WO2024122991A1 - 복합 수상 용액를 이용한 마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매의 제거 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복합 수상 용액을 이용한 마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매의 제거 방법에 관한 것으로, 약물을 포함하는 마이크로 입자를 대량으로 생산하기 위한 제조 공정 및 잔류하는 유기 용매를 제거하는 공정 상에서 교반 시간을 단축할 수 있으며, 상기 유기 용매를 효율적으로 제거하고, 유연 물질의 발생을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 복합 수상 용액을 이용한 마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매의 제거 방법에 관한 것이다.
미세유체 공정기술은 지난 10여 년간 다양한 제작 기법에 의해 다양한 채널 구조를 제작 가능하게 됨으로써 많은 발전이 이루어졌으며, 다양한 미세유체 소자가 이용되어 왔다. 그러나 미세유체 소자를 이용하여 물질을 합성할 경우 마이크로 크기의 채널에서 유체는 매우 작은 레이놀즈 수를 가지기 때문에 유체가 층류를 형성하므로 물질의 혼합이 균일하지 않은 문제가 있다. 불균일 혼합 문제를 해결하는 좋은 방법 중 하나는 액적을 형성하는 것이다.
서로 섞이지 않는 두 유체를 이용하여 마이크로부터 피코리터까지의 부피를 갖는 작은 액적을 형성하면 액적 내 이류 및 확산에 의한 물질의 혼합이 신속하게 이루어지므로 균일한 혼합을 가능하도록 한다.
상기 미세유체법에 의한 입자를 제조하는 방법은 생분해성 고분자 및 약물을 유기 용매에 넣고 혼합하여 유상 용액을 제조하고, 계면활성제를 물에 넣고 혼합하여 수상 용액을 제조한다.
상기 유상 용액 및 수상 용액을 미세유체 칩 내 각 채널로 주입하여 흐르게 하면, 상기 유상 용액 및 수상 용액이 교차하는 부분에서 마이크로 입자(액적)을 형성한다.
상기 마이크로 입자는 구 형상으로 생분해성 고분자 및 약물이 고르게 혼합된 형태로, 유상 용액 내 유기 용매를 포함한 상태이다.
이후, 상기 마이크로 입자는 수상 용액이 담긴 수조로 이동하게 되고, 마이크로 입자 내 잔류하는 유기 용매를 제거하기 위해, 수상 용액의 온도를 잔류하는 유기 용매의 끓는 점 이상으로 가온하고 교반 공정을 진행한다. 상기 잔류하는 유기 용매를 제거한 마이크로 입자는 이후 세척 및 동결 건조하여 입자로 제조할 수 있다.
상기 교반 공정에 의해 잔류하는 유기 용매를 제거할 수 있으나, 액적의 직경이 크고, 대량 생산 공정에 적용하기 위해선, 교반 공정에 의해 유기 용매를 제거하기 위한 장시간 교반 공정이 필요하다.
또한, 상기 교반 공정에 의해 잔류하는 유기 용매를 제거하더라도, 교반 공정에 의해 유연 물질이 발생하는 문제가 있다.
상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 마이크로 입자 내 잔류하는 유기 용매의 제거 방법에 대한 개발이 필요하다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) KR 10-1325134 B1
본 발명의 목적은 복합 수상 용액을 이용한 마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매의 제거 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 약물을 포함하는 마이크로 입자를 대량으로 생산하기 위한 공정 상에서, 특히 입자의 직경이 큰 에멀전 내 잔류하는 유기 용매를 제거하기 위한 교반 시간을 단축할 수 있으며, 상기 유기 용매를 효율적으로 제거하고, 유연 물질의 발생을 방지할 수 있는 마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매의 제거 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매의 제거 방법에 관한 것으로, 약물, 생분해성 고분자 및 유기 용매를 포함하는 에멀전을 제조하는 단계; 및 상기 에멀전을 복합 수상 용액 내로 넣고, 40 내지 55℃에서 교반하여 유기용매를 제거하여 마이크로 입자를 제조하는 단계를 포함하며, 상기 에멀전은 평균 직경이 100㎛ 내지 200㎛이며, 상기 복합 수상 용액은 계면활성제가 혼합된 수상 용액; 및 유기 용매를 포함할 수 있다.
상기 극성 용매는 물과의 상대 극성 값이 0.3 초과 1 미만일 수 있다.
상기 계면 활성제는 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 극성 용매는 수상 용액의 전체 중량 대비 5 중량% 내지 20 중량%로 포함될 수 있다.
상기 교반 공정은 40 내지 55℃에서 2 내지 24 시간 동안 교반하는 것일 수 있다.
상기 에멀전은 미세 유체법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명은 약물을 포함하는 마이크로 입자를 대량으로 생산하기 위한 공정 상에서, 특히 입자의 직경이 큰 에멀전 내 잔류하는 유기 용매를 제거하기 위한 교반 시간을 단축할 수 있으며, 상기 유기 용매를 효율적으로 제거하고, 유연 물질의 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에멀전의 직경 측정에 대한 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 입자의 제조 시 발생하는 유연 물질을 확인하기 위한 HPLC 실험 결과이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 입자에 대한 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 입자에 대한 SEM 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 입자에 대한 SEM 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 입자에 대한 SEM 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 입자에 대한 SEM 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 입자에 대한 SEM 사진이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 입자에 대한 SEM 사진이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 입자에 대한 SEM 사진이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 입자에 대한 SEM 사진이다.
본 발명은 약물, 생분해성 고분자 및 유기 용매를 포함하는 에멀전을 제조하는 단계; 및 상기 에멀전을 복합 수상 용액 내로 넣고, 40 내지 55℃에서 교반하여 유기용매를 제거하여 마이크로 입자를 제조하는 단계를 포함하며, 상기 에멀전은 평균 직경이 100㎛ 내지 200㎛이며, 상기 복합 수상 용액은 계면활성제가 혼합된 수상 용액; 및 극성 용매를 포함하는 마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매의 제거 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 '유연물질'이란 의약품 제조 및 보관 중 잔류 또는 분해되어 생성될 수 있는 불순물로, 완제의약품의 경우 '분해생성물'을 의미한다.
미세유체법에 의해 마이크로 입자를 제조하는 경우, 균일한 직경을 갖는 마이크로 입자로 제조할 수 있으며, 상기 마이크로 입자는 약물이 고르게 분포하고 있어, 서방성 제형으로 이용될 수 있다.
즉, 생분해성 고분자 및 약물을 포함하는 마이크로 입자는 체내에 주입된 후, 생분해성 고분자가 서서히 분해되면서, 약물을 지속적으로 방출할 수 있다.
또한, 상기와 같이 균일한 직경을 갖는 마이크로 입자로 제조할 수 있어, 주사제로 체내에 투여된 후에도, 초기 과방출을 방지할 수 있다.
상기 기재한 이점 이외에 다양한 장점이 있어, 미세유체법에 의한 마이크로 입자를 제조하기 위해 다양하게 시도하고 있다.
미세 유체법에 의해 마이크로 입자를 제조하는 과정은 구체적으로 하기와 같다. 상기 마이크로 입자를 제조하는 공정은 약물로 목시덱틴을 포함하는 경우를 예시로 기재하였으나, 약물의 종류는 목시덱틴에 한정되지 않고, 유기 용매에 용해되는 약물은 제한 없이 모두 사용 가능하다.
목시덱틴을 포함하는 마이크로 입자의 제조 방법은 1) 생분해성 고분자 및 목시덱틴을 유기 용매에 용해시켜 유상 용액을 제조하는 단계; 2) 계면활성제를 물에 용해시켜 수상 용액을 제조하는 단계; 3) 상기 1) 단계의 유상 용액을 직선 방향의 마이크로 채널로 주입하여, 흐르게 하는 단계; 4) 상기 2) 단계의 수상 용액을 상기 3) 단계의 유상 용액이 직선 방향으로 흐르는 마이크로 채널과 교차점을 형성할 수 있도록 양 측면 또는 일 측면에 형성된 마이크로 채널로 주입하여 흐르게 하며, 상기 유상 용액의 흐름과 수상 용액의 흐름이 교차하여, 목시덱틴을 균일하게 포함하는 에멀전을 제조하는 단계; 5) 상기 4) 단계의 교차점에서 생성된 에멀전을 수집하는 단계; 6) 상기 5) 단계에서 수집된 에멀전에 잔류하는 유기 용매를 증발시켜 제거하여 마이크로 입자를 제조하는 단계; 및 7) 상기 6) 단계의 마이크로 입자를 세척 및 건조하여 마이크로 입자로 제조하는 단계를 포함한다.
상기 1) 단계는 유상 용액을 제조하는 단계로, 목시덱틴 및 생분해성 고분자를 유기 용매에 용해시켜 유상 용액을 제조하는 단계로, 상기 생분해성 고분자는 폴리-L-락트산, 폴리락타이드, 폴리글리콜산, 폴리-D-락트산-코-글리콜산, 폴리-L-락트산-코-글리콜산, 폴리-D,L-락트산-코-글리콜산, 폴리-카프로락톤, 폴리-발레로락톤, 폴리-하이드록시부티레이트 및 폴리-하이드록시발러레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이며, 바람직하게는 폴리락타이드-코-글리콜라이드(PLGA) 또는 폴리락타이드(PLA)이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다.
또한, 상기 유기 용매는 물과 섞이지 않는 것으로, 예를 들면, 클로로포름, 클로로에탄, 디클로로에탄, 디클로로메탄, 트리클로로에탄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 것이며, 바람직하게는 디클로로메탄이지만, 예시에 국한되는 것은 아니며, 생분해성 고분자 및 목시덱틴을 용해시킬 수 있는 유기 용매로, 상기 예시에 국한되지 않고, 당업자가 쉽게 선택할 수 있는 유기 용매라면 모두 사용 가능하다고 할 것이다.
상기 1) 단계는 목시덱틴 및 생분해성 고분자를 용해시킨 유상 용액을 제조하는 것으로, 용매는 상기에 기재한 바와 같이, 유기 용매를 사용한다. 이는 목시덱틴 및 생분해성 고분자의 용해 특성을 이용하여, 유기 용매를 사용하여 완전히 용해시킨다. 보다 구체적으로 목시덱틴 및 생분해성 고분자를 유기 용매에 용해시켜 유상 용액으로 제조하였다.
상기 유상 용액은 생분해성 고분자 및 목시덱틴의 중량 비율은 2:1 내지 12:1이며, 4:1 내지 10:1이며, 9:1일 수 있다. 상기 범위 내에서 혼합하여 사용 시, 생분해성 고분자의 분해에 의해 목시덱틴이 장시간 지속적으로 방출될 수 있다.
상기 목시덱틴 및 생분해성 고분자의 중량 비율이 1:2 미만인 경우, 즉 생분해성 고분자를 상기 중량 비율보다 미만으로 포함하는 경우에는 목시덱틴의 중량에 비해 생분해성 고분자의 중량 비율이 적어, 구형의 생분해성 고분자 입자에 목시덱틴이 고르게 분포하여 포함되고 있는 형태의 마이크로 입자의 제조가 어려운 문제가 발생하며, 생분해성 고분자 및 목시덱틴의 중량 비율이 1:12을 초과하는 경우, 즉 생분해성 고분자를 상기 중량 비율보다 초과하여 포함하는 경우에는, 서방성 입자 내 목시덱틴 함량이 적어 원하는 농도의 약물투여를 위해 많은 양의 서방성 입자를 투여해야 하는 문제가 발생할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 유상 용액 내의 생분해성 고분자는 10 내지 20 중량% 포함하며, 바람직하게는 15 중량% 이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 2) 단계는 수상 용액을 제조하는 단계로, 계면활성제를 물에 용해시켜 수상 용액을 제조한다. 상기 계면활성제는 생분해성 고분자 용액이 안정한 마이크로 입자 형성을 도울 수 있는 것이라면 제한 없이 사용 가능하다. 구체적으로는 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 것이며, 더욱 구체적으로 메틸셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 레시틴, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 피마자유 유도체, 라우릴 황산 나트륨, 스테아르산 나트륨, 에스테르 아민, 리니어 디아민, 패티 아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 것이며, 바람직하게는 폴리비닐알코올이지만, 예시에 국한되지는 않는다.
상기 수상 용액에 포함되는 계면활성제는 0.1 내지 1.0 중량%, 0.2 내지 0.5 중량% 또는 0.25 중량%로 포함될 수 있다. 나머지는 모두 물이다.
상기 3) 단계는 웨이퍼 또는 유기 기판 상에 형성된 마이크로 채널로 유상 용액 및 수상 용액을 주입하여, 흐르게 하는 단계이다.
보다 구체적으로, 상기 마이크로 채널은 유리 기판, 실리콘 웨이퍼 또는 고분자 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 소재에 형성될 수 있으나, 상기 소재의 예시는 상기 예시에 국한되지 않고, 마이크로 채널의 형성이 가능한 소재는 모두 사용 가능하다.
상기 고분자 필름은 폴리이미드(Polyimide), 폴리에틸렌(Polyethylene), 플루오르화에틸렌프로필렌(Fluorinated ethylene propylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalate), 폴리술폰(Polysulfone) 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
일 예시로, 실리콘 웨이퍼에 e-beam evaporator를 이용하여 알루미늄을 증착하며, 포토리소그래피(photolithography) 기법을 이용하여 포토레지스트(photoresist)를 알루미늄 위에 패터닝한다. 이후, 포토레지스트를 마스크로 이용하여 알루미늄 식각(etching)하고, 포토레지스트를 제거한 후 알루미늄을 마스크로 하여 실리콘을 DRIE(deep ion reactive etching)로 에칭하고, 알루미늄 제거 후 웨이퍼 위에 유리를 양극 접합하여 밀봉하여, 상기의 마이크로 채널을 제조한다.
상기의 마이크로 채널은 평균 직경이 180 내지 220㎛이며, 바람직하게는 200㎛이지만, 예시에 국한되지 않는다. 마이크로 채널의 평균 직경이 180㎛ 이하인 경우 제조되는 마이크로 입자의 직경이 80㎛ 미만으로 작은 마이크로 입자가 제조될 가능성이 있어 표면적이 증가하여 분해속도가 빨라져 기대하는 분해 유지기간을 지속하지 못하는 문제가 있다. 마이크로 채널의 평균 직경이 220㎛ 이상인 경우 제조된 마이크로 입자의 평균 크기가 100㎛를 초과하게 되고, 주사제로 투여 시 이물감 및 통증이 증가될 수 있다.
또한, 상기 마이크로 채널의 단면 폭(w) 및 단면의 높이(d)는 제조되는 마이크로 입자의 평균 직경(d')과 밀접한 관련이 있다. 상기 마이크로 채널 단면의 폭(w)은 마이크로 입자의 평균 직경(d')에 대해 0.7 내지 1.3의 비율 범위이며, 마이크로 채널 단면의 높이(d)는 마이크로 입자의 평균 직경(d')에 대해 0.7 내지 1.3의 비율 범위이다.
즉, 제조하고자 하는 마이크로 입자의 평균 직경(d')이 결정되면, 이에 따라, 마이크로 채널 단면의 폭(w) 및 높이(d)의 길이는 d'의 0.7 내지 1.3의 비율 범위로 설정해야만, 원하는 크기의 마이크로 입자로의 제조가 가능하다.
상기 3) 단계는 유상 용액 및 수상 용액을 교차점이 형성된 제1 마이크로 채널 및 제2 마이크로 채널로 상기 유량 조건 하에서, 흐르게 하는 것이다.
즉, 유상 용액은 제1 마이크로 채널을 따라 흐르며, 수상 용액은 상기 제1 마이크로 채널과 교차점을 형성하도록 성형된 제2 마이크로 채널을 따라 흘러, 유상 용액의 흐름과 만나게 된다.
보다 구체적으로, 상기 유상 용액을 제1 마이크로 채널에 주입 시, 유량 및 상기 수상 용액을 제2 마이크로 채널로 주입하는 경우, 유상 용액 및 수상 용액의 유량비는 1:45 이상이며, 1:45 내지 1:125일 수 있다.
상기 4) 단계는, 에멀전을 수집하는 단계로 수상 용액이 담긴 수조 내에서 에멀전을 수집하여, 초기 생성된 에멀전의 뭉치는 현상(aggregation)을 방지한다.
상기 4) 단계는 상기 2) 단계에서 제조한 수상 용액, 즉 계면활성제 및 물의 혼합 용액을 이용하는 것으로, 수상 용액을 상기 2) 단계에서 제조한 이후, 일부는 마이크로 채널로 주입시키고, 다른 일부는 4) 단계의 수조로 이동시켜, 수집된 마이크로 입자의 뭉치는 현상을 방지하는데 이용된다.
상기 5) 단계는, 수조 내에서 수집된 에멀전에 잔류하는 유기 용매를 제거하기 위한 단계로, 일정한 온도 조건 및 교반 속도로 교반하여, 마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매를 증발시켜 제거한다. 상기 교반 공정은 150 내지 650rpm의 속도로 할 수 있다.
마지막으로 상기 6) 단계는, 마이크로 입자를 세척 및 건조하는 단계로, 상기 5) 단계에서 에멀전에 잔류하는 유기 용매를 제거한 마이크로 입자를 제균 여과된 정제수로 수 차례 세척하여 마이크로 입자에 잔존하는 계면활성제를 제거하고, 이후 동결 건조하여 마이크로 입자로 제조한다.
상기 5) 단계에서 에멀전에 잔류하는 유기 용매를 제거하는 단계로, 상술한 1) 내지 4) 단계에 의해 제조된 에멀전은 평균 직경이 100㎛ 내지 200㎛이며, 120㎛ 내지 190㎛이며, 140㎛ 내지 190㎛이며, 150㎛ 내지 180㎛일 수 있다. 상기와 같이 직경이 큰 에멀전은, 잔류하는 유기 용매를 제거하기 위해선, 교반 시간을 크게 증가시키거나, 온도 조건을 40℃ 보다 더 고온 조건 하에서 교반해야 한다.
이에 본 발명에서는 후술하는 복합 수상 용액을 사용하여, 직경이 큰 에멀전에 잔류하는 유기 용매를 보다 효율적으로 제거할 수 있고, 유연 물질의 발생을 방지할 수 있다.
상기 복합 수상 용액은 상기 4) 단계 및 5) 단계의 수상 용액을 대체하여 사용하고자 하는 것이다.
보다 구체적으로, 상기 복합 수상 용액은 계면활성제가 혼합된 수상 용액; 및 극성 용매를 포함할 수 있다.
상기 복합 수상 용액에 포함되는 극성 용매는 에멀전에 잔류하는 유기 용매(잔류용매)를 용이하게 제거하기 위해 포함되는 것이다.
상기 마이크로 입자는 목시덱틴 및 생분해성 고분자를 포함하며, 에멀전은 목시덱틴, 생분해성 고분자 및 잔류용매를 포함하는 것으로, 상기 4) 단계 이후에서 잔류용매를 제거하여 목시덱틴 및 생분해성 고분자를 포함하는 마이크로 입자로 제조할 수 있다.
상기 잔류용매를 제거하기 위해선, 앞서 설명한 바와 같이 수상 용액 내로 에멀전을 넣고, 특정 온도 조건에서 교반하여 잔류용매를 증발시켜 제거할 수 있다.
상기 온도 조건은 잔류용매의 끓는 점 이상이다. 상기 잔류용매는 예를 들어, DCM(디클로로메탄)일 수 있으며, 상기 DCM의 끓는 점은 39.5℃로 일반적으로 DCM을 제거하기 위한 교반 공정의 온도 조건은 40℃일 수 있다.
다만, 상기 온도 조건 하에서 교반 공정을 진행하면, 상술한 바와 같이 본 발명의 에멀전과 같이 평균 직경이 큰 경우, 교반 시간을 크게 증가시키거나, 온도 조건을 40℃ 보다 더 고온 조건 하에서 교반해야 한다.
또는, 마이크로 입자를 대량으로 생산하고자 하는 경우에도, 실험실 수준에서 제조하는 경우와 달리, 잔류용매를 제거하기 위해선 교반 시간을 크게 증가시키거나, 온도 조건을 40℃ 보다 더 고온 조건 하에서 교반해야 한다.
다만, 잔류용매를 제거하기 위해, 교반 시간을 증가하거나, 온도가 높아질수록, 교반 공정에 의해 유연 물질의 발생이 증가하는 문제가 있다.
상기와 같은 문제를 방지하기 위해, 본원발명에서는 교반 공정에 사용하는 수상 용액에, 극성 용매를 추가하여, 교반 시간을 증가시키지 않고, 온도를 높이지 않아도 잔류용매를 효율적으로 제거하고자 한다.
구체적으로, 본 발명의 복합 수상 용액은 평균 직경이 100㎛ 내지 200㎛인 에멀전에서 유기 용매를 제거하기 위한 것으로, 계면활성제가 혼합된 수상 용액; 및 극성 용매를 포함할 수 있다.
상기 에멀전은 에멀전은 평균 직경이 100㎛ 내지 200㎛이며, 120㎛ 내지 190㎛이며, 140㎛ 내지 190㎛이며, 150㎛ 내지 180㎛이며, 에멀전의 평균 직경이 증가할수록 잔류용매를 제거하기 위해, 교반 시간을 늘리거나, 교반 공정 시 온도를 높여야 한다.
마이크로 입자의 평균 직경에 따라 잔류용매를 제거하기 위한 교반 온도 또는 교반 시간에서 차이가 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 에멀전은 약물, 생분해성 고분자 및 유기용매를 포함한다. 상기 제거가 필요한 유기용매의 양은 에멀전의 부피에서 마이크로 입자의 부피를 뺄 경우 제거된 유기용매의 부피를 알 수 있고, 유기용매의 밀도를 통해 계산할 수 있다.
예를 들어, 직경이 90㎛인 마이크로 입자를 제조하기 위한 에멀전의 초기 직경은 180 ㎛이다. 이에, 유기용매의 양은 90*90*90*π - 45*45*45π = 2,003,128 ㎛3이다.
또한, 직경이 40 ㎛인 마이크로 입자를 제조하기 위한 에멀전의 초기 직경은 70 ㎛이다. 이에, 유기용매의 양은 35*35*35π - 20*20*20π = 109,507 ㎛3 이다.
즉, 마이크로 입자의 직경이 50㎛ 차이가 나는 경우, 제거해야 되는 유기용매의 양이 20배 가량 차이가 나는 것을 확인할 수 있다.
상기와 같이 제거해야 되는 유기용매의 양에서 큰 차이가 나는 경우, 교반 시간이 크게 증가할 수 있고, 반대로 교반 시 온도를 높여 빠르게 유기용매의 제거가 필요하다.
다만, 유기용매를 제거하는 과정에서, 교반 시간이 증가하는 것은 대량 생산 공정에서 공정 시간이 증가함을 의미하고, 온도를 높이는 경우는 유연 물질의 발생이 증가하는 문제가 있다.
이에, 본원발명은 유기용매와 물 사이에 극성을 가지며, 외부 수상에서 유기용매의 용해도를 증가시킬 수 있는 극성 용매를 수상 용액에 혼합하여, 복합 수상 용액으로 제조하고, 이를 에멀전에 존재하는 유기 용매의 제거 시 이용하고자 하는 것이다.
상기 복합 수상 용액은 계면활성제가 포함된 수상 용액에 극성 용매를 혼합하는 것이다.
상기 수상 용액 내 계면활성제는 앞서 설명한 바와 같다.
상기 극성 용매는 물과의 상대 극성 값이 0.3 초과 1 미만일 수 있으며, 구체적으로 아세톤, 디메틸 설폭사이드, 아세토나이트릴, 아이소프로필 알코올, 아세트산, 에탄올, 메탄올 및 이들의 혼합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 에탄올, 아세톤, 아이소프로필 알코올 및 이들의 혼합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 보다 바람직하게는 에탄올일 수 있으나 상기 예시에 국한되지 않으며, 잔류용매를 효율적으로 제거할 수 있는 극성 용매는 제한 없이 모두 사용 가능하다.
상기 범위 내에서 물과 상대 극성 값을 갖는 극성 용매를 수상 용액에 혼합하게 되면, 에멀전의 유기용매가 물에 대한 용해도가 증가하여, 교반 시간을 증가하거나, 온도를 높이지 않더라도, 잔류용매의 효율적인 제거가 가능하다.
이에, 본 발명의 복합 수상 용액을 이용하여 에멀전의 유기용매를 제거하는 것은 40 내지 55℃에서 2 내지 24 시간 동안 교반하는 것이며, 40 내지 55℃에서 2 내지 10시간 동안 교반하는 것이며, 40 내지 55℃에서 2 내지 6시간 동안 교반하는 것이며, 40℃에서 4시간 동안 교반하는 것일 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 유기용매를 제거하기 위한 교반 공정 상에서 온도 조건 및 교반 시간은 유연물질의 발생과 직접적인 관련이 있는 것으로, 상기 범위 내의 온도 조건 및 교반 시간으로 교반 시, 잔류용매의 제거 효과가 우수하며, 유연물질의 발생을 방지할 수 있다.
제조예 1
목시덱틴을 포함하는 마이크로 입자의 제조
점도가 0.2dl/g이며, 말단의 카르복실산기를 포함하며, 분자량(MW)이 17kg/mol이고 락타이드와 글리콜라이드의 비율이 75:25인 폴리락타이드-코-글리콜라이드(PLGA) 및 목시덱틴을 디클로로메탄(dichloromethane)에 용해하여 유상 용액을 제조하였다. 이때, 상기 유상 용액 내의 폴리락타이드-코-글리콜라이드는 15 중량%의 비율로 포함하며, 폴리락타이드-코-글리콜라이드 및 목시덱틴의 중량 비율은 9:1이다.
계면활성제인 폴리비닐알콜을 물에 혼합하여, 폴리비닐알콜을 0.25 중량% 포함하는 수상 용액을 제조하였다.
상기 유상 용액 및 수상 용액을 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 마이크로 채널에 주입하여 흐르게 하였다. 이때, 유상 용액 및 수상 용액은 각 마이크로 채널로 주입하고, 유량비가 1:50이며, 온도 조건은 17℃로 유지하였다.
상기 유상 용액의 흐름 및 수상 용액의 흐름이 만나는 교차점에서 생성된 에멀전을 수상 용액이 담긴 수조 내에서 수집하였다. 상기 수조 내에 수집된 에멀전은 40℃에서, 4시간 동안 교반하여 유기용매를 제거하고 마이크로 입자로 제조하였다.
상기 교반을 완료한 마이크로 입자를 제균 여과된 정제수로 수 차례 세척하고, 동결 건조하여 마이크로 입자를 제조하였다.
단, 상기 본 발명의 복합 수상 용액을 이용하여, 잔류용매를 제거하는 것은, 미세유체법에 의해 제조된 마이크로 입자에 제한되지 않고, 유기 용매에 용해되는 약물 및 생분해성 고분자를 이용하여 에멀전을 제조하는 방법은 모두 적용이 가능하다.
제조예 2
목시덱틴을 포함하는 마이크로 입자의 제조
점도가 0.2dl/g이며, 말단의 에스터기를 포함하며, 분자량(MW)이 17kg/mol이고 락타이드와 글리콜라이드의 비율이 75:25인 폴리락타이드-코-글리콜라이드(PLGA) 및 목시덱틴을 디클로로메탄(dichloromethane)에 용해하여 유상 용액을 제조하였다. 이때, 상기 유상 용액 내의 폴리락타이드는 15 중량%의 비율로 포함하며, 폴리락타이드 및 목시덱틴의 중량 비율은 9:1이다.
계면활성제인 폴리비닐알콜을 물에 혼합하여, 폴리비닐알콜을 0.25 중량% 포함하는 수상 용액을 제조하였다.
상기 유상 용액 및 수상 용액을 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 마이크로 채널에 주입하여 흐르게 하였다. 이때, 유상 용액 및 수상 용액은 각 마이크로 채널로 주입하고, 유량비가 1:50이며, 온도 조건은 17℃로 유지하였다.
상기 유상 용액의 흐름 및 수상 용액의 흐름이 만나는 교차점에서 생성된 에멀전을 수상 용액이 담긴 수조 내에서 수집하였다. 상기 수조 내에 수집된 에멀전은 40℃에서, 4시간 동안 교반하여 유기용매를 제거하고 마이크로 입자로 제조하였다.
상기 교반을 완료한 마이크로 입자를 제균 여과된 정제수로 수 차례 세척하고, 동결 건조하여 마이크로 입자를 제조하였다.
단, 상기 본 발명의 복합 수상 용액을 이용하여, 잔류용매를 제거하는 것은, 미세유체법에 의해 제조된 마이크로 입자에 제한되지 않고, 유기 용매에 용해되는 약물 및 생분해성 고분자를 이용하여 에멀전을 제조하는 방법은 모두 적용이 가능하다.
제조예 3
목시덱틴을 포함하는 마이크로 입자의 제조
점도가 0.2dl/g이며, 말단의 카르복실산기를 포함하며, 분자량(MW)이 17kg/mol인 폴리락타이드(PLA) 및 목시덱틴을 디클로로메탄(dichloromethane)에 용해하여 유상 용액을 제조하였다. 이때, 상기 유상 용액 내의 폴리락타이드는 15 중량%의 비율로 포함하며, 폴리락타이드 및 목시덱틴의 중량 비율은 9:1이다.
계면활성제인 폴리비닐알콜을 물에 혼합하여, 폴리비닐알콜을 0.25 중량% 포함하는 수상 용액을 제조하였다.
상기 유상 용액 및 수상 용액을 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 마이크로 채널에 주입하여 흐르게 하였다. 이때, 유상 용액 및 수상 용액은 각 마이크로 채널로 주입하고, 유량비가 1:50이며, 온도 조건은 17℃로 유지하였다.
상기 유상 용액의 흐름 및 수상 용액의 흐름이 만나는 교차점에서 생성된 에멀전을 수상 용액이 담긴 수조 내에서 수집하였다. 상기 수조 내에 수집된 에멀전은 40℃에서, 4시간 동안 교반하여 유기용매를 제거하고 마이크로 입자로 제조하였다.
상기 교반을 완료한 마이크로 입자를 제균 여과된 정제수로 수 차례 세척하고, 동결 건조하여 마이크로 입자를 제조하였다.
단, 상기 본 발명의 복합 수상 용액을 이용하여, 잔류용매를 제거하는 것은, 미세유체법에 의해 제조된 마이크로 입자에 제한되지 않고, 유기 용매에 용해되는 약물 및 생분해성 고분자를 이용하여 에멀전을 제조하는 방법은 모두 적용이 가능하다.
실험예
에멀전의 직경 크기 측정
상술한 제조 방법에 의해 제조된 에멀전에 대해 직경 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 1과 같다.
상기 에멀전을 제조하기 위한 마이크로 칩의 내경은 200㎛이다. 동일한 마이크로 칩을 이용하여 에멀전을 제조하고 9회 에멀전의 직경을 측정하였다. 에멀전의 직경은, 고속카메라(pco.dimax.cs Highspeed cameras)를 이용하여 에멀전이 제조되는 순간을 동영상을 촬영하고 동영상을 캡쳐하여 에멀전의 크기를 측정하였다. 에멀전의 크기는 leopard 2.0 프로그램을 이용하여 캘리브레이션 기능을 통해 측정하였다.
| 칩 내경 size | 200.00 | ㎛ |
| No. | 에멀전 사이즈 | |
| 1 | 177.65㎛ | |
| 2 | 156.96㎛ | |
| 3 | 168.26㎛ | |
| 4 | 172.22㎛ | |
| 5 | 172.22㎛ | |
| 6 | 172.22㎛ | |
| 7 | 158.90㎛ | |
| 8 | 168.26㎛ | |
| 9 | 168.26㎛ | |
| AVERAGE | 168.33㎛ | |
| STDEV | 6.62 | |
| CV(%) | 3.93% | |
상기 에멀전에 대한 직경을 측정한 결과에 의하면, 평균 직경의 크기는 168.33㎛로, 일반적으로 마이크로 입자를 제조하기 위한 에멀전에 비해 큰 직경을 갖는 에멀전인 것을 확인할 수 있다.
유연물질의 발생에 대한 원인 검토
상기 제조예에서 제조한 마이크로 입자는 평균 직경이 90㎛이다. 마이크로 입자의 평균 직경이 클수록, 작은 경우에 비해 표면적이 감소하고, 에멀전에 포함되는 유기용매의 양이 많아, 잔류용매의 제거를 위해 시간이 오래 걸린다. 잔류 용매를 제거하기 위한 공정 시간을 단축하기 위해선 용매의 끓는 점보다 높은 온도인 40℃ 이상의 고온의 교반 공정이 필요하다. 특히, 55℃에서 교반하는 경우, 잔류용매는 빠르게 제거되나, 유연물질이 증가하였다. 이에, 유연물질이 발생하는 원인을 확인하였다.
도 2는 55℃에서 24시간 동안 교반 공정을 했을 때 발생하는 유연물질에 대한 것이다.
도 2에 의하면, 3,4 및 5번 유연물질의 경우 목시덱틴에 존재하는 기지 유연물질이다. 2번은 미지 유연물질이나, 증가하는 정도가 0.5%이하이다. 그러나 1번과 6번은 미지 유연 물질이며 55℃에서 오랜 시간 교반 할 경우 증가하는 폭이 2 내지 3%로 매우 높다. 유연물질의 발생원인을 파악하기 위하여 입자의 제조에 사용하는 용매, 교반 공정에서의 온도 조건, 입자의 제조에 사용하는 고분자 3가지 항목에 의한 영향을 확인하였다.
유연물질의 확인을 위한 HPLC 공정은 검출기로 자외부흡광광도계(측정파장 264nm)를 이용하여으며, 칼럼은 No. C18: ageispak C18(4.6mm x 250mm, 5㎛)이고, 컬럼 온도는 50℃이고, 이동상으로 완충액 (ammonium acetate 0.8%, pH 4.8) 및 아세토니트릴 혼합액(40:60 v/v)을 이용하였고, 유량은 1.0 mL/분이고, 주입량은 10㎕이며, 분석 시간은 75분이고, 주피크 RT는 27분이다.
용매에 의한 유연물질 발생
상기 제조예에 의한 마이크로 입자의 제조 시, 디클로로메탄(이하 DCM)에 생분해성 고분자 및 목시덱틴을 용해하고 PVA가 첨가된 수상 용액에 분사하였다. 즉, 사용하는 용매는 DCM 및 물로, 두 종류이다. 추가로 아세토나이트릴 (이하 ACN)과 메탄올(이하 MeOH)에 대한 영향도 확인했다.
상기 용매들에 목시덱틴을 용해하고, 하기 표의 온도 및 시간 조건 하에서 방치한 후, 유연물질의 발생 여부를 HPLC 분석을 통해 확인하였다.
| 온도(℃) | 시간(h) | 1 | 2 | 3(A) | 4(B) | 5(C) | 6 | |
| DCM | 55 | 24 | 0.19 | 0.26 | 0.19 | 0.12 | 0.41 | 10.44 |
| ACN | 55 | 24 | 0.08 | 0.32 | 0.18 | 0.13 | 0.47 | 1.97 |
| MeOH | 55 | 24 | 0.10 | 0.29 | 0.35 | 0.11 | 0.43 | 2.09 |
| 물 | 55 | 24 | 0.40 | 0.31 | 0.09 | 0.12 | 0.46 | 0.51 |
용매로 물을 이용한 경우에도 6번 유연물질이 발생하였으나, 0.5%수준으로 다른 유기용매에 비해 적다. 목시덱틴을 용해하는 유기 용매들의 경우 6번 유연물질의 발생 정도가 2% 이상으로 높고, 특히 DCM의 경우 10%이상으로 매우 많이 발생함을 확인하였다.
온도에 의한 유연물질 발생
용매에 따른 유연물질의 발생 여부를 검토한 결과에서, DCM에서 많이 발생함을 확인하였기에, 온도에 대한 영향을 검토하기 위해, 용매로 DCM을 고정하였다. 앞서 용매에 의한 유연물질의 발생을 확인한 방식과 동일한 방식으로 시험을 진행하였다.
| 온도(℃) | 시간(h) | 1 | 2 | 3(A) | 4(B) | 5(C) | 6 | |
| DCM | 냉장 | 24 | 0.08 | 0.32 | 0.07 | 0.13 | 0.44 | 0.55 |
| 25 | 24 | 0.16 | 0.33 | 0.11 | 0.14 | 0.50 | 2.56 | |
| 40 | 24 | 0.21 | 0.33 | 0.15 | 0.12 | 0.48 | 7.21 | |
| 55 | 24 | 0.31 | 0.30 | 0.23 | 0.12 | 0.44 | 11.46 |
상기 표 3 의하면, 온도가 증가함에 따라 6번 유연 물질이 점진적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다.
폴리머의 종류에 따른 유연물질 발생
유연 물질의 발생 원인이 목시덱틴(API)에 의한 것인지, 고분자에 의한 것인지 확인하기 위해, 온도는 55℃, 용매는 DCM으로 고정한 뒤, 목시덱틴 및 생분해성 고분자(PDLG7502A, PDLG7502 [ester], PDL02A)에 대한 유연물질 발생 여부를 확인하였다.
| 온도(℃) | 시간(h) | 1 | 2 | 3(A) | 4(B) | 5(C) | 6 | |
| API | 55 | 24 | 0.06 | 0.33 | 0.07 | 0.14 | 0.48 | 0.32 |
| 7502A | 55 | 24 | - | - | - | - | - | - |
| API+7502A | 55 | 24 | 0.02 | 0.37 | 0.27 | 0.15 | 0.37 | 11.19 |
| API+7502 | 55 | 24 | - | 0.07 | 0.29 | - | 0.37 | 0.57 |
| API+02A | 55 | 24 | 0.03 | 0.28 | 0.31 | 0.17 | 0.42 | 12.04 |
API 및 고분자를 단독으로, 55℃의 온도 조건에서 DCM에 넣고, 방치하여도 6번 유연물질은 증가하지 않거나, 발생하지 않았다. 다만, acid form의 고분자와 같이 용해할 경우 유연물질이 과량으로 발생하였다. 글리콜라이드(Glycolide) 및 락타이드(lactide)의 비가 동일한 PDLG7502의 경우 말단이 acid가 아닌 ester form일 경우 유연물질이 발생하지 않았으며, 말단이 acid form으로 구성된 PDL02A의 경우 유연물질이 발생하였다.
상기 실험 결과에 의하면, 6번 유연 물질은 API 및 acid form의 고분자가 DCM에 용해된 뒤 일정 온도에서 장시간 노출될 경우 발생되는 유연 물질임을 확인하였다. 상기 제조예에 따른 목시덱틴을 포함하는 마이크로 입자를 제조하기 위해선, 목시덱틴, PDLG7502A, PDL02A 및 DCM은 필수적이기에 변경이 불가한 바, 교반 공정에서 설정한 55℃ 온도 조건 및 교반 시간의 변경을 통해 유연 물질의 발생을 최소화하고자 한다.
온도 및 시간 변화에 따른 잔류 용매
마이크로 입자의 제조 시 사용되는 용매인 DCM의 끓는점은 39.5℃이기에 이를 제거하기 위해 잔류용매 제거공정은 대부분 40℃ 부근에서 이루어진다. 이에, 40℃에서 5℃씩 온도를 상승하고, 교반 시간이 증가함에 따른 잔류용매의 양을 측정하였다.
잔류용매 측정 방법은 검액 및 표준액을 가지고 기체크로마토그래프법에 따라 시험하였다. 디클로로메탄 표준품 120.0 mg을 정밀하게 달아 100 mL 용량플라스크에 넣고 디메틸설폭사이드를 넣어 정확하게 100 mL로 한다. 이 액 5 mL를 정확하게 취하여 100 mL 용량플라스크에 넣고 디메틸설폭사이드를 넣어 정밀하게 100 mL로 한다. 이 액 1 mL를 정확하게 취하여 헤드스페이스용 20 mL 바이알에 넣고 마개를 덮어 밀봉하여 표준액으로 한다. 제조한 입자 100.0 mg을 정밀하게 달아 헤드스페이스용 20 mL 바이알에 넣고 디메틸설폭사이드 1 mL를 넣어 마개를 덮고 밀봉하여 검액으로 한다.
기체 크로마토그래프의 조건은 하기 표 5와 같다:
| 검출기 | 불꽃이온화검출기 (FID) |
| 컬럼 | DB-624 (길이 75m, 내경 0.53mm, 두께 3.0 νm) 또는 이와 유사한 컬럼 |
| 검출기 온도 | 250 ℃ |
| 주입 온도 | 230 ℃ |
| 운반기체 | 헬륨 |
| 유량 | 4 mL/분 (Constant flow) |
| Split ratio | 5:1 |
헤드스페이스에 대한 조건은 하기 표 6과 같다:
| 오븐온도 | 100 ℃ |
| 루프온도 | 110 ℃ |
| 이동라인 온도 | 120 ℃ |
| 바이알 평형시간 | 30 분 |
상기 실험 조건 하에서 잔류하는 유기용매(잔류용매)에 대한 양을 측정한 결과는 하기 표 7과 같다:
| 온도 | 시간 | 잔류용매 |
| 40℃ | 4시간 | 3995 ppm |
| 8시간 | 824 ppm | |
| 24시간 | 44 ppm | |
| 45℃ | 4시간 | 1629 ppm |
| 8시간 | 19 ppm | |
| 24시간 | 0 ppm | |
| 55℃ | 4시간 | 0 ppm |
각 온도 조건 하에서 잔류용매가 100ppm 이하가 되기 위해서는 40℃는 24시간, 45℃는 8시간 및 55℃는 4시간이 걸렸다. 즉, 온도가 올라감에 따라 잔류용매를 제거하는 시간이 감소하였다.
극성 유기용매에 따른 잔류용매 제거 영향
극성 유기용매 선정 기준은 하기와 같다:
a. Polymer를 용해시키지 않음
b. Solvent class 3 또는 solvent class에 해당하지 않아 5000 ppm 수준에서 관리 가능
c. 극성 값이 DCM과 물 사이에 해당함.
상기 선정 기준에 따라 선정한 용매는 아세톤(Acetone, 0.355((Polarity)), 에탄올(Ethanol 0.654(Polarity) 및 아이소프로필 알코올(Isopropyl alcohol, 0.540(Polarity)) 총 3종류이다. 3종의 용매를 바탕으로 수상 용액에 상기 극성용매를 첨가하고, 복합 수상 용액으로 제조한 후, 잔류용매 제거의 도움이 되는지 여부를 확인하였다.
상기 제조예에서 생성된 에멀전을 수조 내로 수집할 때, 복합 수상 용액을 이용하였다. 이때, 상기 극성 용매는 수상 용액의 전체 중량 대비 10 중량%로 혼합하였다.
실험 조건 및 실험 결과는 하기 표 8와 같고, 상기 실험에 의해 제조된 마이크로 입자에 대한 SEM 사진은 도 3 내지 6과 같다.
| Ref(IC22) | IC36 | IC37 | IC38 | |
| 극성용매 | X | EtOH | Acetone | IPA |
| 온도(℃) | 40 | 40 | 40 | 40 |
| 시간(h) | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 초기수상 용량 | 2L | 2L | 2L | 2L |
| 잔류용매 | 3995 ppm | 1235 ppm | 600 ppm | 2515 ppm |
| 봉입률 | 100.2% | 99.9% | 101.9% | 98.3% |
수상 용액을 이용한 경우와 비교하여 복합 수상 용액을 이용하는 경우, 빠른 잔류용매 감소에 효과가 있음을 확인하였다. 레퍼런스인 IC22와 비교할 경우, 동일 시간 동안 교반하였을 때, IC36 내지 IC38 모두 잔류용매가 감소하였다.잔류용매의 제거 효과는 아세톤>에탄올>아이소프로필 알코올의 순이다. 다만, 아세톤의 경우 DCM 제거 효과는 가장 뛰어나나, 마이크로 입자의 표면에 구멍을 형성하였다. 이는 아세톤이 고분자를 일부 녹이기 때문이다. IPA의 경우 동일 농도에서 잔류용매 제거 효과가 가장 적다. 따라서 성상 및 제거효과를 고려하여 에탄올을 최종적인 극성용매로 선정하였다.
상기 제조 조건에 따라 제조된 마이크로 입자의 성상은 도 2 내지 5와 같으며, 에탄올을 첨가한 경우, 봉입률의 감소 또는 입자의 성상에 영향을 미치지 않음을 확인하였다.
EtOH 농도 별 잔류용매 제거효과 비교
극성 용매로, 에탄올을 결정하고, 수상 용액의 전체 중량 대비 에탄올의 혼합되는 양에 따른 잔류용매 제거 효과를 비교하였다.
하기 제조 조건에 의해 제조된 마이크로 입자에 대한 SEM 사진은 도 4(IC36), 도 7(IC40) 및 도 8(IC41)과 같다.
| IC40 | IC36 | IC41 | |
| EtOH(중량%) | 5 | 10 | 20 |
| 온도(℃) | 40 | 40 | 40 |
| 시간(h) | 4 | 4 | 4 |
| 초기수상 용량 | 2L | 2L | 2L |
| 잔류용매 | 4164 ppm | 1235 ppm | 667 ppm |
| 봉입률 | 99.9% | 99.9% | 99.8% |
에탄올의 농도가 증가할수록, 잔류용매 제거효과가 우수하다. 에탄올의 농도가 5%에서 20%로 증가함에 따라 마이크로 입자에 잔류하는 DCM은 4000 ppm에서 600 ppm으로 감소하였다. 그러나 EtOH 농도가 20%인 경우 에멀전 상태의 마이크로 입자가 뭉치는 현상이 나타났다. 이는 마이크로 입자로 경화되기 전 에멀전 상태에서 계면을 이루는 계면활성제 사이에 에탄올이 존재하여 계면이 불안정해지는 문제로 인한 것이다. 이에, 에탄올은 초기 수상 용액의 전체 중량 대비 10 중량%로 혼합하고, 잔류용매의 제거에 영향을 주는 다른 요소들을 추가적으로 변경하였다.
교반 온도 변경에 따른 잔류용매 제거효과 비교
교반 시 온도를 40℃ 및 45℃ 하에서 잔류용매 제거 효과를 확인하였다.
| IC36 | IC49 | IC52 | IC53 | |
| 온도(℃) | 40 | 45 | 45 | 45 |
| 시간(h) | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 초기수상 용량 | 2L | 2L | 2L | 2L |
| 잔류용매 | 1235 ppm | 185 ppm | 34 ppm | 29 ppm |
| 봉입률 | 99.9% | 99.7% | 101.9% | 101.2% |
교반 시 온도를 45℃로 5℃ 높여 교반한 결과, DCM 잔류용매가 1200 ppm에서 200ppm 이하로 낮아졌다. 총 3번의 재현성 시험에서 평균 DCM 잔류용매는 83 ppm 수준으로 확인되었다.
에탄올 첨가에 따른 최종 조건 비교
| IC24 | IC31 | IC20 | IC53 | ||
| EtOH(중량%) | 0 | 0 | 0 | 10 | |
| 온도(℃) | 40 | 45 | 55 | 45 | |
| 시간(h) | 24 | 8 | 4 | 4 | |
| 초기수상 용량 | 2L | 2L | 2L | 2L | |
| 잔류용매 | 43.9 ppm | 18.7 ppm | 0 ppm | 29.6 ppm | |
| 봉입률 | 99.0% | 100.2% | 95.2% | 101.2% | |
| 유연물질 | 6 | 0.47 | 0.42 | 0.45 | 0 |
상기 실험 조건에 의해 제조된 마이크로 입자에 대한 SEM 사진은 도 4(IC36), 도 9(IC 49), 도 10(IC 52) 및 도 11(IC53) 과 같다. 40℃, 45℃ 및 55℃ 온도에서 교반 할 경우 잔류용매를 100 ppm 이하로 낮추기 위해서는 각 24hr, 8hr 및 4hr 동안 교반해야 하였다. 즉 교반 온도를 낮추기 위해서는 교반 시간이 길어진다. 그러나 본 발명와 같이, 수상 용액에 극성용매인 에탄올을 첨가하는 경우 잔류용매를 낮은 온도에서 짧은 시간에 제거할 수 있다.
에탄올을 처리하지 않을 경우 45℃에서 8시간이 걸렸으나, 에탄올을 혼합하는 경우, 45℃에서 4시간 교반에도 잔류용매가 29.6 ppm으로 확인하였다.
온도 조건의 변화 및 용매의 종류에 의해 증가되는 것으로 확인되었던, 6번 유연 물질에 대해 발생 여부를 확인한 결과에서도, 에탄올을 혼합하는 경우, 6번 유연물질이 발생하지 않음을 확인하였다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명은 복합 수상 용액을 이용한 마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매의 제거 방법에 관한 것이다.
Claims (6)
- 약물, 생분해성 고분자 및 유기 용매를 포함하는 에멀전을 제조하는 단계; 및상기 에멀전을 복합 수상 용액 내로 넣고, 40 내지 55℃에서 교반하여 유기용매를 제거하여 마이크로 입자를 제조하는 단계를 포함하며,상기 에멀전은 평균 직경이 100㎛ 내지 200㎛이며,상기 복합 수상 용액은 계면활성제가 혼합된 수상 용액; 및극성 용매를 포함하는마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매의 제거 방법.
- 제1항에 있어서,상기 극성 용매는 물과의 상대 극성 값이 0.3 초과 1 미만인마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매의 제거 방법.
- 제1항에 있어서,상기 계면 활성제는 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매의 제거 방법.
- 제1항에 있어서,상기 극성 용매는 수상 용액의 전체 중량 대비 5 중량% 내지 20 중량%로 포함되는마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매의 제거 방법.
- 제1항에 있어서,상기 교반 공정은 40 내지 55℃에서 2 내지 24 시간 동안 교반하는 것인마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매의 제거 방법.
- 제1항에 있어서,상기 에멀전은 미세 유체법에 의해 제조되는마이크로 입자에 잔류하는 유기 용매의 제거 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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