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KR102764982B1 - Composition for penetration of blood-brain barrier comprising sonosensitive liposomes as an effective ingredients - Google Patents

Composition for penetration of blood-brain barrier comprising sonosensitive liposomes as an effective ingredients Download PDF

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KR102764982B1
KR102764982B1 KR1020220015104A KR20220015104A KR102764982B1 KR 102764982 B1 KR102764982 B1 KR 102764982B1 KR 1020220015104 A KR1020220015104 A KR 1020220015104A KR 20220015104 A KR20220015104 A KR 20220015104A KR 102764982 B1 KR102764982 B1 KR 102764982B1
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Abstract

본 발명은 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀에 관한 것으로서, 상기 초음파 감응성 리포좀은 약물의 봉입효율 및 초음파에 의한 약물 방출효과가 뛰어날 뿐만 아니라, 초음파 자극시 혈액-뇌 장벽을 효과적으로 투과할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀은 체내에서 장시간 순환이 가능하여 혈액-뇌 장벽 투과 효율이 더욱 우수하며, 뇌종양세포에 대한 친화력이 높아 종양 부위로의 전달 효과가 뛰어나다. 따라서, 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀은 뇌질환 치료제 등을 뇌로 전달하기 위한 약물 전달체로 활용할 수 있다. 특히, 본 발명자들은 상기 초음파 감응성 리포좀의 약물 전달효과를 더욱 향상시키기 위해, 혈액-뇌 장벽을 안정적으로 개방할 수 있는 최적의 공동현상 (cavitation) 조건을 발굴한 바, 본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀과 함께 상기 공동현상 조건을 접목하면 다양한 뇌질환에서 우수한 치료효과를 얻을 것으로 기대된다.The present invention relates to an ultrasound-responsive liposome for blood-brain barrier penetration, wherein the ultrasound-responsive liposome not only has excellent drug encapsulation efficiency and drug release effect by ultrasound, but also can effectively penetrate the blood-brain barrier when stimulated by ultrasound. In particular, the ultrasound-responsive liposome according to the present invention can circulate in the body for a long time, so that the blood-brain barrier penetration efficiency is even better, and has high affinity for brain tumor cells, so that the delivery effect to the tumor site is excellent. Therefore, the ultrasound-responsive liposome according to the present invention can be utilized as a drug delivery vehicle for delivering a treatment agent for brain diseases to the brain. In particular, the present inventors have discovered optimal cavitation conditions capable of stably opening the blood-brain barrier in order to further improve the drug delivery effect of the ultrasound-responsive liposome, and thus, when the ultrasound-responsive liposome according to the present invention for blood-brain barrier penetration is combined with the above cavitation conditions, it is expected that excellent therapeutic effects will be obtained for various brain diseases.

Description

초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하는 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물 {Composition for penetration of blood-brain barrier comprising sonosensitive liposomes as an effective ingredients}{Composition for penetration of blood-brain barrier comprising sonosensitive liposomes as an effective ingredient}

본 발명은 초음파 감응성 리포좀을 포함하는 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물 등에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for penetrating the blood-brain barrier, including an ultrasound-responsive liposome.

현재 뇌종양, 세균 혹은 바이러스 등에 의한 뇌 감염, 및 신경계 질환 등의 발병 빈도가 증가함에 따라 뇌로 정확히 약물을 전달할 수 있는 기술에 대한 수요가 증가하고 있다. 특히 뇌종양을 치료하기 위하여 현재 가장 많이 시행되는 치료법은 두개골을 절개하여 종양부위를 절제하는 수술적 치료이다.As the incidence of brain tumors, brain infections caused by bacteria or viruses, and neurological diseases is increasing, the demand for technology that can accurately deliver drugs to the brain is increasing. In particular, the most commonly performed treatment for brain tumors is surgical treatment that involves cutting the skull and removing the tumor area.

그러나 두개골 절개는 환자에 부담을 줄 뿐만 아니라, 수술시 신경세포의 손상에 대한 부작용 우려가 있다. 하지만 그럼에도 불구하고 수술적 치료가 사용되는 것은, 뇌를 표적화하는 약물을 사용하더라도, 뇌를 보호하는 혈액-뇌 장벽 (Blood-Brain Barriers, BBB)에 의해 약물 전달이 저해되기 때문이다. 따라서, 뇌종양과 같은 뇌질환 치료를 위해 사용되는 항암치료제는 우선적으로 혈액-뇌 장벽의 투과가 가능한 제제로 제한되며, 이 역시 정확하게 질환 부위로의 전달효과를 누리기 어려워 완전한 치료 효과를 달성하기 어렵다. 따라서, 뇌조직으로 약물을 정확히 전달하는 기술의 개발이 시급한 실정이다. However, craniotomy not only places a burden on the patient, but there is also a concern about side effects due to damage to nerve cells during surgery. However, surgical treatment is still used because, even when drugs targeting the brain are used, drug delivery is hindered by the blood-brain barrier (BBB) that protects the brain. Therefore, anticancer drugs used to treat brain diseases such as brain tumors are primarily limited to agents that can penetrate the blood-brain barrier, and this also makes it difficult to achieve a complete therapeutic effect because it is difficult to accurately deliver drugs to the diseased area. Therefore, the development of a technology to accurately deliver drugs to brain tissue is urgent.

최근 초음파를 이용하여 뇌로 약물을 전달하는 기술에 대한 연구들이 전 세계적으로 수행되고 있다. 초음파 및 초음파 조영제인 마이크로버블 (microbubbles)에 의해 발생하는 공동현상 (cavitation)은 혈액-뇌 장벽을 일시적으로 개방할 수 있어 약물 전달 수단으로서 뇌질환 치료에 적용되고 있다. 이를 위해, 마이크로버블을 주입한 후 초음파를 3차원적으로 집속시킴으로써 뇌종양 부위에 정확하게 초음파를 방출시키면, 혈액-뇌 장벽 근처에 위치한 마이크로버블이 국소적으로 혈액-뇌 장벽을 개방하고, 이에 따라 약물이 뇌조직으로 전달되어 뇌질환 치료 기전을 유발한다. 하지만, 현재 사용되는 항암제는 소분자 (small molecule)의 화학치료제로, 체내 주입 시 몸 밖으로의 배출이 빠르며, 정상 조직으로의 흡수가 빨라 뇌로의 전달 효과가 떨어지는 한계를 나타낸다. Recently, research on the technology of delivering drugs to the brain using ultrasound is being conducted worldwide. Cavitation caused by ultrasound and ultrasound contrast agents, microbubbles, can temporarily open the blood-brain barrier and is being applied as a drug delivery method for treating brain diseases. To this end, after injecting microbubbles, ultrasound is focused three-dimensionally and the ultrasound is precisely emitted to the brain tumor area. The microbubbles located near the blood-brain barrier locally open the blood-brain barrier, and the drug is delivered to the brain tissue and induces a treatment mechanism for brain diseases. However, the currently used anticancer drugs are small molecule chemotherapeutic agents, which are rapidly excreted from the body when injected into the body and rapidly absorbed into normal tissue, resulting in a limitation in the delivery effect to the brain.

따라서, 혈액-뇌 장벽 투과효율이 높고, 장시간 혈액 순환이 가능한 약물 전달체를 개발하여 초음파 및 마이크로버블과 함께 적용한다면, 약물을 더욱 효과적으로 뇌로 전달할 수 있다. Therefore, if a drug delivery system with high blood-brain barrier penetration efficiency and long-term blood circulation is developed and applied together with ultrasound and microbubbles, drugs can be delivered to the brain more effectively.

한국등록특허공보 제1180558호Korean Patent Publication No. 1180558

상기 문제점을 해결하기 위한 예의 연구 결과, 본 발명자들은 혈액-뇌 장벽을 효과적으로 통과할 수 있을 뿐만 아니라, 체내에서 장시간 순환이 가능하여 혈액-뇌 장벽 투과효율이 더욱 증진되고, 뇌종양 세포에 대한 높은 친화력을 가져 종양부위로의 약물 전달효과가 극대화된 초음파 감응성 리포좀 (IMP302)을 완성하였다.As a result of exemplary research to solve the above problems, the inventors of the present invention have completed an ultrasound-responsive liposome (IMP302) that can not only effectively pass through the blood-brain barrier but also circulate in the body for a long time, thereby further enhancing the blood-brain barrier penetration efficiency and having a high affinity for brain tumor cells, thereby maximizing the drug delivery effect to the tumor site.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, the purpose of the present invention is to provide a composition for penetrating the blood-brain barrier, comprising the ultrasound-responsive liposome as an active ingredient.

본 발명의 다른 목적은 상기 초음파 감응성 리포좀을 포함하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 약물전달체를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a drug delivery vehicle for penetrating the blood-brain barrier, comprising the ultrasound-responsive liposome.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 초음파 감응성 리포좀을 포함하는, 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating brain diseases, comprising the ultrasound-responsive liposome.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for preparing the ultrasound-responsive liposome for penetration through the blood-brain barrier.

그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the description below.

본 발명은 DSPC (1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine), DSPE-mPEG2000 (1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000]), DOPE (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine), 콜레스테롤, 및 lyso-PC (lysophosphatidylcholine)를 포함하는 초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하는, 혈액-뇌 장벽 (blood-brain barrier) 투과용 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 약학적 조성물을 포함한다.The present invention provides a blood-brain barrier penetration composition comprising ultrasound-responsive liposomes containing DSPC (1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine), DSPE-mPEG2000 (1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000]), DOPE (1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine), cholesterol, and lyso-PC (lysophosphatidylcholine) as an active ingredient. The composition comprises a pharmaceutical composition.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, 콜레스테롤, 및 lyso-PC는 1~50 : 1~10 : 5~80 : 0.1~50 : 0.1~20의 몰비 (mole%)로 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one embodiment of the present invention, the DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, cholesterol, and lyso-PC may be included in a molar ratio (mole%) of 1 to 50 : 1 to 10 : 5 to 80 : 0.1 to 50 : 0.1 to 20, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 DSPC는 전체 리포좀 대비 0.1 내지 50 건조중량%,In another embodiment of the present invention, the DSPC is present in an amount of 0.1 to 50% by dry weight relative to the total liposome.

상기 DSPE-mPEG2000는 전체 리포좀 대비 3 내지 50 건조중량%,The above DSPE-mPEG2000 is 3 to 50% by dry weight relative to the total liposome.

상기 DOPE는 전체 리포좀 대비 1 내지 80 건조중량%,The above DOPE is 1 to 80% by dry weight relative to the total liposome,

상기 콜레스테롤은 전체 리포좀 대비 0.05 내지 40 건조중량%, 및The cholesterol is present in an amount of 0.05 to 40% by dry weight relative to the total liposome, and

상기 lyso-PC는 전체 리포좀 대비 0.5 내지 10 건조중량%으로 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The above lyso-PC may be included in an amount of 0.5 to 10% by dry weight relative to the total liposome, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 초음파 감응성 리포좀은 스핑고리피드 (sphingolipid) 및 폴리소르베이트 (polysorbate)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the ultrasound-responsive liposome may further include, but is not limited to, one or more selected from the group consisting of sphingolipids and polysorbates.

또한, 본 발명은 DOPE (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine) 및 스핑고리피드 (sphingolipid)를 포함하는 초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for penetrating the blood-brain barrier, comprising an ultrasound-responsive liposome containing DOPE (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine) and a sphingolipid as an active ingredient.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 DOPE는 전체 리포좀 대비 5 내지 80의 몰비 (%)로 포함되고, 상기 스핑고리피드는 전체 리포좀 대비 5 내지 80의 몰비 (%)로 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the DOPE may be included in a molar ratio (%) of 5 to 80 with respect to the entire liposome, and the sphingolipid may be included in a molar ratio (%) of 5 to 80 with respect to the entire liposome, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 초음파 감응성 리포좀은 DSPE-mPEG2000를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the ultrasound-responsive liposome may further comprise, but is not limited to, DSPE-mPEG2000.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 DSPE-mPEG2000는 전체 리포좀 대비 1 내지 20 몰비 (%)로 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the DSPE-mPEG2000 may be included in a molar ratio (%) of 1 to 20 relative to the entire liposome, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 초음파 감응성 리포좀은 하기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 특징을 만족할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다: In another embodiment of the present invention, the ultrasound-responsive liposome may satisfy one or more characteristics selected from the group consisting of, but not limited to:

(a) 100 내지 200 nm의 입도; 및(a) particle size of 100 to 200 nm; and

(b) 첨가되는 전체 약물 대비 상기 리포좀에 담지되는 약물의 비율은 50-100%임.(b) The ratio of the drug loaded into the liposome to the total drug added is 50-100%.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 초음파 감응성 리포좀은 초음파에 노출되었을 때 혈액-뇌 장벽을 통과할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the ultrasound-responsive liposomes can, but are not limited to, cross the blood-brain barrier when exposed to ultrasound.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 조성물은 약물을 뇌 내로 전달하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the composition may be, but is not limited to, for delivering a drug into the brain.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 약물은 뇌질환 치료제일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the drug may be, but is not limited to, a treatment for a brain disease.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 뇌질환은 뇌종양, 세균 또는 바이러스에 의한 뇌 감염, 파킨슨병, 뇌염, 뇌졸중, 중풍, 알츠하이머, 루게릭병, 헌팅턴병, 피크병, 크로이츠펠트-야곱병, 뇌전증, 혈전증, 색전증, 뇌경색, 중풍, 소경색, 및 뇌순환대사장애로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the brain disease may be at least one selected from the group consisting of, but is not limited to, brain tumor, brain infection caused by bacteria or viruses, Parkinson's disease, encephalitis, stroke, apoplexy, Alzheimer's disease, Lou Gehrig's disease, Huntington's disease, Pick's disease, Creutzfeldt-Jakob disease, epilepsy, thrombosis, embolism, cerebral infarction, cerebral apoplexy, small infarction, and cerebral circulation metabolic disorder.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 뇌질환 치료제는 빈크리스틴, 빈블라스틴, 빈플루닌, 빈데신, 비노렐빈, 테모졸로마이드, 카뮤스틴, 로뮤스틴, 카바지타셀, 도세탁셀, 라로탁셀, 오르타탁셀, 파클리탁셀, 테세탁셀, 이사베필론, 로무스틴, 프로카바진, 리툭시맙, 토실리주맙, 테모졸로미드, 카보플라틴, 에를로티니브, 이리노테칸, 엔자스타우린, 보리노스타트, 독소루비신, 시스플라틴, 글리벡, 5-플루오로우라실, 타목시펜, 토포테칸, 벨로테칸, 이마티닙, 플록수리딘, 젬시타빈, 류프로리드, 플루타미드, 졸레드로네이트, 메토트렉세이트, 캄토테신, 히드록시우레아, 스트렙토조신, 발루비신, 레티노익산, 메클로레타민, 클로람부실, 부술판, 독시플루리딘, 마이토마이신, 프레드니손, 아피니토, 미토산트론, 레보도파, 카비도파, 엔타카폰, 톨카폰, 도파민 아고니스트, 도네페질, 갈란타민, 리바스티그민, 메만틴, 항콜린제, 및 아만타딘으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the brain disease treatment agent is vincristine, vinblastine, vinflunine, vindesine, vinorelbine, temozolomide, carmustine, lomustine, cabazitacel, docetaxel, larotaxel, ortataxel, paclitaxel, tesetaxel, isabepilone, lomustine, procarbazine, rituximab, tocilizumab, temozolomide, carboplatin, erlotinib, irinotecan, enzastaurin, vorinostat, doxorubicin, cisplatin, Gleevec, 5-fluorouracil, tamoxifen, topotecan, belotecan, imatinib, floxuridine, gemcitabine, leuprolide, flutamide, zoledronate, methotrexate, camptothecin, hydroxyurea, The composition may be at least one selected from the group consisting of, but is not limited to, streptozocin, valrubicin, retinoic acid, mechlorethamine, chlorambucil, busulfan, doxifluridine, mitomycin, prednisone, afinitor, mitoxantrone, levodopa, carbidopa, entacapone, tolcapone, dopamine agonists, donepezil, galantamine, rivastigmine, memantine, anticholinergics, and amantadine.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 초음파 감응성 리포좀은 황산암모늄, 시트르산암모늄, 또는 TEA-SOS로 수화된 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the ultrasound-responsive liposomes may be hydrated with, but are not limited to, ammonium sulfate, ammonium citrate, or TEA-SOS.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 조성물은 초음파 처리와 순차적으로 또는 동시에 투여될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the composition may be administered sequentially or simultaneously with the sonication, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 초음파는 하기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 특징을 만족할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다:In another embodiment of the present invention, the ultrasound may satisfy one or more characteristics selected from the group consisting of, but not limited to:

(a) 초음파의 주파수는 20 kHz 내지 3 MHz임; 및(a) the frequency of the ultrasound is 20 kHz to 3 MHz; and

(b) 듀티 사이클은 0.5 내지 20%임. (b) Duty cycle is 0.5 to 20%.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 초음파 처리는 마이크로버블의 투여와 순차적으로 또는 동시에 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the sonication may be performed sequentially or simultaneously with the administration of microbubbles, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 DSPC (1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine), DSPE-mPEG2000 (1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000]), DOPE (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine), 콜레스테롤, 및 lyso-PC (lysophosphatidylcholine)를 포함하는 초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 약물 전달체를 제공한다.In addition, the present invention provides a drug delivery vehicle for penetrating the blood-brain barrier, comprising ultrasound-responsive liposomes containing DSPC (1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine), DSPE-mPEG2000 (1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000]), DOPE (1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine), cholesterol, and lyso-PC (lysophosphatidylcholine) as an active ingredient.

또한, 본 발명은 DOPE (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine) 및 스핑고리피드 (sphingolipid)를 포함하는 초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 약물 전달체를 제공한다.In addition, the present invention provides a drug delivery vehicle for penetrating the blood-brain barrier, comprising an ultrasound-responsive liposome containing DOPE (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine) and a sphingolipid as an active ingredient.

또한, 본 발명은 하기 단계를 포함하는, 상기 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물의 제조방법을 제공한다:In addition, the present invention provides a method for preparing the blood-brain barrier penetration composition, comprising the following steps:

(S1) DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, 콜레스테롤, 및 lyso-PC로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 제1 유기용매에 용해하는 단계;(S1) a step of dissolving at least one selected from the group consisting of DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, cholesterol, and lyso-PC in a first organic solvent;

(S2) 상기 유기용매를 증발시켜 리포좀 박막을 제조하는 단계; 및(S2) a step of evaporating the organic solvent to prepare a liposome thin film; and

(S3) 상기 리포좀 박막을 수용액으로 수화시키는 단계.(S3) A step of hydrating the above liposome film with an aqueous solution.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 제1 유기용매는 디메틸아세트아마이드, 디메틸포름아마이드, 디메틸술폭시드, 클로로포름, 메탄올, 에탄올, 및 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one embodiment of the present invention, the first organic solvent may be at least one selected from the group consisting of dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, chloroform, methanol, ethanol, and ether, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 (S1) 단계의 제1 유기용매는 폴리소르베이트가 첨가된 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the first organic solvent in step (S1) may be one to which polysorbate has been added, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 상기 초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하는 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다. 바람직하게는, 상기 초음파 감응성 리포좀은 약물이 담지된 것이다.In addition, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating brain diseases, which comprises the ultrasound-responsive liposome as an active ingredient. Preferably, the ultrasound-responsive liposome is loaded with a drug.

또한, 본 발명은 상기 초음파 감응성 리포좀의 유효량을 이를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 뇌질환 예방 또는 치료방법을 제공한다. 바람직하게는, 상기 방법은 초음파를 처리하는 단계 및/또는 마이크로버블을 투여하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention provides a method for preventing or treating brain diseases, comprising a step of administering an effective amount of the ultrasound-responsive liposome to a subject in need thereof. Preferably, the method may further comprise a step of treating with ultrasound and/or a step of administering microbubbles.

또한, 본 발명은 상기 초음파 감응성 리포좀의 뇌질환 예방 또는 치료용도를 제공한다.In addition, the present invention provides a use of the ultrasound-responsive liposome for preventing or treating brain diseases.

또한, 본 발명은 뇌질환 치료용 약제 제조를 위한 상기 조성물의 용도를 제공한다.The present invention also provides a use of the composition for the manufacture of a medicament for treating brain diseases.

또한, 본 발명은 약물이 담지된 상기 초음파 감응성 리포좀의 유효량을 이를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 뇌로 약물을 전달하는 방법을 제공한다. 바람직하게는, 상기 방법은 초음파를 처리하는 단계 및/또는 마이크로버블을 투여하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the present invention provides a method for delivering a drug to the brain, comprising the step of administering an effective amount of the ultrasound-responsive liposome loaded with a drug to a subject in need thereof. Preferably, the method may further comprise the step of treating with ultrasound and/or the step of administering microbubbles.

또한, 본 발명은 상기 초음파 감응성 리포좀의 뇌로의 약물 전달 용도를 제공한다.The present invention also provides a use of the ultrasound-responsive liposome for drug delivery to the brain.

또한, 본 발명은 뇌를 표적으로 하는 약물 전달체를 제조하기 위한 상기 초음파 감응성 리포좀의 용도를 제공한다.The present invention also provides the use of the ultrasound-responsive liposomes for preparing brain-targeting drug delivery vehicles.

본 발명은 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀에 관한 것으로서, 상기 초음파 감응성 리포좀은 약물의 봉입효율 및 초음파에 의한 약물 방출효과가 뛰어날 뿐만 아니라, 초음파 자극시 혈액-뇌 장벽을 효과적으로 투과할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀은 체내에서 장시간 순환이 가능하여 혈액-뇌 장벽 투과 효율이 더욱 우수하며, 뇌종양세포에 대한 친화력이 높아 종양 부위로의 전달 효과가 뛰어나다. 따라서, 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀은 뇌질환 치료제 등을 뇌로 전달하기 위한 약물 전달체로 활용할 수 있다. 특히, 본 발명자들은 상기 초음파 감응성 리포좀의 약물 전달효과를 더욱 향상시키기 위해, 혈액-뇌 장벽을 안정적으로 개방할 수 있는 최적의 공동현상 (cavitation) 조건을 발굴한 바, 본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀과 함께 상기 공동현상 조건을 접목하면 다양한 뇌질환에서 우수한 치료효과를 얻을 것으로 기대된다.The present invention relates to an ultrasound-responsive liposome for blood-brain barrier penetration, wherein the ultrasound-responsive liposome not only has excellent drug encapsulation efficiency and drug release effect by ultrasound, but also can effectively penetrate the blood-brain barrier when stimulated by ultrasound. In particular, the ultrasound-responsive liposome according to the present invention can circulate in the body for a long time, so that the blood-brain barrier penetration efficiency is even better, and has high affinity for brain tumor cells, so that the delivery effect to the tumor site is excellent. Therefore, the ultrasound-responsive liposome according to the present invention can be utilized as a drug delivery vehicle for delivering a treatment agent for brain diseases to the brain. In particular, the present inventors have discovered optimal cavitation conditions capable of stably opening the blood-brain barrier in order to further improve the drug delivery effect of the ultrasound-responsive liposome, and thus, when the ultrasound-responsive liposome according to the present invention for blood-brain barrier penetration is combined with the above cavitation conditions, it is expected that excellent therapeutic effects will be obtained for various brain diseases.

도 1은 본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀, Doxil 리포좀, 및 Marquibo 리포좀의 뇌종양 세포에 대한 침투 정도를 FACS로 정량분석한 결과를 나타낸다.
도 2a는 본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀 및 Doxil 리포좀의 뇌종양 세포 침투효과를 공초점 형광 현미경으로 관찰한 결과를 나타낸다 (적색: 리포좀, 청색: 핵, 배율: 10X).
도 2b는 본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀 및 Doxil 리포좀의 뇌종양 세포 침투효과를 공초점 형광 현미경으로 관찰한 또 다른 결과를 나타낸다 (적색: 리포좀, 청색: 핵, 배율: 10X).
도 3은 뇌종양 세포에 대한 본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀, Doxil 리포좀, 및 자유 독소루비신 (freeDOX)의 초음파 처리 유무에 따른 암세포 사멸효과를 MTT 분석으로 확인한 결과를 나타낸다.
도 4a는 마이크로버블 수에 따른 Evans-blue (EB) 염료의 혈액-뇌 장벽 투과에 의한 뇌조직 내 침투 이미지, 및 침투효율의 정량분석 결과를 나타낸다.
도 4b는 마이크로버블 수에 따른 뇌조직의 안정성을 확인하기 위한 H&E 염색 결과를 나타낸다.
도 5a는 초음파 조건에 따른 Evans-blue 염료의 혈액-뇌 장벽 투과에 의한 뇌조직 내 침투 이미지를 나타낸다.
도 5b는 초음파 조건에 따른 Evans-blue 염료의 혈액-뇌 장벽 투과에 의한 침투효율의 정량분석 결과를 나타낸다.
도 5c는 초음파 조건에 따른 뇌조직의 안정성을 확인하기 위해 H&E 염색 결과를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀, 및 Marquibo 리포좀의 마우스의 혈액-뇌 장벽 투과에 의한 뇌조직 전달효과 및 주요 장기별 분포 양상을 확인한 결과를 나타낸다.
도 7은 스핑고마이엘린이 첨가되지 않은 리포좀 (IMP302-004) 및 스핑고마이엘린이 포함된 리포좀 (IMP302-005)의 초음파 조건별 주요 장기별 분포 양상을 확인한 결과를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀 (IMP302-004) 및 Doxil 리포좀의 혈액-뇌 장벽 투과효과를 비교한 결과를 나타낸다.
Figure 1 shows the results of quantitative analysis using FACS of the degree of penetration into brain tumor cells of ultrasound-responsive liposomes, Doxil liposomes, and Marquibo liposomes for blood-brain barrier penetration according to the present invention.
Figure 2a shows the results of observing the brain tumor cell penetration effect of ultrasound-responsive liposomes and Doxil liposomes for blood-brain barrier penetration according to the present invention using a confocal fluorescence microscope (red: liposomes, blue: nuclei, magnification: 10X).
Figure 2b shows another result of observing the brain tumor cell penetration effect of ultrasound-responsive liposomes and Doxil liposomes for blood-brain barrier penetration according to the present invention using a confocal fluorescence microscope (red: liposomes, blue: nuclei, magnification: 10X).
Figure 3 shows the results of MTT analysis to confirm the cancer cell killing effect of the blood-brain barrier-penetrating ultrasound-responsive liposomes, Doxil liposomes, and free doxorubicin (freeDOX) according to the present invention on brain tumor cells, with or without sonication.
Figure 4a shows an image of the penetration of Evans-blue (EB) dye into brain tissue through the blood-brain barrier according to the number of microbubbles, and the results of a quantitative analysis of the penetration efficiency.
Figure 4b shows the results of H&E staining to confirm the stability of brain tissue according to the number of microbubbles.
Figure 5a shows an image of brain tissue penetration by Evans-blue dye through the blood-brain barrier under ultrasound conditions.
Figure 5b shows the results of quantitative analysis of the penetration efficiency of Evans-blue dye through the blood-brain barrier according to ultrasound conditions.
Figure 5c shows the results of H&E staining to confirm the stability of brain tissue according to ultrasound conditions.
Figure 6 shows the results of confirming the brain tissue delivery effect and major organ distribution pattern of ultrasound-responsive liposomes and Marquibo liposomes for blood-brain barrier penetration according to the present invention through blood-brain barrier penetration in mice.
Figure 7 shows the results of confirming the distribution patterns in major organs under ultrasonic conditions of liposomes without added sphingomyelin (IMP302-004) and liposomes containing sphingomyelin (IMP302-005).
Figure 8 shows the results of comparing the blood-brain barrier penetration effects of ultrasound-responsive liposomes (IMP302-004) and Doxil liposomes according to the present invention.

본 발명은 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물 등에 관한 것으로서, 약물의 봉입효율 및 초음파에 의한 약물 방출효과가 우수할 뿐만 아니라, 초음파 자극시 혈액-뇌 장벽을 효과적으로 투과할 수 있는 초음파 감응성 리포좀을 개발하여 완성된 것이다.The present invention relates to a composition for penetrating the blood-brain barrier, and has been completed by developing an ultrasound-responsive liposome that not only has excellent drug encapsulation efficiency and an ultrasound-induced drug release effect, but can also effectively penetrate the blood-brain barrier when stimulated by ultrasound.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 리포좀의 수화용액 종류 (황산암모늄, 시트르산암모늄, 및 TEA-SOS)에 따른 리포좀의 물성을 비교한 결과, 세 가지 리포좀 모두 약 200 nm의 입도를 보이고, 우수한 약물 봉입률을 가지며, 특히 황산암모늄 또는 시트르산암모늄을 수화용액으로 사용하여 60 ℃에서 2시간 동안 약물을 적재하는 것이 리포좀의 약물 봉입에 가장 최적화된 조건임을 확인하였다 (실시예 1).Specifically, in one embodiment of the present invention, the physical properties of liposomes were compared according to the types of hydration solutions (ammonium sulfate, ammonium citrate, and TEA-SOS), and as a result, all three liposomes showed a particle size of about 200 nm and had excellent drug loading rates. In particular, it was confirmed that loading the drug at 60° C. for 2 hours using ammonium sulfate or ammonium citrate as a hydration solution was the most optimized condition for drug loading into liposomes (Example 1).

본 발명의 다른 실시예에서는, 리포좀을 구성하는 지질 종류에 따른 리포좀의 물성 및 특성을 비교한 결과, (i) DOPE; 및 (ii) DSPC, DSPE-mPEG2000, 콜레스테롤, lyso-PC, 및 스핑고마이엘린으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 제조된 리포좀이 약물의 봉입률 및 초음파 감응성 면에서 가장 우수한 것을 확인하였다 (실시예 2).In another embodiment of the present invention, as a result of comparing the physical properties and characteristics of liposomes according to the type of lipid constituting the liposome, it was confirmed that liposomes prepared with at least one selected from the group consisting of (i) DOPE; and (ii) DSPC, DSPE-mPEG2000, cholesterol, lyso-PC, and sphingomyelin were the most excellent in terms of drug loading rate and ultrasound sensitivity (Example 2).

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀을 뇌종양 세포주와 함께 배양한 결과, 상기 초음파 감응성 리포좀이 뇌종양 세포 내부에 효과적으로 침투할 수 있음을 확인하였다 (실시예 3 및 4).In another embodiment of the present invention, when the ultrasound-responsive liposome according to the present invention was cultured together with a brain tumor cell line, it was confirmed that the ultrasound-responsive liposome could effectively penetrate into the brain tumor cells (Examples 3 and 4).

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 항암제가 담지된 상기 초음파 감응성 리포좀을 뇌종양 세포주와 함께 배양하면서 초음파를 처리한 결과, 상기 초음파 감응성 리포좀이 뇌종양 세포에 대해 뛰어난 항암효과를 갖는 것을 확인하였다 (실시예 5).In another embodiment of the present invention, when the ultrasound-responsive liposome loaded with an anticancer agent was cultured together with a brain tumor cell line and treated with ultrasound, it was confirmed that the ultrasound-responsive liposome had an excellent anticancer effect on brain tumor cells (Example 5).

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 본 발명의 초음파 감응성 리포좀의 뇌로의 약물 전달효과를 더욱 증진시키기 위해, 혈액-뇌 장벽을 안정적으로 개방할 수 있는 초음파 처리 및 마이크로버블의 공동현상 조건을 발굴하였다 (실시예 6 및 7). In another embodiment of the present invention, in order to further enhance the drug delivery effect into the brain of the ultrasound-responsive liposome of the present invention, conditions for sonication and microbubble cavitation that can stably open the blood-brain barrier were discovered (Examples 6 and 7).

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 마우스 모델에서 초음파 및 마이크로버블을 처리하여 혈액-뇌 장벽을 개방하면서 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀을 투여한 결과, 상기 리포좀들이 뇌조직 내로 효과적으로 침투한 것을 확인하였다 (실시예 8 및 9).In another embodiment of the present invention, when the blood-brain barrier was opened by treating a mouse model with ultrasound and microbubbles, the ultrasound-responsive liposomes according to the present invention were administered, and it was confirmed that the liposomes effectively penetrated into the brain tissue (Examples 8 and 9).

즉, 본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀은 혈액-뇌 장벽을 효과적으로 통과하여 봉입된 약물을 뇌로 정확히 전달할 수 있음이 확인된 바, 다양한 질환의 치료를 위한 약물 전달체로 활용될 것으로 기대된다.That is, since it has been confirmed that the ultrasound-responsive liposome for blood-brain barrier penetration according to the present invention can effectively pass through the blood-brain barrier and accurately deliver the encapsulated drug to the brain, it is expected to be utilized as a drug delivery vehicle for the treatment of various diseases.

이하, 본 발명에 대해 구체적으로 서술한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 DSPC (1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine), DSPE-mPEG2000 (1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000]), DOPE (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine), 콜레스테롤, lyso-PC (lysophosphatidylcholine), 및 스핑고리피드 (sphingolipid)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하는, 혈액-뇌 장벽 (blood-brain barrier) 투과용 조성물 및/또는 약물전달체를 제공한다. 상기 조성물은 약학적 조성물을 포함한다. The present invention provides a blood-brain barrier penetrable composition and/or drug delivery vehicle, comprising as an active ingredient an ultrasound-responsive liposome, wherein the ultrasound-responsive liposome comprises at least one selected from the group consisting of DSPC (1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine), DSPE-mPEG2000 (1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000]), DOPE (1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine), cholesterol, lyso-PC (lysophosphatidylcholine), and sphingolipid. The composition includes a pharmaceutical composition.

바람직하게는, 본 발명은,Preferably, the present invention comprises:

i) DSPC (1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine), DSPE-mPEG2000 (1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000]), DOPE (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine), 콜레스테롤, 및 lyso-PC (lysophosphatidylcholine)를 포함하는 초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하는, 혈액-뇌 장벽 (blood-brain barrier) 투과용 조성물; i) a composition for penetrating the blood-brain barrier, comprising as an active ingredient an ultrasound-responsive liposome comprising DSPC (1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine), DSPE-mPEG2000 (1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000]), DOPE (1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine), cholesterol, and lyso-PC (lysophosphatidylcholine);

ii) DOPE (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine) 및 스핑고리피드 (sphingolipid)를 포함하는 초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물; 및/또는ii) a composition for penetrating the blood-brain barrier, comprising as an active ingredient an ultrasound-sensitive liposome comprising DOPE (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine) and a sphingolipid; and/or

iii) DOPE (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine), 스핑고리피드 (sphingolipid), 및 DSPE-mPEG2000를 포함하는 초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물을 제공한다.iii) Provided is a composition for penetrating the blood-brain barrier, comprising as an active ingredient an ultrasound-responsive liposome containing DOPE (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine), a sphingolipid, and DSPE-mPEG2000.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 초음파 감응성 리포좀은 폴리소르베이트를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ultrasound-responsive liposome may further comprise polysorbate.

본 발명에 있어서, “DOPE”는 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-포스파티딜에탄올아민 (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine)의 약어로, 상기 지질은 약물 전달 비히클로 사용되는 DOTAP와 이종 리포좀을 형성하는 것으로 알려져 있다.In the present invention, “DOPE” is an abbreviation for 1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine, and the lipid is known to form heteroliposomes with DOTAP, which is used as a drug delivery vehicle.

본 발명에 있어서, “DSPC”는 1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스파티딜콜린 (1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine)의 약어로, 포스파티딜콜린 헤드기 (head group)에 부착된 2 개의 스테아르산으로 구성된 인지질을 지칭한다.In the present invention, “DSPC” is an abbreviation for 1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine, which refers to a phospholipid composed of two stearic acids attached to a phosphatidylcholine head group.

본 발명에 있어서, “DSPE-mPEG2000”는 1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민-N-메톡시-폴리(에틸렌글리콜-2000) (1,2-Distearoyl-sn-Glycero-3-Phosphoethanol amine with conjugated methoxyl poly(ethylene glycol2000))의 약어로, 1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-PE (DSPE)의 페길화된 유도체를 지칭한다.In the present invention, “DSPE-mPEG2000” is an abbreviation for 1,2-Distearoyl-sn-Glycero-3-Phosphoethanol amine-N-methoxy-poly(ethylene glycol2000) (1,2-Distearoyl-sn-Glycero-3-Phosphoethanol amine with conjugated methoxyl poly(ethylene glycol2000)), and refers to a PEGylated derivative of 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-PE (DSPE).

본 발명에 있어서, “콜레스테롤 (cholesterol)"은 스테롤 (sterol; 변형된 스테로이드)의 하나로, 모든 동물세포의 세포막에서 발견되는 지질을 지칭한다. 본 발명에 따른 콜레스테롤은 콜레스테롤의 유도체를 포함한다. 콜레스테롤의 유도체는, 예를 들면, 시스토스테롤, 에르고스테롤, 스티그마스테롤, 4,22-스티그마스타디엔-3-온, 스티그마스테롤 아세테이트, 라노스테롤, 시클로아르테놀, 또는 이들의 조합일 수 있다. 콜레스테롤은 지질 이중층에 위치하며, 그 양을 조절함에 따라 투과도를 낮추거나 높일 수 있으며, 리포좀 내 비율에 관계 없이 사용할 수 있다.In the present invention, "cholesterol" refers to a type of sterol (a modified steroid) and a lipid found in the cell membrane of all animal cells. The cholesterol according to the present invention includes a derivative of cholesterol. The derivative of cholesterol may be, for example, sitosterol, ergosterol, stigmasterol, 4,22-stigmasteradien-3-one, stigmasterol acetate, lanosterol, cycloartenol, or a combination thereof. Cholesterol is located in the lipid bilayer, and the permeability can be lowered or increased by controlling the amount thereof, and can be used regardless of the ratio in the liposome.

본 발명에 있어서, “Lyso-PC”는 리소포스파티딜콜린 (lysophosphatidylcholine)의 약어로, 헤드기가 콜린으로 이루어진 포스포콜린 (phosphocholine)에서 유래된 인지질로, acyl chain이 하나로 이루어진 지질의 대표어이며, 다양한 종류의 lyso-PC가 알려져 있다. In the present invention, “Lyso-PC” is an abbreviation for lysophosphatidylcholine, a phospholipid derived from phosphocholine whose head group is choline, and is a representative term for lipids consisting of one acyl chain, and various types of lyso-PC are known.

본 발명에서, 상기 lyso-PC는 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상기 lyso-PC는 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 1-LPC (lysophosphatidylcholine) 또는 2-LPC일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, the lyso-PC may be represented by the following chemical formula 1 or 2, but is not limited thereto. Preferably, the lyso-PC may be 1-LPC (lysophosphatidylcholine) or 2-LPC represented by the following chemical formula 1 or 2, but is not limited thereto.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

[화학식 2] [Chemical formula 2]

(상기 화학식 1 또는 2에서, 상기 R은 C6 내지 C26의 알킬기, C6 내지 C26의 알케닐기, C6 내지 C26의 알키닐기, 치환 또는 비치환의 C6 내지 C26의 시클로알킬, 치환 또는 비치환의 C6 내지 C26의 아릴기, 치환 또는 비치환의 C7 내지 C26의 아릴알킬기, 또는 H 이다.) (In the above chemical formula 1 or 2, R is a C 6 to C 26 alkyl group, a C 6 to C 26 alkenyl group, a C 6 to C 26 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C 6 to C 26 cycloalkyl, a substituted or unsubstituted C 6 to C 26 aryl group, a substituted or unsubstituted C 7 to C 26 arylalkyl group, or H.)

본 발명에서, 상기 lyso-PC는 lyso-PC(6:0), lyso-PC(7:0), lyso-PC(8:0), lyso-PC(9:0), lyso-PC(10:0), lyso-PC(11:0), lyso-PC(12:0), lyso-PC(13:0), lyso-PC(14:0), lyso-PC(15:0), lyso-PC(16:0), 2-lyso-PC(16:0), lyso-PC(17:0), lyso-PC(17:1), lyso-PC(18:0), lyso-PC(18:1), lyso-PC(18:2), 2-lyso-PC(18:0), 2-lyso-PC(18:1), lyso-PC(19:0), lyso-PC(20:1), lyso-PC(20:4), lyso-PC(22:0), lyso-PC(22:5), lyso-PC(24:0), lyso-PC(26:0) 및 lyso-PC(20:5)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the lyso-PC is lyso-PC (6:0), lyso-PC (7:0), lyso-PC (8:0), lyso-PC (9:0), lyso-PC (10:0), lyso-PC (11:0), lyso-PC (12:0), lyso-PC (13:0), lyso-PC (14:0), lyso-PC(15:0), lyso-PC(16:0), 2-lyso-PC(16:0), lyso-PC(17:0), lyso-PC(17:1), lyso-PC(18:0), lyso-PC(18:1), lyso-PC(18:2), 2-lyso-PC(18:0), 2-lyso-PC(18:1), lyso-PC(19:0), It may be at least one selected from the group consisting of lyso-PC(20:1), lyso-PC(20:4), lyso-PC(22:0), lyso-PC(22:5), lyso-PC(24:0), lyso-PC(26:0) and lyso-PC(20:5), but is not limited thereto.

또한, 바람직하게는 상기 lyso-PC는 MSPC (1-Stearoyl-2-lyso-sn-glycero-3-phosphocholine) 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Additionally, preferably, the lyso-PC may be MSPC (1-Stearoyl-2-lyso-sn-glycero-3-phosphocholine), but is not limited thereto.

본 발명에 있어서, “스핑고리피드 (sphingolipid)”는 아미드 결합을 통해 지방산이 부착될 수 있는 스핑고이드 염기 (sphingoid bases)의 골격 및 1차 히드록실의 헤드기를 포함하는 지질을 의미한다. 스핑고리피드는 모든 동물, 식물, 균류, 및 일부 원핵생물이나 바이러스에서 발견되며, 세포막의 구조와 기능을 유지하고 세포간 신호를 전달하는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 발명에 있어서, 스핑고리피드는 구체적인 종류에 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 스핑고신 (sphingosine), 세라마이드 (ceramide), 스핑고마이엘린 (sphingomyelin), 세레브로사이드 (cerebroside), 및 강글리오사이드 (ganglioside)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.In the present invention, “sphingolipid” means a lipid comprising a skeleton of sphingoid bases to which a fatty acid can be attached via an amide bond and a head group of primary hydroxyl. Sphingolipids are found in all animals, plants, fungi, and some prokaryotes or viruses, and are known to play an important role in maintaining the structure and function of cell membranes and transmitting intercellular signals. In the present invention, the sphingolipid is not limited to a specific type, but may preferably be at least one selected from the group consisting of sphingosine, ceramide, sphingomyelin, cerebroside, and ganglioside.

바람직하게는, 본 발명에 따른 스핑고리피드는 스핑고마이엘린이다. 본 발명에 있어서, “스핑고마이엘린 (Sphingomyelin)”은 포스포콜린 및 세라마이드, 또는 포스포에탄올아민 헤드기로 이루어진 스핑고인지질 (sphingophospholipid)을 지칭한다. 자연적인 스핑고마이엘린은 동물세포의 막, 특히, 신경세포의 축삭 (axons)을 둘러싸고 있는 막성 수초 (membranous sheath)에서 발견된다. Preferably, the sphingolipid according to the present invention is sphingomyelin. In the present invention, “sphingomyelin” refers to a sphingophospholipid composed of phosphocholine and ceramide or phosphoethanolamine head groups. Natural sphingomyelin is found in the membranes of animal cells, particularly in the membranous sheath surrounding the axons of nerve cells.

본 발명에 있어서, “폴리소르베이트 (polysorbate)”는 지방산으로 에스테르화된 에톡실화 소르비탄 (sorbitan)으로부터 파생된 비이온성 보조계면활성제를 지칭한다. 폴리소르베이트는 일반적으로 리포좀의 유화보조제 및 가용화제 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀의 경우, 폴리소르베이트를 추가로 포함함으로써 혈액-뇌 장벽 투과효율이 증진될 수 있다. 본 발명에 있어서 폴리소르베이트는 폴리소르베이트 20, 폴리소르베이트 40, 폴리소르베이트 60, 및 폴리소르베이트 80으로부터 선택될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 상기 폴리소르베이트는 폴리소르베이트 80이다. In the present invention, “polysorbate” refers to a nonionic co-surfactant derived from ethoxylated sorbitan esterified with fatty acid. Polysorbate is generally known to act as an emulsifying agent and solubilizer for liposomes. In the case of the ultrasound-responsive liposome according to the present invention, the blood-brain barrier penetration efficiency can be improved by additionally including polysorbate. In the present invention, the polysorbate may be selected from polysorbate 20, polysorbate 40, polysorbate 60, and polysorbate 80, but is not limited thereto. Preferably, the polysorbate is polysorbate 80.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, 콜레스테롤, 및 lyso-PC는 1~50 : 1~10 : 5~80 : 0.1~50 : 0.1~20의 몰비 (mole%)로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명자들은 구체적인 실험을 통해 상기 조성비를 만족하는 리포좀이 뛰어난 약물 봉입률, 초음파 감응성, 및 혈액-뇌 장벽 투과율을 갖는 것을 확인하였다. In one embodiment of the present invention, the DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, cholesterol, and lyso-PC may be included in a molar ratio (mole %) of 1 to 50 : 1 to 10 : 5 to 80 : 0.1 to 50 : 0.1 to 20, but is not limited thereto. The present inventors have confirmed through specific experiments that liposomes satisfying the above composition ratios have excellent drug loading rate, ultrasound sensitivity, and blood-brain barrier permeability.

보다 구체적으로, 상기 DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, 콜레스테롤, 및 lyso-PC 는 1~50 : 1~10 : 5~80 : 0.1~50 : 0.1~20의 몰비 (mole%), 1~50 : 1~10 : 5~68 : 0.1~50 : 0.1~20의 몰비 (mole%), 1~50 : 10~15 : 5~80 : 0.1~50 : 0.1~20의 몰비 (mole%), 1~50 : 1~20 : 5~70 : 0.1~35 : 0.1~15의 몰비 (mole%), 1~50 : 1~10 : 5~70 : 0.1~50 : 0.1~20의 몰비 (mole%), 1~40 : 1~9 : 35~80 : 0.1~40 : 1~10의 몰비 (mole%), 1~40 : 1~10 : 20~70 : 0.1~50 : 1~10의 몰비 (mole%), 1~40 : 1~10 : 20~68 : 0.1~50 : 1~8의 몰비 (mole%), 1~30 : 1~10 : 10~80 : 0.1~50 : 0.1~20의 몰비 (mole%), 1~30 : 1~9 : 5~70 : 0.1~40 : 0.1~20의 몰비 (mole%), 1~30 : 1~9 : 5~68 : 0.1~40 : 0.1~20의 몰비 (mole%), 1~30 : 1~10 : 20~80 : 0.1~50 : 2~10의 몰비 (mole%), 1~30 : 1~20 : 20~68 : 0.1~40 : 1~11의 몰비 (mole%), 1~20 : 1~10 : 15~80 : 1~48 : 1~12의 몰비 (mole%), 10~40 : 3~7 : 40~68 : 0.1~45 : 0.1~11의 몰비 (mole%), 0.1~20 : 1~8 : 63~67 : 0.1~32 : 3~11의 몰비 (mole%), 5~15 : 1~7 : 60~67 : 10~32 : 1~11의 몰비 (mole%), 8~12 : 3~6 : 50~66 : 10~32 : 5~11의 몰비 (mole%), 또는 0.1~20 : 1~8 : 53~57 : 0.1~30: 5~10의 몰비 (mole%)로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.More specifically, the DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, cholesterol, and lyso-PC are in a molar ratio of 1~50 : 1~10 : 5~80 : 0.1~50 : 0.1~20, a molar ratio of 1~50 : 1~10 : 5~68 : 0.1~50 : 0.1~20, a molar ratio of 1~50 : 10~15 : 5~80 : 0.1~50 : 0.1~20, a molar ratio of 1~50 : 1~20 : 5~70 : 0.1~35 : 0.1~15, a molar ratio of 1~50 : 1~10 : 5~70 : 0.1~50 : 0.1~20, a molar ratio of 1~40 : 1~9 : 35~80 : 0.1~40 : 1~10 mole ratio (mole%), 1~40 : 1~10 : 20~70 : 0.1~50 : 1~10 mole ratio (mole%), 1~40 : 1~10 : 20~68 : 0.1~50 : 1~8 mole ratio (mole%), 1~30 : 1~10 : 10~80 : 0.1~50 : 0.1~20 mole ratio (mole%), 1~30 : 1~9 : 5~70 : 0.1~40 : 0.1~20 mole ratio (mole%), 1~30 : 1~9 : 5~68 : 0.1~40 : 0.1~20 mole ratio (mole%), 1~30 : 1~10 : 20~80 : 0.1~50 : 2~10 mole ratio (mole%), 1~30 : 1~20 : 20~68 : 0.1~40 : 1~11 mole ratio (mole%), 1~20 : 1~10 : 15~80 : 1~48 : 1~12 mole ratio (mole%), 10~40 : 3~7 : 40~68 : 0.1~45 : 0.1~11 mole ratio (mole%), 0.1~20 : 1~8 : 63~67 : 0.1~32 : 3~11 mole ratio (mole%), 5~15 : 1~7 : 60~67 : 10~32 : 1~11 mole ratio (mole%), 8~12 : 3~6 : 50~66 : It may be included in a molar ratio (mole%) of 10~32 : 5~11, or a molar ratio (mole%) of 0.1~20 : 1~8 : 53~57 : 0.1~30 : 5~10, but is not limited thereto.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 DSPC는 전체 리포좀 대비 1 내지 50 몰비 (mole%), 1 내지 40 몰비 (mole%), 1 내지 30 몰비 (mole%), 1 내지 25 몰비 (mole%), 1 내지 20 몰비 (mole%), 1 내지 15 몰비 (mole%), 1 내지 7 몰비 (mole%), 5 내지 50 몰비 (mole%), 5 내지 40 몰비 (mole%), 5 내지 35 몰비 (mole%), 5 내지 30 몰비 (mole%), 5 내지 25 몰비 (mole%), 5 내지 20 몰비 (mole%), 5 내지 15 몰비 (mole%), 7 내지 12 몰비 (mole%), 25 내지 35 몰비 (mole%), 27 내지 32 몰비 (mole%), 또는 35 내지 45 몰비 (mole%)로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, in the present invention, the DSPC is present in an amount of 1 to 50 molar ratio (mole%), 1 to 40 molar ratio (mole%), 1 to 30 molar ratio (mole%), 1 to 25 molar ratio (mole%), 1 to 20 molar ratio (mole%), 1 to 15 molar ratio (mole%), 1 to 7 molar ratio (mole%), 5 to 50 molar ratio (mole%), 5 to 40 molar ratio (mole%), 5 to 35 molar ratio (mole%), 5 to 30 molar ratio (mole%), 5 to 25 molar ratio (mole%), 5 to 20 molar ratio (mole%), 5 to 15 molar ratio (mole%), 7 to 12 molar ratio (mole%), 25 to 35 molar ratio (mole%), 27 to 32 molar ratio (mole%), or 35 to May be included in a molar ratio of 45 mole%, but is not limited thereto.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 DSPE-mPEG2000는 전체 리포좀 대비 1 내지 10 몰비 (mole%), 1 내지 9 몰비 (mole%), 1 내지 8 몰비 (mole%), 1 내지 7 몰비 (mole%), 1 내지 6 몰비 (mole%), 1 내지 5 몰비 (mole%), 2 내지 9 몰비 (mole%), 2 내지 8 몰비 (mole%), 2 내지 7 몰비 (mole%), 2 내지 6 몰비 (mole%), 2 내지 5 몰비 (mole%), 3 내지 8 몰비 (mole%), 3 내지 7 몰비 (mole%), 또는 4 내지 6 몰비 (mole%)로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, in the present invention, the DSPE-mPEG2000 may be included in a molar ratio (mole%) of 1 to 10, 1 to 9, 1 to 8, 1 to 7, 1 to 6, 1 to 5, 2 to 9, 2 to 8, 2 to 7, 2 to 6, 2 to 5, 2 to 9, 2 to 8, 2 to 7, 2 to 6, 2 to 5, 3 to 8, 3 to 7, or 4 to 6, molar ratio (mole%) relative to the total liposome, but is not limited thereto.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 DOPE는 전체 리포좀 대비 5 내지 80 몰비 (mole%), 5 내지 75 몰비 (mole%), 5 내지 70 몰비 (mole%), 5 내지 68 몰비 (mole%), 10 내지 75 몰비 (mole%), 10 내지 70 몰비 (mole%), 10 내지 68 몰비 (mole%), 20 내지 75 몰비 (mole%), 20 내지 70 몰비 (mole%), 20 내지 68 몰비 (mole%), 30 내지 75 몰비 (mole%), 30 내지 70 몰비 (mole%), 30 내지 68 몰비 (mole%), 40 내지 80 몰비 (mole%), 40 내지 75 몰비 (mole%), 40 내지 70 몰비 (mole%), 40 내지 68 몰비 (mole%), 45 내지 80 몰비 (mole%), 45 내지 70 몰비 (mole%), 50 내지 80 몰비 (mole%), 50 내지 70 몰비 (mole%), 또는 50 내지 68 몰비 (mole%) 로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, in the present invention, the DOPE is present in an amount of 5 to 80 molar ratio (mole%), 5 to 75 molar ratio (mole%), 5 to 70 molar ratio (mole%), 5 to 68 molar ratio (mole%), 10 to 75 molar ratio (mole%), 10 to 70 molar ratio (mole%), 10 to 68 molar ratio (mole%), 20 to 75 molar ratio (mole%), 20 to 70 molar ratio (mole%), 20 to 68 molar ratio (mole%), 30 to 75 molar ratio (mole%), 30 to 70 molar ratio (mole%), 30 to 68 molar ratio (mole%), 40 to 80 molar ratio (mole%), 40 to 75 molar ratio (mole%), 40 to 70 molar ratio (mole%), 40 to 68 The mole ratio may be comprised of, but is not limited to, 45 to 80 mole %, 45 to 70 mole %, 50 to 80 mole %, 50 to 70 mole %, or 50 to 68 mole %.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 콜레스테롤은 전체 리포좀 대비 0.1 내지 50 몰비 (mole%), 0.1 내지 45 몰비 (mole%), 1 내지 45 몰비 (mole%), 5 내지 45 몰비 (mole%), 5 내지 40 몰비 (mole%), 5 내지 35 몰비 (mole%), 5 내지 30 몰비 (mole%), 5 내지 25 몰비 (mole%), 5 내지 20 몰비 (mole%), 5 내지 15 몰비 (mole%), 10 내지 40 몰비 (mole%), 10 내지 35 몰비 (mole%), 10 내지 30 몰비 (mole%), 10 내지 25 몰비 (mole%), 10 내지 20 몰비 (mole%), 20 내지 40 몰비 (mole%), 20 내지 35 몰비 (mole%), 25 내지 40 몰비 (mole%), 25 내지 35 몰비 (mole%), 27 내지 32 몰비 (mole%), 30 내지 40 몰비 (mole%), 5 내지 10 몰비 (mole%), 또는 40 내지 50 몰비 (mole%)로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, in the present invention, the cholesterol is present in an amount of 0.1 to 50 molar ratio (mole%), 0.1 to 45 molar ratio (mole%), 1 to 45 molar ratio (mole%), 5 to 45 molar ratio (mole%), 5 to 40 molar ratio (mole%), 5 to 35 molar ratio (mole%), 5 to 30 molar ratio (mole%), 5 to 25 molar ratio (mole%), 5 to 20 molar ratio (mole%), 5 to 15 molar ratio (mole%), 10 to 40 molar ratio (mole%), 10 to 35 molar ratio (mole%), 10 to 30 molar ratio (mole%), 10 to 25 molar ratio (mole%), 10 to 20 molar ratio (mole%), 20 to 40 molar ratio (mole%), 20 to 35 molar ratio relative to the total liposome. (mole%), 25 to 40 molar ratio (mole%), 25 to 35 molar ratio (mole%), 27 to 32 molar ratio (mole%), 30 to 40 molar ratio (mole%), 5 to 10 molar ratio (mole%), or 40 to 50 molar ratio (mole%), but is not limited thereto.

또한, 본 발명에서, 상기 lyso-PC는 전체 리포좀 대비 0.1 내지 20 몰비 (mole%), 0.1 내지 15 몰비 (mole%), 0.1 내지 10 몰비 (mole%), 1 내지 20 몰비 (mole%), 1 내지 10 몰비 (mole%), 1 내지 9 몰비 (mole%), 1 내지 8 몰비 (mole%), 1 내지 7 몰비 (mole%), 1 내지 6 몰비 (mole%), 3 내지 20 몰비 (mole%), 3 내지 15 몰비 (mole%), 3 내지 10 몰비 (mole%), 3 내지 7 몰비 (mole%), 2 내지 10 몰비 (mole%), 3 내지 7 몰비 (mole%), 2 내지 6 몰비 (mole%), 5 내지 20 몰비 (mole%), 5 내지 15 몰비 (mole%), 5 내지 10 몰비 (mole%), 7 내지 20 몰비 (mole%), 7 내지 15 몰비 (mole%), 7 내지 12 몰비 (mole%), 8 내지 12 몰비 (mole%), 9 내지 11 몰비 (mole%), 4 내지 6 몰비 (mole%), 또는 6 내지 8 몰비 (mole%)로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, in the present invention, the lyso-PC is present in an amount of 0.1 to 20 molar ratio (mole%), 0.1 to 15 molar ratio (mole%), 0.1 to 10 molar ratio (mole%), 1 to 20 molar ratio (mole%), 1 to 10 molar ratio (mole%), 1 to 9 molar ratio (mole%), 1 to 8 molar ratio (mole%), 1 to 7 molar ratio (mole%), 1 to 6 molar ratio (mole%), 3 to 20 molar ratio (mole%), 3 to 15 molar ratio (mole%), 3 to 10 molar ratio (mole%), 3 to 7 molar ratio (mole%), 2 to 10 molar ratio (mole%), 3 to 7 molar ratio (mole%), 2 to 6 molar ratio (mole%), 5 to 20 molar ratio (mole%), 5 to The molar ratio may be comprised of, but is not limited to, 15 mole %, 5 to 10 mole %, 7 to 20 mole %, 7 to 15 mole %, 7 to 12 mole %, 8 to 12 mole %, 9 to 11 mole %, 4 to 6 mole %, or 6 to 8 mole %.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 DSPC는 전체 리포좀 대비 0.1 내지 50 건조중량%,In another embodiment of the present invention, the DSPC is present in an amount of 0.1 to 50% by dry weight relative to the total liposome.

상기 DSPE-mPEG2000는 전체 리포좀 대비 3 내지 50 건조중량%,The above DSPE-mPEG2000 is 3 to 50% by dry weight relative to the total liposome.

상기 DOPE는 전체 리포좀 대비 1 내지 80 건조중량%,The above DOPE is 1 to 80% by dry weight relative to the total liposome,

상기 콜레스테롤은 전체 리포좀 대비 0.05 내지 40 건조중량%, 및The cholesterol is present in an amount of 0.05 to 40% by dry weight relative to the total liposome, and

상기 lyso-PC는 전체 리포좀 대비 0.5 내지 10 건조중량%으로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The above lyso-PC may be included in an amount of 0.5 to 10% by dry weight relative to the total liposome, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서, 상기 DSPC는 전체 리포좀 대비 0.1 내지 50 건조중량%, 0.1 내지 45 건조중량%, 0.1 내지 40 건조중량%, 1 내지 40 건조중량%, 1 내지 30 건조중량%, 1 내지 20 건조중량%, 1 내지 15 건조중량%, 1 내지 13 건조중량%, 3 내지 20 건조중량%, 5 내지 20 건조중량%, 7 내지 20 건조중량%, 5 내지 15 건조중량%, 7 내지 13 건조중량%, 또는 9 내지 11 건조중량%으로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the DSPC may be included in an amount of 0.1 to 50 dry weight %, 0.1 to 45 dry weight %, 0.1 to 40 dry weight %, 1 to 40 dry weight %, 1 to 30 dry weight %, 1 to 20 dry weight %, 1 to 15 dry weight %, 1 to 13 dry weight %, 3 to 20 dry weight %, 5 to 20 dry weight %, 7 to 20 dry weight %, 5 to 15 dry weight %, 7 to 13 dry weight %, or 9 to 11 dry weight % relative to the total liposome, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서, 상기 DSPE-mPEG2000는 전체 리포좀 대비 3 내지 50 건조중량%, 5 내지 40 건조중량%, 10 내지 30 건조중량%, 10 내지 25 건조중량%, 10 내지 20 건조중량%, 15 내지 30 건조중량%, 15 내지 25 건조중량%, 15 내지 20 건조중량%, 16 내지 19 건조중량%, 또는 17 내지 19 건조중량%으로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the DSPE-mPEG2000 may be included in an amount of 3 to 50 dry weight %, 5 to 40 dry weight %, 10 to 30 dry weight %, 10 to 25 dry weight %, 10 to 20 dry weight %, 15 to 30 dry weight %, 15 to 25 dry weight %, 15 to 20 dry weight %, 16 to 19 dry weight %, or 17 to 19 dry weight % relative to the total liposome, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서, 상기 DOPE는 전체 리포좀 대비 1 내지 80 건조중량%, 5 내지 80 건조중량%, 10 내지 80 건조중량%, 15 내지 80 건조중량%, 20 내지 80 건조중량%, 25 내지 80 건조중량%, 30 내지 80 건조중량%, 30 내지 75 건조중량%, 30 내지 70 건조중량%, 30 내지 65 건조중량%, 30 내지 60 건조중량%, 30 내지 55 건조중량%, 30 내지 50 건조중량%, 40 내지 80 건조중량%, 40 내지 70 건조중량%, 50 내지 80 건조중량%, 50 내지 70 건조중량%, 55 내지 65 건조중량%, 60 내지 65 건조중량%, 60 내지 63 건조중량%, 또는 60 내지 62 건조중량%으로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the DOPE is present in an amount of 1 to 80 dry weight %, 5 to 80 dry weight %, 10 to 80 dry weight %, 15 to 80 dry weight %, 20 to 80 dry weight %, 25 to 80 dry weight %, 30 to 80 dry weight %, 30 to 75 dry weight %, 30 to 70 dry weight %, 30 to 65 dry weight %, 30 to 60 dry weight %, 30 to 55 dry weight %, 30 to 50 dry weight %, 40 to 80 dry weight %, 40 to 70 dry weight %, 50 to 80 dry weight %, 50 to 70 dry weight %, 55 to 65 dry weight %, 60 to 65 dry weight %, 60 to 63 dry weight %, or 60 to 62 dry weight % relative to the total liposome. May include, but are not limited to:

본 발명에 있어서, 상기 콜레스테롤은 전체 리포좀 대비 0.05 내지 40 건조중량%, 1 내지 40 건조중량%, 1 내지 30 건조중량%, 1 내지 20 건조중량%, 1 내지 15 건조중량%, 1 내지 13 건조중량%, 1 내지 10 건조중량%, 3 내지 20 건조중량%, 3 내지 15 건조중량%, 3 내지 13 건조중량%, 3 내지 10 건조중량%, 5 내지 20 건조중량%, 5 내지 15 건조중량%, 5 내지 13 건조중량%, 5 내지 10 건조중량%, 6 내지 8 건조중량%, 10 내지 40 건조중량%, 10 내지 35 건조중량%, 10 내지 30 건조중량%, 10 내지 25 건조중량%, 10 내지 20 건조중량%, 15 내지 40 건조중량%, 15 내지 30 건조중량%, 15 내지 25 건조중량%, 15 내지 22 건조중량%, 또는 20 내지 30 건조중량%으로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the cholesterol is present in an amount of 0.05 to 40 dry weight%, 1 to 40 dry weight%, 1 to 30 dry weight%, 1 to 20 dry weight%, 1 to 15 dry weight%, 1 to 13 dry weight%, 1 to 10 dry weight%, 3 to 20 dry weight%, 3 to 15 dry weight%, 3 to 13 dry weight%, 3 to 10 dry weight%, 5 to 20 dry weight%, 5 to 15 dry weight%, 5 to 13 dry weight%, 5 to 10 dry weight%, 6 to 8 dry weight%, 10 to 40 dry weight%, 10 to 35 dry weight%, 10 to 30 dry weight%, 10 to 25 dry weight%, 10 to 20 dry weight%, 15 to 40 dry weight%, 15 may be included in an amount of, but is not limited to, from 15 to 25% by dry weight, from 15 to 22% by dry weight, or from 20 to 30% by dry weight.

본 발명에 있어서, 상기 lyso-PC는 전체 리포좀 대비 0.5 내지 10 건조중량%, 0.5 내지 8 건조중량%, 0.5 내지 7 건조중량%, 0.5 내지 6 건조중량%, 0.5 내지 5 건조중량%, 0.5 내지 4 건조중량%, 1 내지 8 건조중량%, 1 내지 7 건조중량%, 1 내지 6 건조중량%, 1 내지 4 건조중량%, 2 내지 8 건조중량%, 2 내지 7.5 건조중량%, 2 내지 6 건조중량%, 2 내지 5 건조중량%, 2 내지 4 건조중량%, 2.5 내지 7.5 건조중량%, 2.5 내지 7 건조중량%, 2.5 내지 6.5 건조중량%, 3 내지 8 건조중량%, 3 내지 7 건조중량%, 3 내지 6 건조중량%, 3 내지 5 건조중량%, 3 내지 4 건조중량%, 5 내지 10 건조중량%, 5 내지 9 건조중량%, 5 내지 8 건조중량%, 5 내지 7 건조중량%, 5 내지 6 건조중량%, 또는 5 내지 5.5 건조중량%으로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the lyso-PC is present in an amount of 0.5 to 10 dry weight%, 0.5 to 8 dry weight%, 0.5 to 7 dry weight%, 0.5 to 6 dry weight%, 0.5 to 5 dry weight%, 0.5 to 4 dry weight%, 1 to 8 dry weight%, 1 to 7 dry weight%, 1 to 6 dry weight%, 1 to 4 dry weight%, 2 to 8 dry weight%, 2 to 7.5 dry weight%, 2 to 6 dry weight%, 2 to 5 dry weight%, 2 to 4 dry weight%, 2.5 to 7.5 dry weight%, 2.5 to 7 dry weight%, 2.5 to 6.5 dry weight%, 3 to 8 dry weight%, 3 to 7 dry weight%, 3 to 6 dry weight%, 3 to 5 dry weight%, 3 to It can be comprised in an amount of, but is not limited to, 4% by dry weight, 5 to 10% by dry weight, 5 to 9% by dry weight, 5 to 8% by dry weight, 5 to 7% by dry weight, 5 to 6% by dry weight, or 5 to 5.5% by dry weight.

본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀은 DOPE (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine) 및 스핑고리피드 (sphingolipid)를 유효성분으로 포함하고, DSPC, 콜레스테롤, 및 Lyso-PC는 포함하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다. The ultrasound-responsive liposome according to the present invention may be characterized in that it contains DOPE (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine) and sphingolipid as active ingredients, and does not contain DSPC, cholesterol, and Lyso-PC.

바람직하게는, 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀은 DOPE, DSPE-mPEG2000, 및 스핑고리피드 (sphingolipid)을 유효성분으로 포함하고, DSPC, 콜레스테롤, 및 Lyso-PC는 포함하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.Preferably, the ultrasound-responsive liposome according to the present invention may be characterized in that it contains DOPE, DSPE-mPEG2000, and sphingolipid as active ingredients, and does not contain DSPC, cholesterol, and Lyso-PC.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 DOPE는 전체 리포좀 대비 5 내지 80 몰비 (mole%), 5 내지 75 몰비 (mole%), 5 내지 70 몰비 (mole%), 5 내지 60 몰비 (mole%), 5 내지 50 몰비 (mole%), 5 내지 45 몰비 (mole%), 5 내지 40 몰비 (mole%), 5 내지 35 몰비 (mole%), 5 내지 33 몰비 (mole%), 5 내지 20 몰비 (mole%), 5 내지 10 몰비 (mole%), 10 내지 80 몰비 (mole%), 10 내지 70 몰비 (mole%), 10 내지 60 몰비 (mole%), 10 내지 50 몰비 (mole%), 20 내지 80 몰비 (mole%), 20 내지 70 몰비 (mole%), 20 내지 60 몰비 (mole%), 20 내지 50 몰비 (mole%), 30 내지 80 몰비 (mole%), 30 내지 70 몰비 (mole%), 30 내지 60 몰비 (mole%), 35 내지 55 몰비 (mole%), 또는 40 내지 55 몰비 (mole%)로 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. In one embodiment of the present invention, the DOPE is present in a molar ratio (mole%) of 5 to 80, 5 to 75, 5 to 70, 5 to 60, 5 to 50, 5 to 45, 5 to 40, 5 to 35, 5 to 33, 5 to 20, 5 to 10, 10 to 80, 10 to 70, 10 to 60, 10 to 50, 20 to 80, 20 to 70, molar ratio (mole%), relative to the total liposome. It may be included in a molar ratio of 20 to 60 mole %, 20 to 50 mole %, 30 to 80 mole %, 30 to 70 mole %, 30 to 60 mole %, 35 to 55 mole %, or 40 to 55 mole %, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 스핑고리피드는 전체 리포좀 대비 5 내지 80 몰비 (mole%), 5 내지 75 몰비 (mole%), 5 내지 70 몰비 (mole%), 5 내지 60 몰비 (mole%), 5 내지 50 몰비 (mole%), 5 내지 45 몰비 (mole%), 5 내지 40 몰비 (mole%), 5 내지 35 몰비 (mole%), 5 내지 20 몰비 (mole%), 5 내지 10 몰비 (mole%), 10 내지 80 몰비 (mole%), 10 내지 70 몰비 (mole%), 10 내지 60 몰비 (mole%), 10 내지 50 몰비 (mole%), 20 내지 80 몰비 (mole%), 20 내지 70 몰비 (mole%), 20 내지 60 몰비 (mole%), 20 내지 50 몰비 (mole%), 30 내지 80 몰비 (mole%), 30 내지 70 몰비 (mole%), 30 내지 60 몰비 (mole%), 35 내지 55 몰비 (mole%), 또는 40 내지 55 몰비 (mole%)로 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the sphingolipid is present in a molar ratio of 5 to 80 mole%, 5 to 75 mole%, 5 to 70 mole%, 5 to 60 mole%, 5 to 50 mole%, 5 to 45 mole%, 5 to 40 mole%, 5 to 35 mole%, 5 to 20 mole%, 5 to 10 mole%, 10 to 80 mole%, 10 to 70 mole%, 10 to 60 mole%, 10 to 50 mole%, 20 to 80 mole%, 20 to 70 mole%, 20 to 60 mole% relative to the total liposome. (mole%), 20 to 50 molar ratio (mole%), 30 to 80 molar ratio (mole%), 30 to 70 molar ratio (mole%), 30 to 60 molar ratio (mole%), 35 to 55 molar ratio (mole%), or 40 to 55 molar ratio (mole%), but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 DSPE-mPEG2000는 1 내지 20 몰비 (mole%), 1 내지 18 몰비 (mole%), 1 내지 16 몰비 (mole%), 1 내지 14 몰비 (mole%), 1 내지 12 몰비 (mole%), 5 내지 20 몰비 (mole%), 6 내지 20 몰비 (mole%), 7 내지 20 몰비 (mole%), 8 내지 20 몰비 (mole%), 9 내지 20 몰비 (mole%), 7 내지 15 몰비 (mole%), 7 내지 13 몰비 (mole%), 5 내지 15 몰비 (mole%), 5 내지 13 몰비 (mole%), 또는 8 내지 12 몰비 (mole%)로 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. In another embodiment of the present invention, the DSPE-mPEG2000 may be included in a molar ratio of 1 to 20 (mole%), 1 to 18 (mole%), 1 to 16 (mole%), 1 to 14 (mole%), 1 to 12 (mole%), 5 to 20 (mole%), 6 to 20 (mole%), 7 to 20 (mole%), 8 to 20 (mole%), 9 to 20 (mole%), 7 to 15 (mole%), 7 to 13 (mole%), 5 to 15 (mole%), 5 to 13 (mole%), or 8 to 12 (mole%), but is not limited thereto.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 DOPE, 스핑고리피드, 및 DSPE-mPEG2000는 20~60 : 20~60 : 1~20의 몰비 (mole%), 20~70 : 20~70 : 5~15의 몰비 (mole%), 30~60 : 20~70 : 5~20의 몰비 (mole%), 35~50 : 35~50 : 8~15의 몰비 (mole%), 25~60 : 25~60 : 8~15의 몰비 (mole%), 또는 40~55 : 40~55 : 8~15의 몰비 (mole%)로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In another embodiment of the present invention, the DOPE, sphingolipid, and DSPE-mPEG2000 may be included in a molar ratio (mole%) of 20-60 : 20-60 : 1-20, a molar ratio (mole%) of 20-70 : 20-70 : 5-15, a molar ratio (mole%) of 30-60 : 20-70 : 5-20, a molar ratio (mole%) of 35-50 : 35-50 : 8-15, a molar ratio (mole%) of 25-60 : 25-60 : 8-15, or a molar ratio (mole%) of 40-55 : 40-55 : 8-15, but is not limited thereto.

또한, 본 발명에서 상기 DOPE는 전체 리포좀 대비 1 내지 80 건조중량%으로 포함되고, 상기 스핑고리피드는 전체 리포좀 대비 1 내지 80 건조중량%으로 포함되며, 상기 DSPE-mPEG2000는 포함되지 않거나 전체 리포좀 대비 3 내지 50 건조중량%으로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, in the present invention, the DOPE is included in an amount of 1 to 80% by dry weight relative to the entire liposome, the sphingolipid is included in an amount of 1 to 80% by dry weight relative to the entire liposome, and the DSPE-mPEG2000 may not be included or may be included in an amount of 3 to 50% by dry weight relative to the entire liposome, but is not limited thereto.

상기 본 발명의 리포좀은 인지질을 포함하는 양친매성 화합물들에 의해 형성된다. 이러한 양친매성 화합물은 전형적으로 수성 매질과 본질적으로 수불용성인 유기용매 간의 계면에 배열되어, 유화된 용매 미세방울을 안정화한다. 상기 양친매성 화합물은 수성 매질과 반응할 수 있는 친수성극 머리 부분 (예: 극성 또는 이온성기) 및 예를 들어 유기용매와 반응할 수 있는 소수성 유기 꼬리 부분 (예: 탄화수소 사슬)을 가진 분자를 가진 화합물을 포함한다. 양친매성 화합물은 비혼화성인 두 가지의 액체 (예: 물과 오일)의 혼합물, 액체와 기체의 혼합물 (예: 물중에 기체 마이크로버블) 또는 액체와 불용성 입자의 혼합물 (예. 물중에 금속 나노 입자)과 같이 다른 방법으로는 통상적으로 섞일 수 없는 물질의 혼합물을 안정화시킬 수 있는 화합물이다.The liposome of the present invention is formed by amphiphilic compounds including phospholipids. These amphiphilic compounds are typically arranged at the interface between an aqueous medium and an essentially water-insoluble organic solvent, thereby stabilizing emulsified solvent microdroplets. The amphiphilic compounds include compounds having a molecule having a hydrophilic polar head moiety (e.g., a polar or ionic group) capable of reacting with an aqueous medium and a hydrophobic organic tail moiety (e.g., a hydrocarbon chain) capable of reacting with, for example, an organic solvent. Amphiphilic compounds are compounds that can stabilize mixtures of substances that cannot normally be mixed otherwise, such as a mixture of two immiscible liquids (e.g., water and oil), a mixture of a liquid and a gas (e.g., gas microbubbles in water), or a mixture of a liquid and insoluble particles (e.g., metal nanoparticles in water).

또한, 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀은 황산암모늄, 시트르산암모늄, 또는 TEA-SOS로 수화된 것일 수 있다. 즉, 상기 리포좀의 내부버퍼 (inner buffer)는 황산암모늄, 시트르산암모늄, 또는 TEA-SOS일 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀은 황산암모늄 또는 시트르산암모늄으로 수화된 것이다.In addition, the ultrasound-responsive liposome according to the present invention may be hydrated with ammonium sulfate, ammonium citrate, or TEA-SOS. That is, the inner buffer of the liposome may be ammonium sulfate, ammonium citrate, or TEA-SOS. Preferably, the ultrasound-responsive liposome according to the present invention is hydrated with ammonium sulfate or ammonium citrate.

본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀은 혈액-뇌 장벽을 투과 (즉, 통과 또는 이동)할 수 있는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 초음파 감응성 리포좀은 혈액-뇌 장벽을 투과하여 뇌조직 내로 이동할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀은 그 물성과 특성을 유지하면서 혈액-뇌 장벽을 투과할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀은 약물을 뇌 내로, 즉 뇌조직 내로 전달하기 위한 담체로 사용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물은 상기 초음파 감응성 리포좀에 담지된 약물을 뇌조직 내로 전달하기 위한 것일 수 있다.The ultrasound-responsive liposome according to the present invention is characterized by being able to penetrate (i.e., pass through or migrate) the blood-brain barrier. That is, the ultrasound-responsive liposome can penetrate the blood-brain barrier and migrate into brain tissue. In particular, the ultrasound-responsive liposome according to the present invention can penetrate the blood-brain barrier while maintaining its physical properties and characteristics. Therefore, the ultrasound-responsive liposome according to the present invention can be used as a carrier for delivering a drug into the brain, i.e., into brain tissue. That is, the blood-brain barrier-penetrating composition according to the present invention can be for delivering a drug loaded in the ultrasound-responsive liposome into brain tissue.

본 발명에 있어서, “혈액-뇌 장벽 (Blood-Brain Barrier, BBB)”은 뇌와 혈액을 격리시키는 혈관 장벽으로, 색소, 약물, 독물 등 이물질이 뇌조직으로 들어오는 것을 차단하여 뇌를 보호하는 장벽을 지칭한다. 혈액-뇌 장벽은 뇌세포를 둘러싼 뇌혈관에 전체적으로 분포하는데, 뇌모세혈관 내피세포가 혈액-뇌 장벽에 밀착해서 결합하고 있으며, 주변을 아교세포가 빈틈없이 에워싸고 있는 밀착된 구조를 통해 약물이나 대사산물이 내부로 들어올 수 없게 한다. 혈액-뇌 장벽을 구성하는 물질은 대부분 인지질로 이루어져 있다. In the present invention, the “blood-brain barrier (BBB)” is a vascular barrier that separates the brain and blood, and refers to a barrier that protects the brain by blocking foreign substances such as pigments, drugs, and toxins from entering brain tissue. The blood-brain barrier is distributed throughout the cerebral blood vessels surrounding brain cells, and brain capillary endothelial cells are tightly bound to the blood-brain barrier, and the surrounding area is tightly surrounded by glial cells, preventing drugs or metabolites from entering the interior through a tight structure. Most of the substances constituting the blood-brain barrier are composed of phospholipids.

본 발명에 따른 리포좀은, 초음파에 노출되었을 때 혈액-뇌 장벽을 통과하는 것을 특징으로 한다.The liposome according to the present invention is characterized in that it passes through the blood-brain barrier when exposed to ultrasound.

본 발명에서 사용되는 용어 “초음파 (ultrasound)”는 일반적으로 사람의 귀가 들을 수 있는 음파의 주파수인 16 Hz~20 kHz의 주파수를 넘는 음파를 의미하며, 고강도 집중초음파는 연속적이고 고강도인 초음파 에너지를 초점에 제공하는 집속형 초음파를 도입하여 에너지와 진동수에 따라 순간 열 효과 (65-100℃), 공동화 (cavitation) 효과, 기계적 효과 및 음향화학적 (sonochemical) 효과를 낼 수 있다. 초음파는 인체조직을 통과할 때 해롭지 않으나 초점을 형성하는 고강도의 초음파는 조직의 종류에 상관없이 응고괴사 및 열소작 효과를 일으킬 수 있을 만큼 충분한 에너지를 발생한다.The term “ultrasound” used in the present invention generally refers to sound waves exceeding the frequency of 16 Hz to 20 kHz, which is the sound wave frequency that can be heard by human ears, and high-intensity focused ultrasound introduces focused ultrasound that provides continuous, high-intensity ultrasonic energy to a focus, and can produce instantaneous thermal effects (65-100℃), cavitation effects, mechanical effects, and sonochemical effects depending on the energy and frequency. Ultrasound is not harmful when passing through human tissue, but high-intensity ultrasound that forms a focus generates sufficient energy to cause coagulation necrosis and thermocautery effects regardless of the type of tissue.

본 발명에 있어서, 리포좀은 초음파 감응성 리포좀이다. 초음파 감응성 리포좀이란 초음파에 노출되었을 때 리포좀의 투과성이 증가하는 것을 의미할 수 있다. 따라서, 리포좀이 초음파에 노출되는 경우, 리포좀에 포함된 약물이 방출될 수 있다. 또는, 초음파 감응성 리포좀이란 초음파에 노출되었을 때 리포좀의 혈액-뇌 장벽 투과능이 증가하는 것을 의미할 수 있다. 따라서, 리포좀이 초음파에 노출되면 리포좀이 혈액-뇌 장벽을 통과하여 뇌로 전달될 수 있으며, 마찬가지로 초음파에 의해 리포좀에 담지되어 있던 약물이 뇌로 전달될 수 있다.In the present invention, the liposome is an ultrasound-responsive liposome. The ultrasound-responsive liposome may mean that the permeability of the liposome increases when exposed to ultrasound. Therefore, when the liposome is exposed to ultrasound, the drug contained in the liposome may be released. Alternatively, the ultrasound-responsive liposome may mean that the blood-brain barrier permeability of the liposome increases when exposed to ultrasound. Therefore, when the liposome is exposed to ultrasound, the liposome may pass through the blood-brain barrier and be delivered to the brain, and similarly, the drug loaded in the liposome may be delivered to the brain by ultrasound.

본 발명에 있어서, 상기 초음파는 가청 주파수의 범위인 16 Hz 내지 20 kHz 보다 주파수가 큰 음파를 말한다. 초음파는 고강도 집중 초음파 (high intensity focused ultrasound: HIFU), 고강도 비집중 초음파, 또는 이 둘의 조합일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. HIFU는 고강도의 초음파 에너지를 한 곳에 모아 집중된 초점을 만드는 초음파를 말한다. 어떤 영상을 보면서 고강도 집중 초음파 치료를 하는가에 따라서, 초음파 유도 고강도 집중 초음파 (Ultrasound-guided HIFU)와 자기공명영상 유도 고강도 집중 초음파 (MRI-guided HIFU)가 있다. 초음파의 주파수는 예를 들면, 1 kHz 내지 100 kHz, 1 kHz 내지 90 kHz, 1 kHz 내지 80 kHz, 1 kHz 내지 70 kHz, 1 kHz 내지 60 kHz, 1 kHz 내지 50 kHz, 1 kHz 내지 40 kHz, 1 kHz 내지 30 kHz, 1 kHz 내지 20 kHz, 1 kHz 내지 10 kHz, 20 kHz 내지 3.0 MHz, 40 kHz 내지 2.0 MHz, 60 kHz 내지 2.0 MHz, 80 kHz 내지 2.0 MHz, 100 kHz 내지 2.0 MHz, 150 kHz 내지 2.0 MHz, 200 kHz 내지 2.0 MHz, 250 kHz 내지 2.0 MHz, 300 kHz 내지 2.0 MHz, 350 kHz 내지 2.0 MHz, 400 kHz 내지 2.0 MHz, 450 kHz 내지 2.0 MHz, 500 kHz 내지 2.0 MHz, 550 kHz 내지 2.0 MHz, 600 kHz 내지 2.0 MHz, 650 kHz 내지 2.0 MHz, 700 kHz 내지 2.0 MHz, 750 kHz 내지 2.0 MHz, 800 kHz 내지 2.0 MHz, 850 kHz 내지 2.0 MHz, 900 kHz 내지 2.0 MHz, 950 kHz 내지 2.0 MHz, 600 kHz 내지 1.5 MHz, 650 kHz 내지 1.5 MHz, 700 kHz 내지 1.5 MHz, 750 kHz 내지 1.5 MHz, 800 kHz 내지 1.5 MHz, 850 kHz 내지 1.5 MHz, 900 kHz 내지 1.5 MHz, 950 kHz 내지 1.5 MHz, 1 MHz 내지 1.5 MHz, 600 kHz 내지 1.3 MHz, 650 kHz 내지 1.3 MHz, 700 kHz 내지 1.3 MHz, 750 kHz 내지 1.3 MHz, 800 kHz 내지 1.3 MHz, 850 kHz 내지 1.3 MHz, 900 kHz 내지 1.3 MHz, 950 kHz 내지 1.3 MHz, 600 kHz 내지 1.1 MHz, 650 kHz 내지 1.1 MHz, 700 kHz 내지 1.1 MHz, 750 kHz 내지 1.1 MHz, 800 kHz 내지 1.1 MHz, 850 kHz 내지 1.1 MHz, 900 kHz 내지 1.1 MHz, 950 kHz 내지 1.1 MHz, 600 kHz 내지 1 MHz, 650 kHz 내지 1 MHz, 700 kHz 내지 1 MHz, 750 kHz 내지 1 MHz, 800 kHz 내지 1 MHz, 850 kHz 내지 1 MHz, 900 kHz 내지 1 MHz, 또는 950 kHz 내지 1 MHz 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the ultrasound refers to a sound wave having a frequency higher than the audible frequency range of 16 Hz to 20 kHz. The ultrasound may be, but is not limited to, high intensity focused ultrasound (HIFU), high intensity unfocused ultrasound, or a combination of the two. HIFU refers to ultrasound that focuses high intensity ultrasound energy at one place to create a concentrated focus. Depending on which image is viewed to perform the HIFU treatment, there are ultrasound-guided high intensity focused ultrasound (Ultrasound-guided HIFU) and MRI-guided HIFU. The frequency of the ultrasound is, for example, 1 kHz to 100 kHz, 1 kHz to 90 kHz, 1 kHz to 80 kHz, 1 kHz to 70 kHz, 1 kHz to 60 kHz, 1 kHz to 50 kHz, 1 kHz to 40 kHz, 1 kHz to 30 kHz, 1 kHz to 20 kHz, 1 kHz to 10 kHz, 20 kHz to 3.0 MHz, 40 kHz to 2.0 MHz, 60 kHz to 2.0 MHz, 80 kHz to 2.0 MHz, 100 kHz to 2.0 MHz, 150 kHz to 2.0 MHz, 200 kHz to 2.0 MHz, 250 kHz to 2.0 MHz, 300 kHz to 2.0 MHz, 350 kHz to 2.0 MHz, 400 kHz to 2.0 MHz, 450 kHz to 2.0 MHz, 500 kHz to 2.0 MHz, 550 kHz to 2.0 MHz, 600 kHz to 2.0 MHz, 650 kHz to 2.0 MHz, 700 kHz to 2.0 MHz, 750 kHz to 2.0 MHz, 800 kHz to 2.0 MHz, 850 kHz to 2.0 MHz, 900 kHz to 2.0 MHz, 950 kHz to 2.0 MHz, 600 kHz to 1.5 MHz, 650 kHz to 1.5 MHz, 700 kHz to 1.5 MHz, 750 kHz to 1.5 MHz, 800 kHz to 1.5 MHz, 850 kHz to 1.5 MHz, 900 kHz to 1.5 MHz, 950 kHz to 1.5 MHz, 1 MHz to 1.5 MHz, 600 kHz to 1.3 MHz, 650 kHz to 1.3 MHz, 700 kHz to 1.3 MHz, 750 kHz to 1.3 MHz, 800 kHz to 1.3 MHz, 850 kHz to 1.3 MHz, 900 kHz to 1.3 MHz, 950 kHz to 1.3 MHz, 600 kHz to 1.1 MHz, 650 kHz to 1.1 MHz, 700 kHz to 1.1 MHz, 750 kHz to 1.1 MHz, 800 kHz to 1.1 MHz, It may be, but is not limited to, 850 kHz to 1.1 MHz, 900 kHz to 1.1 MHz, 950 kHz to 1.1 MHz, 600 kHz to 1 MHz, 650 kHz to 1 MHz, 700 kHz to 1 MHz, 750 kHz to 1 MHz, 800 kHz to 1 MHz, 850 kHz to 1 MHz, 900 kHz to 1 MHz, or 950 kHz to 1 MHz.

상기 리포좀은 안정성 (stability)이 확보된 것일 수 있다. 상기 안정성이라 함은 초음파에 노출되지 않은 상태에서는 혈중 리포좀 내 봉입된 약물이 방출되지 않는 것을 의미한다. 본 발명자들은 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀이 상온 (20~25 ℃)에서 60분 동안 볼텍싱 조건 하에서 20분마다 60분 동안 리포좀 내 봉입된 약물의 방출률을 측정하였을 때, 최대 30% 이하의 약물 방출률을 나타내는 것을 확인하였다. 즉, 본 발명에 따른 리포좀은 초음파가 없는 환경에서는 안정적인 구조를 유지하므로 약물이 거의 방출되지 않는다.The above liposome may have secured stability. The stability means that the drug encapsulated in the liposome in the blood is not released when not exposed to ultrasound. The inventors of the present invention confirmed that when the release rate of the drug encapsulated in the liposome according to the ultrasound-responsive liposome according to the present invention was measured every 20 minutes for 60 minutes at room temperature (20-25° C.) under vortexing conditions, the drug release rate was at most 30%. That is, since the liposome according to the present invention maintains a stable structure in an environment without ultrasound, the drug is hardly released.

본 발명에 따른 리포좀의 입도는 예를 들면 직경 50 ㎚ 내지 500 ㎚, 50 ㎚ 내지 400 ㎚, 50 ㎚ 내지 300 ㎚, 50 ㎚ 내지 200 ㎚, 60 ㎚ 내지 200 ㎚, 70 ㎚ 내지 200 ㎚, 80 ㎚ 내지 200 ㎚, 90 ㎚ 내지 200 ㎚, 100 ㎚ 내지 200 ㎚, 110 ㎚ 내지 190 ㎚, 120 ㎚ 내지 180 ㎚, 130 ㎚ 내지 170 ㎚, 140 ㎚ 내지 170 ㎚, 140 ㎚ 내지 160 ㎚, 또는 약 150 nm 일 수 있다. 구체적 실시예에 따르면, 100 nm 내지 200 nm 일 수 있다. 리포좀의 입도 분포는 리포좀을 10배 희석한 후 Dynamic Light Scattering (DLS) 분석법으로 Zetasizer 나노 ZS (Zetasizer Nano ZS, Malvern)를 이용하여 측정할 수 있다. 그러나 리포좀의 입도 분포 측정 방법은 이에 제한되지 않으며, 당업계 공지된 다른 방법에 따라 측정할 수 있고, 동등한 수준의 값으로 변환될 수 있다.The particle size of the liposome according to the present invention can be, for example, 50 nm to 500 nm, 50 nm to 400 nm, 50 nm to 300 nm, 50 nm to 200 nm, 60 nm to 200 nm, 70 nm to 200 nm, 80 nm to 200 nm, 90 nm to 200 nm, 100 nm to 200 nm, 110 nm to 190 nm, 120 nm to 180 nm, 130 nm to 170 nm, 140 nm to 170 nm, 140 nm to 160 nm, or about 150 nm. According to a specific embodiment, it can be 100 nm to 200 nm. The particle size distribution of liposomes can be measured using a Zetasizer Nano ZS (Malvern) by Dynamic Light Scattering (DLS) analysis after diluting the liposomes 10-fold. However, the method for measuring the particle size distribution of liposomes is not limited thereto, and can be measured according to other methods known in the art and converted to an equivalent level of value.

본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀은 약물을 담지할 수 있다. 상기 “담지”는 용어 “봉입” 또는 “적재”와 상호교환적으로 사용될 수 있다.The ultrasound-responsive liposome according to the present invention can carry a drug. The term “carrying” may be used interchangeably with the term “encapsulation” or “loading.”

본 발명에서 사용되는 용어 “약물”은 목적한 생물학적 활성을 지닌 임의의 화합물을 지칭한다. 목적한 생물학적 활성은 사람 또는 다른 동물에서 질환의 진단, 치유, 완화, 치료, 또는 예방에 유용한 활성을 포함한다.The term “drug” as used herein refers to any compound having a desired biological activity. The desired biological activity includes an activity useful for diagnosing, curing, alleviating, treating, or preventing a disease in humans or other animals.

본 발명에 있어서, 약물과 초음파 감응성 리포좀의 혼합 비율은 바람직하게는 1 : 2 내지 1 : 50 질량비 (w/w %)일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1 : 2 내지 1 : 40, 1 : 2 내지 1 : 35, 1 : 2 내지 1 : 30, 1 : 2 내지 1 : 25, 1 : 10 내지 1 : 50, 1 : 10 내지 1 : 40, 1 : 10 내지 1 : 35, 1 : 10 내지 1 : 30, 1 : 10 내지 1 : 35, 1 : 2 내지 1 : 20, 1 : 2 내지 1 : 18, 1 : 2 내지 1 : 16, 1 : 2 내지 1 : 14, 1 : 2 내지 1 : 12, 1 : 2 내지 1 : 10.5, 1 : 2.5 내지 1 : 10.5, 1 : 2.5 내지 1 : 5, 1: 2 내지 1 : 4, 1 : 2.5 내지 1 : 4.5, 1 : 2.5 내지 1 : 4, 1 : 2.5 내지 1 : 3, 1 : 1 : 5 내지 1 : 10.5, 1 : 5.5 내지 1 : 10.5, 1 : 6 내지 1 : 10.5, 1 : 6.5 내지 1 : 10.5, 1 : 7 내지 1 : 10.5, 1 : 7 내지 1 : 10, 1 : 7 내지 1 : 9, 또는 약 1 : 8의 질량비 (w/w %)일 수 있으나 약물이 효율적으로 리포좀에 봉입될 수 있는 비율이라면 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the mixing ratio of the drug and the ultrasound-responsive liposome may be preferably 1:2 to 1:50 by mass ratio (w/w %), more preferably 1:2 to 1:40, 1:2 to 1:35, 1:2 to 1:30, 1:2 to 1:25, 1:10 to 1:50, 1:10 to 1:40, 1:10 to 1:35, 1:10 to 1:30, 1:10 to 1:35, 1:2 to 1:20, 1:2 to 1:18, 1:2 to 1:16, 1:2 to 1:14, 1:2 to 1:12, 1:2 to 1: The mass ratio (w/w %) may be from 10.5, 1:2.5 to 1:10.5, 1:2.5 to 1:5, 1:2 to 1:4, 1:2.5 to 1:4.5, 1:2.5 to 1:4, 1:2.5 to 1:3, 1:1:5 to 1:10.5, 1:5.5 to 1:10.5, 1:6 to 1:10.5, 1:6.5 to 1:10.5, 1:7 to 1:10.5, 1:7 to 1:10.5, 1:7 to 1:10, 1:7 to 1:9, or about 1:8, but is not limited thereto as long as the drug can be efficiently encapsulated into the liposome.

본 발명에 따른 리포좀에 약물을 담지하기 위하여 약물을 리포좀에 처리하였을 때, 첨가된 전체 약물 대비 리포좀에 담지되는 약물의 비율은 50 내지 100%일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 리포좀은 약물을 봉입률이 30% 내지 100%, 40% 내지 100%, 50% 내지 100%, 60% 내지 100%, 65% 내지 100%, 70% 내지 100%, 75% 내지 100%, 76% 내지 100%, 77% 내지 100%, 80% 내지 100%, 85% 내지 100%, 87% 내지 100%, 88% 내지 100%, 90% 내지 100%, 또는 95% 내지 100% 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.When the drug is treated into the liposome according to the present invention in order to load the drug into the liposome, the ratio of the drug loaded into the liposome relative to the total drug added may be 50 to 100%. That is, the liposome according to the present invention may have a drug loading rate of 30% to 100%, 40% to 100%, 50% to 100%, 60% to 100%, 65% to 100%, 70% to 100%, 75% to 100%, 76% to 100%, 77% to 100%, 80% to 100%, 85% to 100%, 87% to 100%, 88% to 100%, 90% to 100%, or 95% to 100%, but is not limited thereto.

상기 봉입률은 첨가한 약물의 양에 대한 적재율을 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 리포좀의 약물 봉입률 측정 방법은 약물을 리포좀에 처리한 후, 봉입되지 않은 약물을 size exclusive chromatography (SEC) 방법을 이용하여 분리하고, 봉입된 약물과 봉입되지 않은 약물의 흡광도를 측정함으로써 계산할 수 있다. 그러나 약물 봉입률 측정 방법은 이에 제한되지 않으며, 당업계 공지된 다른 방법에 따라 측정할 수 있고, 동등한 수준의 값으로 변환될 수 있다.The above encapsulation rate may refer to the loading rate for the amount of drug added, but is not limited thereto. The method for measuring the drug encapsulation rate of liposomes can be calculated by treating the drug to liposomes, separating the unencapsulated drug using the size exclusive chromatography (SEC) method, and measuring the absorbance of the encapsulated drug and the unencapsulated drug. However, the method for measuring the drug encapsulation rate is not limited thereto, and can be measured according to other methods known in the art, and can be converted to a value at an equivalent level.

본 발명에 있어서, 상기 약물이 봉입된 초음파 감응성 리포좀은 10% 내지 100%, 50 % 내지 100%, 60% 내지 100%, 65% 내지 100%, 70% 내지 100%, 또는 75% 내지 100%의 약물 방출률을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 약물 방출률은 첨가한 약물의 양에 대한 방출률을 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 여기서 방출률 측정 방법은 리포좀에 초음파를 처리한 후, 리포좀으로부터 방출된 약물 및 약물이 방출된 리포좀을 SEC 방법으로 분리하고, 약물의 흡광도를 측정함으로써 정량할 수 있다. 그러나 약물 방출률 계산 방법은 이에 제한되지 않으며, 당업계 공지된 다른 방법에 따라 측정할 수 있고, 동등한 수준의 값으로 변환될 수 있다.In the present invention, the drug-encapsulated ultrasound-responsive liposome may have a drug release rate of, but is not limited to, 10% to 100%, 50% to 100%, 60% to 100%, 65% to 100%, 70% to 100%, or 75% to 100%. The drug release rate may refer to a release rate with respect to the amount of drug added, but is not limited thereto. Here, the release rate measurement method may be quantified by treating the liposome with ultrasound, separating the drug released from the liposome and the liposome from which the drug was released by the SEC method, and measuring the absorbance of the drug. However, the drug release rate calculation method is not limited thereto, and may be measured by another method known in the art, and may be converted to a value at an equivalent level.

본 발명에 있어서, 상기 약물이 봉입된 초음파 감응성 리포좀은 혈중 내에서, 초음파 미처리 상태에서 0.1% 내지 100%, 0.1% 내지 80%, 0.1% 내지 60%, 0.1% 내지 40%, 0.1% 내지 30%, 0.1% 내지 20%, 0.1% 내지 10%, 또는 30% 이하의 약물 방출률을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the drug-encapsulated ultrasound-responsive liposome may have a drug release rate of 0.1% to 100%, 0.1% to 80%, 0.1% to 60%, 0.1% to 40%, 0.1% to 30%, 0.1% to 20%, 0.1% to 10%, or 30% or less in the blood in a non-ultrasonic state, but is not limited thereto.

본 발명에 따른 조성물은 약물을 혈액-뇌 장벽을 투과하여 뇌 내로 전달하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 즉, 본 발명은 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하는 혈액-뇌 장벽 투과용 약물 전달체를 제공한다. The composition according to the present invention can be used for the purpose of delivering a drug into the brain by penetrating the blood-brain barrier. That is, the present invention provides a drug delivery vehicle for penetrating the blood-brain barrier, which comprises the ultrasound-responsive liposome according to the present invention as an active ingredient.

본 발명에 있어서, 상기 “약물”은 뇌에서 작용하는 약물이라면 제한 없이 포함될 수 있다. 즉, 상기 약물은 뇌로 전달되는 것을 목적으로 하는 약물이라면 구체적인 종류나 성분에 제한 없이 포함될 수 있다. 바람직하게는, 상기 약물은 뇌질환 치료제일 수 있다.In the present invention, the “drug” may be included without limitation as long as it is a drug that acts on the brain. That is, the drug may be included without limitation in specific type or component as long as it is a drug that is intended to be delivered to the brain. Preferably, the drug may be a treatment for brain disease.

본 발명에 있어서, “뇌질환”은 뇌조직, 뇌혈관, 및 뇌신경 손상 등에 의해 뇌조직의 기능 또는 구조가 가역적/비가역적으로 저하 또는 소실되는 병적상태를 의미한다. 바람직하게는, 상기 뇌질환은 뇌종양, 세균 또는 바이러스에 의한 뇌 감염, 파킨슨병, 뇌염, 뇌졸중, 중풍, 알츠하이머, 루게릭병, 헌팅턴병, 피크병, 크로이츠펠트-야곱병, 뇌전증, 혈전증, 색전증, 뇌경색, 중풍, 소경색, 및 뇌순환대사장애로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 뇌와 관련된 질환이라면 모두 포함된다.In the present invention, “brain disease” means a pathological state in which the function or structure of brain tissue is reversibly/irreversibly deteriorated or lost due to damage to brain tissue, cerebral blood vessels, and brain nerves. Preferably, the brain disease may be selected from the group consisting of brain tumor, bacterial or viral brain infection, Parkinson’s disease, encephalitis, stroke, apoplexy, Alzheimer’s disease, Lou Gehrig’s disease, Huntington’s disease, Pick’s disease, Creutzfeldt-Jakob disease, epilepsy, thrombosis, embolism, cerebral infarction, stroke, small infarction, and cerebral circulation metabolic disorder, but is not limited thereto, and all diseases related to the brain are included.

가장 바람직하게는, 상기 뇌질환은 뇌종양 (뇌암)일 수 있다. 바람직하게는, 상기 뇌종양은 성상세포종, 신경교종, 뇌간신경교종, 뇌하수체선종, 교모세포종, 희돌기세포종, 다형성교모세포종, 핍지신경교종, 핍지교성상세포종, 상의세포종, 수모세포종, 혈관모세포종, 뇌수막종, 뇌하수체선종, 두개인두종, 및 맥락총유두종 등으로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Most preferably, the brain disease may be a brain tumor (brain cancer). Preferably, the brain tumor may be selected from, but is not limited to, astrocytoma, glioma, brainstem glioma, pituitary adenoma, glioblastoma, oligodendroglioma, glioblastoma multiforme, oligodendroglioma, oligodendroglioma, ependymoma, medulloblastoma, hemangioblastoma, meningioma, pituitary adenoma, craniopharyngioma, and choroid papilloma.

본 발명에서 사용되는 용어 “암 (cancer)” 또는 “종양 (tumor)”은 세포가 정상적인 성장 한계를 무시하고 분열 및 성장하는 공격적 (aggressive) 특성, 주위 조직에 침투하는 침투적 (invasive) 특성, 및 체내의 다른 부위로 퍼지는 전이적 (metastatic) 특성을 갖는 세포에 의한 질병을 총칭하는 의미이다.The term “cancer” or “tumor” used in the present invention is a general term for a disease caused by cells that have aggressive characteristics in which cells divide and grow while ignoring normal growth limits, invasive characteristics in which cells infiltrate surrounding tissues, and metastatic characteristics in which cells spread to other parts of the body.

“뇌질환 치료제”는 빈크리스틴, 빈블라스틴, 빈플루닌, 빈데신, 비노렐빈, 테모졸로마이드, 카뮤스틴, 로뮤스틴, 카바지타셀, 도세탁셀, 라로탁셀, 오르타탁셀, 파클리탁셀, 테세탁셀, 이사베필론, 로무스틴, 프로카바진, 리툭시맙, 토실리주맙, 테모졸로미드, 카보플라틴, 에를로티니브, 이리노테칸, 엔자스타우린, 보리노스타트, 독소루비신, 시스플라틴, 글리벡, 5-플루오로우라실, 타목시펜, 토포테칸, 벨로테칸, 이마티닙, 플록수리딘, 젬시타빈, 류프로리드, 플루타미드, 졸레드로네이트, 메토트렉세이트, 캄토테신, 히드록시우레아, 스트렙토조신, 발루비신, 레티노익산, 메클로레타민, 클로람부실, 부술판, 독시플루리딘, 마이토마이신, 프레드니손, 아피니토, 미토산트론, 레보도파, 카비도파, 엔타카폰, 톨카폰, 도파민 아고니스트, 도네페질, 갈란타민, 리바스티그민, 메만틴, 항콜린제, 및 아만타딘에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. “Drugs for treating brain diseases” include vincristine, vinblastine, vinflunine, vindesine, vinorelbine, temozolomide, carmustine, lomustine, cabazitacel, docetaxel, larotaxel, ortataxel, paclitaxel, tesetaxel, isabepilone, lomustine, procarbazine, rituximab, tocilizumab, temozolomide, carboplatin, erlotinib, irinotecan, enzastaurin, vorinostat, doxorubicin, cisplatin, Gleevec, 5-fluorouracil, tamoxifen, topotecan, belotecan, imatinib, floxuridine, gemcitabine, leuprolide, flutamide, zoledronate, methotrexate, camptothecin, hydroxyurea, streptozocin, It may be at least one selected from, but is not limited to, valrubicin, retinoic acid, mechlorethamine, chlorambucil, busulfan, doxifluridine, mitomycin, prednisone, afinitor, mitoxantrone, levodopa, carbidopa, entacapone, tolcapone, dopamine agonists, donepezil, galantamine, rivastigmine, memantine, anticholinergics, and amantadine.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하는 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다. 바람직하게는, 상기 초음파 감응성 리포좀은 뇌질환 치료제가 담지된 것이다. In addition, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating brain diseases, which comprises the ultrasound-responsive liposome according to the present invention as an active ingredient. Preferably, the ultrasound-responsive liposome is loaded with a brain disease treatment agent.

본 발명에 있어서, “예방”이란 본 발명에 따른 조성물의 투여에 의해 뇌질환을 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.In the present invention, “prevention” means any act of suppressing or delaying the onset of a brain disease by administering a composition according to the present invention.

본 발명에 있어서, “치료”란 본 발명에 따른 조성물의 투여에 의해 뇌질환의 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.In the present invention, “treatment” means any act in which the symptoms of a brain disease are improved or beneficially changed by administering a composition according to the present invention.

본 발명에서 용어 “약학적 조성물”은 뇌질환의 예방 또는 치료를 목적으로 제조된 것을 의미하며, 각각 통상의 방법에 따라 다양한 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 예컨대, 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽 등의 경구형 제형으로 제형화할 수 있고, 크림, 젤, 패취, 분무제, 연고제, 경고제, 로션제, 리니멘트제, 파스타제 또는 카타플라스마제 등의 피부 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용할 수 있다.The term “pharmaceutical composition” in the present invention means a composition manufactured for the purpose of preventing or treating brain diseases, and each may be formulated and used in various forms according to conventional methods. For example, it may be formulated in oral dosage forms such as powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, and syrups, and may be formulated and used in the form of skin external preparations such as creams, gels, patches, sprays, ointments, ointments, lotions, liniments, pastes, or cataplasmas, suppositories, and sterile injection solutions.

상기 조성물에는 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀 외에도 항암제, 영상 조영제, 항생제, 항염증제, 단백질, 싸이토카인, 펩타이드, 및 항체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이 더 포함될 수 있다.In addition to the ultrasound-responsive liposome according to the present invention, the composition may further include at least one selected from the group consisting of an anticancer agent, an imaging contrast agent, an antibiotic, an anti-inflammatory agent, a protein, a cytokine, a peptide, and an antibody.

또한, 본 발명에 따른 약학적 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다. 이 때, 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 올리고당, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트 (calcium carbonate), 수크로스 (sucrose) 또는 락토오스 (lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜 (propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔 (witepsol), 마크로골, 트윈 (tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.In addition, the pharmaceutical composition according to the present invention may further include appropriate carriers, excipients and diluents commonly used in the manufacture of pharmaceutical compositions. At this time, carriers, excipients and diluents that may be included in the composition include lactose, dextrose, sucrose, oligosaccharides, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, acacia gum, alginate, gelatin, calcium phosphate, calcium silicate, cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, polyvinyl pyrrolidone, water, methyl hydroxybenzoate, propyl hydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil. When formulating, the composition is prepared using diluents or excipients such as fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants and surfactants commonly used. Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, etc., and these solid preparations are prepared by mixing the extract with at least one excipient, such as starch, calcium carbonate, sucrose or lactose, gelatin, etc. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate and talc are also used. Liquid preparations for oral administration include suspensions, oral solutions, emulsions, syrups, etc., and in addition to commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin, various excipients such as wetting agents, sweeteners, flavoring agents, and preservatives may be included. Preparations for parenteral administration include sterile aqueous solutions, non-aqueous solvents, suspensions, emulsions, lyophilized preparations, and suppositories. Non-aqueous solvents and suspending agents can be used, such as propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, and injectable esters such as ethyl oleate. Suppository bases can be used, such as witepsol, macrogol, Tween 61, cacao butter, laurin butter, and glycerogelatin.

본 발명의 약학적 조성물은 개체에게 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구 복용, 피하 주사, 복강 투여, 정맥 주사, 근육 주사, 척수 주위 공간(경막내) 주사, 설하 투여, 볼점막 투여, 직장 내 삽입, 질 내 삽입, 안구 투여, 귀 투여, 비강 투여, 흡입, 입 또는 코를 통한 분무, 피부 투여, 경피 투여 등에 따라 투여될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be administered to a subject by various routes. All modes of administration can be envisaged, for example, oral administration, subcutaneous injection, intraperitoneal administration, intravenous injection, intramuscular injection, intrathecal injection, sublingual administration, buccal mucosa administration, rectal insertion, vaginal insertion, ocular administration, otic administration, nasal administration, inhalation, spraying through the mouth or nose, skin administration, transdermal administration, etc.

본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에 있어서 "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention is administered in a pharmaceutically effective amount. In the present invention, the "pharmaceutically effective amount" means an amount sufficient to treat a disease with a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment, and the effective dosage level can be determined according to the type and severity of the patient's disease, the activity of the drug, the sensitivity to the drug, the time of administration, the route of administration and the excretion rate, the treatment period, the concurrently used drugs, and other factors well known in the medical field.

본 발명에 따른 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소들을 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다.The pharmaceutical composition according to the present invention may be administered as an individual therapeutic agent or in combination with other therapeutic agents, may be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents, and may be administered singly or in multiple doses. It is important to administer an amount that can achieve the maximum effect with the minimum amount without side effects by considering all of the above factors, and this can be easily determined by those skilled in the art. Administration may be administered once a day or divided into several times.

본 발명에 있어서, “투여”란 임의의 적절한 방법으로 개체에게 소정의 본 발명의 조성물을 제공하는 것을 의미한다.In the present invention, “administration” means providing a predetermined composition of the present invention to a subject by any appropriate method.

본 발명에 있어서, “개체”란 질병의 치료를 필요로 하여 본 발명의 조성물이 투여될 수 있는 대상을 의미하고, 보다 구체적으로는, 인간 또는 비-인간인 영장류, 생쥐(mouse), 개, 고양이, 말, 및 소 등의 포유류를 의미한다.In the present invention, “subject” means a subject in need of treatment of a disease and to which the composition of the present invention can be administered, and more specifically, means a mammal such as a human or non-human primate, mouse, dog, cat, horse, or cow.

본 발명에 따른 조성물은 초음파 처리와 순차적으로 또는 동시에 투여될 수 있다. 바람직하게는, 상기 조성물은 초음파 처리 직후에 투여될 수 있다. 특히, 초음파는 뇌에 처리될 수 있다. 본 발명자들은 뇌조직의 손상은 유발하지 않으면서 혈액-뇌 장벽을 개방할 수 있는 안전한 초음파 조건을 확인한 바, 상기 조건으로 초음파를 방출시키면서 약학적 조성물을 투여하는 경우, 본 발명에 따른 리포좀의 뇌로의 약물 전달 효율이 더욱 증진될 수 있다. The composition according to the present invention can be administered sequentially or simultaneously with the sonication. Preferably, the composition can be administered immediately after the sonication. In particular, the ultrasound can be applied to the brain. The present inventors have confirmed safe ultrasound conditions that can open the blood-brain barrier without causing damage to brain tissue, and when the pharmaceutical composition is administered while emitting ultrasound under the above conditions, the drug delivery efficiency of the liposome according to the present invention to the brain can be further enhanced.

바람직하게는, 상기 초음파의 주파수는 20 kHz 내지 3 MHz, 20 kHz 내지 2 MHz, 20 kHz 내지 1.5 MHz, 또는 20 kHz 내지 1 MHz 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Preferably, the frequency of the ultrasound may be, but is not limited to, 20 kHz to 3 MHz, 20 kHz to 2 MHz, 20 kHz to 1.5 MHz, or 20 kHz to 1 MHz.

바람직하게는, 상기 초음파의 세기는 0.1 내지 5 W, 0.1 내지 4 W, 0.1 내지 3 W, 0.1 내지 2 W, 0.1 내지 1.5 W, 0.5 내지 3 W, 0.5 내지 2 W, 또는 0.7 내지 1.5 W 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Preferably, the intensity of the ultrasound may be, but is not limited to, 0.1 to 5 W, 0.1 to 4 W, 0.1 to 3 W, 0.1 to 2 W, 0.1 to 1.5 W, 0.5 to 3 W, 0.5 to 2 W, or 0.7 to 1.5 W.

또한, 상기 초음파의 듀티 사이클 (duty cycles)은 0.5 내지 20%, 0.5 내지 15%, 0.5 내지 12%, 0.5 내지 10%, 0.5 내지 7%, 0.7 내지 10%, 0.8 내지 10%, 0.9 내지 10%, 1 내지 10%, 1 내지 9%, 1 내지 8%, 1 내지 7%, 1 내지 6%, 1 내지 5%, 1 내지 4%, 1 내지 3%, 2 내지 10%, 3 내지 10%, 또는 4 내지 10% 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Additionally, the duty cycles of the ultrasound may be, but are not limited to, 0.5 to 20%, 0.5 to 15%, 0.5 to 12%, 0.5 to 10%, 0.5 to 7%, 0.7 to 10%, 0.8 to 10%, 0.9 to 10%, 1 to 10%, 1 to 9%, 1 to 8%, 1 to 7%, 1 to 6%, 1 to 5%, 1 to 4%, 1 to 3%, 2 to 10%, 3 to 10%, or 4 to 10%.

또한, 상기 초음파는 10초 내지 300초, 10초 내지 250초, 10초 내지 200초, 10초 내지 150초, 10초 내지 120초, 10초 내지 100초, 10초 내지 90초, 10초 내지 80초, 10초 내지 70초, 20초 내지 100초, 30초 내지 100초, 40초 내지 100초, 50초 내지 100초, 50초 내지 90초, 50초 내지 80초, 또는 50초 내지 70초 동안 방출되는 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Additionally, the ultrasound may be emitted for, but is not limited to, 10 to 300 seconds, 10 to 250 seconds, 10 to 200 seconds, 10 to 150 seconds, 10 to 120 seconds, 10 to 100 seconds, 10 to 90 seconds, 10 to 80 seconds, 10 to 70 seconds, 20 to 100 seconds, 30 to 100 seconds, 40 to 100 seconds, 50 to 100 seconds, 50 to 90 seconds, 50 to 80 seconds, or 50 to 70 seconds.

또한, 상기 초음파 처리는 마이크로버블의 투여와 순차적으로 또는 동시에 이루어지는 것일 수 있다. 바람직하게는, 상기 초음파 처리는 마이크로버블의 투여 직후에 이루어지는 것일 수 있다. 본 발명에 있어서, 마이크로버블 (microbubbles)은 초음파 조영제로 작용하는 평균 1 내지 10 μm 크기의 기포로, 초음파와 함께 공동현상 (cavitation)을 일으켜 혈액-뇌 장벽을 일시적으로 개방한다. In addition, the sonication may be performed sequentially or simultaneously with the administration of microbubbles. Preferably, the sonication may be performed immediately after the administration of microbubbles. In the present invention, microbubbles are bubbles having an average size of 1 to 10 μm that act as an ultrasound contrast agent, and cause cavitation together with ultrasound to temporarily open the blood-brain barrier.

바람직하게는, 상기 마이크로버블은 개체의 전체 중량을 기준으로 10 내지 1×1010개/g, 10 내지 1×109개/g, 10 내지 1×108개/g, 10 내지 1×107개/g, 10 내지 1×106개/g, 10 내지 1×105개/g, 10×102 내지 1×108개/g, 10×103 내지 1×108개/g, 10×104 내지 1×108개/g, 1×106 내지 9×106개/g, 1×106 내지 8×106개/g, 1×106 내지 7×106개/g, 1×106 내지 6×106개/g, 2×106 내지 7×106개/g, 또는 4×106 내지 7×106개/g 가 주입될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Preferably, the microbubbles are present in an amount of 10 to 1×10 10 pieces/g, 10 to 1×10 9 pieces/g, 10 to 1×10 8 pieces/g, 10 to 1×10 7 pieces/g, 10 to 1×10 6 pieces/g, 10 to 1×10 5 pieces/g, 10×10 2 to 1×10 8 pieces/g, 10×10 3 to 1×10 8 pieces/g, 10×10 4 to 1×10 8 pieces/g, 1×10 6 to 9×10 6 pieces/g, 1×10 6 to 8×10 6 pieces/g, 1×10 6 to 7×10 6 pieces/g, 1×10 6 to 6×10 6 pieces/g, based on the total weight of the object. 2×10 6 to 7×10 6 units/g, or 4×10 6 to 7×10 6 units/g can be injected, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 하기 단계를 포함하는, 상기 초음파 감응성 리포좀의 제조방법을 제공한다:In addition, the present invention provides a method for preparing the ultrasound-responsive liposome, comprising the following steps:

(S1) DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, 콜레스테롤, 및 lyso-PC로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 제1 유기용매에 용해하는 단계;(S1) a step of dissolving at least one selected from the group consisting of DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, cholesterol, and lyso-PC in a first organic solvent;

(S2) 상기 유기용매를 증발시켜 리포좀 박막을 제조하는 단계; 및(S2) a step of evaporating the organic solvent to prepare a liposome thin film; and

(S3) 상기 리포좀 박막을 수용액으로 수화시키는 단계.(S3) A step of hydrating the above liposome film with an aqueous solution.

본 발명에 있어서, 상기 제1 유기용매는 디메틸아세트아마이드, 디메틸포름아마이드, 디메틸술폭시드, 클로로포름, 메탄올, 에탄올, 및 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the present invention, the first organic solvent may be at least one selected from the group consisting of dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, chloroform, methanol, ethanol, and ether, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서, 상기 수용액은 황산암모늄, 시트르산암모늄, 또는 TEA-SOS일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 리포좀에 담지되는 약물의 종류에 따라 적절히 선택될 수 있다. 가장 바람직하게는, 상기 수용액은 황산암모늄이다.In the present invention, the aqueous solution may be, but is not limited to, ammonium sulfate, ammonium citrate, or TEA-SOS, and may be appropriately selected depending on the type of drug loaded into the liposome. Most preferably, the aqueous solution is ammonium sulfate.

본 발명에 있어서, 상기 (S1) 단계의 제1 유기용매는 폴리소르베이트가 첨가된 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the present invention, the first organic solvent in step (S1) may be one to which polysorbate has been added, but is not limited thereto.

상기 제조방법은 상기 (S3) 단계 후 수화된 리포좀을 압출기를 통해 압출하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 리포좀의 압출을 위한 온도는 상온에서 각 물질의 상전이 온도 범위까지 다양하게 조절할 수 있으며, 압출 횟수는 리포좀의 크기를 균일하게 하기 위하여, 적절한 횟수로 반복 수행할 수 있다.The above manufacturing method may additionally include a step of extruding the hydrated liposome through an extruder after the step (S3). The temperature for extruding the liposome may be adjusted in a variety of ways from room temperature to the phase transition temperature range of each substance, and the number of extrusions may be repeated an appropriate number of times to uniformly size the liposome.

또한, 본 발명은 뇌질환 치료제 및 상기 초음파 감응성 리포좀을 교반하는 단계를 포함하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀에 뇌질환 치료제를 담지하는 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for loading a brain disease treatment agent into an ultrasound-responsive liposome for penetrating the blood-brain barrier, the method comprising a step of stirring the brain disease treatment agent and the ultrasound-responsive liposome.

바람직하게는, 상기 교반 단계는 25 내지 70 ℃, 30 내지 70 ℃, 40 내지 70 ℃, 50 내지 70 ℃, 55 내지 70 ℃, 50 내지 65 ℃, 또는 55 내지 65 ℃에서 이루어질 수 있다.Preferably, the stirring step can be performed at 25 to 70 °C, 30 to 70 °C, 40 to 70 °C, 50 to 70 °C, 55 to 70 °C, 50 to 65 °C, or 55 to 65 °C.

또한, 상기 교반 단계는 30분 내지 5시간, 30분 내지 4시간, 30분 내지 3시간, 1시간 내지 5시간, 1시간 내지 4시간, 또는 1시간 내지 3시간 동안 이루어질 수 있다.Additionally, the stirring step can be performed for 30 minutes to 5 hours, 30 minutes to 4 hours, 30 minutes to 3 hours, 1 hour to 5 hours, 1 hour to 4 hours, or 1 hour to 3 hours.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention are selected from the most widely used general terms possible while considering the functions of the present invention, but they may vary depending on the intention of engineers working in the field, precedents, the emergence of new technologies, etc. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meanings thereof will be described in detail in the description of the relevant invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meanings of the terms and the overall contents of the present invention, rather than simply the names of the terms.

본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 발명의 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. Throughout the specification of the present invention, when a part is said to "include" a certain component, this does not mean that other components are excluded, but rather that other components can be included, unless otherwise specifically stated. The terms "about," "substantially," and the like, used throughout the specification of the present invention, are used in a meaning at or close to the numerical value when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented, and are used to prevent unscrupulous infringers from unfairly utilizing the disclosure in which exact or absolute values are mentioned to aid the understanding of the present invention.

본 발명의 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout the specification of the present invention, the term "a combination of these" included in the expressions in the Makushi format means a mixture or combination of one or more selected from the group consisting of the components described in the expressions in the Makushi format, and means including one or more selected from the group consisting of said components.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are presented to help understand the present invention. However, the following examples are provided only to help understand the present invention more easily, and the content of the present invention is not limited by the following examples.

[실시예][Example]

본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀 제조에 사용된 물질은 하기 표에 기재된 것과 같다.The materials used in the manufacture of ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration according to the present invention are as described in the table below.

실시예 1. 초음파 감응성 뇌종양 치료를 위한 리포좀 제조 및 약물의 봉입Example 1. Preparation of liposomes and encapsulation of drugs for ultrasound-responsive brain tumor treatment

뇌종양 치료에 최적화된 초음파 감응성 리포좀 (IMP302)을 제조하였다. 먼저, 약물 적재효율에 영향을 미치는 용매를 평가하기 위하여 하기 표 1의 지질 조성을 갖는 리포좀을 제조하여 실험을 진행하였다.Ultrasound-responsive liposomes (IMP302) optimized for brain tumor treatment were prepared. First, liposomes having the lipid compositions shown in Table 1 below were prepared and tested to evaluate the solvent affecting drug loading efficiency.

초음파 감응성 뇌종양 치료를 위한 리포좀의 구성 물질 및 조성 비율 (molar ratio, %)Composition and composition ratio of liposomes for ultrasound-responsive brain tumor treatment (molar ratio, %) DSPCDSPC DSPE-PEGDSPE-PEG CholesterolCholesterol DOPEDOPE MSPCMSPC 몰비 (%)Molar ratio (%) 1010 55 3030 6565 55 양 (mg)Sheep (mg) 2.992.99 5.315.31 4.394.39 18.318.3 0.980.98

1-1. 지질 박막의 제조 및 수화1-1. Preparation and hydration of lipid thin films

지질의 총량은 시료별로 32 mg로 고정하였으며, 2 ml의 클로로포름 (chloroform)으로 모두 용해시킨 후, 회전증발농축기 (rotary evaporator)를 이용하여 클로로포름을 완전히 증발시킴으로써 지질 박막 (thin film)을 제조하였다. 이후, 250 mM의 농도의 황산암모늄 (ammonium sulfate), 시트르산암모늄 (ammonium citrate), 또는 TEA-SOS를 내부버퍼 (interior buffer)로 이용하여 각 지질 박막을 수화시켰다. 수화는 50 ℃에서 지질 박막 및 상기 각 용액을 200 rpm으로 교반함으로써 이루어졌으며, 32 mg/mL의 지질 농도로 수화시켰다. The total amount of lipid was fixed at 32 mg per sample, and after dissolving everything in 2 mL of chloroform, a lipid thin film was prepared by completely evaporating the chloroform using a rotary evaporator. Thereafter, each lipid thin film was hydrated using 250 mM ammonium sulfate, ammonium citrate, or TEA-SOS as an interior buffer. Hydration was achieved by stirring the lipid thin film and each solution at 200 rpm at 50 °C, and hydration was achieved at a lipid concentration of 32 mg/mL.

1-2. 크기 압출 (size extrusion)을 이용한 리포좀 크기 조절1-2. Liposome size control using size extrusion

상기 실시예 1-1을 통해 제조된 리포좀 (liposome)은 다중-라멜라 (multi-lamella) 구조를 나타내며, 크기 분포 역시 다분산 (polydisperse) 되어 있는 상태이다. 리포좀을 단일-라멜라 (uni-lamellar) 구조로 변형하고, 크기를 100 내지 200 nm로 조절하기 위하여 폴리카보네이트 필터가 장착된 압출기 (size extruder mini; Avanti)를 사용하였다. 크기 압출은 필터의 구멍 (pore) 크기가 200 nm인 폴리카보네이트 필터를 이용하여 조절하였다. 시린지 (Syringe)로 왕복 10 내지 20회의 압출을 실시하여 단분산 (monodisperse) 상태의 리포좀을 얻었다. The liposomes manufactured through the above Example 1-1 have a multi-lamellar structure and a polydisperse size distribution. In order to transform the liposomes into a uni-lamellar structure and to adjust the size to 100 to 200 nm, an extruder equipped with a polycarbonate filter (size extruder mini; Avanti) was used. The size extrusion was controlled using a polycarbonate filter whose pore size was 200 nm. The extrusion was performed back and forth 10 to 20 times with a syringe to obtain liposomes in a monodisperse state.

1-3. 외부버퍼 (exterior buffer)의 교환1-3. Exchanging the exterior buffer

Remote loading을 유도하기 위하여 제조된 리포좀의 외부버퍼 (exterior buffer)를 PD-10 칼럼을 이용해 탈이온수 (deionized water, DW)로 교환하였다. 교환은 PD-10 칼럼에 2 mL의 리포좀 용액을 적재한 후, 4 mL의 DW을 이용하여 용출함으로써 이루어졌으며, 이를 통해 외부버퍼가 탈이온수로 교체된 리포좀을 수득하였다.To induce remote loading, the exterior buffer of the manufactured liposomes was exchanged with deionized water (DW) using a PD-10 column. The exchange was performed by loading 2 mL of liposome solution onto the PD-10 column and then eluting with 4 mL of DW, thereby obtaining liposomes in which the exterior buffer was exchanged with deionized water.

1-4. 황산 빈크리스틴 (Vincristin sulfate)의 봉입1-4. Encapsulation of Vincristin sulfate

수득한 리포좀에 황산 빈크리스틴 (Vincristine sulfate)을 봉입시키기 위해, 황산 빈크리스틴 및 지질을 1:20 (w/w %)의 비율로 탈이온수에서 혼합한 후, 37 ℃ 또는 60 ℃의 온도에서 150 rpm으로 2 시간 동안 교반하였다. 이후, 봉입되지 않은 황산 빈크리스틴은 PD-10 column을 사용하여 앞서 서술한 것과 동일한 동일한 방법으로 제거하였다. 빈크리스틴의 리포좀 내 봉입률 (적재율, loading efficiency)은 UV-vis를 이용하여 294 nm에서의 흡광도를 측정함으로써 정량분석하였다.To encapsulate vincristine sulfate into the obtained liposomes, vincristine sulfate and lipid were mixed in deionized water at a ratio of 1:20 (w/w%), and stirred at 150 rpm for 2 hours at a temperature of 37 °C or 60 °C. Thereafter, unencapsulated vincristine sulfate was removed using a PD-10 column in the same manner as described above. The loading efficiency of vincristine in the liposomes was quantitatively analyzed by measuring the absorbance at 294 nm using UV-vis.

1-5. 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀의 특성 확인 및 최적 제조방법 확인1-5. Characterization of ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration and confirmation of optimal manufacturing method

상기 실시예에 따라 지질 박막 수화 (lipid thin film hydration) 방법으로 제조된 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀을 수득하였다. 리포좀 제조에 사용된 수화용액의 종류에 따른 리포좀의 특성을 확인하기 위해, 수화 용액 종류에 따른 리포좀 크기 분포 및 황산 빈크리스틴의 봉입률을 비교하였다. 결과는 아래 표 2에 나타냈다.According to the above examples, ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration were prepared by the lipid thin film hydration method. In order to confirm the characteristics of liposomes according to the type of hydration solution used in liposome preparation, the liposome size distribution and the encapsulation rate of vincristine sulfate according to the type of hydration solution were compared. The results are shown in Table 2 below.

혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀 제조에 사용된 interior buffer에 따른 크기 분포 및 황산 빈크리스틴의 봉입률 결과Size distribution and encapsulation rate of vincristine sulfate according to interior buffer used in the preparation of ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration Interior bufferInterior buffer Size distribution (d.nm)Size distribution (d.nm) Loading efficiency (w/w %, 60℃)Loading efficiency (w/w %, 60℃) Ammonium sulfate (250mM)Ammonium sulfate (250 mM) 159.1 ± 69.2159.1 ± 69.2 4.64.6 Ammonium citrate (250mM)Ammonium citrate (250 mM) 140.2 ± 38.9140.2 ± 38.9 4.94.9 TEA-SOS (250mM)TEA-SOS (250mM) 220.3 ± 75.2220.3 ± 75.2 4.24.2

표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 각 내부버퍼를 사용하여 제조된 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀의 크기분포는 모두 약 200nm의 크기를 보였다. 또한, 각 리포좀에 대한 황산 빈크리스틴의 봉입률 (w/w %)은, 상용화된 리포좀 제제인 Marqibo에 대한 봉입률에 상응하는 수준인 것으로 나타났다. As shown in Table 2, the size distribution of the ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration prepared using each internal buffer all showed a size of approximately 200 nm. In addition, the encapsulation rate (w/w %) of vincristine sulfate into each liposome was found to be at a level equivalent to that of Marqibo, a commercialized liposome preparation.

또한, 시트르산 암모늄으로 제조한 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀의 황상 빈크리스틴의 적재를 위한 최적 조건을 확인하기 위해, 황산 빈크리스틴 및 리포좀의 교반 단계에서의 온도 및 시간에 따른 적재효율을 UV-vis를 이용하여 비교 평가하였다. 각각의 온도 또는 시간 조건에 대한 적재효과는 아래와 같다.In addition, in order to determine the optimal conditions for loading vincristine sulfate into the ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration prepared with ammonium citrate, the loading efficiency according to temperature and time during the stirring step of vincristine sulfate and liposomes was compared and evaluated using UV-vis. The loading effect for each temperature or time condition is as follows.

혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀에 대한 시간 및 온도에 따른 황산 빈크리스틴의 적재효율 비교 평가 결과Comparative evaluation of loading efficiency of vincristine sulfate on ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration as a function of time and temperature 실험 조건Experimental conditions Size distribution (d.nm)Size distribution (d.nm) Loading efficiency (w/w %)Loading efficiency (w/w %) Temperature (37 ℃, 2h)Temperature (37 ℃, 2h) 128.7 ± 40.1128.7 ± 40.1 3.53.5 Temperature (60 ℃, 2h)Temperature (60 ℃, 2h) 132.5 ± 35.9132.5 ± 35.9 4.74.7 Loading time (60 ℃, 24h)Loading time (60 ℃, 24h) 135.5 ± 42.4135.5 ± 42.4 5.15.1

온도에 따른 황산 빈크리스틴의 적재효율은 각각 37℃에서 3.5%, 60℃에서 4.7%를 보였다. 즉, 60℃의 온도에서 항산 빈크리스틴을 적재하는 것이 적재효율면에서 더 효과적인 것으로 나타났다. 또한, 2시간 및 24시간의 적재 시간조건을 비교한 결과, 2시간 및 24시간 모두 유사한 적재효율을 보였으며, 황산 빈크리스틴의 적재 공정 동안 리포좀의 크기 분포는 변화 없이 안정하게 유지되는 것으로 나타났다. The loading efficiency of vincristine sulfate according to temperature was 3.5% at 37℃ and 4.7% at 60℃, respectively. In other words, loading vincristine at a temperature of 60℃ was found to be more effective in terms of loading efficiency. In addition, when the loading time conditions of 2 hours and 24 hours were compared, similar loading efficiencies were shown for both 2 hours and 24 hours, and the size distribution of liposomes was found to remain stable without change during the loading process of vincristine sulfate.

상기 실시예를 통해, 최종적으로 황산 빈크리스틴이 적재된, 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀은 내부버퍼로 시트르산암모늄 (pH3.2) 또는 황산암모늄 (pH6.4)으로 제조하는 것이 빈크리스틴의 적재에 가장 효과적이며, 더욱 효과적인 적재를 위한 조건으로서, 60 ℃에서 2시간 동안 리포좀에 상기 약물을 적재하는 것이 가장 최적화된 조건인 것으로 확인되었다.Through the above examples, it was confirmed that the ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration, finally loaded with vincristine sulfate, were most effective for loading vincristine when prepared using ammonium citrate (pH3.2) or ammonium sulfate (pH6.4) as an internal buffer, and that loading the drug into the liposomes at 60°C for 2 hours was the most optimized condition for more effective loading.

실시예 2. 지질 성분에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀의 특성 비교Example 2. Comparison of the characteristics of ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration according to lipid composition

뇌종양 치료용 초음파 감응성 리포좀의 최적 조성을 확인하기 위해, 리포좀을 구성하는 지질 종류에 따른 물성 및 특성을 비교 평가하였다. 비교실험을 위해 제조한 각 리포좀의 조성은 아래 표 4와 같다. In order to confirm the optimal composition of ultrasound-responsive liposomes for brain tumor treatment, the physical properties and characteristics according to the lipid types constituting the liposomes were compared and evaluated. The composition of each liposome manufactured for the comparative experiment is as shown in Table 4 below.

혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀의 구성성분 및 조성 비율 (molar ratio, %)Composition and composition ratio (molar ratio, %) of ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration 지질 조성 No.Geological composition No. 지질 조성 및 몰비(%)Lipid composition and molar ratio (%) DSPCDSPC DSPE-mPEG2kDSPE-mPEG2k cholesterolcholesterol DOPEDOPE MSPCMSPC sphingomyelinsphingomyelin Polysorbate 80Polysorbate 80 004004 1010 55 3030 6565 55 -- -- 004P004P 1010 55 3030 6565 55 첨가 Addition 005005 -- 1010 -- 4545 -- 4545 -- 006006 -- -- -- 5050 -- 5050 -- 007007 -- -- -- 1010 -- 9090 -- 008008 -- -- -- 9090 -- 1010 -- 009009 -- -- 1010 4545 -- 4545 -- 010010 -- -- -- 6060 -- 4040 -- 011011 -- -- -- 3030 -- 7070 -- 012012 -- -- -- 2020 -- 8080 -- 013013 -- -- -- 7070 -- 3030 -- 013P013P 69.9569.95 29.9529.95 첨가adding *polysorbate 80은 0.1%(v/v)으로 용매에 첨가하여 제조하였음.*Polysorbate 80 was prepared by adding 0.1% (v/v) to the solvent.

각 리포좀은 상기 실시예 1의 제조방법에 따라 제조하였으며, 다만 명확한 비교를 위해 리포좀에 대한 적재효율이 빈크리스틴보다 높은 독소루비신 (doxorubicin)-HCl를 사용하였다. 폴리소르베이트 80 (Polysorbate 80)이 함유된 004P 및 013P 제형 (formulation) 제조는 용매에 0.1% (v/v)의 폴리소르베이트 80을 첨가하여 제조하였다.Each liposome was prepared according to the preparation method of Example 1, but for a clear comparison, doxorubicin-HCl, which has a higher loading efficiency for liposomes than vincristine, was used. The 004P and 013P formulations containing polysorbate 80 were prepared by adding 0.1% (v/v) of polysorbate 80 to the solvent.

2-1. 독소루비신-HCl의 리포좀 내 봉입 및 봉입률 분석2-1. Analysis of liposome encapsulation and encapsulation rate of doxorubicin-HCl

독소루비신-HCl의 봉입은 독소루비신-HCl 및 리포좀을 1:8의 중량비로 혼합한 후 37℃에서 2시간 동안 150 rpm으로 교반하여 이루어졌다. 적재되지 않은 독소루비신-HCl은 PD-10 칼럼을 이용하여 제거하였다. 리포좀에 적재된 독소루비신-HCl은 UV-vis를 이용하여 475 nm의 흡광도를 분석하여 정량하였다. Encapsulation of doxorubicin-HCl was accomplished by mixing doxorubicin-HCl and liposomes in a weight ratio of 1:8 and stirring at 150 rpm for 2 hours at 37°C. Unloaded doxorubicin-HCl was removed using a PD-10 column. Doxorubicin-HCl loaded into liposomes was quantified by analyzing the absorbance at 475 nm using UV-vis.

기본적인 물성 분석을 통해 뇌종양 치료를 위한 초음파 감응성 리포좀의 후보조성을 1차 선별하고, 초음파에 의한 약물 방출 시험을 수행하여 최적 조성을 도출하고자 하였다. 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀의 성분별 크기 분포 및 독소루비신-HCl의 봉입 효과는 아래 표 5에 나타냈다.Through basic property analysis, candidate compositions of ultrasound-responsive liposomes for brain tumor treatment were initially screened, and drug release tests by ultrasound were performed to derive the optimal composition. The component size distribution and doxorubicin-HCl encapsulation effect of ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration are shown in Table 5 below.

리포좀 조성별 성분 조성비; 및 각 리포좀의 물성 및 독소루비신-HCL 적재효율 비교 평가 결과Liposome composition ratio by composition; and comparative evaluation results of physical properties and doxorubicin-HCL loading efficiency of each liposome 지질Geology 조성 번호Composition number 004004 004P004P 005005 006006 007007 008008 009009 010010 011011 012012 013013 013P013P MarqiboMarqibo DOPEDOPE 6565 6565 4545 5050 1010 9090 4545 4040 3030 2020 7070 7070 sphingomyelinsphingomyelin 4545 5050 9090 1010 4545 6060 7070 8080 3030 3030 6060 DSPE-mPEG2kDSPE-mPEG2k 55 55 1010 Choles
terol
Choles
terol
3030 3030 1010 4040
DSPCDSPC 1010 1010 MSPCMSPC 55 55 Polysorbate 80Polysorbate 80 0.1%
(v/v)
0.1%
(v/v)
0.1%
(v/v)
0.1%
(v/v)
실험 결과Experimental Results Size (d.nm)Size (d.nm) 123.9123.9 128.2128.2 135.2135.2 143.6143.6 127.8127.8 X
(입자 불안정)
X
(particle instability)
128.2128.2 139.1139.1 134.2134.2 122.5122.5 123.5123.5 146.2146.2 141.3141.3
PDIPDI 0.0620.062 0.0750.075 0.0550.055 0.0790.079 0.0890.089 0.0920.092 0.0960.096 0.1120.112 0.0910.091 0.0950.095 0.0970.097 0.1480.148 Entrapment Efficiency of doxorubicin-HCl (%)Entrapment Efficiency of doxorubicin-HCl (%) 98.2798.27 95.395.3 97.4797.47 94.9994.99 19.5519.55 96.3296.32 93.0293.02 94.4294.42 94.1994.19 51.3251.32 94.194.1 19.0619.06

표 5에 따른 조성으로 제조된 각 리포좀은 전체적으로 100 내지 150 nm의 크기 분포를 보였으며, 0.1의 다분산 인덱스 (polydisperse index)를 나타내며 균일한 크기 분포를 가졌다. 또한, 독소루비신-HCl의 적재효율 역시, 첨가된 독소루비신 용량의 90% 이상이 리포좀에 적재되는 우수한 적재율을 보였다. 예외적으로, 008 조성만이 제조단계에서 입자가 불안정한 상태를 나타내 단시간 내에 응집 (aggregates) 되었으며, 시간이 지남에 따라 응집이 심해지는 경향을 나타냈다. 하지만 그 외의 조성은 시간이 지나도 입자의 응집이나 약물의 유출이 없었다. 상기 리포좀들 중 가장 최적화된 조성을 선정하기 위해, 약물의 봉입효율이 가장 높고, DOPE의 함량이 높아 뛰어난 초음파 감응성과 장시간 순환 (long circulation)을 보일 것으로 예상되는 004, 005, 및 013번 조성을 후보조성으로 선정하였다. Each liposome manufactured with the composition according to Table 5 showed an overall size distribution of 100 to 150 nm, a polydisperse index of 0.1, and a uniform size distribution. In addition, the loading efficiency of doxorubicin-HCl also showed an excellent loading rate in which more than 90% of the added doxorubicin dose was loaded into the liposomes. As an exception, only composition 008 showed an unstable particle state during the manufacturing stage and aggregated within a short period of time, and the aggregation tended to become more severe over time. However, the other compositions did not show particle aggregation or drug leakage over time. In order to select the most optimized composition among the above liposomes, compositions 004, 005, and 013, which are expected to have the highest drug encapsulation efficiency and high DOPE content and thus excellent ultrasound sensitivity and long circulation, were selected as candidate compositions.

2-2. 초음파에 의한 약물방출 효과 분석2-2. Analysis of drug release effect by ultrasound

후보조성으로 선정된 004, 005, 및 013번 조성을 이용하여 리포좀의 초음파 감응시험을 수행하였다. 초음파에 의한 약물 방출률 분석은 초음파 장치 (ultrasonicator)로 수행하였는데, 약물이 봉입된 리포좀을 초음파장치에 넣은 후 24 kHz의 주파수의 초음파를 20%의 진폭 (amplitude)(92W/cm2)의 세기로 60초 동안 처리하였으며, 리포좀으로부터 방출된 약물은 PD-10 칼럼으로 분리하고 UV-vis로 295 nm의 흡광도를 측정하여 정량분석하였다. 실험대조군으로는 초음파 감응성 인지질이 상대적으로 적게 함유된 011 조성, 및 상용화 제품인 Doxil 조성 리포좀에 황산 빈크리스틴 또는 독소루비신-HCl이 적재된 것을 사용하였다. The ultrasound response test of liposomes was performed using compositions 004, 005, and 013 selected as candidate compositions. The analysis of the drug release rate by ultrasound was performed using an ultrasonicator. The drug-encapsulated liposomes were placed in the ultrasonicator, and then treated with ultrasound at a frequency of 24 kHz, an amplitude of 20% (92 W/cm 2 ) for 60 seconds. The drug released from the liposomes was separated using a PD-10 column and quantitatively analyzed by measuring the absorbance at 295 nm with UV-vis. As experimental controls, composition 011 containing relatively less ultrasound-sensitive phospholipids and liposomes loaded with vincristine sulfate or doxorubicin-HCl, which are commercial products, were used.

각 리포좀별 황산 빈크리스틴 또는 독소루비신-HCl의 적재율 및 초음파에 의한 약물 방출률은 하기 표 6에 나타냈다. The loading rate of vincristine sulfate or doxorubicin-HCl for each liposome and the drug release rate by ultrasound are shown in Table 6 below.

리포좀 조성에 따른 약물 적재율 및 초음파 감응성 평가 결과Results of drug loading rate and ultrasound sensitivity evaluation according to liposome composition LiposomeLiposome 004004 005005 011011 013013 DoxilDoxil Loading efficiencyLoading efficiency
(%)(%)
DoxorubicinDoxorubicin 98.4998.49 96.4896.48 94.7594.75 51.8051.80 93.6493.64
VincristineVincristine 73.3173.31 68.7468.74 61.1661.16 81.1681.16 58.7358.73 Release (%)Release (%) DoxorubicinDoxorubicin 50.7350.73 42.3242.32 8.788.78 72.2272.22 19.9019.90 VincristineVincristine 66.4866.48 63.4863.48 66.8766.87 54.4654.46 56.7256.72

먼저 적재효율을 비교해보면, 독소루비신-HCl의 경우, 004, 005, 011, 및 Doxil 조성에서는 첨가된 약물의 90% 이상이 봉입되는 높은 적재효율을 보였다. 오직, 013 조성의 경우에만 독소루비신-HCl을 적재하는 과정에서 리포좀의 응집이 발생됨에 따라 51.8%의 다소 낮은 적재효율을 나타냈다. 그러나 황산 빈크리스틴의 경우, 모든 조성이 70 내지 80%의 높은 적재효율을 보였다.First, when comparing the loading efficiency, in the case of doxorubicin-HCl, compositions 004, 005, 011, and Doxil showed high loading efficiency with more than 90% of the added drug being loaded. Only in the case of composition 013, aggregation of liposomes occurred during the loading process of doxorubicin-HCl, resulting in a somewhat low loading efficiency of 51.8%. However, in the case of vincristine sulfate, all compositions showed high loading efficiencies of 70 to 80%.

초음파 감응에 의한 약물 방출률은 초음파 자극에 따라 각 리포좀으로부터 방출된 약물을 정량분석함으로써 평가하였다. 독소루비신-HCl을 함유한 리포좀의 경우, DOPE의 조성비가 높은 순서대로 초음파 감응에 의한 약물 방출률이 높은 것으로 나타난 바, DOPE의 조성비가 리포좀의 초음파 감응성과 비례하는 것을 확인하였다. 황산 빈크리스틴이 함유된 초음파 감응성 리포좀의 경우, 동일한 초음파 조건하에서 대부분의 리포좀이 유사한 수준의 초음파 감응성을 보였다. The drug release rate by ultrasound response was evaluated by quantitative analysis of the drug released from each liposome in response to ultrasound stimulation. In the case of liposomes containing doxorubicin-HCl, the drug release rate by ultrasound response was higher in the order of the composition ratio of DOPE, confirming that the composition ratio of DOPE was proportional to the ultrasound response of liposomes. In the case of ultrasound-responsive liposomes containing vincristine sulfate, most liposomes showed similar levels of ultrasound response under the same ultrasound conditions.

따라서, 상기 실험결과들을 근거로, 뇌종양 치료를 위한 약물인 빈크리스틴이 가장 효율적으로 적재되며, 독소루비신을 적재하였을 때 가장 뛰어난 초음파 감응성을 보이는 004 조성 및 013 조성의 리포좀을 물성, 약물 봉입효율, 및 초음파 감응성 면에서 가장 뛰어난 최적 리포좀 조성으로 판단하였다. 특히, 013 조성의 경우 독소루비신에 대한 적재율이 다소 낮긴 하였으나, 빈크리스틴의 경우 기타 조성과 유사한 수준으로 높은 적재율을 보였기 때문에, 최적 리포좀 조성에 함께 포함하였다.Therefore, based on the above experimental results, liposomes of compositions 004 and 013, which were most efficiently loaded with vincristine, a drug for treating brain tumors, and showed the best ultrasound response when loaded with doxorubicin, were judged to be the optimal liposome compositions with the best properties, drug loading efficiency, and ultrasound response. In particular, although composition 013 had a somewhat low loading rate for doxorubicin, it was included in the optimal liposome composition because it showed a high loading rate for vincristine at a level similar to that of other compositions.

2-3. 리포좀의 초음파 감응성에 대한 폴리소르베이트 80의 영향 확인2-3. Confirmation of the effect of polysorbate 80 on the ultrasonic sensitivity of liposomes

추가로, 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀에 대한 폴리소르베이트 80의 영향을 평가하기 위하여, 황산 빈크리스틴 및 독소루비신-HCl의 방출량이 가장 뛰어난 004 및 013 조성의 리포좀에 폴리소르베이트 80을 추가한 후 리포좀의 물성 및 초음파 감응성을 평가하였다. 본 발명에 있어서, 폴리소르베이트 80은 리포좀 제제의 BBB의 투과율을 높이기 위한 구성으로서 첨가된다. 폴리소르베이트 80은 용매에 0.1% (v/v) 함유되도록 하여 리포좀을 제조하였으며, 그 외의 공정은 모두 동일하게 수행하였다. 폴리소르베이트 80이 함유된 리포좀의 물성 및 초음파 감응에 의한 독소루비신-HCl 방출률은 아래 표 7과 같다.Additionally, in order to evaluate the effect of polysorbate 80 on ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration, polysorbate 80 was added to liposomes of compositions 004 and 013, which had the highest release amounts of vincristine sulfate and doxorubicin-HCl, and then the physical properties and ultrasound sensitivity of the liposomes were evaluated. In the present invention, polysorbate 80 is added as a component to increase the BBB permeability of the liposome preparation. Liposomes were prepared by containing 0.1% (v/v) of polysorbate 80 in the solvent, and all other processes were performed in the same manner. The physical properties of liposomes containing polysorbate 80 and the ultrasound-responsive release rate of doxorubicin-HCl are as shown in Table 7 below.

004P004P 013P013P Size (d.nm)Size (d.nm) 128.2128.2 146.2146.2 Loading efficiency (%)Loading efficiency (%) 95.395.3 94.194.1 Release (%)Release (%) 73.973.9 65.965.9

표 7에서 확인 가능한 바와 같이, 004 또는 013 리포좀 조성에 폴리소르베이트 80을 첨가한 경우, 입도 분포는 각각 128.2 및 146.2 nm로 나타났으며, 초음파 감응에 의한 약물 방출률은 각각 73.9% 및 65.9%를 나타냈다. 폴리소르베이트 80은 리포좀의 BBB 투과율을 높이기 위해 첨가된 것으로서, 상기 실험 결과는 폴리소르베이트 80이 초음파 감응성 리포좀의 혈액-뇌 장벽 투과를 촉진하기 전에, 상기 리포좀의 물성에 영향을 미치지 않는다는 것을 보여준다. As can be seen in Table 7, when polysorbate 80 was added to the 004 or 013 liposome composition, the particle size distributions were 128.2 and 146.2 nm, respectively, and the drug release rates by ultrasound response were 73.9% and 65.9%, respectively. Polysorbate 80 was added to increase the BBB permeability of the liposome, and the experimental results show that polysorbate 80 does not affect the physical properties of the liposome before promoting the blood-brain barrier permeation of the ultrasound-responsive liposome.

실시예 3. FACS 분석을 통한 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀의 뇌종양 세포주 침투능 평가Example 3. Evaluation of brain tumor cell line penetration ability of ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration through FACS analysis

리포좀의 조성에 따른 뇌종양 세포주 침투능을 평가하기 위해, 뇌종양 세포주 U87MG를 이용한 실험을 진행하였다. 상기 세포주에 각 리포좀이 침투되는 효과를 정량분석하기 위하여 FACS 분석을 수행하였으며, 실험에 사용된 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀은 형광염료인 DiI로 표지하여 적색 파장대를 검출하였다. DiI 염료는 적색 파장대인 549/565 nm의 excitation/emission 파장의 형광을 나타낸다. In order to evaluate the brain tumor cell line penetration ability according to the composition of liposomes, an experiment was conducted using the brain tumor cell line U87MG. In order to quantitatively analyze the effect of each liposome on the penetration of the cell line, FACS analysis was performed, and the ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration used in the experiment were labeled with a fluorescent dye, DiI, to detect the red wavelength. DiI dye exhibits fluorescence at an excitation/emission wavelength of 549/565 nm, which is a red wavelength.

실험은 다음과 같이 수행하였다. 리포좀 처리 전, U87MG 세포주를 혈청 (serum)이 첨가되지 않은 세포배양액으로 배양하여 starvation을 1시간 동안 수행하였다. Starvation을 마친 세포에 각 리포좀 용액을 400 μg/ml의 농도로 처리하였으며, 2시간 또는 4시간 동안 리포좀과 인큐베이션 (incubation) 한 후 FACS 분석을 수행하였다. 사용된 세포의 수는 3×105개이다. 리포좀의 뇌종양 세포 침투능을 정량분석한 결과는 도 1에 나타냈다. 본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀 중 004 및 013 조성, 및 Doxil 조성의 리포좀은 U87MG 세포에 처리된 후 2시간 이내에 대부분의 리포좀이 세포 내로 침투한 바, 높은 세포내이입 (endocytosis) 효율을 보였다. U87MG에 대한 침투효율은 Doxil, 004, 013, 및 011 리포좀 순으로 높은 것으로 나타났다. The experiment was performed as follows. Before liposome treatment, U87MG cell line was cultured in a cell culture medium without serum for 1 hour to perform starvation. After starvation, each liposome solution was treated at a concentration of 400 μg/ml, and after incubation with liposomes for 2 or 4 hours, FACS analysis was performed. The number of cells used was 3×10 5 . The results of quantitative analysis of the brain tumor cell penetration ability of liposomes are shown in Fig. 1. Among the ultrasound-responsive liposomes for penetrating the blood-brain barrier according to the present invention, liposomes having compositions 004 and 013 and Doxil showed high endocytosis efficiency, as most of the liposomes penetrated into the cells within 2 hours after being treated to U87MG cells. The penetration efficiencies for U87MG were found to be high in the order of Doxil, 004, 013, and 011 liposomes.

또한, 뇌종양 세포와 리포좀을 4시간 동안 인큐베이션 하였을 때에는, 004, 013, 및 Doxil 조성 리포좀은 시간이 지남에 따라 세포 침투율이 증가하여 100%에 가까운 침투효율을 보였으며, 011 조성 리포좀 역시 세포내이입 효율이 시간에 따라 지속적으로 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀들의 뇌종양 세포주 침투효과는 빈크리스틴 약물의 적재에 사용되는 상용 리포좀인 Marqibo와 비교하여 약 2배 이상인 것으로 나타났다. In addition, when brain tumor cells and liposomes were incubated for 4 hours, liposomes of compositions 004, 013, and Doxil showed cell penetration rates that increased over time and showed penetration efficiency close to 100%, and liposomes of composition 011 also showed cellular endocytosis efficiency that continuously increased over time. In particular, the brain tumor cell line penetration effect of the ultrasound-responsive liposomes according to the present invention was shown to be about twice as high as that of Marqibo, a commercial liposome used to load vincristine drugs.

상기 결과들은 본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀이 뇌종양 세포에 효과적으로 침투하여 약물을 전달할 수 있음을 보여준다.The above results demonstrate that the ultrasound-responsive liposome for blood-brain barrier penetration according to the present invention can effectively penetrate brain tumor cells and deliver drugs.

실시예 4. 공초점 형광 현미경을 이용한 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀의 세포 투과능 검증Example 4. Verification of cell penetration ability of ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration using confocal fluorescence microscopy

뇌종양 치료를 위한 최적의 리포좀 조성을 선별하기 위해, 뇌종양 세포주인 U87MG 세포주에 다양한 조성의 리포좀을 처리한 후, 각 리포좀의 시간에 따른 세포 침투효과를 공초점 형광 현미경을 이용해 평가하였다. 각 리포좀의 세포내 위치를 형광으로 확인하기 위하여 DiI 형광 염료로 리포좀을 표지하였으며, 적색 파장으로 발광시켜 리포좀을 검출하였다. U87MG 세포를 세포배양 챔버에 씨딩 (seeding) 한 후, 밤새 인큐베이션하고, 리포좀을 각각 처리하기 전에 1시간 동안 무혈청 (serum-free) 배양액으로 starvation하였다. Starvation을 마친 세포에 각 리포좀을 400 μg/ml의 농도로 처리하였으며, 2시간 또는 4시간 동안 인큐베이션하여 세포 흡수 (cellular uptake)를 유도한 후, 입자를 워싱 (washing)하였다. 이후, 공초점 현미경 촬영을 위하여 4% 파라포름알데히드로 세포를 고정 (fixation) 한 후 현미경 촬영을 수행하였다. 리포좀 조성에 따른 뇌종양 세포 내 침투 정도 및 침투기전을 분석하기 위하여 공초점 형광 현미경을 이용하여 이미징하였다. 형광 촬영을 위해 DiI로 표지된 리포좀을 적색 파장 (ex/em: 549/565 nm)에서 촬영하였으며, 세포의 핵은 DAPI로 염색하여 청색으로 나타나게 하였다 (ex/em: 358/461 nm). 세포의 형태 (morphology)는 DIC로 광학촬영하여 확인하였다. 본 발명의 004 및 013 조성 리포좀, 및 Doxil 조성 리포좀의 시간에 따른 U87MG 세포 내 침투 결과를 촬영한 결과는 도 2a 및 2b에 나타냈다. To select the optimal liposome composition for brain tumor treatment, liposomes of various compositions were treated to U87MG cell line, a brain tumor cell line, and the cellular penetration effect of each liposome over time was evaluated using confocal fluorescence microscopy. To confirm the intracellular location of each liposome by fluorescence, liposomes were labeled with DiI fluorescent dye and detected by emitting red wavelength. U87MG cells were seeded in cell culture chambers, incubated overnight, and starved for 1 h in serum-free medium before each treatment with liposomes. After starvation, each liposome was treated at a concentration of 400 μg/ml, and cellular uptake was induced by incubating for 2 or 4 h, and then the particles were washed. Afterwards, cells were fixed with 4% paraformaldehyde for confocal microscopy, and then microscopic photography was performed. In order to analyze the degree of penetration and the penetration mechanism into brain tumor cells according to the liposome composition, imaging was performed using a confocal fluorescence microscope. For fluorescence photography, liposomes labeled with DiI were photographed at a red wavelength (ex/em: 549/565 nm), and the nuclei of cells were stained with DAPI to appear blue (ex/em: 358/461 nm). The morphology of cells was confirmed by optical photography with DIC. The results of photographing the results of penetration into U87MG cells over time of the 004 and 013 composition liposomes of the present invention, and the Doxil composition liposomes are shown in Figs. 2a and 2b.

공초점 형광현미경을 이용하여 뇌종양 세포 내 각 리포좀 입자의 시간에 따른 침투효과를 촬영한 결과, 본 발명에 따른 004 및 013 조성 리포좀 모두 2시간 이내에 U87MG 세포 내로 2시간 효과적으로 침투한 것으로 나타났으며, 상기 실시예 3의 FACS 분석 결과와 일치하는 결과를 보였다. 각 조성의 리포좀 모두 U87MG 세포의 cytoplasm에 정확하게 위치하였으며, 점 (dot) 형태의 형광을 나타낸 바, 리포좀이 입자의 형태를 유지하면서 세포내이입 (endocytosis) 되었음을 보여준다. U87MG 세포의 형태를 본 발명에 따른 리포좀 또는 Doxil 조성 리포좀을 처리한 그룹과 미처리 대조군으로 나누어 비교한 결과, 특별한 변화가 없는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀 자체의 세포 독성은 매우 낮다는 것을 시사한다. As a result of photographing the time-dependent penetration effect of each liposome particle into brain tumor cells using a confocal fluorescence microscope, it was found that both 004 and 013 composition liposomes according to the present invention effectively penetrated into U87MG cells within 2 hours, which was consistent with the results of the FACS analysis of Example 3. All liposomes of each composition were accurately located in the cytoplasm of U87MG cells and exhibited dot-shaped fluorescence, indicating that the liposomes were endocytosed while maintaining the particle shape. The morphology of U87MG cells was compared between the groups treated with the liposomes according to the present invention or the Doxil composition liposomes and the untreated control group, and no particular changes were found. These results suggest that the cytotoxicity of the ultrasound-responsive liposomes themselves according to the present invention is very low.

실시예 5. 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀의 뇌종양 세포 사멸효과 검증Example 5. Verification of brain tumor cell killing effect of ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration

본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀의 뇌종양 치료효과를 확인하기 위해, 뇌종양 세포인 U87MG 세포를 이용하여 항암효과를 검증하였다. U87MG 세포를 96웰 플레이트에 각 웰당 5×104개의 세포를 씨딩한 후, 24시간동안 배양하였다. 세포 배양액으로 10%의 Fetal Bovine Serum (FBS) 및 1%의 항생제가 함유된 Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM)을 사용하였다. 약효평가를 위해, 독소루비신이 적재된 004 조성의 리포좀, Doxil 조성 리포좀, 및 자유 독소루비신 (free doxorubicin)을 다양한 농도 (0, 1.25, 2.5, 5, 10 μg/mL)로 세포에 첨가하였으며, 초음파 조사 유무에 따른 암세포 사멸 정도를 비교분석하기 위해, 초음파를 조사한 리포좀 및 초음파를 미처리한 리포좀을 지정된 웰에 각각 처리하였다. 약물을 처리한 후 4시간 동안 인큐베이션 하였으며, 첨가된 약물을 모두 제거한 후 인산완충생리식염수 (phosphate buffered saline) (0.01 M, pH7.4)로 3회 워싱하고, 상기 세포 배양액으로 72시간 동안 배양하면서 암세포의 증식 정도를 비교하였다. 암세포 사멸효과는 MTT 분석을 수행하여 570 nm 파장에서의 흡광도를 측정해 정량분석하였다. In order to confirm the brain tumor therapeutic effect of the ultrasound-responsive liposome according to the present invention, the anticancer effect was verified using brain tumor cells, U87MG cells. U87MG cells were seeded at 5× 104 cells per well in a 96-well plate and cultured for 24 hours. Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) containing 10% Fetal Bovine Serum (FBS) and 1% antibiotics was used as the cell culture medium. For the efficacy evaluation, liposomes with a composition of 004 loaded with doxorubicin, liposomes with a composition of Doxil, and free doxorubicin were added to the cells at various concentrations (0, 1.25, 2.5, 5, 10 μg/mL). In addition, in order to compare and analyze the degree of cancer cell death according to the presence or absence of ultrasound irradiation, liposomes irradiated with ultrasound and liposomes not treated with ultrasound were treated to each designated well. After drug treatment, the cells were incubated for 4 hours, and after removing all added drugs, they were washed three times with phosphate buffered saline (0.01 M, pH 7.4), and cultured for 72 hours with the cell culture medium to compare the degree of cancer cell proliferation. The cancer cell killing effect was quantitatively analyzed by measuring the absorbance at a wavelength of 570 nm using an MTT assay.

각 리포좀들의 암세포 사멸효과를 확인한 결과는 도 3에 나타냈다. 본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀의 경우, 초음파 처리 전에 비해 초음파를 처리한 후 암세포 사멸효과가 확연하게 증가하였다. 반면, 초음파 감응성이 없는 Doxil의 경우, 초음파 처리 전과 처리 후의 암세포 사멸효과에 차이가 없었다. 특히, 본 발명에 따른 004 조성 리포좀은 Doxil 리포좀에 비해 항암효과가 약 2배 이상 더 높은 것으로 나타났다. 상기 결과는 본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 리포좀이 뇌종양 세포에 대해 뛰어난 항암 효과를 갖는다는 것을 보여준다. The results of confirming the cancer cell killing effect of each liposome are shown in Fig. 3. According to the present invention In the case of ultrasound-responsive liposomes for penetrating the blood-brain barrier, the cancer cell killing effect was significantly increased after ultrasound treatment compared to before ultrasound treatment. On the other hand, in the case of Doxil, which is not ultrasound-sensitive, there was no difference in the cancer cell killing effect before and after ultrasound treatment. In particular, the 004 composition liposome according to the present invention was found to have an anticancer effect about twice as high as that of Doxil liposome. The above results show that the ultrasound liposome for penetrating the blood-brain barrier according to the present invention has an excellent anticancer effect on brain tumor cells.

실시예 6. 혈액-뇌 장벽 개방을 위한 마이크로버블 조건 탐색 및 그에 따른 Evans blue 투과효율 비교 분석Example 6. Exploration of microbubble conditions for opening the blood-brain barrier and comparative analysis of Evans blue penetration efficiency according to the conditions

혈액-뇌 장벽 (BBB)의 개방을 위한 최적의 초음파 조건 도출을 위해, Evans blue를 이용해 혈액-뇌 장벽의 개방 정도를 비교분석 하였다. Evans blue는 961 Da의 분자량을 갖는 매우 작은 크기의 염료로, 혈액-뇌 장벽의 개방 정도 분석에 널리 사용된다. 정상 BALB/c 누드 마우스로 실험을 수행하였으며, 정맥주사를 통해 마이크로버블을 주입한 후, 고강도 집속 초음파기기인 VIFU2000을 이용하여 초음파를 방출하였다. 초음파와 마이크로버블의 공동현상 (cavitation)을 통해 혈액-뇌 장벽을 일시적으로 개방한 후, Evans blue (3%, w/w)를 즉시 정맥주사하여 체내 주입하였으며, 24시간 후에 뇌를 적출하였다. 뇌 적출 전에 혈액에 의해 발생할 수 있는 변수를 제거하기 위해 생리식염수 관류 (normal saline perfusion)를 통해 혈액을 배출하였다. 폼아마이드 (formamide)에 뇌조직을 담그고, 70 ℃에서 밤새 인큐베이션 하여 뇌조직 내의 Evans blue를 추출하였으며, UV-vis를 이용하여 670 nm 및 740 nm의 파장에서의 흡광도를 측정함으로써 혈액-뇌 장벽의 개방 정도를 정량분석하였다.To derive the optimal ultrasound conditions for opening the blood-brain barrier (BBB), the degree of BBB opening was compared and analyzed using Evans blue. Evans blue is a very small dye with a molecular weight of 961 Da and is widely used to analyze the degree of BBB opening. The experiment was performed with normal BALB/c nude mice. After intravenous injection of microbubbles, ultrasound was emitted using VIFU2000, a high-intensity focused ultrasound device. After temporary opening of the BBB through cavitation of ultrasound and microbubbles, Evans blue (3%, w/w) was immediately intravenously injected into the body, and the brain was removed 24 hours later. Before brain removal, blood was drained through normal saline perfusion to remove variables that could be caused by blood. Brain tissue was immersed in formamide and incubated overnight at 70°C to extract Evans blue within the brain tissue. The degree of blood-brain barrier opening was quantitatively analyzed by measuring the absorbance at wavelengths of 670 nm and 740 nm using UV-vis.

혈액-뇌 장벽을 개방시키는 기전인 초음파와 마이크로버블의 공동현상에 영향을 미칠 수 있는 요인으로는 초음파의 주파수, 세기, 듀티 사이클 (duty cycle), 초음파 방출 시간 등의 초음파 조건이 있으며, 또한 마이크로버블의 수도 영향을 미친다. 따라서 혈액-뇌 장벽 개방이 가능한 초음파 조건 및 마이크로버블 수를 확인하기 위해, 먼저 마이크로버블의 수에 따른 혈액-뇌 장벽의 개방 정도를 정량분석하였다. 하기 표 8은 마이크로버블 수에 따른 혈액-뇌 장벽 개방 정도의 비교실험 디자인을 나타낸다.Factors that can affect the cavitation phenomenon of ultrasound and microbubbles, which is the mechanism for opening the blood-brain barrier, include ultrasound conditions such as ultrasound frequency, intensity, duty cycle, and ultrasound emission time, and the number of microbubbles also has an effect. Therefore, in order to confirm the ultrasound conditions and the number of microbubbles that can open the blood-brain barrier, the degree of opening of the blood-brain barrier according to the number of microbubbles was first quantitatively analyzed. Table 8 below shows the design of a comparative experiment for the degree of opening of the blood-brain barrier according to the number of microbubbles.

혈액-뇌 장벽 개방을 위한 마이크로버블 조건 확인 실험Experiment to determine microbubble conditions for opening the blood-brain barrier Experiment No.Experiment No. UltrasoundUltrasound MicrobubbleMicrobubble
(MB: SonoVue)(MB: SonoVue)
DC, PRFDC, PRF TimeTime
/spot/spot
Power(w) Power(w)
11 Freq. 1 MHz
DC : 5%
PRF : 1 Hz
Freq. 1 MHz
DC : 5%
PRF : 1 Hz
60s60s 11 2×106/g 2×10 6 /g dog
22 5×106/g 개5×10 6 /g each 33 10×106/g 개10×10 6 /g pieces

상기 표 8의 각 개방 조건에서 혈액-뇌 장벽을 투과하여 뇌 내에 축적된 Evans blue의 침투효율 분석 결과는 도 4a에 나타냈다. 도 4a의 이미지 및 그래프에서 확인 가능한 바와 같이, 마이크로버블의 수가 증가할수록 혈액-뇌 장벽의 개방 정도가 증가하여 Evans blue의 침투효율을 향상시켰다. 상기 결과는 마이크로버블의 수가 증가할수록 초음파와 공명하는 마이크로버블의 수가 증가하여, 결과적으로 공동현상이 일어나 염료의 뇌조직 내 침투효율이 증가하는 것으로 판단된다. 또한, Evans blue가 침투한 뇌조직에 대해 H&E 염색을 수행한 결과, Evans blue 뇌조직 침투에 의한 독성은 없는 것으로 확인되었다 (도 4b).The results of the analysis of the penetration efficiency of Evans blue accumulated in the brain through the blood-brain barrier under each open condition of Table 8 above are shown in Fig. 4a. As can be seen in the image and graph of Fig. 4a, as the number of microbubbles increased, the degree of opening of the blood-brain barrier increased, which improved the penetration efficiency of Evans blue. The results indicate that as the number of microbubbles increased, the number of microbubbles that resonate with ultrasound increased, which resulted in cavitation, which increased the penetration efficiency of the dye into the brain tissue. In addition, as a result of performing H&E staining on the brain tissue penetrated by Evans blue, it was confirmed that there was no toxicity due to Evans blue penetration into the brain tissue (Fig. 4b).

실시예 7. 혈액-뇌 장벽 개방을 위한 초음파 조건 탐색 및 그에 따른 Evans blue 투과효율 비교 분석Example 7. Exploration of ultrasound conditions for opening the blood-brain barrier and comparative analysis of Evans blue penetration efficiency according to the conditions

실시예 6에 이어서, 혈액-뇌 장벽의 개방을 위한 초음파 조건을 확인하기 위해, 초음파 조건 (세기, 주파수, 및 듀티 사이클) 및 초음파 처리 시간에 따른 Evans blue의 투과효율을 정량분석 하였다. 하기 표 9는 초음파 조건에 따른 혈액-뇌 장벽 개방 정도의 비교실험 디자인을 나타낸다. 주입된 마이크로버블의 수는 5×106개/g로 통일하였다. Continuing from Example 6, in order to confirm the ultrasonic conditions for opening the blood-brain barrier, the penetration efficiency of Evans blue according to the ultrasonic conditions (intensity, frequency, and duty cycle) and ultrasonic treatment time was quantitatively analyzed. Table 9 below shows the comparative experimental design of the degree of blood-brain barrier opening according to the ultrasonic conditions. The number of injected microbubbles was standardized to 5×10 6 /g.

혈액-뇌 장벽 개방을 위한 초음파 조건 확인 실험Experimental confirmation of ultrasound conditions for opening the blood-brain barrier Experiments No.Experiment No. Power (W)Power (W) PRF (Hz)PRF (Hz) Duty cycle (%)Duty cycle (%) Times (s)Times (s) 11 11 11 11 6060 22 120120 33 180180 44 55 6060 55 1010 66 22 11 77 33

마이크로버블을 정맥주사로 투여한 후 즉시 초음파를 처리하였으며, 초음파 처리가 완료된 후, 3% (w/w) Evans blue를 정맥주사로 투여하였다. 24시간 후, 생리식염수 관류를 통해 혈액이 완전히 제거된 뇌를 적출하였다. Evans blue의 정량분석은 상기 실시예 5에서 수행한 방법과 동일하게 수행하였다. After intravenous administration of microbubbles, ultrasound treatment was performed immediately, and after completion of the ultrasound treatment, 3% (w/w) Evans blue was administered intravenously. After 24 hours, the brain was removed from which blood was completely removed through saline perfusion. Quantitative analysis of Evans blue was performed in the same manner as in Example 5.

초음파 조건에 따른 Evans blue의 침투효과 분석 결과는 도 5a에 나타냈다. 상기 도면에 나타낸 바와 같이, 초음파의 세기 및 방출 시간이 증가함에 따라 전반적으로 혈액-뇌 장벽의 개방효과가 증가하였으며 Evans blue의 침투효과도 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 가장 낮은 세기의 초음파를 처리한 실험군 (실험군 1)에서도 초음파에 노출된 부위에서 Evans blue가 조직 내에 효과적으로 침투한 양상을 나타냈으며, 노출 시간이 증가함에 따라 지속적으로 증가하는 양상을 보였다. 또한, 초음파의 세기 및 듀티 사이클이 증가함에 따라 Evans blue의 침투효과가 증가한 것으로 나타났다. The results of the analysis of the penetration effect of Evans blue according to the ultrasound conditions are shown in Fig. 5a. As shown in the figure, as the intensity and emission time of the ultrasound increased, the overall blood-brain barrier opening effect increased, and the penetration effect of Evans blue also increased proportionally. Even in the experimental group treated with the lowest intensity ultrasound (Experimental Group 1), Evans blue effectively penetrated into the tissue at the site exposed to ultrasound, and continuously increased as the exposure time increased. In addition, the penetration effect of Evans blue increased as the intensity and duty cycle of the ultrasound increased.

정량분석 결과, 초음파의 방출 시간보다는 초음파 세기의 증가가 Evans blue의 침투효과를 더욱 향상시키는 요인인 것으로 나타났다. 또한, 듀티 사이클의 증가는 초음파 노출 시간을 증가시키는 것과 유사한 양상의 Evans blue 침투효율 증가 패턴을 보였다 (도 5b). Quantitative analysis results showed that increasing the ultrasound intensity was a more important factor in enhancing the penetration effect of Evans blue than increasing the ultrasound emission time. In addition, increasing the duty cycle showed a similar pattern of increasing Evans blue penetration efficiency as increasing the ultrasound exposure time (Fig. 5b).

다만, 위의 실험군 중 일부 개체들의 사망이 발생한 바, Evans blue의 뇌조직 침투가 혈액-뇌 장벽이 안전하게 일시적으로 개방되어 이루어진 것인지, 또는 뇌조직의 손상에 의해 이루어진 것인지 알아보기 위해 추가로 H&E 염색을 수행하여 각 초음파 조건의 뇌조직 안정성을 평가하였다. 그 결과, 도 5c에 나타낸 바와 같이, 강한 세기의 초음파에 노출된 실험군 (실험군 6 및 7)은 뇌의 전체 면적 및 초음파 노출 면적과 비교하여 상당히 작은 영역에서 출혈 양상이 관찰되었으나, 낮은 세기의 초음파에 노출된 실험군 (실험군 1 내지 5)에서는 출혈이 발생하지 않았다. 상기 결과를 바탕으로, 뇌조직 손상을 유발하지 않는 안전한 초음파 조건은 실험군 1, 2, 및 6의 초음파 조건인 것으로 확인하였다. However, since some individuals in the above experimental groups died, H&E staining was additionally performed to evaluate the brain tissue stability under each ultrasound condition to determine whether the brain tissue penetration of Evans blue was caused by the safe temporary opening of the blood-brain barrier or by damage to the brain tissue. As a result, as shown in Fig. 5c, in the experimental groups exposed to high-intensity ultrasound (experimental groups 6 and 7), bleeding was observed in a significantly smaller area compared to the total brain area and the ultrasound-exposed area, whereas no bleeding occurred in the experimental groups exposed to low-intensity ultrasound (experimental groups 1 to 5). Based on the above results, it was confirmed that the safe ultrasound conditions that do not induce brain tissue damage are the ultrasound conditions of experimental groups 1, 2, and 6.

실시예 8. 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀의 혈액-뇌 장벽 투과효율 분석Example 8. Analysis of blood-brain barrier penetration efficiency of ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration

본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀의 혈액-뇌 장벽 투과효율을 분석하기 위해, 근적외선 (NIR) 파장을 보이는 DiD 형광염료로 리포좀을 표지하고 in vivo Imaging System (IVIS)으로 형광분석을 실시했다. 혈액-뇌 장벽의 개방을 위해, 상기 실시예 7을 통해 도출한 초음파 조건인 1 W, 1%-duty cycle, 및 1 Hz-PRF의 조건으로 60초 동안 초음파를 방출시켰다. 혈액-뇌 장벽의 개방은 상기 실시예 6 및 7에 기재된 것과 동일한 방식으로 수행하였으며, 초음파 방출이 종료되는 즉시 각 리포좀을 정맥투여로 주입시켰다. 리포좀 주입 후 24시간이 경과한 후에 각 장기를 적출하여 IVIS로 형광촬영을 수행했다. 형광이미지를 분석하고 각 장기별 형광 강도를 정량분석함으로써, 혈액-뇌 장벽 투과에 가장 최적인 리포좀 조성을 탐색하였다. In order to analyze the blood-brain barrier penetration efficiency of the ultrasound-responsive liposome according to the present invention, the liposomes were labeled with a near-infrared (NIR) wavelength DiD fluorescent dye, and fluorescence analysis was performed using an in vivo Imaging System (IVIS). In order to open the blood-brain barrier, ultrasound was emitted for 60 seconds under the ultrasound conditions derived from Example 7, which are 1 W, 1%-duty cycle, and 1 Hz-PRF. The opening of the blood-brain barrier was performed in the same manner as described in Examples 6 and 7, and each liposome was intravenously injected immediately after the end of the ultrasound emission. Twenty-four hours after the liposome injection, each organ was extracted and fluorescence photography was performed using IVIS. By analyzing the fluorescence images and quantitatively analyzing the fluorescence intensity for each organ, the most optimal liposome composition for blood-brain barrier penetration was searched.

실험에 사용된 리포좀 중, 004 조성 리포좀을 제외한 나머지 리포좀은 스핑고리피드 (sphingolipid)의 대표적인 종류인 스핑고마이엘린 (sphingomyelin)이 함유된 조성이다. 스핑고마이엘린은 혈액-뇌 장벽을 투과할 수 있는 것으로 알려져 있으며, 혈류 내에서 장시간 순환 (long circulation)이 가능하며 반감기가 높다는 것이 알려져 있다. 따라서 혈액-뇌 장벽을 효과적으로 통과하여 뇌에 축적될 수 있는 최적 조성의 리포좀을 찾기 위해, 스핑고마이엘린의 조성비에 따른 리포좀별 혈액-뇌 장벽 투과효율을 비교분석 하였다. 실험에 사용된 각 리포좀의 조성은 아래 표 10과 같다.Among the liposomes used in the experiment, except for the 004 composition liposomes, the remaining liposomes contain sphingomyelin, a representative type of sphingolipid. Sphingomyelin is known to be able to penetrate the blood-brain barrier, and is known to be capable of long-term circulation in the bloodstream and have a long half-life. Therefore, in order to find liposomes with the optimal composition that can effectively pass through the blood-brain barrier and accumulate in the brain, the blood-brain barrier penetration efficiency of liposomes according to the composition ratio of sphingomyelin was compared and analyzed. The composition of each liposome used in the experiment is as shown in Table 10 below.

혈액-뇌 장벽 투과 실험에 사용된 리포좀들의 구성 성분 및 비율 (molar ratio, %)Composition and ratio (molar ratio, %) of liposomes used in blood-brain barrier penetration experiments LipidLipid 004004 005005 006006 007007 011011 MarqiboMarqibo DOPEDOPE 6565 4545 5050 1010 3030 -- sphingomyelinsphingomyelin -- 4545 5050 9090 7070 6060 DSPE-mPEG2kDSPE-mPEG2k 55 1010 -- -- -- -- CholesterolCholesterol 3030 -- -- -- -- 4040 DSPCDSPC 1010 -- -- -- -- -- lyso-PClyso-PC 55 -- -- -- -- --

표 10에 따른 조성으로 제조된 리포좀들을 각각 정상 마우스에 주입한 후, 실시예 7에서 뇌조직에 안전한 조건으로 확인된 1 W, 1% DC, 및 60s의 초음파 조건으로 초음파를 방출시켰다. 각 리포좀별 혈액-뇌 장벽 투과효율 및 장기별 분포 결과는 도 6에 나타냈다. Liposomes manufactured with the composition according to Table 10 were each injected into normal mice, and ultrasound was emitted under the ultrasound conditions of 1 W, 1% DC, and 60 s, which were confirmed to be safe conditions for brain tissue in Example 7. The results of blood-brain barrier penetration efficiency and organ distribution for each liposome are shown in Figure 6.

장기별 분포 양상을 분석한 결과, 본 실험에 사용된 리포좀들은 공통적으로 간에서 가장 많이 축적되는 경향을 보였으며, 비장에서도 상당한 수준으로 축적된 것으로 나타났다. 상기 결과는 리포좀이 약 100 내지 200 nm의 크기를 가짐에 따라, 간에서 리포좀을 외부물질로 인식하여 체외로 배출하기 때문인 것으로 판단된다. 또한, DOPE가 비장에서 축적되는 경향이 있다는 것이 이전 연구를 통해 보고된 바도 있다. As a result of analyzing the distribution pattern by organ, the liposomes used in this experiment showed a common tendency to accumulate the most in the liver, and were also accumulated to a significant level in the spleen. The above results are thought to be because the liver recognizes liposomes as foreign substances and excretes them from the body, as the liposomes have a size of about 100 to 200 nm. In addition, it has been reported in previous studies that DOPE tends to accumulate in the spleen.

먼저 초음파를 방출하지 않은 실험군의 뇌를 관찰한 결과, 모든 조성의 리포좀이 검출되지 않았다. 즉, 리포좀의 뇌조직으로의 침투가 혈액-뇌 장벽에 의해 저해된 것으로 나타났다. 이는 일반적으로 혈액-뇌 장벽이 소분자 (small molecules) 수준의 물질만 능동투과시키기 때문에, 약 100 내지 200 nm의 큰 크기를 갖는 리포좀은 스핑고마이엘린의 투과기능에도 불구하고 혈액-뇌 장벽을 통과하지 못한 것으로 판단된다. First, when observing the brain of the experimental group that did not emit ultrasound, liposomes of all compositions were not detected. In other words, it was shown that the penetration of liposomes into the brain tissue was inhibited by the blood-brain barrier. This is because the blood-brain barrier generally actively permeates only substances at the level of small molecules, so it is thought that liposomes with a large size of about 100 to 200 nm could not pass through the blood-brain barrier despite the permeation function of sphingomyelin.

반면, 초음파 및 마이크로버블을 이용하여 혈액-뇌 장벽의 개방을 유도한 경우, 리포좀의 조성과 무관하게 초음파에 노출된 부분에서 리포좀이 검출되었다. 스핑고마이엘린의 함량 증가에 따른 뇌조직 내 전달 효율의 증가 양상은 특별히 관찰되지 않았다. 기존에 알려진 스핑고마이엘린의 혈액-뇌 장벽 투과효과와 비교해보면, 본 발명에 따른 리포좀은 약 2 내지 3배 가량 크기가 큰 양상을 보였다. 약 20 내지 50 nm의 크기의 리포좀의 경우 혈액-뇌 장벽을 투과할 수 있는 가능성이 있지만, 100 nm에 달하는 리포좀은 혈액-뇌 장벽을 투과하기가 용이하지 않으며, 이를 극복하기 위해 혈액-뇌 장벽의 개방을 유도한 경우, 혈액-뇌 장벽의 개방된 경로가 100 nm 이상의 간격을 나타내야 한다고 판단된다. On the other hand, when the opening of the blood-brain barrier was induced using ultrasound and microbubbles, liposomes were detected in the area exposed to ultrasound regardless of the composition of the liposomes. The increase in delivery efficiency into brain tissue according to the increase in the content of sphingomyelin was not particularly observed. Compared with the blood-brain barrier penetration effect of sphingomyelin known previously, the liposomes according to the present invention were about 2 to 3 times larger in size. Liposomes having a size of about 20 to 50 nm have the possibility of penetrating the blood-brain barrier, but liposomes measuring up to 100 nm do not easily penetrate the blood-brain barrier. To overcome this, when the opening of the blood-brain barrier is induced, it is judged that the opened path of the blood-brain barrier should show a gap of 100 nm or more.

또한, 스핑고마이엘린이 리포좀의 혈액-뇌 장벽 투과효과에 미치는 영향을 확인하기 위해, 먼저 스핑고마이엘린이 첨가되지 않은 004 조성의 리포좀과 기타 스핑고마이엘린을 포함하는 005 조성의 리포좀을 비교분석한 결과, 유사한 수준으로 혈액-뇌 장벽을 투과하는 것을 확인하였다 (도 7). In addition, in order to confirm the effect of sphingomyelin on the blood-brain barrier penetration effect of liposomes, liposomes of composition 004 without added sphingomyelin and liposomes of composition 005 containing other sphingomyelins were compared and analyzed, and it was confirmed that they penetrated the blood-brain barrier at a similar level (Fig. 7).

추가로, 초음파 조건 중 듀티 사이클을 1 또는 5%로 설정하여 004 및 005 조성의 리포좀의 비교실험을 진행하였다. 기타 조건은 실시예 7에서 확인한 안전한 초음파 조건으로 설정하였다. 그 결과, 도 7에서 확인 가능한 바와 같이, 1% 듀티 사이클보다 5% 듀티 사이클이 두 가지 리포좀 모두의 투과효율을 향상시키는 것으로 나타났다. 또한, 지속시간 (duration time)을 증가시킬수록 형광강도가 증가하여, 리포좀들의 혈액-뇌 장벽 투과효과가 향상된 것을 알 수 있었다. 상기 결과들은 듀티 사이클 정도 및 초음파 지속시간이 증가할수록 리포좀들의 혈액-뇌 장벽 투과율을 더욱 높일 수 있다는 것을 보여준다. In addition, a comparative experiment of liposomes of compositions 004 and 005 was conducted by setting the duty cycle to 1 or 5% among the ultrasonic conditions. Other conditions were set to the safe ultrasonic conditions confirmed in Example 7. As a result, as can be confirmed in Fig. 7, it was found that a 5% duty cycle improved the permeation efficiency of both liposomes more than a 1% duty cycle. In addition, as the duration time increased, the fluorescence intensity increased, indicating that the blood-brain barrier permeation effect of the liposomes was improved. The above results show that the blood-brain barrier permeation rate of liposomes can be further increased as the duty cycle degree and ultrasonic duration increase.

실시예 9. 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀 및 Doxil 리포좀의 혈액-뇌 장벽 투과효과 비교Example 9. Comparison of blood-brain barrier penetration effects of ultrasound-responsive liposomes and Doxil liposomes for blood-brain barrier penetration

본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀과 비감응성 리포좀인 Doxil의 뇌로의 전달효과를 비교하기 위해, 004 조성의 리포좀과 Doxil 조성의 리포좀을 제조하여 비교실험을 진행하였다. 실험 방법은 상기 실시예와 동일하게 수행하였으며, IVIS로 형광강도를 측정하여 뇌조직 전달 정도를 정량분석하였다. In order to compare the brain delivery effects of ultrasound-responsive liposomes for blood-brain barrier penetration according to the present invention and non-responsive liposomes, Doxil, liposomes having a composition of 004 and liposomes having a composition of Doxil were prepared and a comparative experiment was conducted. The experimental method was performed in the same manner as in the above example, and the degree of brain tissue delivery was quantitatively analyzed by measuring fluorescence intensity with IVIS.

실험 결과는 도 8에 나타냈다. 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀 (004 조성 리포좀)과 비감응성 리포좀인 Doxil 모두 초음파가 방출된 부위에서 형광이 검출된 바, 초음파 및 마이크로버블의 공동현상으로 인해 두 가지 리포좀 모두 혈액-뇌 장벽을 투과하였음을 확인하였다. 그러나 본 발명에 따른 초음파 감응성 리포좀의 경우, Doxil 리포좀과 비교하여 뇌로의 전달효과가 2배 가까이 향상된 것으로 나타났다. 상기 결과는 본 발명에 따른 혈액-뇌 장벽 투과용 초음파 감응성 리포좀이 우수한 초음파 감응성을 가질 뿐만 아니라, 뇌조직으로의 침투효과가 더욱 높아, 뇌조직에 더 효과적으로 전달될 수 있음을 보여준다. The experimental results are shown in Fig. 8. Both the ultrasound-responsive liposome (004 composition liposome) according to the present invention and the non-responsive liposome, Doxil, detected fluorescence at the site where ultrasound was emitted, confirming that both liposomes penetrated the blood-brain barrier due to the cavitation of ultrasound and microbubbles. However, in the case of the ultrasound-responsive liposome according to the present invention, the delivery effect to the brain was shown to be improved by nearly twice compared to the Doxil liposome. The above results show that the ultrasound-responsive liposome for penetrating the blood-brain barrier according to the present invention not only has excellent ultrasound sensitivity, but also has a higher penetration effect into brain tissue, so that it can be delivered to brain tissue more effectively.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다. The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential characteristics of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

Claims (26)

1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포콜린(1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine, DSPC), 1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민-N-[메톡시(폴리에틸렌글리콜)-2000](1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000], DSPE-mPEG2000), 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민(1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine, DOPE), 콜레스테롤, 및 라이소포스파티딜콜린(lysophosphatidylcholine, lyso-PC)를 포함하는 초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하고,
상기 DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, 콜레스테롤, 및 lyso-PC는 8~12 : 3~6 : 50~66 : 10~32 : 5~11의 몰비 (mole%)로 포함된 것을 특징으로 하는, 혈액-뇌 장벽 (blood-brain barrier) 투과용 조성물.
An ultrasound-responsive liposome comprising, as an active ingredient, 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC), 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000] (1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000] (DSPE-mPEG2000), 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (DOPE), cholesterol, and lysophosphatidylcholine (lyso-PC),
A composition for penetrating the blood-brain barrier, characterized in that the DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, cholesterol, and lyso-PC are contained in a molar ratio (mole %) of 8 to 12: 3 to 6: 50 to 66: 10 to 32: 5 to 11.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 DSPC는 전체 리포좀 대비 0.1 내지 50 건조중량%,
상기 DSPE-mPEG2000는 전체 리포좀 대비 3 내지 50 건조중량%,
상기 DOPE는 전체 리포좀 대비 1 내지 80 건조중량%,
상기 콜레스테롤은 전체 리포좀 대비 0.05 내지 40 건조중량%, 및
상기 lyso-PC는 전체 리포좀 대비 0.5 내지 10 건조중량%으로 포함된 것을 특징으로 하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물.
In the first paragraph,
The above DSPC is 0.1 to 50% by dry weight relative to the total liposome,
The above DSPE-mPEG2000 is 3 to 50% by dry weight relative to the total liposome.
The above DOPE is 1 to 80% by dry weight relative to the total liposome,
The cholesterol is present in an amount of 0.05 to 40% by dry weight relative to the total liposome, and
A composition for penetrating the blood-brain barrier, characterized in that the lyso-PC is contained in an amount of 0.5 to 10% by dry weight relative to the total liposome.
제1항에 있어서,
상기 초음파 감응성 리포좀은 스핑고리피드 (sphingolipid) 및 폴리소르베이트 (polysorbate)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물.
In the first paragraph,
A composition for penetrating the blood-brain barrier, characterized in that the ultrasound-responsive liposome further comprises at least one selected from the group consisting of sphingolipids and polysorbates.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 초음파 감응성 리포좀은 초음파에 노출되었을 때 혈액-뇌 장벽을 통과하는 것을 특징으로 하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물.
In the first paragraph,
A composition for penetrating the blood-brain barrier, characterized in that the ultrasound-responsive liposome passes through the blood-brain barrier when exposed to ultrasound.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 초음파 감응성 리포좀은 황산암모늄, 시트르산암모늄, 또는 트리에틸암모늄 수크로오스 옥타설페이트(triethylammonium sucrose octasulfate, TEA-SOS)로 수화된 것을 특징으로 하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물.
In the first paragraph,
A composition for penetrating the blood-brain barrier, characterized in that the ultrasound-responsive liposome is hydrated with ammonium sulfate, ammonium citrate, or triethylammonium sucrose octasulfate (TEA-SOS).
제1항에 있어서,
상기 조성물은 초음파 처리와 순차적으로 또는 동시에 투여되는 것을 특징으로 하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물.
In the first paragraph,
A composition for penetrating the blood-brain barrier, characterized in that the composition is administered sequentially or simultaneously with sonication.
제16항에 있어서,
상기 초음파는 하기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 특징을 만족하는 것을 특징으로 하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물:
(a) 초음파의 주파수는 20 kHz 내지 3 MHz임; 및
(b) 듀티 사이클은 0.5 내지 20%임.
In Article 16,
The composition for penetrating the blood-brain barrier is characterized in that the ultrasound satisfies one or more characteristics selected from the group consisting of:
(a) the frequency of the ultrasound is 20 kHz to 3 MHz; and
(b) Duty cycle is 0.5 to 20%.
제16항에 있어서,
상기 초음파 처리는 마이크로버블의 투여와 순차적으로 또는 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물.
In Article 16,
A composition for penetrating the blood-brain barrier, characterized in that the sonication is performed sequentially or simultaneously with the administration of microbubbles.
1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포콜린(1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine, DSPC), 1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민-N-[메톡시(폴리에틸렌글리콜)-2000](1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000], DSPE-mPEG2000), 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민(1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine, DOPE), 콜레스테롤, 및 라이소포스파티딜콜린(lysophosphatidylcholine, lyso-PC)를 포함하는 초음파 감응성 리포좀을 유효성분으로 포함하고,
상기 DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, 콜레스테롤, 및 lyso-PC는 8~12 : 3~6 : 50~66 : 10~32 : 5~11의 몰비 (mole%)로 포함된 것을 특징으로 하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 약물 전달체.
An ultrasound-responsive liposome comprising, as an active ingredient, 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC), 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000] (1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000] (DSPE-mPEG2000), 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (DOPE), cholesterol, and lysophosphatidylcholine (lyso-PC),
A drug delivery vehicle for penetrating the blood-brain barrier, characterized in that the DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, cholesterol, and lyso-PC are contained in a molar ratio (mole%) of 8 to 12: 3 to 6: 50 to 66: 10 to 32: 5 to 11.
하기 단계를 포함하는, 제1항의 혈액-뇌 장벽 투과용 조성물의 제조방법:
(S1) DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, 콜레스테롤, 및 lyso-PC를 8~12 : 3~6 : 50~66 : 10~32 : 5~11의 몰비 (mole%)로 제1 유기용매에 용해하는 단계;
(S2) 상기 유기용매를 증발시켜 리포좀 박막을 제조하는 단계; 및
(S3) 상기 리포좀 박막을 수용액으로 수화시키는 단계.
A method for producing a composition for penetrating the blood-brain barrier of claim 1, comprising the following steps:
(S1) A step of dissolving DSPC, DSPE-mPEG2000, DOPE, cholesterol, and lyso-PC in a first organic solvent at a molar ratio (mole%) of 8 to 12: 3 to 6: 50 to 66: 10 to 32: 5 to 11;
(S2) a step of evaporating the organic solvent to prepare a liposome thin film; and
(S3) A step of hydrating the above liposome film with an aqueous solution.
제20항에 있어서,
상기 제1 유기용매는 디메틸아세트아마이드, 디메틸포름아마이드, 디메틸술폭시드, 클로로포름, 메탄올, 에탄올, 및 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 제조방법.
In Article 20,
A manufacturing method, characterized in that the first organic solvent is at least one selected from the group consisting of dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, chloroform, methanol, ethanol, and ether.
제20항에 있어서,
상기 (S1) 단계의 제1 유기용매는 폴리소르베이트가 첨가된 것을 특징으로 하는, 제조방법.
In Article 20,
A manufacturing method, characterized in that the first organic solvent of the above step (S1) has polysorbate added thereto.
제19항에 있어서,
상기 초음파 감응성 리포좀은 하기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 특징을 만족하는 것인, 혈액-뇌 장벽 투과용 약물 전달체:
(a) 100 내지 200 nm의 입도; 및
(b) 첨가되는 전체 약물 대비 상기 리포좀에 담지되는 약물의 비율은 50-100%임.
In Article 19,
The above ultrasound-responsive liposome is a drug delivery vehicle for penetrating the blood-brain barrier, which satisfies one or more characteristics selected from the group consisting of:
(a) particle size of 100 to 200 nm; and
(b) The ratio of the drug loaded into the liposome to the total drug added is 50-100%.
제19항에 있어서,
상기 약물 전달체는 약물을 뇌 내로 전달하기 위한 것인, 혈액-뇌 장벽 투과용 약물 전달체.
In Article 19,
The above drug delivery vehicle is a drug delivery vehicle for penetrating the blood-brain barrier for delivering drugs into the brain.
제19항에 있어서,
상기 약물은 뇌질환 치료제이고,
상기 뇌질환은 뇌종양, 세균 또는 바이러스에 의한 뇌 감염, 파킨슨병, 뇌염, 뇌졸중, 중풍, 알츠하이머, 루게릭병, 헌팅턴병, 피크병, 크로이츠펠트-야곱병, 뇌전증, 혈전증, 색전증, 뇌경색, 중풍, 소경색, 및 뇌순환대사장애로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 약물 전달체.
In Article 19,
The above drug is a treatment for brain disease,
A drug delivery system for penetrating the blood-brain barrier, characterized in that the brain disease is at least one selected from the group consisting of brain tumor, bacterial or viral brain infection, Parkinson's disease, encephalitis, stroke, apoplexy, Alzheimer's disease, Lou Gehrig's disease, Huntington's disease, Pick's disease, Creutzfeldt-Jakob disease, epilepsy, thrombosis, embolism, cerebral infarction, cerebral apoplexy, small infarction, and cerebral circulation metabolic disorder.
제25항에 있어서,
상기 뇌질환 치료제는 빈크리스틴, 빈블라스틴, 빈플루닌, 빈데신, 비노렐빈, 테모졸로마이드, 카뮤스틴, 로뮤스틴, 카바지타셀, 도세탁셀, 라로탁셀, 오르타탁셀, 파클리탁셀, 테세탁셀, 이사베필론, 로무스틴, 프로카바진, 리툭시맙, 토실리주맙, 테모졸로미드, 카보플라틴, 에를로티니브, 이리노테칸, 엔자스타우린, 보리노스타트, 독소루비신, 시스플라틴, 5-플루오로우라실, 타목시펜, 토포테칸, 벨로테칸, 이마티닙, 플록수리딘, 젬시타빈, 류프로리드, 플루타미드, 졸레드로네이트, 메토트렉세이트, 캄토테신, 히드록시우레아, 스트렙토조신, 발루비신, 레티노익산, 메클로레타민, 클로람부실, 부술판, 독시플루리딘, 마이토마이신, 프레드니손, 아피니토, 미토산트론, 레보도파, 카비도파, 엔타카폰, 톨카폰, 도파민 아고니스트, 도네페질, 갈란타민, 리바스티그민, 메만틴, 항콜린제, 및 아만타딘으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 혈액-뇌 장벽 투과용 약물 전달체.
In Article 25,
The above brain disease treatment agents include vincristine, vinblastine, vinflunine, vindesine, vinorelbine, temozolomide, carmustine, lomustine, cabazitacel, docetaxel, larotaxel, ortataxel, paclitaxel, tesetaxel, isabepilone, lomustine, procarbazine, rituximab, tocilizumab, temozolomide, carboplatin, erlotinib, irinotecan, enzastaurin, vorinostat, doxorubicin, cisplatin, 5-fluorouracil, tamoxifen, topotecan, belotecan, imatinib, floxuridine, gemcitabine, leuprolide, flutamide, zoledronate, methotrexate, camptothecin, hydroxyurea, streptozocin, valrubicin, A drug delivery system for penetrating the blood-brain barrier, characterized in that at least one selected from the group consisting of retinoic acid, mechlorethamine, chlorambucil, busulphan, doxifluridine, mitomycin, prednisone, afinitor, mitoxantrone, levodopa, carbidopa, entacapone, tolcapone, dopamine agonists, donepezil, galantamine, rivastigmine, memantine, anticholinergics, and amantadine.
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