KR101663561B1

KR101663561B1 - 서방출성 미립구의 제조방법

Info

Publication number: KR101663561B1
Application number: KR1020090013550A
Authority: KR
Inventors: 임낙현; 김승수; 김성근; 김세연; 정형준; 이덕근; 차경회
Original assignee: 동국제약 주식회사
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2016-10-10
Anticipated expiration: 2029-02-18
Also published as: KR20100094227A

Abstract

본 발명은 생분해성 고분자로 이루어진 담체에 약물을 봉입하여 지속적으로 약물의 방출을 조절할 수 있는 서방출성 미립구의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생리활성물질을 생분해성 고분자를 용해시킨 비수성용액에 현탁, 분산시키거나 생리활성물질을 용해시킨 수성용매와 생분해성 고분자를 용해시킨 비수성용액을 혼합하여 에멀젼을 형성시키고 나서, 방출억제제를 혼합한 후 이를 수성 매질에 투입하여 미립구를 제조하고, 유기용매를 제거함으로써 서방출성 미립구를 제조하는 방법에 관한 것으로 본 방법에 의해 제조된 서방출성 미립구는 생리활성물질의 초기 과다방출을 억제하여 체내에서 생리활성물질이 지속적이고 균일하게 방출될 수 있도록 한다.

서방출성, 미립구, 방출억제제

Description

서방출성 미립구의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING DELAYED-RELEASE MICROSPHERES}

본 발명은 생분해성 고분자로 이루어진 담체에 약물을 봉입하여 지속적으로 약물의 방출을 조절할 수 있는 서방출성 미립구의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생리활성물질을 생분해성 고분자를 용해시킨 비수성용액에 현탁, 분산시키거나 생리활성물질을 용해시킨 수성용매와 생분해성 고분자를 용해시킨 비수성용액을 혼합하여 에멀젼을 형성시키고 나서, 방출억제제를 혼합한 후 이를 수성 매질에 투입하여 미립구를 제조하고, 유기용매를 제거함으로써 서방출성 미립구를 제조하는 방법에 관한 것이다.

서방출성 주사제형이란 피하 또는 근육주사 시 체내에서 약물이 생물학적 활성을 유지하면서 지속적이고 균일하게 방출될 수 있도록 제제화된 주사제형을 말한다.

종래에 이와 같은 서방출성 주사제제들의 일반적인 제조방법은 코아세르베이션법, 용융사출(melt extrusion), 분무건조법 및 용매증발법 등이 알려져 있다. 이러한 방법 중 이중유화증발법(W/O/W; water/oil/water)과 단일유화증발법(O/W; oil/water)으로 분류되는 용매증발법이 가장 많이 사용되어 지고 있다.

그러나 이와 같은 다중에멀젼법을 이용한 미립구는 초기 과다방출률이 높다는 단점과 함께 활성성분인 약물을 유기용매 또는 물에 용해시킬 경우 미립구를 형성하면서 약물의 물성변화, 안정성이 떨어지거나, 봉입률이 떨어지는 단점이 있다.

한국특허 제10-0409413호에서는 수중건조법으로 에멀젼을 제조한 후 생분해성 고분자의 유리전이온도(Tg) 이상 가열 건조하여 초기방출을 상당히 억제하고 유기용매를 최소화하는 방법을 개시하고 있으나, 이러한 제조방법은 생리활성물질이 열에 의해 변성될 수 있다는 심각한 단점이 있다.

또한 저널(Controlled release of amoxicillin from hydroxyapatite-coated poly(lactic-co-glycolic acid) microspheres, Journal of Controlled Release 127 (2008);146-153)에 의하면 생분해성 미립구 외부를 하이드록시아파타이트로 코팅하여 초기 방출을 억제하며 장기간의 생리활성물질 방출이 가능한 방법이 공개되어 있으나, 장시간이 요구되는 번거로운 코팅 제조방법으로 생산화하기가 힘든 단점이 있다.

따라서 본 발명은 종래의 용매증발법 내지는 용매추출법에서 발생하는 문제점인 초기 과다방출을 억제된 미립구를 제조하기 위하여 미립구 표면에 생기는 다공을 없애고 표면적을 줄이며 외부 수분의 침투를 지연시켜 보다 안정한 장기 서방출성 미립구의 제조방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 생리활성물질을 생분해성 고분자를 용해시킨 비수성용액에 현탁, 분산시키거나 생리활성물질을 용해시킨 수성용매와 생분해성 고분자를 용해시킨 비수성용액을 혼합하여 에멀젼을 형성시키고 나서, 방출억제제를 혼합한 후 이를 수성 매질에 투입하여 미립구를 제조하고, 유기용매를 제거함으로써 서방출성 미립구를 제조하는 방법을 제공한다.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 i) 생분해성 고분자를 비수성용매에 용해시키는 단계;

ⅱ) 상기 i) 단계의 비수성용액에 생리활성물질을 현탁, 분산시키는 단계 또는 상기 i) 단계의 비수성용액과 수성용매에 용해시킨 생리활성물질을 혼합하여 에멀젼을 형성시키는 단계;

ⅲ) 상기 ⅱ) 단계의 현탁용액 또는 에멀젼 용액에 방출억제제를 혼합하는 단계;

ⅳ) 상기 ⅲ) 단계에서 형성된 용액 또는 에멀젼 용액을 수성 매질에 투입하여 미립구를 형성하는 단계; 및

ⅴ) 유기용매를 제거하는 단계를 포함하는 서방출성 미립구의 제조방법을 제공한다.

본 발명에서 생분해성 고분자는 미립구 제조시 사용되어지는 통상의 고분자들이 사용될 수 있다. 본 발명에서 생분해성 고분자는 예를 들면, 폴리락타이드(polylactides), 폴리글리코라이드(polyglycolides), 폴리(락타이드-코-글리코라이드) 및 폴리(락타이드-코-글리코라이드)글루코즈 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 생분해성 고분자는 중량 평균 분자량이 60,000 이하인 것이 사용될 수 있다. 예를 들면, 분자량 약 13,000인 폴리(락타이드-코-글리코라이드)(50:50), 분자량 약 33,000인 폴리(락타이드-코-글리코라이드)(50:50), 분자량 약 52,000인 폴리(락타이드-코-글리코라이드)(50:50), 분자량 약 20,000인 폴리(락타이드-코-글리코라이드)(75:25), 분자량 약 16,000인 폴리(락타이드)(100:0) 등을 사용하는 것이 가능하다. 이와 같은 생분해성 고분자는 예를 들면, 베링거인겔하임사의 Resomer^® RG502H, RG503H, RG504H, RG752H, RG752S, R202H 등을 들 수 있다.

본 발명에서 생분해성 고분자는 0.1 내지 0.7 dL/g의 고유점도를 가질 수 있 다. 본 발명에서 생분해성 고분자가 0.1 dL/g 미만의 고유점도를 가지면 고분자의 분해가 너무 빨라 원하는 시간까지 생리활성물질의 지속적인 방출이 어려울 수 있고, 0.7 dL/g을 초과하는 고유점도를 가지면 고분자의 분해가 너무 느려 생리활성물질의 방출량이 적어 약효가 나타나지 않을 수 있다.

본 발명에서 생분해성 고분자는 미립구 전체 중량에 대하여 70 내지 99 중량%, 보다 바람직하게는 80 내지 98 중량%, 가장 바람직하게는 85 내지 97 중량%가 포함될 수 있다. 본 발명에서 생분해성 고분자가 70 중량% 미만으로 포함되면 생리활성물질 분포가 상대적으로 증가하여 초기 과다 방출 내지 원하는 기간동안 약효를 유지시키지 못하는 문제가 있을 수 있고, 99 중량%를 초과하여 포함되면 환자에게 투여해야할 양이 너무 많아져 투여가 힘들거나 투여 자체가 불가능해질 수 있다.

본 발명의 상기 i) 단계에서 생분해성 고분자를 용해하는데 사용될 수 있는 비수성 용매는 생분해성 고분자를 용해할 수 있는 한 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들면 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 아세토니트릴, 디메틸설폭시드, 디메틸포름아마이드, 에틸아세테이트 등이 사용될 수 있다.

본 발명에서 생리활성물질은 특별히 제한되는 것은 아니나, LHRH(luteinizing hormone-release hormone) 동족체(analogue) 또는 펩타이드 약물이나 이들의 염 중에서 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들어, LHRH 동족체 중 작 용제(agonist)에는 고세렐린, 루프로라이드, 트립토렐린, 부세렐린, 나파렐린 등이 있고, 길항제(antagonist)에는 세트로렐릭스, 알지타이드 그리고, 그 외 이용가능한 펩타이드 약물에는 옥트레오타이드 등을 들 수 있다. 이들 LHRH 동족체 중 작용제는 체내에 투여되었을 때 뇌하수체(pituitary gland)에 작용하여 황체형성 호르몬(luteinizing hormone)의 분비를 억제(작용제의 경우에는 초기에는 분비를 촉진하나, 지속적으로 방출될 경우에는 억제됨)하여 성호르몬인 테스토스테론, 에스트로겐의 분비를 억제함으로써 호르몬 반응성으로 진행되는 전립선암, 유방암, 자궁내막증 등에서 치료효과를 나타내는 펩타이드 물질이다.

본 발명의 상기 ⅱ) 단계에서의 수성용매는 생리활성물질을 용해할 수 있는 한 특별한 제한은 없다. 본 발명에서 생리활성물질을 용해하는데 사용될 수 있는 수성 용매는 바람직하게는 주사용수이다.

본 발명의 상기 ⅱ) 단계에서는 현탁용액의 바람직한 물성이나 에멀젼 형성을 돕기 위하여 선택적으로 계면활성제가 첨가될 수 있다. 계면활성제는 당 분야에서 관용적으로 사용되고 있는 것인 이상 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 계면활성제는 예를 들면, 실리콘오일(silicone oil), 폴리소르베이트(polysorbate, 상품명 Tween), 소르비탄 에스테르(sorbitan ester, 상품명 Span), 폴록사머(poloxamer), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol) 및 토코페롤(tocopherol) 등이 사용될 수 있다.

본 명세서에서 방출억제제는 수용성인 생리활성물질의 방출을 지연 내지는 억제할 수 있는 기능을 가진 수난용성 내지는 수불용성 성분으로 초기 생리활성물질의 과다 방출을 지연 내지는 억제하거나 목적하는 기간 동안 생리활성물질의 방출을 지연시키는 것을 목적으로 사용하는 성분을 언급한다. 본 발명에서 방출억제제는 바람직하게는 프로필렌글리콜 지방산 에스테르, 또는 C₆-C₂₀포화 또는 불포화 지방산 또는 C₄-C₈ 디카르복시산을 갖는 트리글리세라이드이다.

본 발명에서 프로필렌글리콜 지방산 에스테르에서 지방산은 바람직하게는 C₆-C₂₀ 불포화지방산이다. 본 발명에서 프로필렌 지방산 에스테르는 가장 바람직하게는 프로필렌글리콜 디카프릴레이트(propylene glycol dicaprylate, 상품명 Labrafac PG)이다. 본 발명에서 C₆-C₂₀포화 또는 불포화 지방산 또는 C₄-C₈ 디카르복시산을 갖는 트리글리세라이드는 예를 들면, 카프릴릭/카프릭 트리글리세라이드(caprylic/capric triglyceride, 상품명 Miglyol 812), 카프릴릭/카프릭/리놀레익 트리글리세라이드(caprylic/capric/linoleic triglyceride, 상품명 Miglyol 818), 카프릴릭/카프릭/석시닉 트리글리세라이드(caprylic/capric/succinic triglyceride, 상품명 Miglyol 829)등이 사용될 수 있다.

본 발명에서 방출억제제는 바람직하게는 상기 ⅱ) 단계의 현탁용액 또는 에멀젼 용액 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10.0 중량부, 더 바람직하게는 0.05 내지 5.0 중량부, 가장 바람직하게는 0.1 내지 3.0 중량부의 양으로 첨가될 수 있다. 첨가되는 방출억제제의 양이 0.01 중량부 미만이면 계면활성 효과가 미비해져 에멀젼 형성에 문제가 있을 수 있고, 10.0 중량부를 초과하면 과량의 성분으로 인하여 투여부위에 피부 발적 내지는 가려움 등의 국소 부작용이 발생 할 수 있다.

본 발명에서 상기 ⅳ) 단계에서 수성 매질은 바람직하게는 주사용수가 사용될 수 있으며, 선택적으로 에멀젼의 확산을 억제하기 위하여 저점도 고분자를 혼합하여 사용할 수도 있다. 이때 사용되는 저점도 고분자로는, 예를 들면 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 상기 v) 단계에서 유기용매를 제거하는 방법은 당 분야에서 통상적으로 사용되고 있는 임의의 방법이 사용될 수 있다. 유기용매를 제거하는 방법은 예를 들면 교반, 가열, 질소퍼지(N₂ purge) 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 현탁용액 또는 에멀젼 용액에 방출억제제를 혼합한 다음 이를 수성 매질에 투입하여 미립구 형성시 수불용성 또는 수난용성인 방출억제제가 미립구 내, 외부에 분포하면서 수용성인 생리활성물질이 외부 수성매질과의 접촉을 줄임으로써 초기 용출률을 줄이게 된다.

본 발명에 의해 제조된 서방출성 미립구는 바람직하게는 생리활성물질을 미립구 전체 중량에 대하여 1.0 내지 30 중량%, 보다 바람직하게는 2.0 내지 20 중량%, 가장 바람직하게는 3.0 내지 15 중량% 포함한다. 본 발명에서 생리활성물질이 1.0 중량% 미만으로 포함되면 환자에게 투여하게 될 미립구 양이 너무 많아져 투여가 불가능하게 되거나 투여시 문제가 있을 수 있고, 30 중량%를 초과하여 포함되면 초기 과다 방출 억제가 어렵다는 문제가 있을 수 있다.

본 발명에 따른 서방출성 미립구는 생리활성물질의 초기 과다방출 억제 특성이 우수하여 투여시 인체 내에서 생리활성물질을 지속적이고 균일하게 방출할 수 있다.

이하에서 본 발명을 실시예로 구체적으로 설명한다. 다만 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 이에 의하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 3: S/O/W 제조방법에 의한 미립구 제조

생분해성 고분자(제조원: 베링거인겔하임)를 메틸렌클로라이드(제조원:머크)에 첨가하고 격렬히 교반하여 투명하게 용해시킨 후 초산고세렐린(제조원: 바켐, 스위스)을 첨가하고 초산고세렐린이 고르게 분산되도록 초음파분쇄기를 사용하여 교반, 분산시켰다. 여기에 계면활성제 및 방출억제제를 첨가한 다음 충분히 교반하 였다. 이렇게 제조한 각각의 현탁액을 25℃의 0.5% 폴리비닐알코올(Mn=30,000~70,000; 시그마) 수용액상에 서서히 첨가하면서 4,000rpm의 L4R 믹서(Silverson, 영국)를 사용하여 미립구를 제조하였다. 그 후 온도를 40℃로 승온하고 교반속도를 낮추어 유기용매를 휘발시켰다. 사용한 성분 및 함량은 다음의 표 1과 같다. 제조된 미립구를 주사용수로 수회 세척한 후 72시간 동안 동결건조하였다.

실시예 4 내지 5: W/O/W 제조방법에 의한 미립구 제조

초산고세렐린을 주사용수에 용해시키고, 생분해성 고분자(제조원: 베링거인겔하임)를 용해시킨 메틸렌클로라이드(제조원: 머크) 용액에 초산고세렐린 및 계면활성제가 용해되어있는 수상용액을 첨가하고 격렬히 교반하여 에멀젼을 형성시켰다. 이 에멀젼에 방출억제제를 첨가한 다음 충분히 교반하였다. 이 에멀젼을 25℃의 0.5% 폴리비닐알코올(Mn=30,000~70,000; 시그마) 수용액상에 서서히 첨가하면서 4,000rpm의 L4R 믹서(Silverson, 영국)를 이용하여 미립구를 제조하였다. 그 후 온도를 40℃로 승온하고 교반속도를 낮추어 유기용매를 휘발시켰다. 사용한 성분 및 함량은 다음의 표 2와 같다. 제조된 미립구를 주사용수로 수회 세척한 후 72시간 동안 동결건조하였다.

비교예 1 내지 2: 방출억제제가 제외된 미립구 제조

방출억제제인 Labrafac^™ PG를 제외하고 실시예 1 (S/O/W method) 및 실시예 4 (W/O/W method)와 동일한 방법으로 미립구를 제조하였다. 제조된 미립구의 조성은 다음의 표 3과 같다.

실험예 1: 미립구 형태 측정

미립구의 표면을 관찰하기 위하여 미립구 약 10㎎을 알루미늄 스터브에 고정시키고 진공도 0.1torr 및 고전압(10kV)하에서 3분간 백금 코팅을 한 후, SEM(장비명: Hitachi S-4800 FE-SEM) 분체에 장착하고 이미지 분석프로그램을 사용하여 미립구의 표면을 관찰하였다.

측정결과를 도 1에 나타냈으며, 방출억제제를 사용할 경우 미립구 표면에 다공성이 월등히 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

실험예 2: 미립구의 고세렐린 봉입률 측정

미립구 약 100㎎을 디메틸포름아미드(제조원: 머크) 25㎖에 넣어 완전히 용해 시킨 후 0.45㎛ 실린지 필터로 여과하여 검액으로 사용하고, HPLC를 이용하여 미립구 내에 봉입되어 있는 고세렐린의 함량을 측정하였다. 이때 사용된 컬럼은 YMC C18 ODS 5㎛, 4.6 × 250㎜이며, 주입량은 10㎕, 검출파장은 280㎚이었다. 이동상은 pH 3.0 인산염 완충액을 사용하여 측정하였다.

측정결과를 표 4에 나타냈으며, 이에 의해 투입량 대비 약 80% 이상의 고세렐린이 미립구 내에 충분히 봉입되었음을 알 수 있었다.

실험예 3: 미립구의 in - vitro 장기 용출시험

실시예 1 내지 5 및 비교예 1의 미립구 약 25㎎을 50㎖ 시험관에 넣은 다음 50㎖의 pH 7.4 인산완충액을 넣고 39℃에서 인큐베이션하면서 1, 3, 7, 14, 21 및 28일의 측정시간에 상등액을 취하여 HPLC로 고세렐린의 용출량을 측정하였고, 측정결과 및 그 그래프를 표 5 및 도 2에 각각 나타내었다.

상기 결과로부터 방출억제제를 사용한 샘플이 사용하지 않은 샘플에 비해 월등히 방출률이 억제되는 것을 알 수 있었다.

도 1은 제조된 미립구의 표면을 SEM으로 촬영한 사진이다. (1a: 방출억제제가 제외된 미립구, 1b: 방출억제제가 포함된 S/O/W 제조방법의 미립구)

도 2는 제조된 미립구의 in - vitro 장기 용출시험 결과를 나타낸 그래프이다.(◇:실시예 1, ○:실시예4, ×: 비교예 1)

Claims

i) 생분해성 고분자를 비수성용매에 용해시키는 단계;

ⅱ) 상기 i) 단계의 비수성용액에 생리활성물질을 현탁, 분산시키는 단계 또는 상기 i) 단계의 비수성용액과 수성용매에 용해시킨 생리활성물질을 혼합하여 에멀젼을 형성시키는 단계;

ⅲ) 상기 ⅱ) 단계의 현탁용액 또는 에멀젼 용액에 방출억제제를 혼합하는 단계;

ⅳ) 상기 ⅲ) 단계에서 형성된 용액 또는 에멀젼 용액을 수성 매질에 투입하여 미립구를 형성하는 단계; 및

ⅴ) 유기용매를 제거하는 단계를 포함하고,

상기 생리활성물질이 고세렐린, 루프로라이드, 트립토렐린, 부세레린, 옥트레오타이드 및 세트로렐릭스에서 선택된 1 종 또는 이들의 약학적으로 허용가능한 염이며,

상기 방출억제제가 프로필렌글리콜 지방산 에스테르, 또는 C₆-C₂₀포화 또는 불포화 지방산 또는 C₄-C₈ 디카르복시산을 갖는 트리글리세라이드인,

생리활성물질의 서방출성 미립구의 제조방법.
제1항에 있어서, 생분해성 고분자가 폴리락타이드, 폴리글리코라이드, 폴리(락타이드-코-글리코라이드) 및 폴리(락타이드-코-글리코라이드)글루코즈로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 서방출성 미립구의 조성물 및 제조방법.
제2항에 있어서, 생분해성 고분자의 고유점도가 0.1 내지 0.7 dL/g인 것을 특징으로 하는 서방출성 미립구의 제조방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 방출억제제가 상기 ⅱ) 단계의 현탁용액 또는 에멀젼 용액 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10.0 중량부의 양으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 서방출성 미립구의 제조방법.
제1항에 있어서, 생리활성물질의 함량이 미립구 전체 중량에 대하여 1.0 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는 서방출성 미립구의 제조방법.