WO2021162292A1 - 생분해성 고분자 공중합체를 포함하는 조직수복용 조성물 - Google Patents

생분해성 고분자 공중합체를 포함하는 조직수복용 조성물 Download PDF

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이우성
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Definitions

  • the present invention relates to a tissue repair composition
  • a tissue repair composition comprising a biodegradable polymer copolymer
  • the biodegradable polymer copolymer is a copolymer obtained by polymerizing a hydrophobic biodegradable polymer and a hydrophilic biodegradable polymer is self-assembled in an aqueous solution
  • a composition for tissue repair comprising a biodegradable polymer copolymer that can form nanoparticles to prevent nodules during intradermal or subcutaneous injection.
  • Existing tissue repair injections contain 25 ⁇ 50um microparticles for tissue repair. This is to prevent the microspheres or particles from being destroyed by macrophages, and is highly related to the durability of the repair effect.
  • various side effects may occur with micro-sized tissue repair materials, and it is known that the representative side effects include ischemia or mass compression effects, such as blood circulation disorders or nodules in the tissue at the injection site.
  • Existing tissue repair materials are recommended to be injected into the subcutaneous fat layer, which contains relatively few fibroblasts, rather than the dermal layer, which contains many fibroblasts involved in collagen production, due to concerns about side effects, and requires high skill of the operator.
  • microparticles for tissue repair that help collagen production such as commercialized polycaprolactone or polylactic acid, are injected into the dermis, the probability of nodules is very high.
  • Patent Publication No. 10-2016-0107780 composition for tissue repair
  • Patent Publication No. 10-2015-0010464 a hydrophobic biodegradable polymer and a hydrophilic biodegradable polymer comprising a polymer polymerized) injections for tissue repair
  • the weight specific gravity of the hydrophobic biodegradable polymer is high, when directly injected into the body, there is a very high risk of nodules or the like occurring due to recombination between the hydrophobic biodegradable polymers.
  • Patent Document 1 Patent Publication No. 10-2016-0107780
  • Patent Document 2 Patent Publication No. 10-2015-0010464
  • an object of the present invention is to provide a composition for tissue repair excellent in tissue repair effect due to a high collagen production rate without generating nodules even when directly injected into the dermis.
  • the present invention provides a tissue repair composition comprising a biodegradable polymer copolymer.
  • the present invention provides an injection injection for tissue repair comprising the composition for tissue repair.
  • the biodegradable polymer copolymer is a polymer obtained by polymerizing a hydrophobic biodegradable polymer and a hydrophilic biodegradable polymer.
  • the hydrophobic biodegradable polymer may be polycaprolactone, polylactic acid, polyglycolic acid, polydioxanone and polyhydroxybutylate, but preferably polycaprolactone.
  • the hydrophilic biodegradable polymer is not limited, but may be carboxymethyl cellulose (CMC), polyethylene glycol, monomethoxy polyethylene glycol, etc., but is preferably polyethylene glycol or monomethoxy polyethylene glycol.
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • polyethylene glycol polyethylene glycol
  • monomethoxy polyethylene glycol etc.
  • the hydrophobic biodegradable polymer and the hydrophilic biodegradable polymer are preferably polymerized in a weight ratio of 10: 20 to 10: 50, more preferably in a weight ratio range of 10: 20 to 10: 30.
  • the hydrophobic biodegradable polymer preferably has a number average molecular weight of 550 to 4000 g/mol, more preferably 750 to 1500 g/mol.
  • the hydrophilic biodegradable polymer may have a number average molecular weight of 400 to 4000 g/mol, preferably 800 to 2000 g/mol.
  • the copolymer obtained by polymerizing the hydrophobic biodegradable polymer and the hydrophilic biodegradable polymer may have a number average molecular weight of 2000 to 16000 g/mol, preferably 2500 to 5000 g/mol.
  • the biodegradable polymer copolymer obtained by polymerizing the hydrophobic biodegradable polymer and the hydrophilic biodegradable polymer may be contained in an aqueous solution in an amount of 0.1 to 99% (w/w), preferably 0.1 to 50, more preferably 0.1 to 30% (w/w) may be included. If it is out of the above range, a problem may occur in skin injection using a syringe due to an increase in the viscosity of the aqueous solution.
  • the biodegradable polymer copolymer obtained by polymerizing the hydrophobic biodegradable polymer and the hydrophilic biodegradable polymer may have a spherical shape of 50 nm to 1000 nm, preferably a spherical shape of 50 nm to 300 nm.
  • a catalyst may be used to prepare the copolymer, and the catalyst may include stannous octoate, but is not limited thereto.
  • composition may further include additives such as additives, solvents or gelling agents commonly used in the art for use as injections.
  • composition for tissue repair of the present invention unlike the existing composition for main use, does not generate nodules even when directly injected into the dermis, and the collagen production rate is high, and thus the tissue repair effect is excellent.
  • Figure 2 shows the results of analyzing the particle size of the nanoparticles of the methoxypolyethylene glycol-polycaprolactone copolymer of Example.
  • Figure 4 shows a photograph of the filling site of the SD white paper after injecting the injection example of the present invention in Experimental Example 1.
  • Example 6 shows a photograph of collagen formed in the skin tissue of the injection site of Comparative Example 1 and Example.
  • Example 7 is a graph quantitatively showing the amount of collagen formed in the skin tissue of the injection site of Comparative Example 1 and Example.
  • ELLANSE M manufactured by AQTIS Medical, sales company: JW Choongwae Pharmaceutical
  • ELLANSE M manufactured by AQTIS Medical, sales company: JW Choongwae Pharmaceutical
  • the mixture was stirred and mixed to allow the polymer to form nanoparticles through self-assembly to obtain an aqueous solution containing 30% (w/w) of the copolymer in the aqueous solution.
  • Example 1 and Comparative Example 2 After storing Example 1 and Comparative Example 2 at 37° C. for 24 hours, the properties according to temperature were compared and shown in FIG. 3 .
  • the formulation of the methoxypolyethylene glycol-polycaprolactone copolymer nanoparticles of Comparative Example 2 having a high proportion of the hydrophobic polymer a precipitate was generated due to the recombination of the particles, and non-uniform particles were formed.
  • no precipitate was produced in the formulation of the methoxypolyethylene glycol-polycaprolactone copolymer nanoparticles of Example 1, no precipitate was produced.
  • Comparative Example 1 which is a microparticle composition, as a control group, and an injection containing 0.1 ml of a methoxypolyethylene glycol-polycaprolactone copolymer nanoparticle composition of Example 1 as an experimental group were used.
  • SD white paper SD Rat, Lionbion Co., Korea
  • isoflurane gas Hana Pharm. Co., Ltd., Korea
  • the animal was placed on a surgical table in a supine position, and its claws were tied with elastic strips. A 2 x 1 cm surface of the rat's scalp was depilated.
  • a panning technique was used to inject substances into the scalp with uniform pressure using a disposable insulin syringe (26G). An injection part was selected and injected at one place in the head (FIG. 4).
  • the scalp tissue of the injection site of the SD white paper 3 months after injection of the injection is shown in FIG. 5 .

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Abstract

본 발명은 소수성 생분해성 고분자 및 친수성 생분해성 고분자를 중합시킨 생분해성 고분자 공중합체를 포함하는 하는 조직수복용 조성물에 관한 것으로, 기존의 조직주복용 조성물과 달리 진피에 직접 주입하여도 결절이 발생하지 않으면서 콜라겐 생성률이 높아 조직 수복 효과가 뛰어나다. {대표도} 도 5

Description

생분해성 고분자 공중합체를 포함하는 조직수복용 조성물
본 발명은 생분해성 고분자 공중합체를 포함하는 조직수복용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 생분해성 고분자 공중합체는 소수성 생분해성 고분자 및 친수성 생분해성 고분자를 중합시킨 공중합체가 수용액 내에서 자가 조립하여 나노입자를 형성하여 피내 또는 피하 주사시 결절을 방지할 수 있는 생분해성 고분자 공중합체를 포함하는 조직수복용 조성물에 관한 것이다.
기존의 조직수복용 주사 주입제는 25~50um의 조직수복용 마이크로 입자를 포함하고 있다. 마이크로 미소구체 또는 미립자들이 대식세포에 의해 소멸되지 않도록 하기 위함이며, 수복 효과의 지속성과 관련이 높다. 하지만 마이크로 크기의 조직수복용 재료는 여러 가지 부작용이 발생할 수 있으며, 주로 허혈이나 종괴 압박효과로 인한 주입 부위 조직의 혈행 장애나 결절 등이 대표적인 부작용으로 알려져 있다. 기존의 조직수복재료는 부작용의 우려 때문에 콜라겐 생성에 관여하는 섬유아세포가 많은 진피층이 아닌 섬유아세포가 상대적으로 적은 피하 지방층에 주입하도록 권장하고 있으며, 시술자의 높은 숙련도를 요구하고 있다. 제품화된 폴리카프로락톤 또는 폴리락틱산 등의 콜라겐 생성에 도움을 주는 조직수복용 마이크로 입자를 진피에 주입할 경우, 결절이 발생할 확률이 매우 높다.
이와 관련된 선행기술로는 공개특허공보 제10-2016-0107780호(조직수복용 조성물) 및 공개특허공보 제10-2015-0010464호(소수성 생분해성 고분자 및 친수성 생분해성 고분자를 중합시킨 중합체를 포함하는 조직 수복용 주사 주입제) 등이 있다. 그러나 상기 선행기술들은 소수성 생분해성 고분자의 중량 비중이 높을 경우 체내에 직접 주입시 소수성 생분해성 고분자 중합체 간의 재결합으로 결절 등이 발생할 우려가 매우 크다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 생체 내 주입 후에도 결절이 발생하지 않는 조직수복용 제품의 개발이 시급한 설정이다.
{선행기술문헌}
[특허문헌]
(특허문헌 1) 공개특허공보 제10-2016-0107780호
(특허문헌 2) 공개특허공보 제10-2015-0010464호
본 발명자들은 상기에 기재된 기존의 조직수복용 주사 주입제들이 갖는 단점들을 해결하고자, 수용액 내 조직 수복용 고분자 물질이 피하 주사시 발생할 수 있는 결절을 방지할 수 있는 생분해성 고분자 공중합체를 포함하는 조직수복용 조성물을 개발하였다. 따라서 본 발명은 진피에 직접 주입하여도 결절이 발생하지 않으면서 콜라겐 생성률이 높아 조직 수복 효과가 뛰어난 조직수복용 조성물을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 생분해성 고분자 공중합체를 포함하는 조직수복용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 조직수복용 조성물을 포함하는 조직 수복용 주사 주입제를 제공한다.
상기 생분해성 고분자 공중합체는 소수성 생분해성 고분자 및 친수성 생분해성 고분자를 중합시킨 중합체이다.
상기 소수성 생분해성 고분자는 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리디옥사논 및 폴리하이드록시부틸레이트 등 일 수 있으나, 바람직하게는 폴리카프로락톤 일 수 있다.
상기 친수성 생분해성 고분자는 제한되지는 않으나 카복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose; CMC), 폴리에틸렌글리콜, 모노메톡시폴리에틸렌글리콜 등 일 수 있으나, 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜, 모노메톡시폴리에틸렌글리콜이다.
상기 소수성 생분해성 고분자 및 친수성 생분해성 고분자는 10 : 20 내지 10 : 50의 중량비로 중합되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10 : 20 내지 10 : 30의 중량비 범위로 중합되는 것이 바람직하다.
상기 소수성 생분해성 고분자는 수평균 분자량이 550 내지 4000g/mol인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 750 내지 1500g/mol인 것이 바람직하다.
상기 친수성 생분해성 고분자는 수평균 분자량이 400 내지 4000g/mol일 수 있으며, 바람직하게는 800 내지 2000g/mol일 수 있다.
상기 소수성 생분해성 고분자 및 친수성 생분해성 고분자를 중합시킨 공중합체는 수평균 분자량이 2000 내지 16000g/mol 일 수 있으며, 바람직하게는 2500 내지 5000g/mol일 수 있다.
상기 소수성 생분해성 고분자 및 친수성 생분해성 고분자를 중합시킨 생분해성 고분자 공중합체는 수용액 내에 0.1 내지 99%(w/w)로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 50, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 30%(w/w)로 포함될 수 있다. 상기 범위를 벗어날 경우, 수용액의 점성 증가로 인해 주사기를 이용한 피부 주입에 문제가 발생할 수 있다.
소수성 생분해성 고분자 및 친수성 생분해성 고분자를 중합시킨 생분해성 고분자 공중합체는 50nm 내지 1000nm의 크기의 구형일 수 있으며, 바람직하게는 50nm 내지 300nm의 구형일 수 있다.
상기 공중합체를 제조하기 위해 촉매를 사용할 수 있으며, 상기 촉매는 Stannous octoate 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
상기 조성물은 주사제로 사용하기 위하여 당 업계에서 통상적으로 사용하는 첨가제, 용매나 젤화제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 조직수복용 조성물은 기존의 조직주복용 조성물과 달리 진피에 직접 주입하여도 결절이 발생하지 않으면서 콜라겐 생성률이 높아 조직 수복 효과가 뛰어나다.
도 1은 비교예 1을 포함하는 주사제, 비교예 2와 실시예를 각각 포함하는 조성물의 바이알 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예의 메톡시폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 공중합체의 나노입자 입경을 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 비교예 2와 실시예가 포함된 주사제 조성물을 37℃에서 24시간 보관한 후 성상을 비교한 사진을 나타낸 것이다.
도 4는 실험예 1에서 본 발명의 주사제인 실시예를 주입한 후 SD 백서의 충진 부위의 사진을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실험예 1에서 비교예 1과 실시예를 주사한 부위에 대한 조직학적 검사 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 비교예 1과 실시예의 주사 부위 피부 조직에서 형성된 콜라겐의 사진을 나타낸 것이다.
도 7은 비교예 1과 실시예의 주사 부위 피부 조직에서 형성된 콜라겐 양을 정량적으로 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
<비교예 1> 폴리카프로락톤-카르복시메틸셀룰로스 공중합체 마이크로 입자
폴리카프로락톤 고분자 마이크로 입자와 카르복시메틸셀룰로스가 3 : 7의 중량비로 포함된 수용액의 ELLANSE M(제조사: AQTIS Medical, 판매사: JW중외제약)이며, 평균 입경 약 50 μm의 폴리카프로락톤 입자로 구성된 주사제이다.
<비교예 2> 메톡시폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 공중합체 입자 제형
모노메톡시폴리에틸렌글리콜(분자량: 1000 g/mol) 10g과 ε-카프로락톤 단량체 20g을 중량비 10 : 20 으로 Stannous octoate 촉매 100ul 하에서 120°C로 12시간 동안 중합한 후, 상온에서 냉각하여 분자량 3000g/mol인 메톡시폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 공중합체를 얻었다.
상기의 제조된 공중합체에 상온의 증류수를 가한 후 교반하여 혼합하여 고분자가 자가 조립을 통해 나노입자를 형성하도록 하여 공중합체가 수용액 내에 30%(w/w)로 포함되는 수용액을 얻었다.
<실시예> 메톡시폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 공중합체 나노입자 제형
모노메톡시폴리에틸렌글리콜(분자량: 1000g/mol) 21 g과 ε-카프로락톤 단량체 10 g를 중량비 21 : 10로 Stannous octoate 촉매 100ul 하에서 120°C로 12시간 동안 중합한 후, 상온에서 냉각하여 분자량 3100g/mol인 메톡시폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 공중합체를 얻었다. 제조한 공중합체에 상온의 증류수를 가한 후 혼합하여 공중합체가 자가 조립을 통해 나노입자를 형성하도록 하여 공중합체가 수용액 내에 30%(w/w)로 포함되는 수용액을 얻었다. 수용액에 포함된 공중합체 입자의 평균 입경은 162 nm였다.
<실험예 1> 온도에 따른 메톡시폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 공중합체 나노입자 제형 비교
실시예 1과 비교예 2를 37℃에서 24시간 보관한 후, 온도에 따른 성상을 비교하여 도 3에 나타내었다. 실험결과, 소수성 고분자의 비율이 높은 비교예 2의 메톡시폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 공중합체 나노 입자의 제형은 입자들의 재결합으로 인해 침전물이 생성되었으며 불균일한 입자가 형성되었다. 그러나 실시예 1의 메톡시폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 공중합체 나노입자의 제형은 침전물이 생성되지 않았다.
<실험예 2> 메톡시폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 공중합체 나노입자 수용액의 조직 수복 효과의 평가
본 발명의 조직 수복 효과를 평가하기 위해 다음과 같이 실험하였다.
대조군으로서 0.1 ml의 마이크로 입자 조성물인 비교예 1을 포함하는 주사제, 실험군으로서 0.1 ml의 메톡시폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 공중합체 나노 입자 조성물인 실시예를 포함하는 주사제를 이용하였다.
주사제 주입시험을 위해 SD 백서(SD Rat, 라이온바이온(주), 대한민국)를 사용하였다. 주사 전 각 쥐를 isoflurane gas (Hana Pharm. Co., Ltd., Korea)로 마취하였다. 진정 작용이 분명해지면, 동물은 앙와위의 외과 테이블에 놓였고, 발톱은 탄력있는 스트립으로 묶여있었다. 쥐의 두피의 2 x 1 cm 표면을 제모하였다.
패닝 기술은 일회용 인슐린 주사기(26G)를 사용하여 균일한 압력으로 두피에 물질을 주입하는데 사용되었다. 머리 부위의 1곳에서 주사부를 선택하여 주입하였다(도 4).
주사 3개월 후에 주입부위 2×1 cm2 이상을 절개하여 결절이 형성된 피부를 포함하여 표재근 상층까지, 결절 부위가 모두 포함되도록 충분히 절제하였다.
주사제를 주입한 후 3개월 후의 SD 백서의 주사 부위의 두피 조직은 도 5에 나타내었다.
실험결과, 시험물질의 적용 3개월 후 적출한 피부조직을 육안으로 관찰하였을 때, 대조군의 두피조직은 주사제에 의한 결절이 확인되었으나 실험군의 두피조직은 주사제로 인한 결절이 확인되지 않았다.
또한, 실험군과 대조군의 주사 부위에 대한 조직학적 검사를 한 결과, SD 백서의 주사제 적용부위 피부를 적출하여 조직학적 검사결과 조직 내 수용액의 흡수 등으로 인해 나노 입자가 상호 결합하여 주입 부위에 존재하며 콜라겐과 함께 존재하는 것으로 관찰되었으며, 이를 도 6에 나타내었다.
<실험예 3> 콜라겐 생성 정량 평가
상기 실험예 2의 콜라겐의 변화를 정량적으로 확인하기 위해 시험물질 주입 후 4주, 8주, 12주째 되는 SD 백서의 두피 조직을 절개하여 얻었다.
두피 조직의 무게를 정량하여 10배 양의 0.5M acetic acid 용액을 넣고 4℃에서 18시간 동안 교반한 다음 원심분리(15,000g, 60분)하여 상등액을 취하여 부피가 총 100ul가 되게 하였다. 1 ml의 sircol dye reagent를 첨가하여 콜라겐과 염색시약을 결합시킨 뒤 원심분리(10,000g, 10분) 후 얻은 침전물에 1ml의 alkali reagent를 첨가하여 540nm에서 흡광도를 측정하는 soluble collagen assay kit(SircolTM, Biocolor Ltd., Irrland)를 이용하여 각 조직 내의 정량적인 콜라겐 양을 확인하였고, 비교한 결과를 도 7에 나타내었다.
실험결과, 비교예 1을 주입한 대조군에서는 4주차 0.51 mg/g에서 8주차 0.6 mg/g으로 소량 증가하였고 그 양이 12주차에는 거의 변화가 없었다. 반면 실시예를 주입한 실험군에서는 4주차 0.88mg/g에서 12주차 1.22mg/g으로 콜라겐이 0.34mg/g로 증가하는 것을 확인하였다.

Claims (7)

  1. 소수성 생분해성 고분자 및 친수성 생분해성 고분자를 중합시킨 생분해성 고분자 공중합체를 포함하는 하는 조직수복용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 생분해성 고분자 공중합체는 소수성 생분해성 고분자 및 친수성 생분해성 고분자가 10 : 20 내지 10 : 50 의 중량비로 중합되는 것을 특징으로 하는 조직수복용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 소수성 생분해성 고분자는 폴리카프로락톤인 것을 특징으로 하는 조직수복용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 친수성 생분해성 고분자는 메톡시폴리에틸렌글리콜 또는 폴리에틸렌글리콜인 것을 특징으로 하는 조직수복용 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 공중합체는 50nm 내지 300 nm의 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 조직수복용 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 공중합체의 수평균 분자량은 2500 내지 5000g/mol 인 것을 특징으로 하는 조직수복용 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 공중합체는 수용액 내에 0.1 내지 30%(w/w)로 포함되는 것을 특징으로 하는 조직수복용 조성물.
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