KR101508302B1

KR101508302B1 - 초음파를 이용한 도세탁셀 수화물 제조방법

Info

Publication number: KR101508302B1
Application number: KR20130065866A
Authority: KR
Inventors: 김일원; 최인실; 김갑식
Original assignee: 숭실대학교산학협력단; (주)바이오시네틱스
Priority date: 2013-06-10
Filing date: 2013-06-10
Publication date: 2015-04-06
Anticipated expiration: 2033-06-10
Also published as: KR20140144002A

Abstract

본 발명은 초음파를 이용한 도세탁셀 수화물 제조방법에 관한 것으로, 상기도세탁셀 수화물 제조방법은 기존 제조방법과 달리 유기용매를 사용하지 않고 순수 정제수만을 사용하여 안정성을 높이고, 탐침형 초음파분쇄기를 통해 제조시간을 단축하는 장점이 있다.

Description

초음파를 이용한 도세탁셀 수화물 제조방법{Preparation method of docetaxel hydrates using ultrasound}

본 발명은 유기용매를 사용하지 않고 정제수와 탐침형 초음파분쇄기를 이용한 도세탁셀 수화물 제조방법에 관한 것이다.

도세탁셀은 그 화학명이 5(β)-20-에폭시-1,2(α), 4,7(β), 10(β), 13(α)-헥사히드록시탁스-11-엔-9-온 4-아세테이트 2-벤조에이트로서, 도세탁셀 삼수화물은 (2R,3S)-N-카르복시-3-페닐이소세린, N-t-부틸 에스테르, 13-에스테르를 포함하며, 일반적으로 유방암, 난소암, 비소세포폐암 및 위암에 효과를 나타내는 항암제로 쓰인다.

다형체의 물성은 용해도, 화학적 안정성, 밀도 등의 물리적 특성을 달라지게 하기 때문에 활성 제약 물질(Active Pharmaceutical Ingredient: API)의 제제화에 중요하게 고려해야 할 부분으로 신약 개발에서 가장 관심있는 부분이다.

도세탁셀은 활성 제약 물질로서 결정형, 무수물 수화물 등 형태에 따라 물성이 달라져 약물 작용에 영향을 준다. 대한민국특허 제0391753호에 도세탁셀은 무수물보다 수화물이 더 안정하다고 기재되어 있다.

수화물 제조방법으로는 대한민국특허 제0965867호 및 대한민국공개특허 제2009-0080986호에 기재된 바와 같이 극성용매, 유기용매를 사용함으로써 잔류용매의 함량을 낮추기 위해 비교적 고온에서 오랜 시간 동안 제조하는 공정을 거쳐야 하며 이는 안정성을 저하 시키는 문제점을 초래하기도 한다.

이렇게 항암제로 쓰이는 도세탁셀은 낮은 용해도로 인해 생체이용률(Bioavailability)이 낮은 문제점이 있다. 이러한 이유로 다형체, 무수물 및 수화물 등으로 결정을 제어해 생체이용률을 높이려는 많은 연구가 진행 중이다. 일반적으로 유기용매를 사용한 용매 침전법 등의 제조방법이 쓰이고 있지만, 유기용매를 사용함으로써 발생되는 제조공정의 어려움과 안정성 문제가 있다.

기존 다수의 특허들이 도세탁셀 삼수화물(Docetaxel Trihdyrate)의 제조에 중점을 두지만, 본 발명에서는 무정형의 도세탁셀로부터 여러 안정한 수화물을 제조하고 수화되는 정도를 제어하여 안정성을 높이는 등의 물리화학적 성질을 다양화 할 수 있도록 도세탁셀 수화물의 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

도세탁셀 삼수화물, 폴리비닐피롤리돈 및 용매를 혼합한 후 고형화시켜 혼합분말을 제조하는 단계; 상기 혼합분말이 들어있는 반응기 내에 초임계유체 가스를 흘려 용매를 제거하여 도세탁셀 무수물을 제조하는 단계; 상기 도세탁셀 무수물과 물이 들어있는 용기를 탐침형 초음파분쇄기에서 초음파 처리하는 단계; 상기 초음파 처리한 반응물에 계면활성제를 넣어 분산시키는 단계; 및 상기 분산된 반응물을 진공 하에서 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도세탁셀 수화물 제조방법을 제공한다.

본 발명은 유기용매의 사용 없이 정제수만으로 탐침형 초음파분쇄기를 이용해 도세탁셀 수화물을 제조할 수 있으며, 상기 도세탁셀 수화물은 초음파분쇄기의 전력을 조절하여 다양하게 제조 및 제어할 수 있고, 도세탁셀의 최대 단점인 낮은 생체이용률을 개선할 수 있다. 또한 제조공정에 사용된 도세탁셀 무수물은 고형지질을 이용한 나노입자화 기술을 통해 얻은 것이므로 인체에 매우 안정하며, 또한 유기용매를 사용하지 않아 친환경적이다.

도 1a은 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 수화물의 TGA 분석 결과,
도 1b은 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 수화물의 DTA 분석 결과,
도 1c은 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 수화물의 PXRD 분석 결과,
도 2a은 본 발명의 실시예 2 및 3에 의해 제조된 수화물의 TGA 분석 결과,
도 2b은 본 발명의 실시예 2 및 3에 의해 제조된 수화물의 DTA분석 결과,
도 2c은 본 발명의 실시예 3에 의해 제조된 수화물의 PXRD분석 결과를 나타낸 것이다.

본 발명은 도세탁셀 수화물을 제조하고, 수화되는 정도를 제어하는 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 유기용매를 사용하지 않고 정제수와 탐침형 초음파분쇄기를 사용해 도세탁셀 수화물을 제조함으로써 안정성과 생체이용률 높이는 등 물리화학적 성질을 다양화한 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 도세탁셀 삼수화물, 폴리비닐피롤리돈 및 용매를 혼합한 후 고형화시켜 혼합분말을 제조하는 단계; 상기 혼합분말이 들어있는 반응기 내에 초임계유체 가스를 흘려 용매를 제거하여 도세탁셀 무수물을 제조하는 단계; 상기 도세탁셀 무수물과 물이 들어있는 용기를 탐침형 초음파분쇄기에서 초음파 처리하는 단계; 상기 초음파 처리한 반응물에 계면활성제를 넣어 분산시키는 단계; 및 상기 분산된 반응물을 진공 하에서 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도세탁셀 수화물 제조방법을 제공한다.

상기 혼합분말은 도세탁셀 삼수화물 30 내지 90 중량%, 폴리비닐피롤리돈 10 내지 70 중량% 및 잔량의 용매를 혼합한 후 고형화시킬 수 있다. 이때, 상기 함량 범위를 벗어나면 이후 단계에서 분산이 저하되어 무수물 형성을 방해하는 문제가 야기될 수 있다.

상기 초임계유체는 이산화탄소인 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 도세탁셀 무수물은 대한민국공개특허 제2007-0107879호에 기재된 방법으로 제조될 수 있다. 즉, 고형지질을 이용한 입자화 기술(Nanoparticulation Using Fat Supercritical Fluid: NUFS^TM)로 인체에 매우 안정한 고형지질을 이용하여 도세탁셀 및 고분자, 계면활성제 등을 함께 녹인 후 고형화 한 뒤, 초임계유체를 이용하여 지질만 제거하여 도세탁셀을 무정형 나노입자화하는 기술이다.

상기 초음파 처리는 도세탁셀 무수물 1 내지 20 중량%과 물 80 내지 99 중량%이 들어있는 용기를 탐침형 초음파분쇄기에서 초음파 처리할 수 있다. 이때, 상기 함량 범위를 벗어나면 이후 단계에서 분산이 저하되어 무수물 형성을 방해하는 문제가 야기될 수 있다.

상기 초음파 처리는 탐침형 초음파분쇄기에서 10 내지 1,000W의 전력으로 2 내지 60 분 동안 초음파 처리하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 초음파 처리 조건을 벗어나면 무수물 형성이 균일하지 않거나 분산이 저하되는 문제가 야기될 수 있다.

상기 분산은 초음파 처리한 반응물 100 중량부에 대하여 계면활성제 0.05 내지 3 중량부를 넣어 분산시킬 수 있다. 이때, 상기 함량 범위를 벗어나면 분산이 저하되는 문제가 야기될 수 있다.

상기 계면활성제는 폴록사머, 폴리에틸렌글리콜, 솔비탄 모노올리에이트, 폴리소르베이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.

상기 건조는 분산된 반응물을 50℃ 이하, 바람직하게는 -50 내지 50℃의 진공 하에서 6 내지 72 시간 동안 건조시킬 수 있다. 이때, 상기 건조 조건을 벗어나면 결정수 이외의 물이 남아 있거나, 결정수가 제거되는 문제가 야기될 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 도세탁셀 수화물(nH₂O)은 도세탁셀 삼수화물일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 0<n≤3 일 수 있다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시한 것으로, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1>

먼저, 무수 도세탁셀(Amorphous DTX)은 대한민국공개특허 제2007-0107879호에 기재된 방법으로 제조하였다. 즉, 도세탁셀 삼수화물(Docetaxel Trihydrate), 미리스틸 알코올(Myristyl alcohol) 및 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone K-17 또는 PVP K-12)를 1:0.8:10의 중량 비율로 20 mL 바이알에서 녹였고, 이를 상온(25℃)에서 알루미늄 호일에 부어 이를 고형화 하고 갈아서 혼합분말을 제조하였다. 이때, 용매로 사용한 미리스틸 알코올을 제거하기 위해, 혼합분말을 초임계유체추출 반응기에 넣고 20℃, 60~80 atm 조건으로 CO₂를 연속적으로 흘려보내어 도세탁셀과 PVP로 이루어진 무정형 형태의 도세탁셀 나노분말을 제조하였다.

이렇게 제조된 무수 도세탁셀 72mg과 증류수 7.4ml를 20ml 바이알에 넣은 후, 탐침형 초음파분쇄기(Probe type)의 전력을 95W로 5분 동안 분산시켰다. 상기 초음파처리가 끝난 뒤, 폴록사머-188 400μl, 폴리에틸렌글리콜 모노스테아레이트(Polyethylene Glycol monostearate) 200μl 넣은 후 10분 동안 분산시켰다. 25℃ 진공 오븐에서 약 3일 동안 완전히 건조시켰다. 한편, 상기 방법 중에서 전력을 285W, 475W로 변경시켜서도 동일하게 도세탁셀 수화물을 제조하였다. 초음파 분쇄기의 전력은 펄서비율(pulser ratio)을 10%, 30%, 50%로 변화시켜 조절하였다.

상기 얻어진 도세탁셀 수화물에 대해 TA Instruments사의 SDT Q600을 질소환경에서 이용하여 시차 열분석(DTA), Bruker사의 D2 PHASER를 이용하여 분말　Ｘ-선 회절(PXRD), TA Instruments사의 SDT Q600을 질소환경에서 이용하여 열중량 분석기(TGA)을 통해 분석하였다.

얻어진 도세탁셀 수화물의 수화된 정도를 TGA를 통해 본 결과, 95W일 때 1.25%, 285W일 때 1.94%, 475W일 때 2.78%로 나타났다. 즉, 초음파 분쇄기의 전력에 따라 도세탁셀의 수화되는 정도가 제어가능함을 알 수 있었다.

< 실시예 2>

실시예 1과 같이 준비된 무수 도세탁셀 72mg과 증류수 4ml를 20ml 바이알에 넣은 후, 탐침형 초음파분쇄기(Probe type)의 전력을 285W로 5분 동안 분산시켰다. 상기 초음파처리가 끝난 뒤, 폴록사머-188 400μl , 폴리에틸렌글리콜 모노스테아레이트(Polyethylene Glycol monostearate) 200μl 넣은 후 10분 동안 분산시켰다. 25℃ 진공 오븐에서 약 24시간 동안 완전히 건조 시켰다. 상기 방법으로 전력을 475W로도 진행하였다. 초음파 분쇄기의 전력은 펄서비율(pulser ratio)을 30%, 50%로 조절하였다.

상기 얻어진 도세탁셀 수화물 결정에 대해 실시예 1과 같이 시차 열분석(DTA), 분말　Ｘ-선 회절(PXRD), 열중량 분석기(TGA)을 통해 분석 하였다.

얻어진 도세탁셀 수화물의 수화된 정도를 TGA를 통해 본 결과, 285W일 때 1.43%, 475W일 때 2.11%로 나타났다. 즉, 초음파 분쇄기의 전력과 제조 시 농도에 따라 수화물을 제어할 수 있음을 알 수 있었다.

< 실시예 3>

실시예 1과 같이 준비된 무수 도세탁셀 36mg과 증류수 4ml를 20ml 바이알에 넣은 후, 탐침형 초음파분쇄기(Probe type)의 Power를 475W로 5분 동안 분산시켰다. 상기 초음파처리가 끝난 뒤, 폴록사머-188 400μl, 폴리에틸렌글리콜 모노스테아레이트(Polyethylene Glycol monostearate) 200μl 넣은 후 10분 동안 분산시켰다. 25℃ 진공 오븐에서 약 24시간 동안 완전히 건조 시켰다.

초음파 분쇄기의 전력은 펄서비율(pulser ratio)을 50%로 조절하였다.

상기 얻어진 도세탁셀 수화물 결정에 대해 실시예 1과 같이 시차 열분석(DTA), 열중량 분석기(TGA)을 통해 분석 하였다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims

도세탁셀 삼수화물, 폴리비닐피롤리돈 및 용매를 혼합한 후 고형화시켜 혼합분말을 제조하는 단계;
상기 혼합분말이 들어있는 반응기 내에 초임계유체 가스를 흘려 용매를 제거하여 무정형의 도세탁셀 무수물을 제조하는 단계;
상기 도세탁셀 무수물과 물이 들어있는 용기를 탐침형 초음파분쇄기에서 초음파 처리하는 단계;
상기 초음파 처리한 반응물에 계면활성제를 넣어 분산시키는 단계; 및
상기 분산된 반응물을 진공 하에서 건조시켜 생체이용율을 개선한 도세탁셀 수화물(nH₂O, 0<n≤3)을 제조하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체이용율을 개선한 도세탁셀 수화물 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 혼합분말은 도세탁셀 삼수화물 30 내지 90 중량%, 폴리비닐피롤리돈 10 내지 70 중량% 및 잔량의 용매를 혼합한 후 고형화시킨 것을 특징으로 하는 도세탁셀 수화물 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 초임계유체는 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 도세탁셀 수화물 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 초음파 처리는 도세탁셀 무수물 1 내지 20 중량%과 물 80 내지 99 중량%이 들어있는 용기를 탐침형 초음파분쇄기에서 초음파 처리하는 것을 특징으로 하는 도세탁셀 수화물 제조방법.
청구항 4에 있어서, 상기 초음파 처리는 탐침형 초음파분쇄기에서 10 내지 1,000W의 전력으로 2 내지 60 분 동안 초음파 처리하는 것을 특징으로 하는 도세탁셀 수화물 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 분산은 초음파 처리한 반응물 100 중량부에 대하여 계면활성제 0.05 내지 3 중량부를 넣어 분산시키는 것을 특징으로 하는 도세탁셀 수화물 제조방법.
청구항 6에 있어서, 상기 계면활성제는 폴록사머, 폴리에틸렌글리콜, 솔비탄 모노올리에이트 및 폴리소르베이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 도세탁셀 수화물 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 건조는 분산된 반응물을 -50 내지 50℃의 진공 하에서 6 내지 72 시간 동안 건조시키는 것을 특징으로 하는 도세탁셀 수화물 제조방법.