 마이크로스피어를 얻었다.
얻은 주사 가능한 P34HB 마이크로스피어의 수율은 90 %였다. 동결건조한 P34HB 마이크로스피어를 물에 용해하였고, 적절히 혼합하면 물 속에서 분산될 수 있다. 물을 자연 건조한 후, 광학현미경으로 결과물을 관찰하였다. 결과는 도 5에 도시한다. 도 5는 실시예 5에서 얻은 주사 가능한 P34HB 마이크로스피어의 광학현미경 사진이다. 얻은 마이크로스피어는 분산성이 우수하며 구형 또는 타원형임을 알 수 있다. 입자 크기 측정기로 검출한 입자 크기는 5 μm 내지 100 μm이며, 입자의 68 %의 입자 크기가 1 μm 내지 60 μm이다. 즉, 대부분의 입자의 입자 크기는 60 μm 이하이다.
실시예 6: 유상 농도가 상이함
PHBHHx(분자량 20 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa) 0.5 g, 1 g 및 2 g을 각각 디클로로메탄 20 mL에 용해하여 최종농도가 2.5 %(w/v), 5 %(w/v) 및 10 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 모두 유상이었다. 히알루론산(분자량 5 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa)을 증류수에 용해하여 최종농도가 0.5 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하는 한편, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 1:50이었다. 자력 교반기를 사용해 400 rpm의 속도로 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 이러한 속도로 5시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-80 ℃에서 6시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어를 얻었다.
얻은 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어의 수율은 각각 90 %, 93 % 및 89 %였다. 동결건조한 PHBHHx 마이크로스피어를 물에 용해하였고, 적절히 혼합하면 물 속에서 분산될 수 있다. 물을 자연 건조한 후, 광학현미경으로 결과물을 관찰하였다. 결과는 얻은 마이크로스피어가 분산성이 우수하며 구형 또는 타원형임을 나타낸다. 입자 크기 측정기로 검출한 입자 크기는 각각 0.4 μm 내지 20 μm, 1 μm 내지 50 μm 및 1 μm 내지 80μm이다(마이크로스피어의 83 %는 입자 크기가 1 μm 내지 60 μm이다).
실시예 7: 유상 대 수상의 부피비가 상이함
PHBHHx(분자량 20 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa) 1 g을 디클로로메탄 20 mL에 용해하여 최종농도가 5 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 유상이었다. 히알루론산(분자량 5 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa)을 증류수에 용해하여 최종농도가 0.5 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하는 한편, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 각각 1:10, 1:50 및 1:200이었다. 자력 교반기를 사용해 400 rpm의 속도로 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 이러한 속도로 5시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-80 ℃에서 6시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어를 얻었다.
얻은 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어의 수율은 각각 71 %, 93 % 및 94 %였다. 동결건조한 PHBHHx 마이크로스피어를 물에 용해하였고, 적절히 혼합하면 물 속에서 분산될 수 있다. 물을 자연 건조한 후, 광학현미경으로 결과물을 관찰하였다. 결과는 얻은 마이크로스피어가 분산성이 우수하며 구형 또는 타원형임을 나타낸다. 입자 크기 측정기로 검출한 입자 크기는 각각 1 μm 내지 110 μm(마이크로스피어의 58 %는 입자 크기가 1 μm 내지 60 μm이다), 1 μm 내지 50 μm 및 1 μm 내지 50μm이다.
실시예 8: 교반 방식 및 회전 속도가 상이함
PHBHHx(분자량 20 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa) 1 g을 디클로로메탄 20 mL에 용해하여 최종농도가 5 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 유상이었다. 히알루론산(분자량 5 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa)을 증류수에 용해하여 최종농도가 0.5 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하는 한편, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 1:50이었다. 자력 교반기(각각 100 rpm, 400 rpm 및 500 rpm에서) 및 고속 균질기(12000 rpm에서)를 각각 사용해 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 5시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-80 ℃에서 6시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어를 얻었다.
얻은 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어의 수율은 각각 77 %, 93 %, 89 % 및 99 %였다. 동결건조한 PHBHHx 마이크로스피어를 물에 용해하였고, 적절히 혼합하면 물 속에서 분산될 수 있다. 물을 자연 건조한 후, 광학현미경으로 결과물을 관찰하였다. 결과는 얻은 마이크로스피어가 분산성이 우수하며 구형 또는 타원형임을 나타낸다. 입자 크기 측정기로 검출한 입자 크기는 각각 5 μm 내지 60 μm, 1 μm 내지 50 μm, 1 μm 내지 45 μm 및 0.1 μm 내지 10 μM이다(입자 크기는 기본적으로 10 μm 이하이고, 입자의 오직 5 %만이 1 μm 내지 60 μm이며, 전반적인 입자 크기 분포는 0.1 μm 내지 10 μM 수준이다). 고속 균질화 교반법과 비교할 때, 본 발명에서 자력 교반기를 이용하여 적절한 속도(100 rpm 내지 500 rpm)로 교반하는 것이 인체에 적합한 입자 크기를 얻는데 더 유리한 것이 입증되었다.
실시예 9: 유상의 유기용매의 종류가 상이함
PHBHHx(분자량 20 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa) 1 g을 디클로로메탄, 클로로포름 및 에틸 아세테이트 20 mL에 각각 용해하여 최종농도가 5 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 유상이었다. 히알루론산(분자량 5 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa)을 증류수에 용해하여 최종농도가 0.5 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하는 한편, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 1:50이었다. 자력 교반기를 사용해 400 rpm의 속도로 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 이러한 속도로 5시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-80 ℃에서 6시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어를 얻었다.
얻은 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어의 수율은 각각 93 %, 92 % 및 89 %였다. 동결건조한 PHBHHx 마이크로스피어를 물에 용해하였고, 적절히 혼합하면 물 속에서 분산될 수 있다. 물을 자연 건조한 후, 광학현미경으로 결과물을 관찰하였다. 결과는 얻은 마이크로스피어가 분산성이 우수하며 구형 또는 타원형임을 나타낸다. 입자 크기 측정기로 검출한 입자 크기는 각각 1 μm 내지 52 μm, 1 μm 내지 50 μm 및 1 μm 내지 55 μm이다.
실시예 10: 수상의 농도가 다양함
PHBHHx(분자량 20 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa) 1 g을 디클로로메탄 20 mL에 용해하여 최종농도가 5 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 유상이었다. 히알루론산(분자량 10 KDa 내지 200 KDa, 평균분자량 50 KDa)을 증류수에 용해하여 최종농도가 각각 0.01 %(w/v), 0.5 %(w/v) 및 1 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하는 한편, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 1:50이었다. 자력 교반기를 사용해 400 rpm의 속도로 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 이러한 속도로 5시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-80 ℃에서 6시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어를 얻었다.
얻은 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어의 수율은 각각 80 %, 93 % 및 87 %였다. 동결건조한 PHBHHx 마이크로스피어를 물에 용해하였고, 적절히 혼합하면 물 속에서 분산될 수 있다. 물을 자연 건조한 후, 광학현미경으로 결과물을 관찰하였다. 결과는 얻은 마이크로스피어가 분산성이 우수하며 구형 또는 타원형임을 나타낸다. 입자 크기 측정기로 검출한 입자 크기는 각각 3 μm 내지 50 μm, 1 μm 내지 50 μm 및 0.7 μm 내지 50 μm이다.
비교예 1
PHBHHx(분자량 20 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa) 1 g을 디클로로메탄 20 mL에 용해하여 최종농도가 5 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 유상이었다. 알코올분해도 80 %의 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol, PVA)을 증류수에 용해하여 최종농도가 0.5 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하는 한편, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 1:50이었다. 자력 교반기를 사용해 400 rpm의 속도로 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 이러한 속도로 5시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-80 ℃에서 6시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 PHBHHx 마이크로스피어를 얻었다.
비교예 2
PHBVHHx(분자량 20 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 50 KDa) 1 g을 디클로로메탄 20 mL에 용해하여 최종농도가 5 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 유상이었다. 알코올분해도 80 %의 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol, PVA)을 증류수에 용해하여 최종농도가 0.5 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하는 한편, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 1:50이었다. 자력 교반기를 사용해 400 rpm의 속도로 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 이러한 속도로 5시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-80 ℃에서 6시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 PHBVHHx 마이크로스피어를 얻었다.
비교예 3
PHB(분자량 20 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 80 KDa) 1 g을 디클로로메탄 20 mL에 용해하여 최종농도가 5 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 유상이었다. 알코올분해도 80 %의 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol, PVA)을 증류수에 용해하여 최종농도가 0.5 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하는 한편, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 1:50이었다. 자력 교반기를 사용해 400 rpm의 속도로 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 이러한 속도로 5시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-80 ℃에서 6시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 PHB 마이크로스피어를 얻었다.
비교예 4
PHBV(분자량 20 KDa 내지 100 KDa, 평균분자량 40 KDa) 1 g을 디클로로메탄 20 mL에 용해하여 최종농도가 5 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 유상이었다. 알코올분해도 80 %의 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol, PVA)을 증류수에 용해하여 최종농도가 0.5 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하는 한편, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 1:50이었다. 자력 교반기를 사용해 400 rpm의 속도로 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 이러한 속도로 5시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-80 ℃에서 6시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 PHBV 마이크로스피어를 얻었다.
비교예 5
P34HB(분자량 10 KDa 내지 30 KDa, 평균분자량 15 KDa) 1 g을 디클로로메탄 20 mL에 용해하여 최종농도가 5 %(w/v)인 유기용액을 제조하였는데, 이는 유상이었다. 알코올분해도 80 %의 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol, PVA)을 증류수에 용해하여 최종농도가 0.5 %(w/v)인 수용액을 제조하였는데, 이는 수상이었다. 수상을 자력 교반기를 사용하여 400 rpm의 속도로 교반하는 한편, 교반하면서 수상에 유상을 천천히 적가하였다. 두 용액의 부피비는 1:50이었다. 자력 교반기를 사용해 400 rpm의 속도로 계속 교반하며 유화액을 형성하였고; 유기용매를 제거하기 위해 이러한 속도로 5시간 동안 교반을 더욱 유지하였다. 이후, 얻은 용액을 1차 동결(-80 ℃에서 6시간 동안)한 후, 동결건조(-40 ℃에서 24시간 동안)해 물을 제거하여 주사 가능한 P34HB 마이크로스피어를 얻었다.
실시예 11: 마이크로스피어의 안정성 시험
실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 5에서 제조한 마이크로스피어 0.01 g을 칭량하여 증류수 1 mL에 분산시킨 후 각각 5 mL 유리병에 담았다. 빠르게 혼합한 후 정치하였다.
30분 동안 정치한 후, 물 속에서 마이크로스피어의 분산을 관찰하였다. 결과는 도 6에 도시한다. 도 6은, 실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 5에서 얻은 마이크로스피어의 분산 안정성을 도시한다(왼쪽에서 오른쪽으로 10개의 용기는 각각 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5의 샘플에 해당함). 실시예 1 내지 실시예 5의, PHBHHx 마이크로스피어, PHBVHHx 마이크로스피어, PHB 마이크로스피어, PHBV 마이크로스피어 및 P34HB 마이크로스피어는 분산성이 우수하여 층상이 나타나지 않고 물 속에서 균일하게 분산되어 있고; 비교예 1 내지 비교예 5의 PHBHHx 마이크로스피어, PHBVHHx 마이크로스피어, PHB 마이크로스피어, PHBV 마이크로스피어 및 P34HB 마이크로스피어는 저조한 물 분산성을 나타내 층상이 심하여 마이크로스피어가 물의 상층부에 뜨는 것을 알 수 있다. 따라서, 폴리비닐 알코올 수용액을 수상 물질로 사용한 경우에 비하여, 본 발명이 히알루론산 수용액을 수상 물질로 사용함으로써 마이크로스피어의 분산성 및 안정성을 현저히 향상시켰음을 입증한다.
실시예 12: 마이크로스피어의 흡수가능성 시험
주사율 검출 장치로는 내경 0.5 mm, 길이 19.7 mm의 주사 바늘이 달린 일회용 1 mL 주사기(즉, 통용되는 1 mL 주사기 총 헤드)를 사용하고, 실험 샘플로는 마이크로스피어 분산액 1 mL(마이크로스피어의 건조 중량은 0.1 g, M0으로 표시)를 사용하였다. 실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 5에서 제조한 마이크로스피어 0.1 g을 칭량하여 증류수 1 mL에 분산시킨 후 각각 유리병에 담았다. 균일하고 빠르게 혼합한 후, 마이크로스피어 분산액을 형성하였다. 분산액 1 mL를 1 mL 주사기로 추출하고, 주사기에 추출한 마이크로스피어를 각각 동결건조하였으며; 전체 마이크로스피어 질량(M0)에서 주사기에 추출한 마이크로스피어 질량(M1)의 백분율은 마이크로스피어의 흡수가능률(M1/M0)×100 %였다.
결과는 실시예 1 내지 실시예 5의, PHBHHx 마이크로스피어, PHBVHHx 마이크로스피어, PHB 마이크로스피어, PHBV 마이크로스피어 및 P34HB 마이크로스피어의 흡수가능률이 각각 95 %, 93 %, 91 %, 90 % 및 85 %인 것으로 나타났다. 비교예 1 내지 비교예 5의, PHBHHx 마이크로스피어, PHBVHHx 마이크로스피어, PHB 마이크로스피어, PHBV 마이크로스피어 및 P34HB 마이크로스피어의 흡수가능률은 각각 10 %, 13 %, 11 %, 9 % 및 6 %이었다. 실시예 1 내지 실시예 5의 마이크로스피어의 흡수가능률이 비교예 1 내지 비교예 5에 비해 훨씬 높은 것을 알 수 있다. 따라서, 폴리비닐 알코올 용액을 수상 물질로 사용한 경우에 비하여, 본 발명이 히알루론산 수용액을 수상 물질로 사용함으로써 마이크로스피어의 흡수가능성을 현저히 향상시켰음을 입증한다.
실시예 13: 마이크로스피어의 주사가능성 시험
주사율 검출 장치로는 내경 0.5 mm, 길이 19.7 mm의 주사 바늘이 달린 일회용 1 mL 주사기(즉, 통용되는 1 mL 주사기 총 헤드)를 사용하고, 실험 샘플로는 마이크로스피어 분산액 1 mL(마이크로스피어의 건조 중량은 0.1 g, M0으로 표시)를 사용하였다. 실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 5에서 제조한 마이크로스피어 0.1 g을 칭량하여 증류수 1 mL에 분산시킨 후 각각 유리병에 담았다. 균일하고 빠르게 혼합한 후, 마이크로스피어 분산액을 형성하였다. 분산액을 1 mL 주사기에 완전히 주사하고, 주사기를 밀어낸 후, 밖으로 나온 분산액을 각각 모아서 동결건조하였으며, 전체 마이크로스피어 질량(M0)에서 밖으로 주사된 분산액의 마이크로스피어 질량(M2)의 백분율은 마이크로스피어의 주사율로 계산하였다: (M2/M0)×100 %.
결과는 실시예 1 내지 실시예 5의, PHBHHx 마이크로스피어, PHBVHHx 마이크로스피어, PHB 마이크로스피어, PHBV 마이크로스피어 및 P34HB 마이크로스피어의 주사율이 각각 91 %, 92 %, 90 %, 90 % 및 88 %인 것으로 나타났다. 비교예 1 내지 비교예 5의, PHBHHx 마이크로스피어, PHBVHHx 마이크로스피어, PHB 마이크로스피어, PHBV 마이크로스피어 및 P34HB 마이크로스피어의 주사율은 각각 7 %, 11 %, 13 %, 8 % 및 4 %였다. 실시예 1 내지 실시예 5의 마이크로스피어의 주사율이 비교예 1 내지 비교예 5에 비해 훨씬 높은 것을 알 수 있다. 따라서, 폴리비닐 알코올 용액을 수상 물질로 사용한 경우에 비하여, 본 발명이 히알루론산 수용액을 수상 물질로 사용함으로써 마이크로스피어의 주사가능성을 현저히 향상시켰음을 입증한다.
위 실험 결과는 본 발명에서 제공하는 제조방법이 다음과 같은 유익한 효과가 있다는 것을 나타낸다: ① 마이크로스피어의 수율이 높다: 마이크로스피어의 수율이 70 % 이상이다. ② 우수한 분산성: 본 발명으로 제조한 PHA 마이크로스피어는 적절히 혼합하여 물 속에서 분산될 수 있다. 정치 후, 마이크로스피어는 물 속에서 우수한 분산성을 나타내 층상을 보이지 않아, 물의 상층에 뜨거나 물의 바닥에 가라앉지 않으며, 오히려 물 속에서 고르게 분산되어 균일한 분산액을 형성한다. 위 분산액을 공기 건조한 후 마이크로스피어의 형태를 관찰하고, 그 결과는 마이크로스피어가 형태적으로 완전하고 서로 독립적으로 뭉침 현상이 없음을 나타낸다. 마이크로스피어의 전부 또는 대부분이 입자 크기가 60 μm 이하로 주사 요구사항을 충족할 수 있다. ③ 우수한 흡수가능성: 위의 분산액을 주사기로 추출함으로써 마이크로스피어의 흡수율이 85 % 이상으로 도달하여, 뛰어난 흡수가능성을 나타낸다. ④ 우수한 주사가능성: 주사기를 밀어 주사된 분산액을 수집하여 마이크로스피어의 주사율을 계산하였고, 그 결과 마이크로스피어의 주사율이 88 % 이상으로 나타나, 뛰어난 주사가능성을 나타낸다.
본 출원에서는 구체적인 예시를 통해 본 발명의 원리 및 실시방식을 설명하며, 위의 예시는 오직 당업자가 최선의 구현예를 포함한 본 발명의 방법 및 핵심 사상을 이해하는 데 도움을 주고 또한 임의의 당업자가 임의의 장치 또는 시스템을 제조 및 사용하고 임의의 조합된 방법을 구현하는 것을 포함하여 본 발명을 실행 가능하게 하는 데에만 사용된다. 당업자는 본 발명의 원리를 벗어나지 않으면서 본 발명을 다양한 방식으로 개선 및 수정할 수 있으며, 이러한 개선 및 수정 역시 본 발명의 청구범위의 보호 범위에 속한다는 것을 유의해야 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의해 제한되며, 당업자가 구상할 수 있는 다른 구현예를 포함할 수 있다. 상기 다른 구현예가 청구범위에 기재된 구조적 요소와 유사한 요소를 갖거나 청구범위에 기재된 것과 실질적으로 다르지 않은 동등한 구조적 요소를 포함하는 경우, 상기 다른 구현예 또한 청구범위에 포함되어야 한다.
Claims (14)
- a) PHA 소재를 유기용매에 용해하여 유상을 얻는 단계로서,
상기 PHA 소재의 분자량은 10 KDa 내지 100 KDa이고;
상기 유상 내 PHA 소재의 질량 농도는 2.5 % 내지 10 %인 단계;
b) 히알루론산을 물에 용해하여 수상을 얻는 단계로서
상기 히알루론산의 분자량은 5 KDa 내지 500 KDa이고;
상기 수상 내 히알루론산의 질량 농도는 0.01 % 내지 1 %인 단계;
c) 교반하는 조건에서, 상기 수상에 상기 유상을 적가한 후, 연속 교반하면서 유기용매를 휘발시킨 다음, 고체-액체 분리 및 건조를 수행하여 PHA 마이크로스피어를 얻는 단계;를 포함하고,
상기 a) 단계 및 b) 단계의 순서는 제한되지 않는, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 마이크로스피어의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 c)단계에서 상기 유상 대 상기 수상의 부피비는 1:(10 내지 200)인, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 마이크로스피어의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 유기용매는 디클로로메탄, 클로로포름 및 에틸 아세테이트 중 하나 이상에서 선택되는, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 마이크로스피어의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 PHA 소재의 평균분자량은 15 KDa 내지 80 KDa인, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 마이크로스피어의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 PHA 소재는 분자량이 20 KDa 내지 100 KDa이고 평균분자량이 50 KDa인 PHBHHx이거나; 또는
상기 PHA 소재는 분자량이 20 KDa 내지 100 KDa이고 평균분자량이 50 KDa인 PHBHHx이거나; 또는
상기 PHA 소재는 분자량이 20 KDa 내지 100 KDa이고 평균분자량이 80 KDa인 PHB이거나; 또는
상기 PHA 소재는 분자량이 20 KDa 내지 100 KDa이고 평균분자량이 40 KDa인 PHBV이거나; 또는
상기 PHA 소재는 분자량이 10 KDa 내지 30 KDa이고 평균분자량이 15 KDa인 P34HB인, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 마이크로스피어의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 히알루론산의 평균분자량은 50 KDa 내지 300 KDa인, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 마이크로스피어의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 히알루론산의 분자량은 5 KDa 내지 100KDa, 평균분자량은 50 KDa이거나; 또는
상기 히알루론산의 분자량은 10 KDa 내지 200 KDa, 평균분자량은 50 KDa이거나; 또는
상기 히알루론산의 분자량은 100 KDa 내지 500 KDa, 평균분자량은 300 KDa인, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 마이크로스피어의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 교반 속도는 100 rpm 내지 500 rpm인, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 마이크로스피어의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 교반은 자력 교반기(magnetic stirrer)를 이용하여 수행하며;
상기 유상을 적가한 후 연속 교반하는 시간은 4시간 이상인, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 마이크로스피어의 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 유상을 적가한 후 상기 연속 교반하는 시간은 4시간 내지 6시간인, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 마이크로스피어의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 교반 온도는 10 ℃ 내지 37 ℃인, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 마이크로스피어의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 건조는 먼저 동결시킨 후 동결건조하는 것으로 수행되고;
상기 동결 온도는 -80 ℃ 내지 -20 ℃, 상기 동결건조 온도는 -60 ℃ 내지 -40 ℃인, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 마이크로스피어의 제조방법. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조한 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어.
- 제13항에 있어서,
상기 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어의 입자 크기가 60 μm 이하이고; 및/또는
상기 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어의 흡수율은 85 % 이상이며; 및/또는
상기 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어의 주사율은 88 % 이상인, 폴리하이드록시알카노에이트 마이크로스피어.
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