WO2021040493A1

WO2021040493A1 - 온도감응형 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: WO2021040493A1
Application number: PCT/KR2020/011633
Authority: WO
Inventors: 김경균; 최명; 김상진
Original assignee: (주)리젠바이오참
Priority date: 2019-07-08
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2021-03-04
Also published as: KR102093660B1; JP2022546512A; CN114514043A; US20220280700A1

Abstract

본 발명은 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체, 수불용성 히알루론산, 소듐알지네이트 및 정제수로 이루어지며, 분자량이 1 내지 500kDa인 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체를 60 내지 100℃의 온도에서 1 내지 2시간 동안 가열하여 용해하는 공중합체용해단계, 상기 공중합체용해단계를 통해 제조된 용해물에 수불용성 히알루론산을 혼합하고, 10 내지 20℃의 온도로 교반하는 히알루론산혼합단계 및 상기 히알루론산혼합단계를 통해 제조된 혼합물에 소듐알지네이트를 혼합하고 5 내지 20℃의 온도로 교반하는 소듐알지네이트혼합단계로 이루어지는 제조방법을 통해 제조된다. 상기의 성분 및 제조방법으로 이루어지는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 및 그 제조방법은 조직유착 억제성능을 갖는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체를 기본 구조체로 하고, 수불용성 히알루론산, 소듐알지네이트를 블랜딩하여 체내 상처 부위에 고르게 도포되는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 제공한다.

Description

온도감응형 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 및 그 제조방법

본 발명은 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 조직유착 억제성능을 갖는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체를 기본 구조체로 하고, 수불용성 히알루론산, 소듐알지네이트를 블랜딩하여 체내 상처 부위에 고르게 도포되는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 제공하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 수술 후 발생하는 장기 및 조직의 유착은 손상된 조직의 세포가 증식하고 재생하는 과정에서 일어나는 자연현상중의 하나이지만, 강하게 조직이 유착되거나 의도하지 않은 다른 조직 및 장기와의 유착은 환자에게 계속되는 불편감이나 기능장애를 일으킨다. 그리고 유착 박리를 위한 재수술이 필요하기도 하며 생명을 위협하는 요인이 되기도 한다. 이러한 조직의 유착은 인체 모든 곳에서 일어나며, 특히 개복 수술 후 70 ~95% 정도의 빈도로 유착이 발생한다. 수술 후에 발생하는 유착의 경우에는 유입된 이물질, 감염에 따른 염증반응, 수술부위의 출혈, 혈액응고, 장막의 파열 등이 원인으로 알려져 있다. 위의 유착원인에서 보다시피 출혈이 유착의 유발에 많은 영향을 끼치지만 체내 온도에 의해 점도가 상승하여 유효성분의 침투와 유착효과를 동시에 나타내는 유착방지제는 아직까지 없는 실정이다. 현재 사용되는 지혈제용 재료는 다당류를 포함한 생체유래 천연고분자, 비생체 유래 천연고분자 등이 있다. 이러한 재료들은 단독으로 또는 특정한 구조를 이루어 함께 사용되고 있는 실정이다.

구체적으로 미국 특허 제7,262,181호에는 메틸 셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스와 같은 수용성 셀룰로오스 에테르 유도체로 구성된 지혈재료에 대하여 기재하고 있으며, 그 구조는 섬유, 직물, 부직포, 스폰지, 필름등의 형태이다. 상기와 같은 하이드로겔, 섬유, 폼, 부직포 등의 형태를 갖는 지혈제는 제품의 상처 부위에 빠르고 정확하게 도포되기 어려우며, 처치 시 의료진의 접촉에 의한 감염의 위험이 있어 효과가 제대로 발현되기 어렵다.

필름이나 멤브레인 형태의 유착방지막을 이용할 경우 가장 큰 단점은 적용 부위에서 유착방지막의 이동을 막기위해 봉합사를 이용해 주변 조직과 봉합해야 하므로 봉합 부위에서 조직 유착이 빈번하게 일어난다는 점과 적용부위가 복잡하거나 미세한 부분, 도관 형태의 부분에는 도입이 어렵다는 점 등이 있다. 이를 극복하기 위하여 겔 형태의 카복시메틸셀룰로오스, 덱스트란70 (dextran 70), 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체 (polyethylene oxide-polypropylene oxide- polyethylene oxide)로 제조한 Flowgel, 폴리락틱산을 기본으로 한 Adcon-L (Gliatech), 히알루론산을 기본으로 한 Intercoat, 스프레이 형태의 폴리에틸렌옥사이드를 기본으로 한 Spraygel 등이 시판되고 있다.

그러나, 겔 형태의 유착방지제의 경우에는 일반적으로 수술 부위의 상처 치유가 7일 정도 걸리는 것으로 알려져 있는데 상처가 치유되기 전에 체내(수용액상) 쉽게 분해/흡수되어 유착방지제로서의 효능이 낮은 문제점을 가지고 있다. (J. M. Becker, et al., presented at clinical congress of Am. College of surgeon, New of leans, October 22 (1995)).

이상과 같이, 수술 후 발생하는 조직 유착방지에 대하여 많은 연구가 진행되고 있지만 상기 문제점을 개선하지 못한 기존 형태의 유착방지제들을 사용할 경우 고가의 비용에도 불구하고 상응하는 효과를 나타내기 어려워 새로운 개념의 유착방지제에 대한 개발이 여전히 요구되는 실정이다.

본 발명의 목적은 조직유착 억제성능을 갖는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체를 기본 구조체로 하고, 수불용성 히알루론산, 소듐알지네이트를 블랜딩하여 체내 상처 부위에 고르게 도포되는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 제공하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체의 녹는점 및 고분자상호간의 반발력을 이용하여 난용성 항암제를 안정적으로 방출하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 생분해성 고분자가 함유되어 우수한 생분해성을 나타내는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체, 수불용성 히알루론산, 소듐알지네이트 및 정제수로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 조직유착방지용 하이드로겔 조성물은 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체 15 내지 30 중량%, 수불용성 히알루론산 2.5 내지 4.5 중량%, 소듐알지네이트 0.1 내지 1 중량% 및 정제수 잔량으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체는 분자량이 1 내지 500kDa인 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 수불용성 히알루론산은 에탄올 수용액 95 내지 99 중량%에 분자량이 500 내지 3000kDa인 히알루론산 1 내지 5 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물에 함유된 히알루론산 100 중량부 대비 및 가교제 0.02 내지 0.1 중량부를 더 혼합하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 에탄올 수용액은 pH가 9.5 내지 13이고, 질량농도가 70 내지 80%인 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 가교제는 1,4-부탄디올디글리시딜에테르로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에는 상기 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 100 중량부 대비 난용성 항암제 0.1 내지 10 중량부가 더 함유되며, 상기 난용성 항암제는 도세탁셀, 도세탁셀 수화물, 파클리탁셀, 파클리탁셀 수화물, 카페시타빈 및 카페시타빈 수화물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에는 상기 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에 함유된 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체 100 중량부 대비 생분해성 고분자 10 내지 50 중량부가 더 함유되며, 상기 생분해성 고분자는 PLLA(Poly-L-lactic-Acid), PLGA(poly-lactic-co -glycolic acid), PDO(Polydioxanone) 및 PCL(polycaprolactone)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지는 것으로 한다.

또한, 본 발명의 목적은 분자량이 1 내지 500kDa인 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체를 60 내지 100℃의 온도에서 1 내지 2시간 동안 가열하여 용해하는 공중합체용해단계, 상기 공중합체용해단계를 통해 제조된 용해물에 수불용성 히알루론산을 혼합하고, 10 내지 20℃의 온도로 교반하는 히알루론산혼합단계 및 상기 히알루론산혼합단계를 통해 제조된 혼합물에 소듐알지네이트를 혼합하고 5 내지 20℃의 온도로 교반하는 소듐알지네이트혼합단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 제조방법을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 공중합체용해단계와 상기 히알루론산혼합단계 사이에는 상기 공중합체용해단계를 통해 제조된 용해물에 난용성 항암제를 혼합하는 난용성항암제혼합단계가 더 진행되며, 상기 난용성 항암제는 도세탁셀, 도세탁셀 수화물, 파클리탁셀, 파클리탁셀 수화물, 카페시타빈 및 카페시타빈 수화물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 공중합체용해단계와 상기 히알루론산혼합단계 사이에는 상기 공중합체용해단계를 통해 제조된 용해물에 생분해성 고분자를 혼합하는 생분해성고분자혼합단계가 더 진행되며, 상기 생분해성 고분자는 PLLA(Poly-L-lactic-Acid), PLGA(poly-lactic-co -glycolic acid), PDO(Polydioxanone) 및 PCL(polycaprolactone)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 및 그 제조방법은 조직유착 억제성능을 갖는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체를 기본 구조체로 하고, 수불용성 히알루론산, 소듐알지네이트를 블랜딩하여 체내 상처 부위에 고르게 도포되는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체의 녹는점 및 고분자상호간의 반발력을 이용하여 난용성 항암제를 안정적으로 방출하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 생분해성 고분자가 함유되어 우수한 생분해성을 나타내는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체의 농도 함량에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 점도 변화를 나타낸 그래프이다.

도 2는 약물 투여에 따른 종양 역제 효능을 비교 분석한 그래프인데, Vehicle는 PBS 단독이며, DTX 10mpk는 도세탁셀 10mg, DTX-88 10mpk는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에 함유된 도세탁셀 10mg, DTX-88 20mpk는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에 함유된 도세탁셀 20mg을 나타내며, 직접 환부에 투입하고 30일간의 종양크기 변화를 관찰한 결과이다.

도 3은 환부를 절개하여 직접 약물 및 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 투입한 후 종양의 크기를 관찰한 자료인데, Vehicle는 PBS 단독이며, DTX 10mpk는 도세탁셀 10mg, DTX-88 10mpk는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에 함유된 도세탁셀 10mg, DTX-88 20mpk는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에 함유된 도세탁셀 20mg을 나타낸 것이다.

도 4는 환부를 절개하여 직접 약물 및 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 투입한 후 30일 이후에 종양의 크기를 관찰한 자료로, Vehicle는 PBS 단독이며, DTX 10mpk는 도세탁셀 10mg, DTX-88 10mpk는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에 함유된 도세탁셀 10mg, DTX-88 20mpk는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에 함유된 도세탁셀 20mg을 나타낸 것이다.

도 5는 도 4의 Vehicle(PBS)만 환부에 주입하였을 때 개체의 사진이다.

도 6은 도 4의 DTX-88 10mpk를 환부에 주입하였을 때 개체의 사진이다.

도 7은 도 4에서 환부를 절개한 후 주위 장기의 유착 유무를 확인한 자료이다.

도 8은 도 4의 DTX-88 20mpk를 환부에 주입하였을 때 개체의 사진이다.

도 9의 (a)는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 공중합체가 15중량%일 때 생분해성 고분자(PLLA)의 평균입자 사이즈를 입경분석기로 측정한 자료이다. (b)는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드가 20 중량%일 때 생분해성 고분자(PLLA)의 평균입자 사이즈를 입경분석기로 측정한 자료이다. (c)는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드가 25 중량%일 때 생분해성 고분자(PLLA)의 평균입자 사이즈를 입경분석기로 측정한 자료이다.

도 10의 (a)는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드가 20 중량%이며, 생분해성 고분자인 PLLA가 함유된 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 광학현미경으로 측정한 사진이다. (b)는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드가가 20 중량%이며 생분해성 고분자인 PLGA가 함유된 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 광학현미경으로 측정한 사진이다. (c)는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드가 20 중량%이며 생분해성 고분자인 PDO가 함유된 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 광학현미경으로 측정한 사진이다. (d)는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드가 20 중량%이며 생분해성 고분자인 PCL가 함유된 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 광학현미경으로 측정한 사진이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물은 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체, 수불용성 히알루론산, 소듐알지네이트 및 정제수로 이루어지며, 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체 15 내지 30 중량%, 수불용성 히알루론산 2.5 내지 4.5 중량%, 소듐알지네이트 0.1 내지 1 중량% 및 정제수 잔량으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체는 15 내지 30 중량%가 함유되며, 분자량이 1 내지 500kDa인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 본 발명에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 주재료가 되는 성분으로, 생체적합성을 가지며 우수한 조직유착 방지 효과를 나타내는 하이드로겔 조성물을 제공하는 역할을 한다.

또한, 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체의 녹는점 및 삼원 공중합체를 구성하는 고분자 물질 간의 반발력을 이용하여 난용성 항암제의 나노화를 통해 난용성 항암제가 안정적으로 방출되는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 제공하는 역할을 한다.

또한, 상기의 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체는 녹는점 및 고분자상호간의 반발력을 이용하여 생분해성고분자를 무용매 상태에서 입자화할 수 있어, 생분해성이 우수한 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물이 제조될 수 있도록 하는 역할을 한다.

이때, 상기 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체의 함량이 15 중량% 미만이거나 30 중량%를 초과하게 되면 아래 도 1에 나타낸 것처럼, 가열된 상태에서 졸-겔 작용이 유발되지 않게 된다.

상기 수불용성 히알루론산은 2.5 내지 4.5 중량%가 함유되며, 피부보습효과, 피부재생, 향균효과를 나타낼 뿐만 아니라, 수불용성이기 때문에 본 발명에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 형태안정성을 향상시키고 지혈작용의 역할을 한다.

상기 수불용성 히알루론산은 에탄올 수용액 95 내지 99 중량%에 분자량이 500 내지 3000kDa인 히알루론산 1 내지 5 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물에 함유된 히알루론산 100 중량부 대비 및 가교제 0.02 내지 0.1 중량부를 더 혼합하여 제조된다.

이때, 상기 히알루론산으로는 소듐하이알루로네이트 (Sodium Hyaluronate)를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 에탄올 수용액은 pH가 9.5 내지 13이고, 질량농도가 70 내지 80%인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 에탄올 수용액의 질량농도가 70% 미만이면 히알루론산의 응집현상이 일어나며, 에탄올 수용액의 질량농도가 80%를 초과하게 되면 에탄올 성분을 제거하는 과정에서 히알루론산의 점도가 지나치게 증가하여 가교제가 부분적으로 급격히 반응하기 때문에 균일한 점도를 얻을 수 없게 된다.

이때, 상기 수불용성 히알루론산을 제조하는 과정에서는 음압을 0.1 내지 1atm으로 가하고, 교반속도는 50 내지 100rpm을 유지함과 동시에 가교제로는 1,4-부탄디올디글리시딜에테르를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 가교제의 함량이 0.02 중량부 미만이면 가교도가 낮아지며, 가교제의 함량이 0.1 중량부를 초과하게 되면 부분적으로 용액내에서 겔 현상이 유발되어 고른 혼합이 이루어지지 않는다.

상기의 조건에서 교반을 진행하다가, 용액이 투명한 상태로 변하면 교반 및 음압을 제거한 상태에서 반응기 외부 온도를 40 내지 60℃로 유지한 상태에서 24시간 정체시킨 후에, 전체가 완료된 용액을 7±2kDa의 투석막을 사용하여 2일 내지 3일간 투석하는 과정을 통해 제조를 완료한다.

상기 소듐알지네이트는 0.1 내지 1 중량%가 함유되며, 본 발명에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에 유착방지 효과를 부여할 뿐만 아니라, 점도와 접착성을 향상시켜 체내 상처 부위에 고르게 도포되도록 하는 역할을 한다.

이때, 상기 소듐알지네이트는 분자량이 300 내지 1000kDa인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 소듐알지네이트의 함량이 0.1 중량% 미만이면 유착방지 효과를 구현할 수 없으며, 소듐알지네이트의 함량이 1 중량%를 초과하게 되면 본 발명에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 점도가 지나치게 상승함과 동시에 하한 임계 용액 온도(LCST: Lower Critical Solution Temperature)를 증가시키게 된다.

상기의 소듐알지네이트를 혼합할 때는 교반기의 온도를 5 내지 20℃로 유지하는 것이 바람직하며 10 내지 15℃로 유지하는 것이 더욱 바람직한데, 교반기의 온도가 5℃ 미만이면 혼합물에 포함된 물이 부분적으로 빙결될 수 있으며, 교반기의 온도가 20℃를 초과하게 되면 혼합물의 점도가 급격하게 상승하여 버블현상으로 인해 혼합이 균일하게 이루어지지 않는다.

또한, 상기 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에는 상기 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 100 중량부 대비 난용성 항암제 0.1 내지 10 중량부가 더 함유될 수도 있는데, 상기 난용성 항암제는 도세탁셀, 도세탁셀 수화물, 파클리탁셀, 파클리탁셀 수화물, 카페시타빈 및 카페시타빈 수화물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지며, 조직유착 방지 효과 뿐만 아니라, 각종 암 수술 이후에 수술부위에 항암제가 지속적으로 용출되어 우수한 항암 효과를 나타내는 하이드로겔 조성물을 제공하는 역할을 한다.

또한, 상기 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에는 상기 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에 함유된 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체 100 중량부 대비 생분해성 고분자 10 내지 50 중량부가 더 함유되며, 상기 생분해성 고분자는 PLLA(Poly-L-lactic-Acid), PLGA(poly-lactic-co -glycolic acid), PDO(Polydioxanone) 및 PCL(polycaprolactone)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지는데, 상기의 성분으로 이루어지는 생분해성 고분자가 함유되면 생분해성이 우수한 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물이 제공된다.

이때, 상기 생분해성 고분자의 함량이 10 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 생분해성 고분자의 함량이 50 중량부를 초과하게 되면 본 발명에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 형태안정성이 저하될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 제조방법은 분자량이 1 내지 500kDa인 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체를 60 내지 100℃의 온도에서 1 내지 2시간 동안 가열하여 용해하는 공중합체용해단계, 상기 공중합체용해단계를 통해 제조된 용해물에 수불용성 히알루론산을 혼합하고, 10 내지 20℃의 온도로 교반하는 히알루론산혼합단계 및 상기 히알루론산혼합단계를 통해 제조된 혼합물에 소듐알지네이트를 혼합하고 5 내지 20℃의 온도로 교반하는 소듐알지네이트혼합단계로 이루어진다.

상기 공중합체용해단계는 분자량이 1 내지 500kDa인 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체를 60 내지 100℃의 온도에서 1 내지 2시간 동안 가열하여 이루어지는데, 이때, 상기 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체의 본 발명에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 전체 중 15 내지 30 중량%를 나타내도록 사용되는 것이 바람직한데, 삼원 공중합체의 함량이 15 중량% 미만이거나 30 중량%를 초과하게 되면 아래 도 1에 나타낸 것처럼, 가열된 상태에서 졸-겔 작용이 유발되지 않게 된다.

상기 히알루론산혼합단계는 상기 공중합체용해단계를 통해 제조된 용해물에 수불용성 히알루론산을 혼합하고, 10 내지 20℃의 온도로 교반하는 단계로, 상기 수불용성 히알루론산의 함량은 본 발명에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 전체 중 수불용성 히알루론산의 함량이 2.5 내지 4.5 중량%를 나타내도록 혼합되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 수불용성 히알루론산의 제조과정은 상기 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 설명 부분에 기재된 내용과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

상기 소듐알지네이트혼합단계는 상기 히알루론산혼합단계를 통해 제조된 혼합물에 소듐알지네이트를 혼합하고 5 내지 20℃의 온도로 교반하는 단계로, 이때, 상기 소듐알지네이트는 분자량이 300 내지 1000kDa인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 소듐알지네이트혼합단계에서 소듐알지네이트의 혼합량은 본 발명에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 전체 중 소듐알지네이트의 함량이 0.1 내지 1 중량%를 나타내도록 혼합되는 것이 바람직한데, 상기 소듐알지네이트의 함량이 0.1 중량% 미만이면 유착방지 효과를 구현할 수 없으며, 소듐알지네이트의 함량이 1 중량%를 초과하게 되면 본 발명에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 점도가 지나치게 상승함과 동시에 하한 임계 용액 온도(LCST: Lower Critical Solution Temperature)를 증가시키게 된다.

또한, 상기 소듐알지네이트혼합단예게서 상기 교반 온도가 5℃ 미만이면 혼합물에 포함된 물이 부분적으로 빙결될 수 있으며, 교반 온도가 20℃를 초과하게 되면 혼합물의 점도가 급격하게 상승하여 버블현상으로 인해 혼합이 균일하게 이루어지지 않는다.

또한, 상기 공중합체용해단계와 상기 히알루론산혼합단계 사이에는 상기 공중합체용해단계를 통해 제조된 용해물에 난용성 항암제를 혼합하는 난용성항암제혼합단계가 더 진행될 수도 있는데, 상기 난용성 항암제는 도세탁셀, 도세탁셀 수화물, 파클리탁셀, 파클리탁셀 수화물, 카페시타빈 및 카페시타빈 수화물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

이때, 상기 난용성항암제혼합단계에서 사용되는 난용성 항암제의 함량 및 역할은 상기 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 설명 부분에 기재된 내용과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 공중합체용해단계와 상기 히알루론산혼합단계 사이에는 상기 공중합체용해단계를 통해 제조된 용해물에 생분해성 고분자를 혼합하는 생분해성고분자혼합단계가 더 진행될 수도 있는데, 상기 생분해성 고분자는 PLLA(Poly-L-lactic-Acid), PLGA(poly-lactic-co -glycolic acid), PDO(Polydioxanone) 및 PCL(polycaprolactone)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지는 것이 바람지하다.

이때, 상기 생분해성고분자혼합단계에서 사용되는 생분해성 고분자의 함량 및 역할은 상기 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 설명 부분에 기재된 내용과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는, 본 발명에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.

<표 1> 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 제조

<표 2> 도세탁셀이 함유된 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 제조

<표 3> 파클리탁셀이 함유된 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 제조

<표 4> 카페시타빈이 함유된 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 제조

<표 5> PLLA가 함유된 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 제조

삼원공중합체를 먼저 용해시킨 후 PLLA의 유리전이온도 부근에서 생분해성 고분자인 PLLA를 첨가하여 30분간 교반 후 제조하였다.

<표 6> PLGA가 함유된 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 제조

삼원공중합체를 먼저 용해시킨 후 PLGA의 유리전이온도 부근에서 생분해성 고분자를 첨가하여 30분간 교반 후 제조하였다.

<표 7> PDO가 함유된 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 제조

삼원공중합체를 먼저 용해시킨 후 PDO의 유리전이온도 부근에서 생분해성 고분자를 첨가하여 30분간 교반 후 제조하였다.

<표 8> PCL이 함유된 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 제조

삼원공중합체를 먼저 용해시킨 후 PCL의 유리전이온도 부근에서 생분해성 고분자를 첨가하여 30분간 교반 후 제조하였다.

<실시예 113> PLLA, PLGA, PDO, PCL입자의 제조

상기 실시예 65 내지 112에서 삼원 공중합체 대비 생분해성 고분자를 투입하여 입자화시킨 후 수불용성하이드로겔을 첨가하지않고 증류수로 3회이상 세척한 후에, -70℃ 이하에서 동결하고, -45℃와 1m bar에서 동결건조하여 입자를 제조하였다.

<실험예 1>

상기 실시예 1 내지 16에서 제조된 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 균일성을 육안으로 확인하여 아래 표 9에 나타내었다.

상기 표 9에 나타낸 것처럼, 삼원 공중합체의 함량이 15 중량% 미만이거나 30 중량%를 초과하게 되면 하이드로겔 조성물의 상태는 균일하지 못하며, 수불용성 히알루론산의 농도가 2.5 중량% 미만이거나 4.5 중량%를 초과할때도 하이드로겔 조성물의 균일성이 확보되지 않는 것을 알 수 있다.

<실험예 2> 복합하이드로겔의 유착방지 효능 동물 실험 - 부검 시 육안소견

실험예 2는 상기 실시예 6, 7, 10, 11을 사용하여 조직 유착 방지, 국소 출혈에 대한 지혈 효과에 미치는 영향을 살펴본 것으로, 부검 시 육안소견의 관찰을 통하여 유착방지 효능을 알아보기 위한 실험을 실시하여 아래 표 12에 나타내었다.

마취 후 수술 부위에 제모를 실시하고, 포비돈으로 소독 한 다음 복강의 정중선을 따라 4 내지 5 cm 절개하였다. 맹장을 꺼내어 가로 1cm×세로 2cm 크기로 bone burr를 이용하여 찰과상을 내고 마주 보이는 복강막에 같은 크기로 손상을 가하였다. 두 손상면이 맞닿도록 마찰 손상 부위로부터 약 1cm 떨어진 3곳을 봉합사로 고정함으로써 조직의 유착을 유도하였다. 여기에 각각의 시험물질을 주입하였다. 시험종료일까지 생존한 동물에 대하여 CO₂ 가스 흡입법을 사용하여 안락사 시킨 후 부검하여 육안적 병리검사를 실시하고 개체별로 유착정도, 유착세기 및 유착면적을 기록하였다. 유착부위 조직은 조직학적 검사를 위해 10% 중성 포르말린에 고정하였다.

이때, 유착방지효과의 측정기준은 아래 표 10 내지 11에 나타내었다.

<표 10> 유착면의 유착 정도에 따른 분류

<표 11> 유착면 분리시 떨어지는 세기에 의한 분류

상기 표 12에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 6 내지 7 및 실시예 10 내지 11을 통해 제조된 하이드로겔 조성물은 유착방지 효과가 우수한 것을 알 수 있다.

육안소견 관찰에 의한 유착의 평가는 Vlahos 등 (Vlahos A, Yu P, Lucas CE, Ledgerwood AM. Effect of a composite membrane of chitosan and Poloxamer gel on post operative adhesive interactions, The American Surgeon 2001, 67:15-21)의 방법에 따라 실시하였다. 구체적으로, 유착면의 유착 정도에 따른 분류 (0 ~ 5, 표 10), 손으로 유착면을 분리시켰을 때 두 면이 떨어지는 세기에 의한 분류(1 ~ 4, 표 11) 및 유착 부위의 면적을 측정하여 유착 정도를 평가하고, 그 결과를 표 12에 나타내었다.

<실험예 3> 복합하이드로겔의 유착방지 효능 및 약물방출효과 동물 실험

상기 실시예 17 내지 32에서 제조된 복합하이드로겔을 사용하였다.

실험 진행은 마우스 입고 후 일주일간 안정화하였다. MKN74 위암 위세포주를 subcutaneous injection 진행하였다. 종양의 크기가 평균 100㎣이 되었을 때 그룹을 나눈 후 약물 복합하이드로겔 투여를 진행하였다. 100㎣ 크기에서부터 3일 간격으로 tumor의 크기를 측정하고 마우스의 중량을 측정하였다. 복합하이드로겔 주입 후 마우스에 이상이 없는 지 확인하였고, 복합하이드로겔 주입 종료 후 종양을 적출한 후 종양 무게를 측정하였다. 그리고 적출된 부위 장기의 유착 유무를 확인하였다. 실험재료는 마우스 6마리를 사용하여 진행하였다. 실험실 온도는 22±2℃, 상대습도는 0±10%, 사료는 Purina 실험동물용 쥐 사료를 사용하였으며, 음수는 모두 R/O수를 공급하며 연 2회 수질검사를 시행하였다. 미생물 검사는 sentinel animal을 이용하여 자체적으로 시행하였다. 실험 동물의 종 및 계통은 마우스, Balb/c nude, SPF이다. 중앙실험동물 SLC(일본)에서 구입하였으며 5주령된 암컷을 사용하였다. 실험에 사용한 세포주는 MKN74(위암세포주, 한국 세포주은행)이며, RPM1640(Welgene)+10% FBS(ATCC) 의 배양조건에서 배양하였다.

아래 도 내지 3에 나타낸 것처럼, 6일까지는 그룹간의 큰 차이가 나타나지 않았다. 그러나 9일부터 PBS처리 군과 항암제가 포함된 복합하이드로겔 처리 군 간의 종양 크기에서 차이가 나타나는 것을 알 수 있다.

최종 30일에 확인 결과 PBS처리군 대비 복합하이드로겔의 종양크기가 30%감소함을 보였다.

또한, 도 5 내지 8에 나타낸 것처럼, PBS처리군에서는 장 유착이 발생하였지만, 본 발명에 따른 하이드로겔 조성물의 처리군에서는 유착이 발생되지 않은 것을 알 수 있다.

결과적으로 도2 내지 도8에 나타낸 것처럼, Vehicle(PBS) 처리 군과 비교하였을 때 항암제가 포함된 처리 군에서 종양크기가 30% 감소하였다. 또한 30일 이후 장기 내부의 유착은 발생하지 않은 것을 알 수 있다.

파클리탁셀 및 케파시타빈가 함유된 하이드로겔 조성물에서도 상기와 유사한 결과를 나타내었다.

<실험예 4> 복합하이드로겔 제조과정 중 생분해성 입자의 제조

상기 실시예 113에서 제조한 입자를 입경분석기로 측정하였다. 또한 10배율의 마이크로 현미경으로 입자의 상태를 관측하였다.

도 9 내지 10에 나타낸 것처럼, 입자는 구형으로 제조되었으며 평균 입자 크기는 10 내지 100마이크로를 나타내었다.

그러나 삼원 공중합체의 함량이 높아질수록 입자의 크기는 감소하고, 생분해성 고분자의 함량이 높아짐에 따라 입자의 크기가 증가함을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 및 그 제조방법은 조직유착 억제성능을 갖는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체를 기본 구조체로 하고, 수불용성 히알루론산, 소듐알지네이트를 블랜딩하여 체내 상처 부위에 고르게 도포되는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 제공한다.

또한, 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체의 녹는점 및 고분자상호간의 반발력을 이용하여 난용성 항암제를 안정적으로 방출하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 제공한다.

또한, 생분해성 고분자가 함유되어 우수한 생분해성을 나타내는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물을 제공한다.

Claims

폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체 15 내지 30 중량%, 수불용성 히알루론산 2.5 내지 4.5 중량%, 소듐알지네이트 0.1 내지 1 중량% 및 정제수 잔량으로 이루어지며,

상기 수불용성 히알루론산은 에탄올 수용액 95 내지 99 중량%에 분자량이 500 내지 3000kDa인 히알루론산 1 내지 5 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물에 함유된 히알루론산 100 중량부 대비 및 가교제 0.02 내지 0.1 중량부를 더 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물.
청구항 1에 있어서,

상기 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체는 분자량이 1 내지 500kDa인 것을 특징으로 하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물.
청구항 1에 있어서,

상기 에탄올 수용액은 pH가 9.5 내지 13이고, 질량농도가 70 내지 80%인 것을 특징으로 하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물.
청구항 1에 있어서,

상기 가교제는 1,4-부탄디올디글리시딜에테르로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물.
청구항 1에 있어서,

상기 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물 100 중량부 대비 난용성 항암제 0.1 내지 10 중량부가 더 함유되며,

상기 난용성 항암제는 도세탁셀, 도세탁셀 수화물, 파클리탁셀, 파클리탁셀 수화물, 카페시타빈 및 카페시타빈 수화물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물.
청구항 1에 있어서,

상기 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에는 상기 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물에 함유된 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체 100 중량부 대비 생분해성 고분자 10 내지 50 중량부가 더 함유되며,

상기 생분해성 고분자는 PLLA(Poly-L-lactic-Acid), PLGA(poly-lactic-co -glycolic acid), PDO(Polydioxanone) 및 PCL(polycaprolactone)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물.
분자량이 1 내지 500kDa인 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 삼원 공중합체를 60 내지 100℃의 온도에서 1 내지 2시간 동안 가열하여 용해하는 공중합체용해단계;

상기 공중합체용해단계를 통해 제조된 용해물에 수불용성 히알루론산을 혼합하고, 10 내지 20℃의 온도로 교반하는 히알루론산혼합단계; 및

상기 히알루론산혼합단계를 통해 제조된 혼합물에 소듐알지네이트를 혼합하고 5 내지 20℃의 온도로 교반하는 소듐알지네이트혼합단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 제조방법.
청구항 7에 있어서,

상기 공중합체용해단계와 상기 히알루론산혼합단계 사이에는 상기 공중합체용해단계를 통해 제조된 용해물에 난용성 항암제를 혼합하는 난용성항암제혼합단계가 더 진행되며,

상기 난용성 항암제는 도세탁셀, 도세탁셀 수화물, 파클리탁셀, 파클리탁셀 수화물, 카페시타빈 및 카페시타빈 수화물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 제조방법.
청구항 7에 있어서,

상기 공중합체용해단계와 상기 히알루론산혼합단계 사이에는 상기 공중합체용해단계를 통해 제조된 용해물에 생분해성 고분자를 혼합하는 생분해성고분자혼합단계가 더 진행되며,

상기 생분해성 고분자는 PLLA(Poly-L-lactic-Acid), PLGA(poly-lactic-co -glycolic acid), PDO(Polydioxanone) 및 PCL(polycaprolactone)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조직유착 방지용 하이드로겔 조성물의 제조방법.