WO2017043808A1 - 자발적 공극 폐쇄 가능성을 갖는 고분자 미립구 및 이의 제조방법 - Google Patents

자발적 공극 폐쇄 가능성을 갖는 고분자 미립구 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2017043808A1
WO2017043808A1 PCT/KR2016/009797 KR2016009797W WO2017043808A1 WO 2017043808 A1 WO2017043808 A1 WO 2017043808A1 KR 2016009797 W KR2016009797 W KR 2016009797W WO 2017043808 A1 WO2017043808 A1 WO 2017043808A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
microspheres
polymer
producing
prepared
plga
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/009797
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
사홍기
Original Assignee
이화여자대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이화여자대학교 산학협력단 filed Critical 이화여자대학교 산학협력단
Priority to EP16844628.4A priority Critical patent/EP3348259A4/en
Priority to US15/759,270 priority patent/US20180250231A1/en
Publication of WO2017043808A1 publication Critical patent/WO2017043808A1/ko

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16—Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A61K9/1605—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/1629—Organic macromolecular compounds
    • A61K9/1641—Organic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, poloxamers
    • A61K9/1647—Polyesters, e.g. poly(lactide-co-glycolide)
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16—Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A61K9/1605—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/1629—Organic macromolecular compounds
    • A61K9/1652—Polysaccharides, e.g. alginate, cellulose derivatives; Cyclodextrin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16—Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A61K9/1682—Processes
    • A61K9/1694—Processes resulting in granules or microspheres of the matrix type containing more than 5% of excipient
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12—Powdering or granulating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00—Medicinal preparations containing antigens or antibodies

Definitions

  • the present invention relates to a polymeric microsphere and a method for preparing the same, and more particularly, to a porous microsphere having a spontaneous pore closure function, a method for preparing the same, and a composition for drug delivery comprising the microsphere.
  • Microencapsulation refers to a manufacturing process in which a drug is enclosed in a formulation of microspheres composed of a high molecular compound (microspheres in the following description include nanospheres). Since it can be administered to the human body or animals by intramuscular or subcutaneous injection, it can be manufactured to have a variety of drug release rate can control the drug delivery period. Therefore, a single dose can maintain effective drug concentrations for long periods of time, minimizing the total drug dose required for treatment, and improving patient compliance with drug therapies. There has been great interest in the preparation of polymeric microspheres.
  • microspheres prepared as described above are mostly non-porous, which is not easy to manufacture and takes a long time, and has a disadvantage of slow release rate of the encapsulated drug due to non-porosity.
  • porogen and organic solvents such as methylene chloride and ethyl acetate, specifically,
  • Wl / 0 / W2 water-in-oil-in-water oil solvent evaporation extraction method
  • the In the W1 / 0 / W2 solvent evaporation extraction method due to the large osmotic pressure difference between W1 and W2 of W1 / 0 / W2 emulsion, the porogen in W1 diffuses into W2 and the water of W2 penetrates into W1. It is a method using that the porous fine particles are made. Many such methods for preparing particulates using such dual emulsions have been reported (Int J Pharm 2007; 333: 103, J Controlled Release 133 (2009) 37, Angew Chem Int Ed 51 (2012) 10800, ACS Macro).
  • methylene chloride which is used as an organic solvent, is a highly carcinogenic substance and causes environmental toxicity, although it is an optimal organic solvent for making an emulsion, because it has a strong volatility, does not mix well with water, and has a much lower boiling point than water.
  • methylene chloride which is used as an organic solvent
  • has a strong volatility does not mix well with water, and has a much lower boiling point than water.
  • the present inventors prepared a emulsion by adding a dispersed phase containing a polymer compound, a drug and a water-insoluble organic solvent to the dispersion solvent to prepare an emulsion, and then adding ammonia solution to the prepared emulsion to react the polymer microspheres It has been disclosed (Korean Patent No. 910892 and US Patent No. 8,202,525). However, in such a production method, nonporous microspheres are produced by using a high molecular weight polymer compound and a halogen solvent such as methyl chloroacetate.
  • one object of the present invention is to provide a method for producing porous polymeric microspheres having spontaneous pore closure functionality and a polymeric microsphere prepared accordingly.
  • Another object of the present invention is to provide a drug delivery composition comprising the polymer microspheres as an active ingredient.
  • the present invention relates to a method for producing porous microspheres having spontaneous pore closure functionality.
  • the production method according to the invention is characterized in that it comprises the following steps so that the porous microspheres have spontaneous pore closure properties:
  • step (b) adding an ammonia solution to the oil-in-water emulsion prepared in step (c) to carry out an ammonia reaction
  • the organic solvent is isopropyl formate, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, and these organic solvents and semipolar solvents.
  • the polymer microspheres for delivering a bioactive material by a simple and environmentally friendly process without using the porogen and harmful organic solvents that are conventionally required Not only can it be manufactured safely and harmless to the human body, but the polymer microspheres thus prepared have spontaneous pore-closing functionality despite being porous microspheres, while the drug is eluted in the body at an appropriate dissolution rate, while the high bioactive substance is contained It has the advantage that it is possible to deliver effective bioactive materials.
  • Fig. 1 is a diagram illustrating a pore and pore forming mechanism inside and outside PLGA particles.
  • Figure 2 shows the fine particles prepared by changing the PLGA consumption to (a) 0.15, (b) 0.25, (c) 0.35 and (d) 0.45 g while fixing isopropyl formate and ammonia water usage at 4 ml and 3 tnl, respectively. SEM picture.
  • Figure 3 (a) 0.15, (b) 0.25, (C) 0.35 and (d) 0.45 g of PLGA is dissolved in 4 ml of isopropyl formate to form a dispersed phase and emulsified in an aqueous solution, and then 3 ml of ammonia water is added dropwise.
  • Figure 4 (a) 0.15, (b) 0.25, (c) 0.35 and (d) 0.45 g of PLGA is dissolved in 4 ml of isopropyl formate to form a dispersed phase and emulsified in an aqueous solution, and then 3 ml of ammonia water is added dropwise.
  • fine-particles was taken, The photograph on the left side was taken at high magnification, and the photograph on the right side.
  • FIG. 7 SEM image showing the internal shape of PLGA microparticles prepared by dropping 3, 3.5, and 4.1 ml of aqueous ammonia after emulsifying the dispersed phase prepared by dissolving in formate in an aqueous phase to form an emulsion.
  • Figure 7 is emulsified in the aqueous phase by dispersing 0,25 g of PLGA in 4 ml of isopropyl formate to form an emulsion to form ammonia water (a) 3, (b) 5, (c) 7, and (d) SEM photograph of the surface of the microparticles prepared by dropwise addition of 9 ml.
  • FIG. 1 shows the PLGA microparticles observed before (a) and after (b) 0.5, (c) l, (d) 1.5, and (e) 2 hours after dispersion in 37 ° C. aqueous solution. SEM photograph showing the external shape of the particles. The photo on the left is taken at high magnification.
  • FIG. 13 shows particulates observed after (b) 0.5, (c) l, (d) 1.5, and (e) 2 hours after (a) dispersion of PLGA microparticles in 41.7 ° C. aqueous solution. SEM picture showing the external shape of the The photo on the left is taken at high magnification.
  • FIG. 14 shows (b) 0.5, (c) 1, (d) 1.5, and (e) before and after dispersion of PLGA particles in a 41.7 ° C. aqueous solution to assess spontaneous closure functionality of sponge particles. ) SEM image showing the internal shape of the fine particles observed after 2 hours elapsed. The photo on the left is taken at high magnification.
  • FIG. 15 shows fluorescence microscopy test results demonstrating that FITC-dextran can be encapsulated with porous PLGA particles prepared in advance.
  • FIG. 16 shows confocal laser scanning microscope test results demonstrating that FITC-dextran can be encapsulated with porous PLGA particles prepared in advance.
  • 17 is prepared by dispersing a pre-prepared sponge-like porous PLGA in a biomacromolecule aqueous solution using spontaneous pore and pore closure functionality
  • FIG. 18 It is a schematic diagram which shows the preparation of the nonporous PLGA microparticles
  • 18 is a photograph observing the inside and outside shapes of a porous polymer having spontaneous pore closure according to the present invention prepared using ethyl cellulose as a polymer compound through SEM.
  • FIG. 19 is a photograph observing the inside and outside shapes of a porous polymer having spontaneous pore closure according to the present invention prepared using polycaprolactone as a polymer compound through SEM.
  • the polymer compound is characterized by having a weight average molecular weight of 1,000 to 80,000.
  • Types of such high molecular compounds are as described above
  • biodegradable polymers as well as biodegradable polymers may also be used.
  • polylactic acid polyglycolic acid
  • Polylactide polylactic-co-glycolic acid, polylactide-co-glycolide, polyphosphazine, polyiminocarbonate, polyphosphoester, polyanhydride,
  • Cellulose ether may be one or more selected from the group consisting of (eg, ethyl cellulose), but is not limited thereto.
  • the group consisting of eg, ethyl cellulose
  • the polymer has a weight average molecular weight of 1,000 to 80,000
  • Cellulose can be used.
  • the polymer used in the production method according to the present invention As described above, the polymer used in the production method according to the present invention
  • a weight average molecular weight range of 1,000 to 80,000 is characterized by using a polymer.
  • a high molecular weight polymer compound having a molecular weight exceeding the above range is used.
  • nonporous microspheres are produced.
  • the viscosity of the dispersed phase becomes high and accordingly
  • the ammonia reaction in the dispersed phase is suppressed and at the same time the by-products of the ammonia reaction, i.e., components that are soluble in water, are difficult to effectively diffuse into the dispersion solvent, resulting in the production of nonporous particulates.
  • the organic solvent used at this time is a non-halogen Sgen solvent containing no halogen in the molecule, isopropyl formate,
  • the organic solvent may be, in addition to the above-mentioned specific non-halogen organic solvents, a cosolvent system with a copolar solvent and a semipolar solvent as a cosolvent.
  • a cosolvent system with a copolar solvent and a semipolar solvent as a cosolvent.
  • the organic solvents used for the ammonia reaction were all halogenated.
  • halogenated organic solvent As a halogenated organic solvent, it is a solvent that is practically difficult to use in the pharmaceutical industry because of the toxicity of the solvent itself, thereby producing only non-porous microspheres, but in the present invention, relatively less toxic and porous It is a non-halogenated organic solvent capable of producing microspheres and has the characteristic of being directly used in the pharmaceutical industry.
  • the dispersed phase prepared using the polymer compound and the organic solvent is mixed with the dispersion solvent in step (b) to generate a single oil-in-water (0 / W) emulsion.
  • the dispersion solvent used should be prepared in the oil-in-water type emulsion,
  • a dispersion solvent an aqueous solution containing an emulsifier such as a polyvinyl alcohol or a Tween series or a cosolvent thereof may be used.
  • concentration of the emulsifier contained in the dispersion solvent may be used at 0.1 to 4% (w / w), preferably 0.5 to 2.0% (w / v).
  • the concentration of the polymer compound in the prepared dispersed phase is 3 (w / v)% to 30 (w / v)%, preferably 3.75 (w / v)% to 15 (w / v) 0 /.
  • the mixing volume ratio is from 1: 1 to 1: 100, preferably from 1: 4 to 1:10.
  • the amount of the dispersant is too large, most organic solvents constituting the dispersed phase before the induction of ammonia reaction, i.e., ammonia, are diffused into the aqueous phase and become hardened particulates rather than emulsion droplets.
  • ammonia is added, there is a problem in that the fine particles have no porosity and thus cannot produce fine particles having sponge-like porosity.
  • step (c) ammonia reaction is performed by adding an ammonia solution to the oil-in-water single emulsion prepared in step (b), wherein the ammonia solution is used in the organic solvent used in step (a).
  • the molar ratio of the organic solvent: ammonia solution is preferably 1: 0.5 to 1:20.
  • pores are not formed when a small amount of ammonia is used out of the above range, or very large pores are formed when an excessive amount of ammonia is out of the range, but the decomposition of the polymer is increased at the same time. May cause a problem of weak mechanical strength.
  • ammonia reaction was performed using 3 to 7 mL of 28% ammonia for 4 mL of isopropyl formate.
  • the dispersed phase dissolved in a non-halogen organic solvent such as isopropyl formate is emulsified in an aqueous solution to form an emulsion of 0 / W type. And then diffuse into the emulsion droplets in the water phase, such as ammonia, to dissolve the non-halogen dispersion solvent.
  • a non-halogen organic solvent such as isopropyl formate
  • a chemical reaction agent which can be decomposed into a solvent is added to the 0 / W ' emulsion, and 3 ⁇ 4 and a non-halogen organic solvent constituting the emulsion droplet are used as a water-soluble solvent (for example, in the case of isopropyl formate, as a water-soluble solvent). Isopropanol and formamide). Since the polymer compound is not dissolved in these water-soluble solvents, the polymer compound is divided into domains rich in the polymer compound and domains without the polymer compound in the emulsion droplet. As the water-soluble solvent spontaneously diffuses into the water phase, fine particles of the polymer compound are formed.
  • the use of the porous microparticles has the advantage of encapsulating bioactive substances such as biomacromolecules safely under 100% aqueous conditions. Furthermore, in the case of producing the fine particles by the manufacturing method according to the present invention has the advantage that it is possible to ensure a significant porous structure without using porogens (porogens) which is essential in the existing multi-process fine particle production techniques. Furthermore, as another aspect, the present invention relates to a spherical pore closure microspheres prepared according to the above method.
  • sponge-like pores or pores exist not only on the surface but also inside, and they are organically connected to each other.
  • the term "voluntary pore closure" used in the present invention the pores inside and outside the microspheres are closed by themselves without the help of other materials from the outside to reduce the area of the pores in contact with the surface of the microspheres to form a compact matrix form Say that.
  • the spontaneous pore closure is initiated when the 100% aqueous solution microspheres containing no organic solvent are dispersed, and is affected by the ambient temperature of the microspheres, Specifically, such spontaneous pore closure occurs at or near the glass transition temperature (T g ) of the particulates.
  • the polymeric microsphere may have an average diameter of 20 to l, 000 um, preferably 50 to 350 um, but is not limited thereto.
  • the average diameter of the fine particles may be determined by the viscosity of the emulsion, the concentration of the polymer compound of the dispersed phase, the molecular weight of the polymer compound, the volume ratio of the dispersed phase and the dispersion solvent, the concentration of the emulsifier and the like.
  • the microspheres according to the present invention have a porosity in the form of a sponge, and thus have a long-term sustained release of the drug when used as a drug carrier, and exhibit an excellent drug encapsulation rate due to spontaneous pore closure.
  • the present invention is for delivering a bioactive material containing the porous polymer microspheres having a spontaneous pore closure and a bioactive material
  • the physiologically active substance means any substance that can exert a desired effect in vivo.
  • the bioactive substance is bio
  • the composition for delivery of a physiologically active substance may include carriers, excipients, additives and the like commonly used in pharmaceutical compositions, in addition to the porous polymer microspheres and physiologically active substances.
  • the present invention relates to a method for producing the composition for delivery of the bioactive substance. Specifically, the method for preparing a composition for delivering a bioactive substance includes the following steps:
  • the bioactive material encapsulation step is microspheres and It may include the step of contacting the bioactive material and the temperature increase step.
  • the temperature raising step may be performed by raising the temperature near the glass transition temperature of the microspheres.
  • the morphology of each dry particulate was observed via SEM (Model JSM-5200; Jeol Inc .; USA).
  • two methods were used to observe the morphology inside the microspheres.
  • the first method was to disperse the sponge-like porous microspheres in a double-sided tape fixed to a metal stub. Then, pressing with another tape, the tape was removed. Through this procedure, the surface layer of the fine particles was peeled off to expose the inside of the fine particles.
  • the fine particle sample is mixed with epoxy resin in the second method and cured. Cut to expose the interior. After the opening, the shape of the particulate sample was observed using SEM.
  • FIG. 2 shows SEM micrographs of the fine particles produced by varying the dose of PLGA used in the dispersion phase from 0.15 g to 0.25, 0.35, and 0.45 g.
  • microparticles produced show excellent fluidity. This proves that the aggregation phenomenon between the microparticles during the drying process was not serious.
  • the microparticles prepared through this experimental condition were mainly between 20 and 200 mm in size.
  • FIG. 3 is an enlarged view of each of the fine particles shown in FIG. 2.
  • the microparticle surface showed significant porosity when the microparticles were prepared using 0.15 g of PLGA. Increasing the dose of PLGA to 0.25, 0.35, and 0.45 g showed that the porosity and the number of pores were reduced. 4 shows SEM micrographs of the inside of these fine particles.
  • the microparticles produced through the present invention show that the pores have extremely strong porosity and have a sponge shape in which numerous pores are connected to each other.
  • These geukgang 'porous shows the fully differentiated state with a porous PLGA reported in the literature.
  • the special fact is that o / w tanning is much simpler than the W 1/0 / W2 tanning, without the use of porogens, which are essential for conventional porous particulate manufacturing.
  • PLGA lact copolymer graft copolymer graft copolymer
  • FIG. 5 shows that the porosity of the surface of the microparticles varies with the capacity of isopropyl formate and the ammonia water capacity used to solubilize 0.35 g PLGA. Increasing the amount of isopropyl formate and increasing the use of ammonia water showed a tendency to increase the porosity and porosity of the surface of the particles. Similarly, the same phenomenon was observed even when the porosity of the interior was separated after the surface of the particulate was separated (FIG. 6).
  • Example 3 Preparation of Particulates
  • the porosity and the number of pores on the surface of the fine particles can be adjusted according to the amount of ammonia water added after preparing the o / w emulsion by fixing the amount of PLGA and isopropyl formate. For example, when the capacity of the dropwise added ammonia water was increased from 3 ml to 9 ml, the porosity of the surface of the fine particles increased significantly. As shown in FIG. 8, the porosity inside the fine particles also increased with the use of ammonia water.
  • PLGA lact copolymer graft copolymer
  • degree of hydrolysis 88%
  • FIG. 9 is an SEM photograph showing the surface of each of the fine particles produced under the above conditions.
  • the porosity of the surface of the particles decreased gradually when the capacity of PLGA used to prepare the particles was increased from 0.15 g to 0.25, 0.35, and 0.45 g.
  • This trend is the same as the result shown in FIG.
  • the fine particles shown in FIG. 3 are manufactured using a relatively low molecular weight PLGA material as compared to the fine particles shown in FIG. 9. That is, it is shown that the surface porosity of the fine particles prepared according to the present invention can be controlled not only by the PLGA capacity constituting the dispersed phase but also by properties such as molecular weight of the PLGA material. 10 is shown in FIG.
  • the porosity and porosity of the microparticles are determined by the factors affecting the isopropyl formate decomposition reaction occurring in the dispersed phase after forming the emulsion and the characteristics of the dispersed phase.
  • the first major factor is the usage of PLGA.
  • the use of low molecular weight PLGA increases the porosity and porosity because ammonia reactions are more likely to occur than those of high molecular weight PLGA, and decomposition products are easily held in the dispersed phase and ultimately escape into the aqueous phase.
  • the viscosity of the prepared dispersed phase decreases as the amount of isopropyl formate used to prepare the dispersed phase is increased while the use capacity of PLGA and ammonia water is fixed. This also facilitates the ammonia reaction conditions and at the same time the porosity and porosity of the microparticles is enhanced as the ammonolysis products readily spread out into the dispersed phase and later exit into the water phase.
  • Dissolved in isopropyl formate to form a dispersed phase which was emulsified in an aqueous phase, and then 50 mg of 3% aqueous ammonia) was dispersed in 30 ml of a 0.5% polyvinyl alcohol aqueous solution adjusted to 37 or 41.7.
  • the fine particles were collected using filter paper every 0.5, 1, and 2 hours with gentle stirring using a magnetic stirrer and then dried overnight under vacuum. The internal and external shapes of these particulate samples were observed by SEM through the aforementioned method.
  • Figure 1 shows the change of the surface of the particle over time at 37 0 C conditions.
  • the pores present on the surface of the microparticles showed a close pattern over time.
  • Numerous voids and pores have also been shown to be closed (FIG. 12).
  • the rate at which the pores and pores of the particulate surface and the interior were closed was increased, and the interior and exterior pores and pores were completely closed after 2 hours (FIG. 13 and FIG. 14).
  • Sponge-shaped porous PLGA microparticles prepared in the present invention are differentiated manufacturing processes, and have a sponge-like porous pore and numerous pores connected to each other without the use of porogens.
  • Example 3 The fine particles prepared in Example 3 (0.25 g of PLGA was dissolved in 4 ml of isopropyl formate to form a dispersed phase, which was emulsified in an aqueous phase, and then 7 ml of
  • the fluorescence intensity was not determined by FITC ⁇ dextran. That is, as the fine particles spontaneously close the pores in the aqueous solution, FITC-dextran dissolved in the aqueous solution is encapsulated into the fine particles. Second confocal laser
  • various types of active ingredients may be encapsulated in a sponge-like porous PLGA microparticles prepared in advance under 100% aqueous phase without using an organic solvent.
  • Example 7 According to the present invention using ethyl salose as a polymer compound Porous Microspheres Manufacturing
  • Ethyl salose was used as the viscosity of 10 cP in 5% toluene / ethanol (toluene / ethanol).
  • Ethin Celozose was dissolved 0.25 g in 4 ml of isopropyl formate for 2 hours using vortexing (Vortex GENIE 2, Scientific Industries, New York, USA). This was added to a beaker containing 40 ml of 0.5% PVA solution and stirred at 450 rpm for 3 minutes using a stirrer (800 series, VWR scientific, Radnor, PA, USA). Then, 3 ml of 28% aqueous ammonia solution was added and stirred for 30 minutes, and 40 ml of distilled water was added and filtered when 5 minutes had passed. The microspheres remaining on the filter paper were redispersed in 80 ml of 0.1% PVA, stirred at 450 rpm for 2 hours, and the fine particles were recovered by filtration.
  • Polycaprolactone has an average weight molecular weight (M w ⁇ l 14,000 and an average
  • M n Molecular weight molecular weight (M n ) is 10,000 from Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, USA) Purchased
  • microspheres remaining on the filter paper were redispersed in 0.1% PVA 80 m, stirred at 450 rpm for 2 hours, and the fine particles were recovered by filtration and dried in vacuo. The internal and external shapes of these fine particles were observed by SEM, and the results are shown in FIG. 19.
  • the extremely porous and numerous pores had a sponge shape connected to each other.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

본 발명은 고분자 미립구의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 고분자 미립구에 관한 것으로, 구체적으로는 특정한 고분자 화합물과 유기용매를 사용하여 수중유형의 단일 유제를 제조한 후 이에 암모니아 용액을 첨가하여 가암모니아 반응을 수행하는 것을 특징으로 하는 고분자 미립구의 제조방법 및 이에 의해 제조된 고분자 미립구, 상기 미립구를 포함하는 생리활성물질 전달용 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법은 기존의 공정과는 달리, 인체에 유해한 할로겐 유기용매를 사용하지 않으며, 포로겐을사용하지 않고 가암모니아 분해 (ammonolysis)를 이용하는 것으로, 이러한 제조방법에 따라 고분자 미립구를 제조하는 경우 제조공정이 간단하며 인체에 무해하고 자발적 공극 폐쇄기능성 및 극강의 다공성 및 공극을 가지는 것을 특징으로 하는 미립자를 제조할 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
자발적 공극 폐쇄 가능성을 갖는 고분자 미립구 및 이의 제조방법 【기술분야】
본 발명은 고분자 미립구 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 자발적 공극 폐쇄기능성을 가지는 다공성 미립구, 이의 제조방법 및 상기 미립구를 포함하는 약물전달용 조성물에 관한 것이다.
【배경기술】
수액제, 현탁제 및 유제와 같은 종래 주사제형들은 근육이나 피하 투여 후 재빨리 체내에서 제거되기 때문에 만성질환 치료시에는 빈번한 주사투여가 필수적이었다. 이러한 문제점을 해결하고자 고안된
마이크로캡슬화 (microencapsulation)는 고분자 화합물로 구성된 미립구 (microsphere, 이하의 서술에서 미립구는 초미립구 (nanosphere)를 포함한다) 제형에 약물을 봉입시키는 제조공정을 지칭하는데, 미립구는 보통 um 단위의 크기를 지니므로 인체나 동물에 근육 또는 피하주사로 투여 가능하며, 다양한 약물 방출속도를 지니도록 제조할 수 있어 약물 전달기간을 제어할 수 있다. 그러므로， 단 한 번의 투여만으로도 장시간 동안 유효한 치료약물농도를 유지할 수 있어 치료에 필요한 약물 총 투여량을 극소화시킬 수 있으며, 환자의 약물치료 순응도를 향상시킬 수 있어， 현재 유수한 전 세계 제약회사에서 약물 함유 고분자 미립구 제조에 지대한 관심을 보이고 있다.
상기와 같은 생분해성 고분자를 이용한 미립구의 제조방법으로는 용매증발 건조법 (미국 특허 게 4,652,441호)， 상분리법 (미국 특허 게 4,675,189호), 분무건조법 (미국 특허 제 6,709,650호) 및 저온 용매추출법 (미국 특허
제 5,019,400호) 등이 알려져 있다. 그러나 상기와 같이 제조되는 미립구는 대부분 비다공성 (non-porous)으로서 그 제조가 용이하지 못하고 시간이 많이 소요되며, 비다공성으로 인해 봉입된 약물의 방출속도가 느리다는 단점을 가지고 있다. 상기 비다공성으로 인해 봉입된 약물의 방출속도가 느리다는 단점을 해결한 다공성 미립자를 제조하기 위해, 포로겐 (porogen)과 메틸렌 클로라이드 및 에틸 아세테이트와 같은 유기용매를 사용하는 이중 유제, 구체적으로,
Wl/0/W2(water-in-oil-in- water)유제 용매증발추출방법이 이용되고 있으며, 상기 W1/0/W2 유제 용매증발추출방법은 W1/0/W2 유제의 W1과 W2 사이에 큰 삼투압 차에 의해, W1에 존재하는 포로겐이 W2로 확산됨과 동시에 W2의 물이 W1으로 침투하여 최종적으로 다공성 미립자가 만들어지는 것을 이용한 방법이다. 이러한 이중 유제를 이용하여 미립자를 제조하는 상기와 같은 방법이 다수 보고되어 있고 (Int J Pharm 2007;333: 103, J Controlled Release 133(2009)37, Angew Chem Int Ed 51 (2012)10800, ACS Macro Lett 1(2012)697 및 Ch Chem Lett 24(2013)710 등), 이들 이중 유제를 이용한 방법은 모두 분산 용매로서 메틸렌 클로라이드나 에틸 아세테이트와 같은 유기 용매를 사용하거나, 포로겐으로서 NaCl, 트레할로오스, BSA, 과산화수소， 사이클로덱스트린 등을 반드시 사용하고 있다.
그러나, 유기용매로 사용되는 메틸렌 클로라이드는 강한 휘발성을 지니고 물과 잘 섞이지 않으며 물 보다 훨씬 낮은 비점을 갖는 등 유제를 만들기 위한 최적의 유기용매임에도 불구하고， 발암물질에 해당하며 환경독성을 야기한다는 큰 문제점을 가지고 있고, 유제로부터 이를 제거하기 위해 밤새 유제를 교반해야 하고 (미국 특허 제 6,884,435호), 미립구 제조시간을 단축하기 위해
반응조 (reactor)의 온도를 상승시키거나 또는 감압조건을 도입하기도 하는 번거로운 공정을 필요로 한다 (미국 특허 게 3,691 ,090호, 제 3,891 ,570호,
제 6,270,700호 및 제 6,572,894호 참조). 나아가, 이러한 공정상의 번거로움뿐만 아니라, 상기와 같은 공정을 거치면서 미립구에 봉입된 약물이 변성되는 문제점을 가지고 있다. 또한, 다공성을 확보하기 위해서는 W1에 높은 농도의 포로겐을 첨가해야하는데, 이때 발생하는 삼투압 증가로 인해 W1에 녹아있는 약물이 외상인 W2로 빠져나가는 문제점이 있으며, 또한 포로겐 제거 단계에서 약물 역시 제거되어 약물 봉입률이 저하되는 문제점을 가지고 있다.
한편, 본 발명자는 고분자 화합물, 약물 및 수불용성 유기용매를 포함하는 분산상을 분산용매에 첨가하여 유제를 제조한 후, 제조된 유제에 암모니아 용액을 첨가하여 반웅시키는 것을 포함하는 고분자 미립구의 제조방법을 개시한 바 있다 (한국등록특허 제 910892호 및 미국특허 제 8,202,525호). 그러나 이러한 제조방법에서는 높은 분자량의 고분자 화합물과 메틸 클로로아세테이트 등의 할로겐 용매를 사용함으로써 비다공성의 미립구가 제조된다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】 이러한 배경 하에서， 본 발명자들은 약물의 봉입률 및 약물 변성의 문제를 갖지 않으면서도 적절한 약물 방출 속도를 나타낼 수 있고, 간이한 공정으로 친환경적으로 제조될 수 있는 다공성 미립구를 제조하기 위하여 연구를
계속하였다. 그 결과, 특정 분산용매, 중합체를 선택하고， 포로겐을 포함시키지 않고 '단일 0/W 유제를 제조하여 이를 가암모니아 분해반웅을 이용하여 스폰지 형상의 다공성 미립구를 제조하는 경우, 상기 미립구가 다공성을 지님에도 불구하고, 수상에서 스스로 공극이 닫히는 자발적 공극 폐쇄 기능성을 가질 수 있음을 확인하였고, 그 결과, 바이오 거대분자를 봉입할 수 있는 다공성 고분자 미립구를 간단하고 효율적이면서도 친환경적으로 제조할 수 있음을 확인하였다. 이에, 본 발명의 하나의 목적은 자발적 공극 폐쇄 기능성을 갖는 다공성 고분자 미립구의 제조방법 및 이에 따라 제조된 고분자 미립구를 제공하는 것이다.
나아가, 또 다른 본 발명의 목적은 상기 고분자 미립구를 유효성분으로 포함하는 약물 전달용 조성물을 제공하는 것이다.
【기술적 해결방법】
상기와 같은 목적을 해결하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 자발적 공극 폐쇄기능성을 가지는 다공성 미립구의 제조방법에 관한 것이다.
구체적으로， 본 발명에 따른 제조방법은 다공성의 미립구가 자발적 공극 폐쇄성을 갖도록 다음과 같은 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다:
(a) 증량평균분자량 1,000 내지 80,000를 갖는 고분자 화합물와
유기용매를사용하여 분산상을 제조하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)에서 제조된 분산상에 분산용매에 첨가하여
수중유 (oil-in-water;ᄋ/W)형 유제를 제조하는 유제 제조 단계; 및
(b) 상기 단계 (c)에서 제조한 수중유형 유제에 암모니아 용액을 첨가하여 가암모니아 반응을 수행하는 가암모니아 반응 단계로서,
이때, 상기 유기용매는 이소프로필 포르메이트 (isopropyl formate), 메틸 포르메이트 (methyl formate), 에틸 포르메이트 (ethyl formate), 프로필포르메이트 (propyl formate) 및 이들 유기용매와 반극성 용매 (semipolar solvent)와의 흔합물로부터 선택되는 하나 이상의 비할로겐 유기용매이다.
【유리한 효과】 본 발명에 따른 고분자 미립구의 제조방법에 따라 고분자 미립구를 제조하는 경우, 간이하고 친환경적인 공정에 의해 생리활성물질을 전달하는 고분자 미립구를， 종래 필수적으로 요구되는 포로겐 및 유해한 유기용매를 사용하지 않고도 안전하고 인체에 무해하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라， 그에 따라 제조된 고분자 미립구가 다공성의 미립구임에도 불구하고 자발적 공극 폐쇄 기능성을 가져, 약물을 적절한 용출율로 체내에서 용출시키면서도, 높은 생리활성물질의 봉입률을 가져 효과적인 생리활성물질의 전달이 가능하다는 장점을 갖는다.
【도면의 간단한 설명】
도 1은 PLGA 미립자 내부.외부에 공극 및 기공 형성 기전을 도식화한 도면이다.
도 2는 이소프로필 포르메이트와 암모니아수 사용량을 각각 4 ml 및 3 tnl로 고정하면서 PLGA 사용량을 (a) 0.15, (b) 0.25, (c) 0.35 그리고 (d) 0.45 g로 변화시켜 제조한 미립자들의 SEM 사진이다.
도 3은 (a) 0.15, (b) 0.25, (C) 0.35 그리고 (d) 0.45 g의 PLGA를 4 ml의 이소프로필 포르메이트에 녹여 분산상을 만들고 이를 수용액에 유화시킨 후 암모니아수 3 ml을 적가하여 제조한 미립자 표면의 SEM 사진으로, 왼쪽 사진을 고배율로 찍은 것이 오른쪽 사진이다.
도 4는 (a) 0.15, (b) 0.25, (c) 0.35 그리고 (d) 0.45 g의 PLGA를 4 ml의 이소프로필 포르메이트에 녹여 분산상을 만들고 이를 수용액에 유화시킨 후 암모니아수 3 ml을 적가하여 제조한 미립자 내부의 SEM 사진으로, 왼쪽 사진을 고배율로 찍은 것이 오른쪽 사진이다.
도 5는 PLGA 0.35 g을 (a) 4, (b) 5, 그리고 (c) 6 ml의 이소프로필
포르메이트에 녹여 제조한 분산상을 수상에 유화시켜 유제를 형성한 후 각각 3, 3.5, 그리고 4.1 ml의 암모니아수를 적가하여 제조한 PLGA 미립자의 표면을 보여주는 SEM 사진이다.
도 6은 PLGA 0.35 g을 (a) 4, (b) 5, 그리고 (c) 6 ml의 이소프로필
포르메이트에 녹여 제조한 분산상을 수상에 유화시켜 유제를 형성한 후 각각 3, 3.5, 그리고 4.1 ml의 암모니아수를 적가하여 제조한 PLGA 미립자의 내부 형상을 보여주는 SEM 사진이다. 도 7은 0,25 g의 PLGA을 4 ml의 이소프로필 포르메이트에 녹인 분산상을 수상에 유화시켜 유제를 형성한 후 암모니아수 (a) 3, (b) 5, (c) 7, 그리고 (d) 9 ml을 적가하여 제조한 미립자 표면의 SEM 사진에 관한 것이다.
도 8은 0.25 g의 PLGA을 4 ml의 이소프로필 포르메이트에 녹인 분산상을 수상에 유화시켜 유제를 형성한 후 암모니아수 (a) 3, (b) 5， (c) 7， 그리고 (d) 9 ml을 적가하여 제조한 미립자 내부의 SEM 사진에 관한 것이다.
도 9는 (a) 0.15, (b) 0.25, (c) 0.35 그리고 (d) 0.45 g의 PLGA(iv = 0.49 dL/g)를 4 ml의 이소프로필 포르메이트에 녹여 분산상을 만들고 이를 수용액에 유화시킨 후 암모니아수 3 ml을 적가하여 제조한 미립자 표면의 SEM 사진이다.
도 10는 (a) 0.15, (b) 0.25, (c) 0.35 그리고 (d) 0.45 g의 PLGA(iv = 0.49 dL/g)를
4 ml의 이소프로필 포르메이트에 녹여 분산상을 만들고 이를 수용액에 유화시킨 후 암모니아수 3 ml을 적가하여 제조한 미립자 내부의 SEM 사진이다. 왼쪽 사진을 고배율로 찍은 것이 오른쪽 사진이다.
도 1 1는 PLGA 미립자를 37°C 수용액에 (a) 분산시키기 전, 그리고 분산시킨 후 (b) 0.5, (c) l, (d) 1.5, 그리고 (e) 2 시간이 경과한 후 관찰한 미립자의 외부 형상을 보여주는 SEM 사진이다. 왼쪽 사진을 고배율로 찍은 것이 오른쪽 사진이다.
도 12는 PLGA 미립자를 37°C 수용액에 (a) 분산시키기 전, 그리고 분산시킨 후 (b) 0.5, (c) l , (d) 1.5, 그리고 (e) 2 시간이 경과한 후 관찰한 미립자의 내부 형상을 보여주는 SEM 사진이다.
도 13은 PLGA 미립자를 41.7°C 수용액에 (a) 분산시키기 전， 그리고 분산시킨 후 (b) 0.5, (c) l, (d) 1.5, 그리고 (e) 2 시간이 경과한 후 관찰한 미립자의 외부 형상을 보여주는 SEM 사진이다. 왼쪽 사진올 고배율로 찍은 것이 오른쪽 사진이다.
도 14는 스폰지 미립자의 자발적 폐쇄 기능성을 평가하기 위해 PLGA 미립자를 41.7 °C 수용액에 (a) 분산시키기 전， 그리고 분산시킨 후 (b) 0.5, (c) 1, (d) 1.5, 그리고 (e) 2 시간이 경과한 후 관찰한 미립자의 내부 형상을 보여주는 SEM 사진이다. 왼쪽 사진을 고배율로 찍은 것이 오른쪽 사진이다.
도 15는 FITC-dextran을 미리 제조한 다공성 PLGA 미립자로 봉입할 수 있음을 증명하는 형광현미경 시험 결과를 나타낸 도면이다. 도 16은 FITC-dextran이 미리 제조한 다공성 PLGA 미립자로 봉입될 수 있음을 증명하는 공초점레이저주사현미경 시험 결과를 나타낸 도면이다.
도 17은 미리 조제한 스폰지 형상의 다공성 PLGA을 바이오거대분자 수용액에 분산시켜 자발적 공극 및 기공 폐쇄 기능성을 이용하여
바이오거대분자를 봉입한 비다공성 PLGA 미립자의 제조를 보여주는 모식도이다. 도 18은 고분자 화합물로서 에틸셀를로오스를 사용하여 제조한 본 발명에 따른 자발적 공극 폐쇄성을 갖는 다공성 고분자의 내외부 형상을 SEM을 통하여 관측한 사진이다.
도 19는 고분자 화합물로서 폴리카프로락톤을 사용하여 제조한 본 발명에 따른 자발적 공극 폐쇄성을 갖는 다공성 고분자의 내외부 형상을 SEM을 통하여 관측한 사진이다.
【발명의 실시를 위한 최선의 형태】
이하 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다
본 발명에서 상기 고분자 화합물은 1 ,000 내지 80,000의 중량평균분자량을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 고분자 화합물의 종류는 상기와 같은
중량평균분자량 범위를 갖는 것이라면 당업계에 공지되어 있는 것을 제한 없이 사용할 수 있고, 생분해성 고분자뿐 아니라 생분해되지 않는 고분자 또한
가능하다. 이러한 고분자로서는, 예를 들어 폴리락트산, 폴리글리콜산，
폴리락타이드, 폴리락틱-코 -글리콜산, 폴리락타이드-코-글리콜라이드, 폴리포스파진， 폴리이미노카보네이트, 폴리포스포에스테르, 폴리안하이드라이드,
폴리오르쏘에스테르, 락트산과 카프로락톤의 공중합체, 폴리카프로락톤,
폴리하이드록시발레이트, 폴리하이드록시부티레이트, 폴리아미노산,
폴리다이옥산온, 락트산과 아미노산의 공중합체, 셀를로오스에스터류 및
셀를로오스에테르류 (예를 들어 에틸 셀를로오스)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상기
고분자로서는 중량평균분자량 1 ,000 내지 80,000을 갖는
폴리락타이드-코-글리콜라이드, 폴리락타이드, 폴리카프로락톤 또는 에틸
셀를로오스를 사용할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 제조방법에서 사용되는 고분자는
중량평균분자량 범위 1 ,000 내지 80,000의 고분자를 사용하는 것을 특징으로 한다. 종래의 가암모니아 반웅을 이용한 미립구의 제조방법에서는 분자량이 상기 범위를 넘는, 고분자량의 고분자화합물을 사용하였는데, 이와 같이 높은 분자량의 고분자 화합물을 사용하는 경우에는 비다공성의 미립구가 제조되게 된다.
구체적으로, 분자량이 너무 높으면 분산상의 점도가 높아지고 이에 따라
분산상에서의 가암모니아 반응이 억제되고 동시에 가암모니아 반응의 부산물, 즉 물에 녹는 성분들이 효과적으로 분산용매로 확산되기가 어려워지고, 그 결과, 궁극적으로 비다공성의 미립자가 제조되게 된다.
이러한 고분자 화합물은 유기 용매와 접촉 또는 흔합되어 분산상으로 제조된다. 이때 사용되는 유기용매는 할로겐을 분자 중에 포함하지 않는 비할 S겐 용매로서 , 이소프로필포르메이트 (isopropyl formate),
메틸포르메이트 (methyl formate), 에틸포르메이트 (ethyl formate),
프로필포르메이트 (propyl formate)나 이들 유기용매의 흔합물일 수 있다. 나아가, 상기 유기용매로는 상기 언급된 구체적인 비할로겐 유기용매들 외에 이들과 함께, 공용매로서 (cosolvent) 반극성 용매 (semipolar solvent)와의 흔합물 (cosolvent system)일 수 있고, 이러한 반극성 용매는, 예를 들어, 디메틸 설폭사이드, 아세톤,
아세토나이트릴, 테트라하이드로퓨란, 디메틸 포름아마이드, 틀루엔 등을 들 수 있다. 종래 한국등록특허 제 910892호 및 미국특허 제 8,202,525호 등에서
가암모니아 반웅을 위하여 사용되던 유기용매는 모두 할로겐화된
유기용매 (halogenated organic solvent)로서 용매 자체의 독성 때문에 제약산업에서는 실제적으로 사용하기 힘든 용매이고, 이에 의해서는 단지 비다공성 미립구만이 제조될 뿐이나, 본 발명에서는 상대적으로 독성이 적을 뿐만 아니라 다공성의 미립구를 제조할 수 있는 비할로겐화된 유기용매로서 제약산업에 직접적으로 웅용이 가능하다는 특징을 갖는다.
나아가, 상기 고분자 화합물과 유기용매를 사용하여 제조된 분산상은 단계 (b)에서 분산용매와 흔합되면서 수중유형 (0/W)의 단일 유제를 생성하게 된다. 이때 사용되는 분산용매는 수중유형의 유제를 제조하여야 하므로, 수성
분산용매를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 수성 분산용매로는 친수성 유화제, 예컨대 폴리비닐알콜 또는 트원 (Tween) 계열과 같은 유화제를 함유하는 수용액 또는 이의 공용매를 사용할 수 있다. 상기 분산용매에 함유되어 있는 유화제의 농도는 0.1에서 4%(w/w), 바람직하게는 0.5 내지 2.0%(w/v)를 사용할 수 있다. 상기 단계 (a)에서, 분산상을 제조하기 위한 고분자 화합물과 분산용매의 비율은, 제조된 분산상 내의 고분자 화합물의 농도가 3(w/v)% 내지 30(w/v)%, 바람직하게는 3.75(w/v)% 내지 15(w/v)0/。가 되도록 조절될 수 있다. 이와 관련하여, 고분자의 농도가 30(w/v)0/。를 초과하는 경우， 분산상의 점도가 상승하여, 후속 단계인 단계 (c)에서 가암모니아 반웅이 억제되고, 가암모니아 반웅 부산물의 확산이 억제되어 다공성 형성 정도가 감소하고, 3(w/v)% 미만인 경우 미립구의 기계적 강도가 약해 실용성이 떨어지는 문제점이 발생한다. 구체적인 일
실시예에서는 , 0.15 내지 0.45 g의 고분자화합물을 4 ml의 유기용매에 녹여 분산상을 제조하였다.
나아가, 상기 단계 (a)에서 제조된 분산상이 분산용매와 흔합시, 그 흔합부피비는 1 : 1 내지 1 : 100, 바람직하게는 1 :4 내지 1 : 10이다. 이와 관련하여 분산용매의 양이 너무 많아지면 가암모니아 반응을 유도하기 전, 즉 암모니아를 넣기 전에 분산상을 구성하는 대부분의 유기용매가 바로 수상으로 확산되어 유제 방울이 아닌 경화된 미립자 형태가 되게 되고, 그 이후에 암모니아를 넣게 되면 미립자가 다공성을 갖지 않아 스폰지 형의 다공성을 갖는 미립자를 제조할 수 없다는 문제점이 발생한다.
또한, 상기 단계 (c)에서는 단계 (b)에서 제조된 수중유형 단일 유제에 암모니아 용액을 첨가하여 가암모니아 반웅을 수행하게 되는데, 이때, 암모니아 용액의 사용량은 상기 단계 (a)에서 사용되는 유기 용매의 부피를 기준으로 결정하며, 유기용매 ： 암모니아 용액의 몰비율이 1 :0.5 내지 1 :20이 되도록 사용하는 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 상기 범위를 벗어나도록 소량의 암모니아를 사용하는 경우 공극이 형성되지 않거나， 상기 범위를 벗어난 과량의 암모니아를 사용하는 경우 매우 공극은 많이 형성되기는 하나, 고분자의 분해가 동시에 증가되어， 미립구의 기계적 강도가 약해지는 문제가 발생할 수 있다.
구체적인 일 실시예에서는 4ml의 이소프로필 포르메이트에 대해 28%의 암모니아 3 내지 7mL를 사용하여 가암모니아 반응을 진행하였다.
본 발명에 따른 상기 미립구 제조방법에 의하면, 기존의 다공성 미립자 제조공정들과는 달리, 고분자 화합물을 이소프로필 포르메이트와 같은 비할로겐 유기용매에 녹인 분산상을 수용액에 유화시켜 0/W 형의 유제를 형성하고, 그후에 암모니아와 같이 수상에서 유제방울로 확산되어 비할로겐 분산용매를 수용성 용매로 분해시킬 수 있는 화학반웅유도체를 상기 0/W'유제에 첨가하고, 그 ¾과, 유제 방울을 구성하고 있는 비할로겐 유기용매가 수용성 용매 (예를 들어 이소프로필 포르메이트의 경우 수용성 용매로서 이소프로판올과 포름아마이드)로 분해된다. 이들 수용성 용매에서는 고분자 화합물이 용해되지 않으므로 유제방울 내에서 고분자 화합물이 풍부한 도메인과 고분자 화합물이 없는 도메인으로 구분되어 지고, 상기 수용성 용매가 자발적으로 수상으로 확산됨에 따라 고분자 화합물의 미립자가 형성되게 된다. 상기 과정은 매우 신속하게 일어나는 것으로, 그 결과, 대량의 quenching liquid를 사용한 용매추출이나 또는 용매증발 단계가 전혀 필요하지 않게 되고， 낮은 에너지의 유화기로서 쉽게 0/W형의 유제를 제조할 수 있기 때문에, 특별한 기계장치나 high-energy 또는 high-shear mixing device가 필요하지 않게 된다. 특히, 바이오 거대분자 (biomacromolecules)의 경우 분산상을 이루는 유기용매에 노출되거나 유기용매 /물 계면에 노출되는 공정 또는 유제 형성을 위해 사용하는 고에너지 흔합 기기 (high-energy mixing device)에 의한 전단으로 인한 바이오 거대분자 자체의 변성, 웅집 또는 분해가 될 위험이 있다. 하지만 본 다공성 미립자를 활용하면 100% 수성 조건에서 안전하게 바이오 거대분자와 같은 생리활성물질을 봉입할 수 있다는 장점을 갖는다. 나아가, 본 발명에 따른 제조방법에 의해 미립자를 제조하는 경우 기존의 다공정 미립자 제조 기법에서 필수적으로 요구되는 포로겐 (porogens)을 사용하지 않고도 현저한 다공성 구조를 확보할 수 있다는 장점을 갖는다. 나아가, 또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 방법에 따라 제조된, 자발적 공극 폐쇄성을 갖는 스펀지 형태의 미립구에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 미립구는， 표면뿐 아니라 내부에도 스폰지 형상의 공극 또는 기공들이 존재하며, 이들이 서로 유기적으로 연결되어
네트워크를 형성하는 특유의 성상을 갖는다.
한편， 본 발명에서 사용되는"자발적 공극 폐쇄성"이라는 용어는, 미립구 내외부의 공극이 외부로부터의 다른 물질의 도움없이 스스로 닫히게 되어 미립구 표면과 접하고 있는 공극의 면적이 감소하게 되어 컴팩트한 매트릭스 형태가 되는 것을 말한다. 상기 자발적 공극 폐쇄는 유기용매를 포함하지 않는 100% 수용액 미립구를 분산시키는 경우 시작되며, 미립구의 주변 온도에 영향을 받고, 구체적으로 미립자의 유리전이온도 (Tg) 부근 또는 이보다 약간 높은 온도에서 이러한 자발적 공극 폐쇄가 발생한다.
본 발명에 있어서， 상기 고분자 미립구는 평균 직경이 20 내지 l,000um, 바람직하게는 50 내지 350um인 것일 수 있으나， 이에 한정되지 않으며，
소망하고자 하는 용도에 따라서 자유롭게 변형가능하다. 이때, 미립자의 평균 직경은 유제의 점성도， 분산상의 고분자 화합물의 농도, 고분자 화합물의 분자량, 분산상과 분산용매의 용적비, 유화제의 농도 등에 의해 결정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 미립구는 스펀지 형태의 다공성을 가져 약물 전달체로 사용시 장기간 지속적인 약물의 방출이 가능하고, 자발적인 공극의 폐쇄성으로 인해 우수한 약물의 봉입률을 나타낸다는 장점을 같는다. 또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 자발적 공극 폐쇄성을 갖는 다공성 고분자 미립구 및 생리활성물질을 포함하는 생리활성물질 전달용
조성물에 관한 것이다.
구체적으로, 상기 생리활성물질은 생체 내에서 소망하는 효과를 발휘할 수 있는 모든 물질을 의미한다. 상기 생리활성물질은 바이오
거대분자 (biomacromolecules)일 수 있으며， 예를 들어 펩타이드, 폴리펩타이드, 폴리뉴클레오타이드， 단백질, 나노입자， DNA, RNA, 단일클론항체 또는 백신일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직한 하나의 양태로서, 본 발명에 따른 생리활성물질 전달용 조성물은 상기 다공성 고분자 미립구 및 생리활성물질 외에, 약학적 조성물에 통상적으로 사용되는 담체, 부형제, 첨가제 등을 포함할 수도 있다. 나아가， 또 다른 일 양태로서, 본 발명은 상기 생리활성물질 전달용 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로， 상기 생리활성물질 전달용 조성물의 제조방법은 다음과 같은 단계를 포함한다:
상기 자발적 공극 폐쇄성 고분자 미립구를 제조하는 단계; 및
상기 미립구에 생리활성물질을 봉입시키는 단계. 바람직한 일 양태에서, 상기 생리활성물질 봉입 단계는 미립구와 생리활성물질을 접촉시키는 단계 및 승온 단계를 포함할 수 있다. 바람직한 일 양태에서, 상기 승온 단계는 미립구의 유리전이온도 부근까지 승온시키는 것에 의해 수행될 수 있다. 【발명의 실시를 위한 형태】
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 실시예 1. 미립자의 제조
PLGA(lactide:glycolide ratio = 75:25; inherent viscosity = 0.25 dL/g in chloroform) 0.15, 0.25, 0.35 또는 0.45 g을 이소프로필 포르메이트 4 ml에 용해시켜 분산상을 제조하였다. 상기 분산상을 0.5% (w/v) 폴리비닐 알코올 (분자량 = 25,000 g/mol; 가수분해 정도 = 88%) 수용액 40 ml에 분산시키고 자력 교반기를 사용하여 450 rpm에서 3분 동안 교반시켜 유화하여 유제를 제조하였다. 그 다음 상기 유제에 암모니아수 (암모니아 농도 28%) 3 ml를 가하고 30분간 계속 교반하였다. 그 다음 40 ml의 물을 첨가하여 미립자 현탁액을 만든 다음 1 1 mm 공극 크기를 지닌 여과지에 여과시켜 미립자를 수득하였다. 상기 수득한 미립자를 다시 0.1% 폴리비닐알코올 (PVA) 수용액 80 ml에 다시 분산시키고 2시간 교반하였다. 그 다음 여과지에 여과하여 미립자를 수득한 다음 진공 조건 하에서 하루 밤 동안 건조하였다.
건조한 각각의 미립자의 형태를 SEM (모델 JSM-5200; Jeol Inc.; 미국)을 통해 관찰하였다. 특히, 미립구 내부의 형태를 관찰하기 위해 2가지 방법을 사용하였다. 구체적으로, 첫 번째 방법은 스폰지 형상의 다공성 미립구를 금속 스터브에 고정된 양면 테이프에 분산시켰다. 그 다음, 또 다른 테이프를 이용하여 누른 후 테이프를 떼어내었다. 상기 과정을 통해 미립자의 표면층을 박리시켜 미립자의 내부를 노출시켰다. 다만, 나노 크기의 공극을 갖고 있거나, 공극을 가지지 않은 미립구의 경우 상기 첫 번째 방법으로 내부를 관찰할 수 없었다. 왜냐하면 미립자 표면층이 박리되지 않았기 때문이었다. 이러한 경우 두 번째 방법으로 미립자 샘폴을 epoxy resin과 섞어 경화시킨 후, 칼을 이용하여 미립자를 절단하여 내부를 노출시켰다. 연후에 미립자 시료의 형상을 SEM을 이용하여 관찰하였다.
도 2는 분산상에 사용된 PLGA의 용량을 0.15 g 에서 0.25, 0.35, 그리고 0.45 g으로 바꾸어 제조한 미립자들을 관찰한 SEM micrographs를 보여준다.
제조한 미립자는 훌륭한 유동성을 지니고 있음을 보여주고 있으며. 이는 곧 건조 과정 중 미립자 사이의 응집 현상이 심각하지 않았음을 증명한다. 본 실험 조건을 통해 제조한 미립자는 주로 20에서 200 mm 사이의 크기를 지니고 있었다.
도 3은 도 2에서 보여준 각각의 미립자를 확대하여 관찰한 것이다 . 0.15 g의 PLGA를 사용하여 미립자를 제조한 경우 미립자 표면은 현저한 다공성을 보여주었다. 사용한 PLGA의 용량을 0.25, 0.35， 그리고 0.45 g으로 증가시켰을 때 상대적으로 다공성 정도와 기공의 숫자가 감소됨올 보여주었다. 도 4는 이들 미립자의 내부를 관찰한 SEM micrographs이다. 본 발명을 통해 제조한 미립자는 극강의 공극성을 지니며 또한 무수한 기공들이 서로 연결된 스폰지 형상을 띄고 있음을 보여주고 있다. 이러한 극강의'다공성은 기존 문헌에 보고된 다공성 PLGA들과 완전히 차별화된 모습을 보여주고 있다. 더욱이 특별한 사실은 기존의 다공성 미립자 제조기법에 필수적으로 요구되는 포로겐 (porogens)을 사용하지 않고도, 그리고 W 1/0/W2 유제방법보다 훨씬 간단한 o/w 유제방법을
사용하였음에도, 현저한 다공성을 확보하였다는 사실이다. 실시예 2. 미립자의 제조
PLGA(lactide:glycolide ratio = 75 :25; inherent viscosity = 0.25 dL/g in chloroform) 0.35 g을 이소프로필 포르메이트 4, 5, 또는 6 ml에 용해시켜 분산상을 제조하였다. 상기 분산상을 0.5% (w/v) 폴리비닐 알코을 (분자량 = 25,000 g/mol; 가수분해 정도 = 88%) 수용액 40 ml에 분산시키고 자력 교반기를 사용하여 450 rpm에서 3분 동안 교반시켜 유화하여 유제를 제조하였다. 그 다음 상기 유제에 암모니아수 (암모니아 농도 28%)를 3, 3.5, 또는 4.1 ml을 가하고 30분간 계속 교반하였다. 그 다음 40 ml의 물을 첨가하여 미립자 현탁액을 만든 다음 1 1 mm 공극 크기를 지닌 여과지에 여과시켜 미립자를 수득하였다. 상기 수득한 미립자를 다시 0.1 % 폴리비닐 알코올 수용액 80 ml에 다시 분산시키고 2시간 교반하였다. 그 다음, 여과지에 여과하여 미립자를 수득한 다음 진공 조건 하에서 하루 밤 동안 건조하였다.
도 5는 0.35 g의 PLGA를 가용화시키기 위하여 사용한 이소프로필 포르메이트의 용량과 암모니아수 용량에 따라 미립자 표면의 공극성이 변화함을 보여주고 있다. 이소프로필 포르메이트의 사용량을 늘리면서 동시에 암모니아수 사용 용량을 늘려주었을 때 미립자 표면의 공극성 정도와 기공의 슷자가 늘어가는 경향을 나타내었다. 마찬가지로 해당 미립자 표면층을 분리시킨 후 내부의 다공성을 비교하였을 때에도 동일한 현상을 나타내었다 (도 6). 실시예 3. 미립자의 제조
PLGA(lactide:glycolide ratio = 75:25; inherent viscosity = 0.25 dL/g in chloroform)
0.25 g을 이소프로필 포르메이트 4 ml에 용해시켜 분산상을 제조하였다. 상기 분산상을 0.5% (w/v) 폴리비닐 알코을 (분자량 = 25,000 g/mol; 가수분해 정도 = 88%) 수용액 40 ml에 분산시키고 자력 교반기를 사용하여 450 rpm에서 3분 동안 교반시켜 유화하여 유제를 제조하였다. 그 다음 상기 유제에 암모니아수
(암모니아 농도 28%)를 3, 5, 7, 또는 9 ml을 가하고 30분간 계속 교반하였다. 그 다음 40 ml의 물을 첨가하여 미립자 현탁액을 만든 다음 1 1 mm 공극 크기를 지닌 여과지에 여과시켜 미립자를 수득하였다. 상기 수득한 미립자를 다시 0.1% 폴리비닐 알코올 수용액 80 ml에 다시 분산시키고 2시간 교반하였다. 그 다음, 여과지에 여과하여 미립자를 수득한 다음 진공 조건 하에서 하루 밤 동안 건조하였다.
도 7에서는 PLGA와 이소프로필 포르메이트의 사용량을 고정하여 o/w 유제를 제조한 후 첨가하는 암모니아수의 사용량에 따라 미립자 표면의 공극성과 기공 숫자를 조절할 수 있음을 보여주고 있다. 예를 들어 적가하는 암모니아수의 용량을 3 ml에서 9 ml로 증가시켜주었을 때 미립자 표면의 다공성은 현저히 증가하였다. 도 8에서 나타나 있듯이, 미립자 내부의 다공성 역시 암모니아수의 사용량에 따라 증가하였다. 실시예 4. 미립자 제조
PLGA(lactide:glycolide ratio = 65:35; inherent viscosity = 0.49 dL/g in chloroform) 0.15, 0.25, 0.35 또는 0.45 g을 이소프로필 포르메이트 4 ml에 용해시켜 분산상을 제조하였다. 상기 분산상을 0.5% (w/v) 폴리비닐 알코을 (분자량 = 25,000 g/mol; 가수분해 정도 = 88%) 수용액 40 ml에 분산시키고 자력 교반기를 사용하여 450 rpm에서 3분 동안 교반시켜 유화하여 유제를 제조하였다. 그 다음 상기 유제에 암모니아수 (암모니아 농도 28%)를 3 ml을 가하고 30분간 계속 교반하였다. 그 다음 40 ml의 물을 첨가하여 미립자 현탁액을 만든 다음 1 1 mm 공극 크기를 지닌 여과지에 여과시켜 미립자를 수득하였다. 상기 수득한 미립자를 다시 0.1% 폴리비닐 알코올 수용액 80 ml에 다시 분산시키고 2시간 교반하였다. 그 다음, 여과지에 여과하여 미립자를 수득한 다음 진공 조건 하에서 하루 밤 동안 건조하였다.
도 9은 상기의 조건에서 각각 제조한 미립자의 표면을 보여주는 SEM 사진이다. 미립자 제조를 위해 사용한 PLGA의 용량을 0.15 g에서 0.25, 0.35, 그리고 0.45 g으로 증가시켜주었을 때 미립자 표면의 다공성은 점하감소되는 현상을 보여주었다. 이러한 경향은 도 3에서 나타난 결과와 같다. 다만, 도 3에서 보여준 미립자는, 도 9에서 보여준 미립자에 비하여, 상대적으로 저분자량의 PLGA 소재를 사용하여 제조된 것이다. 즉 본 발명에 따라 제조한 미립자의 표면 다공성은 분산상을 구성하는 PLGA 용량뿐만 아니라 PLGA 소재의 분자량과 같은 특성에 의해서도 제어될 수 있음을 보여준다. 도 10은 도 9에서 보여준
미립자들의 내부 SEM 사진을 보여주고 있다. 테이프를 이용하여 이들 미립자의 표면을 쉽게 박리할 수 없었기 때문에 칼을 사용하여 절단해 미립자의 내부를 노출시켜 관찰한 것이다. 미립자의 표면과 마찬가지로 분산상을 구성하기 위해 사용한 PLGA 용량이 미립자의 내부 다공성에 큰 영향을 끼침을 확인할 수 있었다. 도 4에 나타난 결과와 비교하여 보았을 때, PLGA 자체의 특성 (예를 들어, 점도 /분자량) 역시 미립자 내부의 다공성 정도를 결정짓는 주요한 요인임올 알 수 있었다. 도 1 내지 도 10에 나타난 결과를 종합하여 볼 때 다음과 같은 결론을 도출할 수 있다. 유제를 형성한 후 분산상에서 발생하는 이소프로필 포르메이트 분해 반웅에 영향을 미치는 인자들과 분산상의 특성에 따라 미립자의 공극성과 다공성이 결정됨을 알 수 있다. 첫 번째 주요인자는 PLGA의 사용량이다.
암모니아수와 이소프로필 포르메이트의 사용량을 고정한 조건에서 PLGA 용량을 증가하면 할수록 분산상의 점도가 증가된다. 이에 따라 가암모니아 반웅이 상대적으로 억제되고 반웅분해산물이 분산상 전체에서 골고루 쉽게 분산되어지는 경향이 감소된다. 그러므로 분산상 내에서 PLGA-rich domains과 PLGA-rich domains들이 쉽게 분리되어지지 않는 관계로 다공성과 공극성이 저하되는 것이다. 마찬가지로 PLGA, 암모니아수, 그리고 이소프로필 포르메이트의 사용량을 고정하더라도 사용한 PLGA 분자량을 증가시키면 상기와 동일한 효과가
발생되어진다. 그러므로 저분자량의 PLGA를 사용하게 되면, 고분자량의 PLGA를 사용한 경우보다, 가암모니아 반웅이 잘 발생하며 분해산물들이 쉽게 분산상으로 홀어져 궁극적으로 수상으로 빠져나오기 때문에 다공성과 공극성이 증대된다. 둘째로 PLGA와 암모니아수의 사용 용량올 고정한 채로 분산상을 제조하기 위한 이소프로필 포르메이트의 사용량을 증가시킬수록 제조한 분산상의 점도는 감소하게 된다. 이것 역시 가암모니아반웅 조건을 수월하게 해주며 동시에 가암모니아분해산물들이 쉽게 분산상으로 펴지고 나중에 수상으로 빠져나음에 따라 미립자의 다공성과 공극성이 향진되는 것이다. 마찬가지로 PLGA사용량을 고정시킨 후 이소프로필 포르메이트의 사용량을 증가시키고 동시에 암모니아수의 사용량을 증가시키면, 위에서 설명한 기전에 따라, 미립자의 다공성과 공극성이 증진되어짐을 알 수 있다. 상기에서 언급한 여러 가지 요인들을 조절함으로서 미립자의 다공성과 공극성을 제어할 수 있음을 본 발명을 통하여 제시하고 있다. 실시예 5. 다공성 미립자의 자발적 공극 폐쇄 기능성 평가
먼저 상기 실시예 3에서 제조한 미립자 (0.25 g의 PLGA를 4 ml의
이소프로필 포르메이트에 녹여 분산상을 만들고 이를 수상에 유화시킨 후 3 ml의 암모니아수를 가하여 제조한 것) 50 mg을 37, 또는 41.7 로 맞춘 0.5% 폴리비닐 알코올 수용액 30 ml에 분산시켰다. 자력 교반기를 사용하여 부드럽게 교반하면서 0.5, 1 , 및 2 시간마다 여과지를 사용하여 미립자를 회수한 후 진공 하에서 밤새 건조시켰다. 이들 미립자 시료들의 내부 및 외부 형상을 앞서 언급한 방법을 통하여 SEM으로 관찰하였다.
도 1 1에서는 37 0C 조건에서 시간의 경과에 따른 미립자 표면의 변화를 보여주고 있다. 미립자의 표면에 존재하는 기공들은 시간이 경과함에 따라 점점 닫히는 양상을 나타내었다. 미립자 표면뿐만 아니라 미립자 내부에 존재하는 수많은 공극들과 기공들 역시 폐쇄되는 양상을 보여주었다 (도 12). 수용액 온도를 41.7 °C로 을려주었을 때 미립자 표면 및 내부의 공극과 기공들이 폐쇄되는 속도가 빨라져 2시간이 경과하였을 때 내외부 공극과 기공들이 완전히 닫히는 기능성을 보여주었다 (도 13, 도 14). 본 발명에서 제조한 스폰지 형상의 다공성 PLGA 미립자는 차별화된 제조공정으로, 포로겐 (porogens)의 사용없이, 극강의 다공성과 수많은 공극들이 서로 연결된 스폰지 형상을 갖추고 있다. 더욱이, 도 1 1, 12, 13, 그리고 14에서 나타나듯이, 이들 미립자를 유기용매를 포함하지 않는 100% 수용액에 분산시켜 놓았을 때, 표면과 내부에 존재하는 공극들이 서서히 자발적으로 닫히는 기능성을 지니고 있다. 그리고 이러한 자발적 자기폐쇄 기능은 온도에 따라 그 속도를 조절할 수 있음을 제시하였다. 실시예 6. FITC-텍스트란을 이용한 봉입 양상 확인
상기 실시예 3에서 제조한 미립자 (0.25 g의 PLGA를 4 ml의 이소프로필 포르메이트에 녹여 분산상을 만들고 이를 수상에 유화시킨 후 7 ml의
암모니아수를 가하여 제조한 것) 10 mg을 8 mg/ml의 FITC-dextran (분자량 = 40,000 g/mol)이 포함된 0.2% Tween 80 수용액 100 ml에 분산시키고 4 에서 하룻밤 동안 방치하였다. 그 다음, 미립자 현탁액의 온도를 41 로 맞춘 후 2시간 동안 방치하였다. 연후에 여과하면서 물로 세척한 후 수득한 미립자를
형광현미경 (fluorescence microscope)과 공초점 레이저 주사현미경 (모델 LSM 5140 Meta Confocal Laser Scanning Microscope, CLSM)을 사용하여 관찰하였다. 첫째로, Axiovert 200 반전 형광 현미경 (칼짜이쓰, 독일)을 사용하여 494 nm의 빛을 주사하여 514 nm의 형광을 측정하여 시료의 형광 이미자를 얻었다 (도 15). 1 시간 지났을 때 미립자는 형광 강도를 나타내었고, 2 시간이 경과하였을 때에는 더욱 더 강한 형광 강도를 나타내었다. 형광현미경 관찰 이전에 시료를 물로서 층분히 세척하였기 때문에 미립자 내에 봉입되지 않고 미립자 표면에 존재하는
FITCᅳ dextran에 의한 형광강도는 아닌 것으로 판단되었다. 즉 미립자가 수용액에서 자발적으로 공극들이 폐쇄되면서 수용액에 녹아있는 FITC-dextran이 미립자 내로 봉입됨에 따라 그러한 결과가 나타난 것이다. 두 번째로 공초점 레이저
주사현미경 이미지를 얻기 위해 488 nm의 아르곤 레이져 광을 자발적 공극 폐쇄 기능을 가진 미립자 시료에 주사하고, 520 nm의 형광을 방출 필터를 통해 수집하였다. 도 16에서 나타난 것처럼 미립자 현탁액의 41 °C 노출 시간이 경과함에 따라 미립자는 자발적인 공극 폐쇄 기능성을 보여주었고, 이러한 과정을 통해 FITC-dextran이 봉입되어짐을 증명할 수 있었다. 이러한 결과는 자발적 공극 폐쇄 기능을 가진 스폰지 형상의 다공성 PLGA 미립자는 다양한 약물 및 바이오분자 또는 고체 나노파티클과 같은 넓은 범위의 유효성분을 봉입 할 수 있는 능력이 있음을 보여준다 (도 17). 특히 유기용매 등을 사용하지 않고 100% 수상 조건에서 여러 종류의 유효성분들을 미리 제조한 스폰지 형상의 다공성 PLGA 미립자에 봉입할 수 있다 실시예 7. 에틸 샐를로오즈를 고분자 화합물로 사용한본 발명에 따른 다공성 미립구 제조
에틸 샐롤로오즈는 를루엔 /에탄올 (toluene/ethanol) 5%에서 점도가 10 cP인 것을 사용하였다.
에틴 셀를로오즈는 0.25g을 이소프로필 포르메이트 4 ml에 vortexing (Vortex GENIE 2， Scientific Industries, New York, USA)을 이용하여 2시간 동안 녹였다. 이를 0.5% PVA 용액 40 ml이 담긴 비커에 가하여 450 rpm으로 교반기 (800 series, VWR scientific, Radnor, PA, USA) 를 이용하여 3분간 교반하였다. 그 후 28% 암모니아 수용액 3ml을 첨가하여 30분간 교반하였으며 , 40 ml의 증류수를 넣고 5분이 지났을 때 여과하였다. 여과지에 남은 미립구를 0.1% PVA 80 ml에 재분산하여 2시간동안 450 rpm으로 교반한 후 미립자를 여과를 통해 회수하여
진공건조하였다. 이들 미립자의 내부외부 형상을 SEM을 통하여 관측하였고, 그 결과를 도 18에 나타내었다.
도 18에서 확인할 수 있는 바와 같이, 에틸 셀를로오스를 고분자
화합물로서 사용하여 본 발명에 따른 미립구를 제조하는 경우에도, 극강의 다공성과 수많은 공극들이 서로 연결된 스폰지 형상을 갖추고 있었다. 실시예 8. 폴리카프로락톤을 고분자 화합물로 이용한 사용한본 발명에 따른 다공성 미립구 제조
폴리카프로락톤은 평균 중량분자량 (Mw^l 14,000이고 평균
수량분자량 (Mn)이 10,000인 것을 Sigma-Aldrich(Saint Louis, MO, USA) 로부터 구매하였다
폴리카프로락톤 0.25g을 이소프로필 포르메이트 4 ml에 vortexing (Vortex GENIE 2, Scientific Industries, New York, USA )을 이용하여 2시간동안 녹였다, 이를 0.5% PVA 용액 40 ml이 담긴 비커에 가하여 450 rpm으로 교반기 (800 series, VWR scientific, Radnor, PA, USA) 를 이용하여 3분간 교반하였다. 그 후 28% 암모니아 수용액 3 ml을 첨가하여 30분간 교반하였으며 , 40 ml의 증류수를 넣고 5분이 지났을 때 여과하였다. 여과지에 남은 미립구 (microsphere)를 0.1% PVA 80 m 재분산하여 2시간동안 450 rpm으로 교반한 후 미립자를 여과를 통해 회수하여 진공건조하였다. 이들 미립자의 내부외부 형상을 SEM을 통하여 관측하였고, 그 결과를 도 19에 나타내었다.
도 19에서 확인할 수 있는 바와 같이, 폴리카프로락톤을 고분자
화합물로서 사용하여 본 발명에 따른 미립구를 제조하는 경우에도, 극강의 다공성과 수많은 공극들이 서로 연결된 스폰지 형상을 갖추고 있었다.
이러한 결과들은 생분해성 PLGA 계통의 고분자뿐만 아니라 미립구를 형성하는 다른 종류의 소수성 고분자 화합물을 사용하더라도 본 발명을 활용하는 경우 극강의 다공성을 지닌 미립자를 손쉽게 제조할 수 있음을 나타낸다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
(a) 중량평균분자량 1,000 내지 80,000를 갖는 고분자 화합물와 유기용매를 접촉 또는 흔합하여 분산상을 제조하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)에서 제조된 분산상에 분산용매를 첨가하여 수중유 (oil-in-water; O/W)형 유제를 제조하는 유제 제조 단계; 및
(b) 상기 단계 (c)에서 제조한 수중유형 유제에 암모니아 용액을 첨가하여 가암모니아 반웅을 수행하는 가암모니아 반웅 단계로서,
이때, 상기 유기용매는 이소프로필 포르메이트 (isopropyl formate), 메틸
포르메이트 (methyl formate), 에틸 포르메이트 (ethyl formate) 프로필
포르메이트 (propyl formate) 및 이들 유기용매와 반극성 용매 (semipolar solvent)와의 흔합물로부터 선택되는 하나 이상의 비할로겐 유기용매인 것을 특징으로 하는 자발적 공극 폐쇄기능성을 가지는 스폰지 형상의 고분자 미립구의 제조방법.
【청구항 2】
제 1항에 있어서,
상기 고분자 화합물은 폴리락트산, 폴리락타이드， 폴리락틱-코 -글리콜산, 폴리락타이드 -코-글리콜라이드 (PLGA), 폴리포스파진, 폴리이미노카보네이트, 폴리포스포에스테르, 폴리안하이드라이드, 폴리오르쏘에스테르, 락트산과 카프로락톤의 공중합체, 폴리카프로락톤, 폴리하이드록시발레이트,
폴리하이드록시부티레이트, 폴리아미노산, 샐롤로오스 에스테르류, 셀를로오스 에테르류 및 락트산과 아미노산의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인, 고분자 미립구의 제조방법.
【청구항 3】
제 1항에 있어서，
상기 반용매는 디메틸 설폭사이드， 아세톤, 아세토나이트릴, 테트라하이드로퓨란， 디메틸 포름아마이드 및 틀루엔으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 고분자 미립구의 제조방법 .
【청구항 4】
제 1항에 있어서,
상기 단계 (a)에서 제조된 분산상 내의 고분자 화합물의 농도가 3 내지 30(w/v)0/。인 것인， 고분자 미립구의 제조방법.
【청구항 5】
제 1항에 있어서,
상기 단계 (b)에서， 분산상 ： 분산용매의 부피비가 1 : 1 내지 1 : 100인 것인, 고분자 미립구의 제조방법.
【청구항 6]
제 1항에 있어서，
상기 단계 (b)에서 사용되는 분산용매는 유화제를 포함하는 수성분산용매인 것인 : 고분자 미립구의 제조방법.
【청구항 7】
제 1항에 있어서,
상기 단계 (b)에서 사용되는 분산용매는 유화제로서 폴리비닐알코올을 포함하는 수용액인 것인 , ·고분자 미립구의 제조방법.
【청구항 8】
제 1항에 있어서,
상기 유기용매 ： 암모니아 용액의 몰비율이 1 :0.5 내지 1 :20인, 고분자 미립구의 제조방법.
【청구항 9】
제 1항 내지 거 18항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조되고， 공극을 가지며, 상기 공극들이 미립구 내에서 상호 연결된 (interconnected) 열린 (open) 구조의 스폰지 형상을 가지며 자발적 공극 폐쇄기능성을 가지는 것을 특징으로 하는 고분자 미립구.
【청구항 10]
게 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 고분자 미립구 및 생리활성물질을 포함하되, 상기생리활성물질은 상기 고분자 미립구에 봉입된 것을 특징으로 하는 생리활성물질 전달용 조성물.
【청구항 1 1】
제 10항에 있어서，
상기 생리활성물질은 바이오 거대분자인 것인, 생리활성물질 전달용 조성물.
【청구항 12】 제 1 1항에 있어서,
상기 바이오 거대분자는 펩타이드, 폴리펩타이드, 폴리뉴클레오타이드, 단백질, DNA, R A, 나노입자, 단일클론항체 또는 백신인 것인, 생리활성물질 전달용 조성물.
【청구항 13 ]
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 자발적 공극 폐쇄성 고분자 미립구를 제조하는 단계; 및
상기 미립구에 생리활성물질을 봉입시키는 단계
를 포함하는 생리활성물질 전달용 조성물의 제조방법.
【청구항 14】
제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 따른 생리활성물질 전달용 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 생리활성물질의 전달 방법.
PCT/KR2016/009797 2015-09-11 2016-09-01 자발적 공극 폐쇄 가능성을 갖는 고분자 미립구 및 이의 제조방법 WO2017043808A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16844628.4A EP3348259A4 (en) 2015-09-11 2016-09-01 POLYMER MICROSPHERE HAVING SPONTANEOUS PORTION CLOSURE FUNCTIONALITY AND METHOD FOR PREPARING THE SAME
US15/759,270 US20180250231A1 (en) 2015-09-11 2016-09-01 Polymeric microspheres with spontaneous pore-closing functionality and methods for preparign the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150129183A KR101831417B1 (ko) 2015-09-11 2015-09-11 자발적 공극 폐쇄 기능성을 갖는 고분자 미립구 및 이의 제조방법
KR10-2015-0129183 2015-09-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017043808A1 true WO2017043808A1 (ko) 2017-03-16

Family

ID=58240209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/009797 WO2017043808A1 (ko) 2015-09-11 2016-09-01 자발적 공극 폐쇄 가능성을 갖는 고분자 미립구 및 이의 제조방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20180250231A1 (ko)
EP (1) EP3348259A4 (ko)
KR (1) KR101831417B1 (ko)
WO (1) WO2017043808A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111035794B (zh) * 2019-12-23 2023-11-14 宁波宝亭生物科技有限公司 一种可吸收多孔微球止血粉的制备方法
CN113527752B (zh) * 2021-07-23 2022-09-30 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 闭孔气凝胶微球、其制备方法及应用
CN115089759A (zh) * 2022-07-28 2022-09-23 陈凌卉 一种聚乳酸基聚酯止血海绵及其制备方法和应用
CN115475284B (zh) * 2022-09-14 2024-02-02 华东理工大学 一种具有三维多孔结构的微球及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080020580A (ko) * 2006-08-31 2008-03-05 이화여자대학교 산학협력단 약물 함유 고분자 미립구의 제조방법 및 그 방법에 의해제조된 약물 함유 고분자 미립구
KR20090131975A (ko) * 2008-06-19 2009-12-30 한국과학기술연구원 서방형 약물전달 및 조직재생용 덮인 다공성 생분해성고분자 미립구의 제조 방법
KR20120011344A (ko) * 2010-07-21 2012-02-08 에스케이케미칼주식회사 고분자 미립구의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 고분자 미립구
KR20120048810A (ko) * 2010-11-08 2012-05-16 에스케이케미칼주식회사 올란자핀 함유 고분자 미립구를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물
KR20120048811A (ko) * 2010-11-08 2012-05-16 에스케이케미칼주식회사 아나스트로졸 함유 고분자 미립구를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080020580A (ko) * 2006-08-31 2008-03-05 이화여자대학교 산학협력단 약물 함유 고분자 미립구의 제조방법 및 그 방법에 의해제조된 약물 함유 고분자 미립구
KR20090131975A (ko) * 2008-06-19 2009-12-30 한국과학기술연구원 서방형 약물전달 및 조직재생용 덮인 다공성 생분해성고분자 미립구의 제조 방법
KR20120011344A (ko) * 2010-07-21 2012-02-08 에스케이케미칼주식회사 고분자 미립구의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 고분자 미립구
KR20120048810A (ko) * 2010-11-08 2012-05-16 에스케이케미칼주식회사 올란자핀 함유 고분자 미립구를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물
KR20120048811A (ko) * 2010-11-08 2012-05-16 에스케이케미칼주식회사 아나스트로졸 함유 고분자 미립구를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3348259A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3348259A1 (en) 2018-07-18
US20180250231A1 (en) 2018-09-06
KR20170031520A (ko) 2017-03-21
KR101831417B1 (ko) 2018-02-22
EP3348259A4 (en) 2019-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU732891B2 (en) Encapsulation method
JP6038838B2 (ja) 連続工程のマイクロスフェアの製造方法及びそれにより製造されたマイクロスフェア
EP2644191B1 (en) Nonwoven membrane as a drug delivery system
US8541030B2 (en) Preparation method of sustained-release microcapsules having initial burst inhibiting property and the microcapsules thereby
KR20190064509A (ko) 안전성 및 저장 안정성이 향상된 생분해성 미립구의 제조방법
Khang et al. Preparation and characterization of poly (3‐hydroxybutyrate‐co‐3‐hydroxyvalerate) microspheres for the sustained release of 5‐fluorouracil
WO2017043808A1 (ko) 자발적 공극 폐쇄 가능성을 갖는 고분자 미립구 및 이의 제조방법
WO1993007861A1 (en) Preparation and uses of multi-phase microspheres
WO2002058672A2 (en) Microparticles of biodegradable polymer encapsulating a biologically active substance
DE60007316T2 (de) Verfahren zur mikroverkapselung von wasserlöslichen substanzen
KR101418888B1 (ko) 다공성 중공형 미립구 및 이의 제조 방법
WO2016089309A1 (en) Method of preparing hollow microparticles and hollow microparticles prepared thereof
AU2011230601B2 (en) Emulsions for microencapsulation comprising biodegradable surface-active block copolymers as stabilizers
Sohier et al. Release of small water-soluble drugs from multiblock copolymer microspheres: a feasibility study
US20040052855A1 (en) Microparticles of biodegradable polymer encapsulating a biologically active substance and sustained release pharmaceutical formulations containing same
WO2018038461A1 (ko) C18:1, c18:1(oh) 또는 c18:2의 장쇄 지방산이 포함된 오일류를 포함한 방출억제제를 적용한 서방출성 마이크로스피어 및 이의 제조방법
JP5217070B2 (ja) 非塩素化有機溶媒中でのポリマーのコアセルベーションによる有効物質のカプセル化方法
KR101965708B1 (ko) 스폰지 유사 구조를 갖는 고분자 미립자 및 이의 제조방법
Atyabi et al. Preparation of nimodipine loaded microspheres: evaluation of parameters
JPH05294839A (ja) シスプラチン含有生体内分解吸収性高分子の微小球お よびその製造法
US11052046B2 (en) Method for preparing micro-particles by double emulsion technique
CN114404385A (zh) 一种牛血清白蛋白微球及其制备方法
Patel et al. DEVELOPMENT OF LONG ACTING PLGA BASED MICROPARTICLES FOR PROTEIN DRUG DELIVERY
AU2002224721A1 (en) Microparticles of biodegradable polymer encapsulating a biologically active substance

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16844628

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15759270

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016844628

Country of ref document: EP