KR101184401B1

KR101184401B1 - 크기 조절된 생분해성 마이크로스피어를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR101184401B1
Application number: KR1020067017750A
Authority: KR
Inventors: 오드리 로예르; 디디에 바질르; 제로메 비베트
Original assignee: 에띠팜
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2025-03-03
Also published as: IL177593A0; KR20060129437A; AU2005221361B2; US20080233201A1; BRPI0507521B1; CN1953803A; BRPI0507521B8; EP1720649B1; MXPA06009827A; CA2557755C; FR2867075A1; AU2005221361A1; BRPI0507521A; IL177593A; JP2007526287A; FR2867075B1; CN1953803B; EP1720649A1; WO2005087362A1; CA2557755A1

Abstract

본 발명은 a) 하나 이상의 중합체상 및 하나 이상의 수성상을 포함하고, 분산된 중합체상과 수성상 사이의 점도비가 0.12 내지 10인 에멀젼을 제조하는 단계; b) 수득된 에멀젼을 조절된 층류 전단하는 단계; c) 중합체상으로부터 용매를 제거하는 단계; 및 d) 수득된 마이크로스피어를 분리하는 단계를 포함하여, 단순분산 생분해성 마이크로스피어를 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 상기 방법으로 제조된 마이크로스피어의 용도도 기술된다.

마이크로스피어, 생분해성, 단순분산

Description

크기 조절된 생분해성 마이크로스피어를 제조하는 방법{Method for preparing calibrated biodegradable microspheres}

본 발명은 제약 산업에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은, 특히 제약학적 활성 성분의 투여를 위한, 단순분산 생분해성 마이크로스피어의 제조에 관한 것이다.

제약학적 활성 성분들의 투여를 용이하게 하거나 생체 내에서 이들의 분해를 막기 위해 이들을 마이크로스피어에 캡슐화하는 것은 공지되어 있다.

마이크로캡슐화는 고체 또는 액체 물질을 크기가 0.1 내지 1000 μm인 입자가 되도록 코팅하는 것으로 이루어진다.

이러한 맥락에서, 오랜 기간 동안 활성 성분을 전달하는 생분해성 마이크로스피어의 사용이 특별히 고안되었다.

생분해성 마이크로스피어를 제조하기 위한 다양한 기술이 공지되어 있다.

미국 특허 제5,643,607호는 친수성 활성 성분, 특히 펩티드의 장기간 투여를 위한 마이크로캡슐을 기술하고 있다. 마이크로캡슐은 분산된 수성상이 활성 성분을 포함하고 연속상이 중합체를 포함하는 에멀젼의 마이크로캡슐화에 의해 제조된다.

그러나, 이들 마이크로스피어에 포함된 활성 성분의 방출 동력학은 균질하지 않은 것으로 관측된다. 이러한 영향은 마이크로스피어가 넓은 입자 크기 분포를 갖기 때문이다. 마이크로스피어로부터 활성 성분의 방출은 확산 효과에 기초하며, 따라서 일반적으로 증가하는 크기의 마이크로스피어에 대해서는 느려지고 보다 오랜 기간에 걸쳐 연장된다.

단순분산 (monodisperse) 마이크로스피어를 제조하는 방법은 진동을 받는 노즐을 통해 중합체 용액을 통과시키는 것으로 이루어지며, 이때 각각의 진동은 노즐을 빠져나가는 유동물을 깨트려 소적을 형성한다 [Berkland et al. J. Controlled Release 73 (2001), 59-74]. 이러한 방법은 복잡하고, 길며, 수율이 낮다. 또한, 산업 규모로 전환이 어려워 보인다. 또한, 순간적인 침전 현상에 기초하기 때문에, 항상 마이크로스피어 내에 활성 성분의 균질한 분포를 가능하게 하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명의 목적은, 특히 수용성 및 지용성 활성 성분 모두를 수송하고자 하는, 조절된 크기의 단순분산 생분해성 마이크로캡슐을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

프랑스 특허 제2 747 321호는 꾸에트 (Couette) 타입의 디바이스에서 조절된 층류 전단 (controlled laminar shearing)에 의해 단순분산 에멀젼을 제조하는 방법을 기술한다. 그러나, 이러한 방법은 단지 액체 에멀젼을 제공하는 것을 목적하며 유기상이 중합체 및 유기 용매를 포함하는 복잡한 시스템을 목적하지는 않는다.

본 발명은 주로, 분산상과 연속상 사이의 점도 비율 (직접적 에멀젼의 경우 η_org/η_aq, 역 에멀젼 (inverse emulsion)의 경우 η_aq/η_org)이 0.1 내지 10인 경우 하나 이상의 중합체성 유기상을 포함하는 에멀젼이 수득될 수 있다는 발견에 기초한다.

따라서, 본 발명은 보다 구체적으로는

a) 하나 이상의 중합체상 및 하나 이상의 수성상을 포함하고, 분산상과 연속상 사이의 점도비가 0.1 내지 10인 에멀젼을 제조하는 단계;

b) 수득된 에멀젼을 조절된 층류 전단하는 단계;

c) 중합체상으로부터 용매를 제거하는 단계; 및

d) 수득된 마이크로스피어를 분리하는 단계;를 포함하여, 단순분산 생분해성 마이크로스피어를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에서, 용어 "마이크로스피어"는 직경이 0.1 μm 내지 1000 μm, 보다 특히 0.7 μm 내지 30 μm인 구형의 단위를 나타낸다.

본 발명에 따른 마이크로스피어는 중합체-기재된 매트릭스에 의해 구성된다. 따라서, 이들은 열-민감성 활성 성분, 예를 들어 단백질 또는 폴리펩티드의 투여에 특히 적합하다. 지질상은 열에 의해 액체로 전환되는 반면, 중합체 마이크로스피어의 형성은 유기 용매 중 중합체의 용해에 기초한다. 용매가 제거되면, 마이크로스피어의 중합체 성분은 활성 성분이 캡슐화될 수 있는 균일한 매트릭스를 형성한다. 따라서, 중합체 마이크로스피어는 온도를 증가시키지 않고 제조될 수 있다.

활성 성분의 용해도에 따라, 활성 성분은 중합체상에, 즉 마이크로스피어의 중합체 매트릭스에 포함되는 수성상의 마이크로소적 내부에 직접적으로 캡슐화될 수 있다. 일반적으로, 활성 성분이 지용성이면, 이는 중합체 매트릭스에 캡슐화될 것이다. 이와는 대조적으로, 활성 성분이 수용성이면, 이는 내부 수성상에 캡슐화될 것이다. 일부 활성 성분은 물 및 비-극성 용매 모두에서 낮은 용해성을 나타낸다. 이러한 경우, 활성 성분은 중합체 용액 중에 고체 상태로 분산될 수 있다.

지용성도 아니고 수용성도 아닌 활성 성분의 투여는 공지된 생약 형태를 사용하는 경우 특히 다루기 힘들다. 따라서, 본 발명에 따른 마이크로스피어가 이러한 활성 성분의 투여에 특히 가치있는 것으로 보인다.

본원에서, 용어 "생분해성"이란 생물학적 매질에서 분해되고 이의 분해 산물이 신장 여과 또는 대사에 의해 제거되는 물질을 의미한다. 생분해성 중합체는 생체 내에서 효소적 또는 비-효소적 방식으로 분해가능하여 무독성의 분해 산물을 생성하는 합성 또는 천연 중합체인 것으로 정의된다.

이러한 분해는 일반적으로 수주 도는 수개월의 기간에 걸쳐 일어난다 (예를 들어, PGA-TMC는 7개월에 흡수되고, L-PLA는 약 2년의 분해 기간을 갖는다).

중합체의 분해 시간은 이의 유형, 및 단량체 단위의 화학적 특성, 또한 이의 중합화도 및 이의 결정도에 따른다. 또한, 이 물질과는 별도로, 분해 시간은 특히 효소 또는 다른 분해물에 접근하기 쉬운 물질의 표면적에 따른다. 따라서, 물질이 보다 미분될 수록, 보다 신속히 분해될 것이다.

마이크로스피어는 유기체에 축적된 중합체의 양이 투여 당 투여되는 중합체 용량의 20배에 상당하는 양을 초과하지 않도록 분해된다. 바람직하게는, 유기체에 축적되는 중합체의 양은 투여 당 투여되는 중합체 용량의 10배에 상당하는 양을 초과하지 않는다.

본 발명에 따른 마이크로스피어의 2개의 연속적인 투여를 구분하는 간격은 일반적으로 적어도 1일, 바람직하게는 1일 내지 30일, 특히 5 내지 14일이다.

따라서, 마이크로스피어가 신체에 축적되는 것을 방지한다.

본 발명에 따른 마이크로스피어는, 하나 이상의 활성 성분 또는, 그 자체에 하나 이상의 활성 성분을 포함할 수 있는, 수용액의 소적이 분포될 수 있는, 중합체 매트릭스를 포함한다.

활성 성분(들)은 서로 독립적으로 수용성 또는 난수용성 (poorly water-soluble), 유용성 또는 난유용성 (poorly lipid-soluble) 또는 난유용성과 난수용성일 수 있다.

분산상이 내부 수성상을 포함하는 조성물의 경우, 예를 들어 친수성 활성 성분을 단독으로나 난수용성 활성 성분과 함께 수반할 수 있다.

활성 성분은 특히 제약학적, 수의학적, 식물-보호적, 향장학적 또는 토양영양적 활성 성분일 수 있다. 또한, 이는 세제, 영양제, 항원 또는 백신일 수 있다. 바람직하게는 이는 제약학적 활성 성분이다.

바람직하게는, 제약학적 활성 성분은 항생제, 저지혈제 (hypolipidaemics), 항고혈압제, 항바이러스제, 베타 차단제, 기관지확장제, 세포증식억제제, 향정신제, 호르몬, 혈관확장제, 항알러지제, 진통제, 해열제, 진경제, 항염제, 항혈관형성제, 항세균제, 항궤양제, 항진균제, 항기생충제, 항당뇨제, 항간질제, 항파킨슨 제, 항편두통제, 항알츠하이머제, 항좌창제, 항녹내장제, 항천식제, 신경안정제, 항우울제, 불안해소제, 수면제, 평열제 (normothymics), 진정제, 각성제, 항골다공제, 항관절제, 항응고제, 항건선제, 고혈당제 (hyperglycaemics), 식욕증진제, 식욕감퇴제, 항무기력제, 항변비제, 항설사제, 항외상제. 이뇨제, 근이완제, 요실금 약물, 발기 장애 약물, 비타민, 펩티드, 단백질, 항암제, 핵산, RNA, 올리고뉴클레오티드, 리보자임 및 DNA로 이루어진 군 중에서 선택된다.

또한, 활성 성분(들)을 경구 경로에 의한 흡수 조절제 또는 효소 억제제, 예를 들어 P-당단백질 억제제 또는 프로테아제 억제제와 함께 배합하는 것이 유리할 수 있다.

용어 "단순분산"은 각각의 마이크로스피어의 직경이 집단의 평균 직경과 매우 유사한, 마이크로스피어의 집단을 나타내기 위한 것이다. 다분산성 (polydispersity)이 40 % 이하, 바람직하게는 5 내지 30 %, 예를 들어 15 내지 25 %인 경우, 집단은 "단순분산"으로 불린다. 이때, 다분산성 소적 또는 구체의 용적으로 나타내는 직경 분포의 평균에 대한 표준편차의 비율인 것으로 정의된다.

본 발명에 따른 단순분산 마이크로스피어는, 분산상으로서, 하나 이상의 활성 성분을 포함하는 (내부 물의 소적을 포함하거나 포함하지 않을 수 있는) 중합체상의 소적을 포함하는 에멀젼을 조절 전단하여 수득된다. 또한, 변할 수 있고 조절가능한 전단은 마이크로스피어의 크기 및 따라서 활성 성분의 방출 조절 및 유기체로부터 이의 제거를 가능하게 한다.

바람직하게는, 이 단계는 꾸에트 유형의 장치에서 수행된다. 이로써 크기 분포가 좁고 균질한 마이크로스피어가 수득된다.

마이크로스피어를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법은 간단하며 단지 소량의 용매만을 이용하는 이점을 갖는다. 이는 산업적 규모로 쉽게 전환될 수 있다.

또한, 이러한 방법은 마이크로스피어 내에 활성 성분을 고수율로 캡슐화한다. 캡슐화 수율이 의미하는 바는 캡슐화된 활성 성분 및 사용된 활성 성분 사이의 비율이다. 이는 유기상 중 활성 성분의 용해에 유리한 수성상과 유기상 사이의 분배 계수 및 에멀젼 중 유기상의 고농도에 의해 본 발명에서 최적화될 수 있다. 보다 정확히, 본 방법은 제 1 단계로 하나 이상의 유기상 및 하나 이상의 수성상을 포함하는 에멀젼을 제조하는 것으로 이루어진다.

유기상과 수성상이 있는 경우, 직접적 단일 에멀젼이 제조된다.

용어 "직접적 에멀젼"은 유기상이 수성상에 분산되는 에멀젼을 나타낸다. 이와는 대조적으로, "역 에멀젼"에서, 수성상은 유기상에 분산된다.

직접적 에멀젼은 (유기상에 용해된) 지용성 활성 성분을 캡슐화시키는데 특히 유용하다.

그러나, 이중 에멀젼으로부터 마이크로스피어의 생성도 가능하다. 이들 에멀젼은 2개의 수성상을 포함한다: 소위 "외부" 수성상에 그 자체가 분산되는 유기상에 분산되는 소위 "내부" 수성상. 따라서, 내부 수성상은 친수성 활성 성분 및 특히 손상되기 쉬운 활성 성분, 예를 들어 단백질 또는 폴리펩티드를 용해시킨다.

따라서, 친유성 또는 친수성 활성 성분을 캡슐화시키는 것이 바람직한지의 여부에 따라, 직접적 단일 에멀젼 또는 이중 에멀젼 W/Org/W가 이용될 것이다. 또 한, 이중 에멀젼은 수개의 활성 성분, 예를 들어 (내부 수성상에 용해된) 친수성 활성 성분과 (중합체를 포함하는 유기 용액에 용해된) 소수성 활성 성분의 배합물을 캡슐화하는 마이크로캡슐을 수득하는 수단이다.

에멀젼의 유기상은 유기 용매에 용해된 하나 이상의 생분해성 중합체를 포함한다.

유리하게는, 에멀젼의 유기상은 유기상의 총 질량 (mass)에 대해 적어도 하나의 생분해성 중합체 5 내지 30 질량% 및 바람직하게는 10 내지 20 질량%를 포함한다.

중합체는 사람 및 동물에게 무독성인 생분해성 중합체 중에서 선택된다. 또한, 활성 성분에 대해 불활성이고, 물 중 불용성인 것이 유리하다.

사용되는 생분해성 중합체(들)는 바람직하게는 고려되는 투여 경로 (예: 비경구)에 사용하는 것에 대해 승인된 중합체이다. 바람직하게는, 분해 생성물이 유기체에 의해 용이하게 제거될 수 있는 중합체가 생분해성 중합체로서 사용될 것이다.

이들 중합체 중, 특히 락트산으로부터 유도되는 중합체 및 특별히 α-히드록시산의 부류로부터 유도되는 것, 예를 들어 PLGA (폴리락틱 글리콜산)을 언급할 수 있다. 이들 중합체는 사람에서 비경구 사용에 대해 승인되었다. 또한, 이들은 활성 성분의 방출 관점에서 적합한, 유기체에서의 분해에 대한 동력학을 갖는다. 중합체의 결정도는 이의 친수성 및 또한 생체 내에서 분해의 신속성에 대해 직접적 영향을 끼칠 것이다.

이들 중합체는 비특이적 화학적 가수분해 메카니즘에 의하거나 효소 분해에 의해 유기체에서 분해된다. 이로부터 생성되는 단량체는 대사되며, 이산화탄소 및 물의 형태로 호흡 경로를 통해 주로 제거되는 분해 생성물을 낳는다.

따라서, 본 발명의 수행을 위해 폴리(α-히드록시산), 폴리(α-히드록시산), 폴리(ε-카프롤락톤)-PCL, 폴리디옥사논-PDO의 지방족 폴리에스테르, 폴리오르토에스테르, 폴리무수물, 폴리시아노아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리펩티드 또는 폴리(아미노산), 개질된 다당류, 셀룰로즈, 폴리카보네이트, 폴리디메틸실록산 및 폴리(비닐 아세테이트) 및 이들의 유도체 및 공중합체 중에서 선택되는 중합체를 사용할 수 있다.

폴리(α-히드록시산) 부류의 중합체는 반복 단위가 α-히드록시산, 예를 들어 폴리(글리콜리드) (PGA), 폴리(락티드) (PLA), 폴리(락티드-코-글리콜리드) (PLAGA 또는 PLGA), 글리콜리드-코-트리메틸렌 카보네이트 공중합체, 또는 폴리글리코네이트, (PGA-TMC)로부터 유도되는 폴리에스테르이다. 이들은, 예를 들어 상표명 Resomer^® 및 Medisorb^®으로 시판된다.

글리콜리드와 트리메틸렌 카보네이트 및 p-디옥사논과의 중합화로부터 생성되는 삼원공중합체, 또는 블럭 공중합체, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜-폴리(α-히드록시산) (PLA-PEG, , PLGA-PEG) 또는 메톡시 폴리에틸렌 글리콜-폴리(α-히드록시산)과 같은 중합체가 고려될 수 있다.

α-히드록시산에 대한 것과 동일하게, 중합체의 결정도는 이의 친수성 및 또 한 생체 내에서 이의 분해의 신속성에 대해 직접적 효과를 가질 것이다.

ε-카프롤락톤은 히드록시-6-카프로산의 에스테르이다. 폴리(ε-카프롤락톤) 및 락트산으로 수득되는 이의 공중합체가 조절된-방출 의약 형태의 조성물에 사용되는 반-결정성 중합체이다. 이들 중합체는 PLA 및 PLGA (비-효소적 분해)와 유사한 방식으로 유기체에서 분해된다. 이러한 중합체가 상표명 Lactel^®로 시판된다.

폴리디옥사논-PDO는 p-디옥사논의 환을 개환하여 수득되는 폴리에테르 에스테르이다.

일부 활성 성분, 특히 신속히 가수분해되는 활성 성분은 불안정하다. 따라서, 물을 보유하는 중합체를 사용하는 것이 금기된다. 이러한 경우, 보다 소수성이고 표면 부식으로 분해되는 중합체, 예를 들어 폴리오르토에스테르 및 폴리무수물이 바람직하다.

폴리오르토에스테르는 2,2-디에톡시테트라히드로푸란과 디올의 축합으로부터 수득되는 화합물이다. 이들 중합체는, 분해 산물로서, 분해 과정을 촉매하는 산 화합물을 갖는다. 따라서, 분해는 시간이 흐름에 따라 가속화한다. 이들은, 예를 들어 상표명 Chronomer^® 및 Alzamer^®로 시판된다.

폴리무수물은 세바크산 p(SA) 및 비스-p(카복시페녹시)프로판 p(CPP)로부터 유도되는 화합물이다. 또한, 세바크산은 지방산 이량체 (올레산: p(FAD-SA)와 배합될 수 있다. 이들의 분해 시간은 사용된 단량체의 소수성 정도에 따라 수일 내 지 수년으로 다양할 수 있다. 이들은 표면 부식에 의해 분해되고, 우수한 생물적합성을 갖는다.

바람직한 폴리시아노아크릴레이트는, 서서히 분해되고 조직에 대해 적은 염증 반응을 일으키는, 장쇄 알킬을 갖는 폴리시아노아크릴레이트이다. 이러한 중합체는 상표명 Desmolac^® (BAYER)로 시판된다.

폴리펩티드 또는 폴리(아미노산)은 유기체에서 자연적으로 존재하는 분자의 축합으로부터 생기는 폴리아미드이다. 시간이 경과함에 따라 점진적으로 가수분해되는 물질을 얻기 위해서, 단순 아미노산 (친수성) 및 아미노산의 소수성 유도체, 예를 들어 아스파트산의 메틸 또는 벤질 에스테르로부터 생기는 중합체가 바람직하다.

분해에 대한 추정되는 메카니즘은 우선적으로 수용성 거대분자를 생성하는 에스테르 작용물 (디설파이드 브릿지)의 가수분해, 이어서 펩티드 결합이 효소 공격에 의해 파괴되는 간 및 신장을 목표로 하는 확산 과정이다. 울트라미드 A5 내츄렐 (Ultramid A4 Naturel) (BASF)가 이러한 부류의 중합체에 대한 예로써 언급될 수 있다.

셀룰로즈 유도체 중, 보다 특히 상표명 Blanose^®, Ethocel^® (Dow Cemica), Pharmacoat^® 603 또는 606 (ShinEtsu Chemical), 및 Aqualon EC^® (Aqualon Company)로 시판되는 메틸셀룰로즈 및 에틸셀룰로즈를 언급할 수 있다.

상표명 Araconate 5000으로 시판되는 폴리(트리메틸렌 카보네이트) (폴 리(TMC) 및 폴리(프로필렌 카보네이트)가 폴리카보네이트로서 언급될 수 있다.

폴리(비닐 아세테이트) 중, 상표명 Coathylene^® (plast-Labor SA)로 시판되는 에틸렌과 비닐 아세테이트와의 공중합체가 특히 바람직하다.

유기상에 존재하는 중합체는 바람직하게는 평균 분자량이 50 내지 500 kDa, 특히 100 내지 200 kDa이다.

매우 바람직한 방식에서, 마이크로스피어는 PLGA의 부류로부터 제조된다. 이들 중합체 부류 중, 상표명 "High IV"로 시판되고 분자량이 110 내지 160 KDa인 PLGA 75/25 (락트산/글리콜산) 또는 85/15이 특히 적합한 것으로 밝혀졌다.

이들 중합체는 락트산 단위의 비율에 따라 상이한 소수성을 갖는다. 따라서, 락트산의 농도가 더욱 많이 증가할수록, PLGA는 더욱 소수성일 것이다.

다른 한편으로, 락트산의 비율이 더욱 높아질수록, 중합체의 분해 동력학은 보다 길어질 것이다. 중합체의 이러한 특성은 캡슐화된 활성 성분의 방출 동력학에 영향을 끼친다. 따라서, 하나의 PLGA를 또 다른 PLGA로 확산하는 이러한 특성은 목적하는 방출 특성에 따라 이들 공중합체 중 하나 또는 또 다른 공중합체 또는 심지어는 이들의 혼합물을 사용할 수 있게 한다.

또한, PLGA 공중합체는 수개의 유기 용매, 예를 들어 클로로포름, 디클로로포름, 디클로로메탄 또는 에틸 아세테이트 중에 가용성이며, 이들은 물에 특히 불용성이다.

마지막으로, 이러한 유형의 중합체는 가수분해에 의해 분해되며, 반응 산물 은 대사되어 CO₂ 및 H₂O를 형성하여 호흡하는 동안 제거된다.

마이크로스피어의 제조를 위해 사용되는 유기 용매는 바람직하게는 사람에서 비경구 사용에 대해 승인된 것이다. 또한, 바람직하게는 주위 온도에서 이들 중합체의 양호한 용해가 가능하게 선택된다.

또한, 유기 용매는 바람직하게는 물 중에서 다소간의 가용성을 나타내며, 이는 용매에 대해 물 제거를 수행하는 한가지 방법이 다량의 물에 확산시켜 용매를 추출하는 것으로 이루어지기 때문이다. 또한, 증발에 의해 용매를 제거할 수도 있다. 이러한 용매는, 예를 들어 에틸 아세테이트 및 디클로로메탄을 포함한다.

에틸 아세테이트는 물 중에서 적당히 가용성이고 (8.7 g/물 100g, 200 ℃) 온도가 증가할 때 수용성이 감소하는 휘발성의 무색 용매이다. 또한, 유기체에 의해 잘 허용되고 환경의 관점에서 어떠한 특별한 문제도 일으키지 않는 것이다.

유리하게는, 에멀젼의 유기상은 물로 포화되고, 역으로 수성상(들)은 유기 용매로 포화되어 유기상을 향한 수성상으로부터의 물의 이탈을 제한하며, 또한 이와 반대 작용이 일어난다.

또한, 유기상은 유리하게는 친유성 또는 난유용성 및 난수용성인 활성 성분을 포함한다.

직접적 에멀젼의 수성상 및 이중 에멀젼의 소위 "외부" 수성상은 바람직하게는 물 이외의 다른 제제를 포함한다. 바람직하게는, 이들 제제는 비경구 사용에 대해 승인된 것이다. 따라서, 안정화제, 일반적으로 계면활성제는 바람직하게는 에멀젼의 안정성을 증가시키기 위해 첨가된다.

비-이온성 계면활성제, 예를 들어 PVA (폴리비닐 알콜), 또는 비-이온성 계면활성제, 예를 들어 폴리소르베이트 모노올레에이트 (Tween 80 또는 Montanox 80)이 유리하게 사용될 수 있다. 바람직하게는, 사용되는 PVA의 분자량은 30 내지 200 KDa이다.

이러한 비-이온성 계면활성제는, 예를 들어 88 % 가수분해된다. 또한, 소위 "외부" 수성상의 점도를 증가시키기 때문에 특히 유리하다.

이중 에멀젼의 경우, 외부 수성상은 유리하게는 하나 이상의 삼투제를 포함하여 내부 수성상과의 삼투압 균형을 맞춘다. 따라서, 활성 성분은 외부 매질을 향한 이탈로부터 방지된다.

삼투제는 통상적으로 글루코즈이거나 임의 기타 슈가, 예를 들어 만니톨 및 트레할로즈이며, 염, 예를 들어 염화나트륨도 적합할 수 있다.

삼투제는 원칙적으로 내부 수성상에 존재하는 이온 농도에 도달하기 충분한 양으로 외부 수성상에 존재한다. 일반적으로, 삼투제의 농도는 수성상의 중량에 대해 0.1 내지 20 중량%이다. 이러한 염은 바람직하게는 주사용 제제에 가장 적합한 농도인 0.6 % (m/m) 농도로 내부 수성상에 사용된다. 바람직하게는, 글루코즈는 내부 수성상에 존재하는 이온 농도와 같게 하는데 필수적인 양인 11.5 % (m/m)의 농도로 외부 수성상에 사용된다.

마지막으로, 에멀젼의 수성상은 유리하게는 상의 점도가 이하에서 기술되는 제 2 단계의 수행에서 허용되게 조정될 수 있게 하는 하나 이상의 점도제를 포함한 다. 또한, 이러한 제제는 현탁물 중의 소적의 유착을 제한함으로써 이중 에멀젼을 안정화시키는 것을 돕는다.

수성상은 일반적으로 에멀젼의 총 중량에 대해 10 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 70 중량%, 유리하게는 40 내지 60 중량%의 점도제를 포함한다.

일반적으로, 점도제는 친수성 중합체, 예를 들어 글리세롤 에테르 및 에스테르, 폴록사머, 예를 들어 Lutrol^®, 폴리(아미노당류), 예를 들어 키틴 또는 키토산, 다(당류), 예를 들어 덱스트란, 및 셀룰로즈의 유도체, 예를 들어 Carbopol^® 중에서 선택될 수 있다.

바람직하게는, 점도제는 폴록사머; 폴리에틸렌/폴리프로필렌의 블럭 중합체이다. 소수성 중심 핵은 폴리프로필렌으로 구성되며, 폴리에틸렌의 친수성 서열에 의해 둘러싸인다. 바람직하게는, 물 중 50 내지 60 %의 농도에서 겔을 형성하는 폴록사머 188 (Lutrol^® F68, BASF)이 사용된다.

사용되는 제제의 양은 도달될 점도에 따른다. 그러나, 바람직하게는, 폴록사머의 농도는 겔의 형성을 방지하도록 50 질량% 미만이다.

안정화제와 점도제의 배합은, 층류 전단 단계의 성공이 크게는 분산상과 연속상 사이의 점도비에 따른다는 것이 입증되었기 때문에, 매우 특히 중요하다. 따라서, 이들 제제의 배합은 상들 사이의 최적 점도비를 수득하고 소적의 유착에 대해 에멀젼의 안정성을 수득하는 것을 용이하게 한다.

에멀젼의 수성상은 제약학적 제형물에 통상 존재하는 임의의 다른 제제 또는 첨가제, 예를 들어 보존제 및 완충제를 포함할 수 있다.

특히, 내부 수성상은 또한 하나 이상의 활성 성분, 특히 수용성 활성 성분을 포함할 수 있다.

따라서, 친수성 활성 성분 및 친유성 활성 성분은 내부 수성상에 먼저 용해시킨 후 중합체 유기상에 용해시킴으로써 배합될 수 있다.

마지막으로, 에멀젼의 수성상(들)은 바람직하게는 유기 용매로 포화되어 유기상으로부터 이들 상들을 향한 확산을 방지한다.

상술된 바와 같이, 마이크로스피어는 제 2의 수성상 ("내부"로 불림)이 중합체 유기상으로 분산되는 이중 에멀젼으로부터 출발하여 제조될 수 있다.

이중 에멀젼의 내부 수성상은 외부 수성상과 연계하여 이미 상술된 제제를 포함할 수 있다.

그러나, 이중 에멀젼의 내부 수성상은 또한 계면활성제, 및/또는 점도제 및/또는 활성 성분으로서 하나 이상의 단백질을 포함한다.

따라서, 점도를 증가시키고/시키거나 에멀젼을 안정화시키기 위해서 고분자량 단백질, 예를 들어 HSA (사람 혈청 알부민)을 포함할 수 있다. 이는 이러한 거대분자의 양쪽 친매성이 에멀젼을 안정화시키는 것을 도울 수 있는 것으로 관측되었기 때문이다. 바람직하게는, 내부 수성상은 HSA 또는 하나 이상의 단백질을 내부 수성상의 중량에 대해 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%의 농도로 포함한다.

내부 수성상이 단백질을 포함하는 경우, 특히 pH의 관점에서 목적하는 단백 질에 적합한 매질을 형성하기 위해 일반적으로 다른 첨가제를 첨가하는 것이 바람직하다. 단백질의 pI와 근접한 pH를 갖는 완충제의 존재는 유리하게는 단백질이 천연 구조를 보존시킬 수 있다.

따라서, 이중 에멀젼의 내부 수성상은 용액의 pH를 안정화시키는 pH를 형성하는데 필요한 화합물을 포함한다. 다양한 단백질에 대해 적합한 pH값 및 상응하는 완충제가 당업자에게 공지되어 있으므로 본원에서 구체화하지는 않을 것이다.

또한, 내부 수성상은 안정화제, 예를 들어 문헌 [SANCHEZ, A. et al., "Biodegradable micro- and nanoparticles as long-term delivery vehicles for interferon alpha", Eur. J. Pharm. Sci. (2003) 18, 221-229]에 기술된 폴록사머 188을 포함할 수 있다.

또한, 내부 수성상은 유리하게는 공계면화성제를 포함한다. 단백질과 배합된 공계면활성제는 내부 수성상과 유기상 사이의 경계면에서 집중되고, 이들 2개의 매질 사이의 표면 장력을 감소시키는 것을 돕는다.

사용되는 공계면활성제는 바람직하게는 BASF로부터의 Solutol HS15이다. 이러한 생성물은 12-히드록시스테아르산의 모노- 및 디-폴리에틸렌 글리콜 660의 혼합물이다. 이는 물, 에탄올 및 2-프로판올에 가용성이다.

내부 수성상은 내부 수성상의 중량에 대해 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 1 중량%, 보다 구체적으로는 0.1 내지 0.2 중량%의 농도로 계면활성제를 포함한다.

또한, 마이크로스피어의 내부 수성상은 유리하게는 활성 성분을 포함할 수 있다.

이는, 종종 화학적 환경의 변화가 있는 경우, 예를 들어 유기 용매 중의 분산 시 또는 온도 또는 pH가 변화하는 경우 화합물의 생물학적 활성에 품질저하가 있다는 것이 종종 관측되기 때문에, 취약한 친수성 활성 성분, 예를 들어 단백질 또는 폴리펩티드의 투여에 특히 중요한 것으로 밝혀졌다.

마이크로스피어의 제조 시, 활성 성분은 최적 pH에서 이중 에멀젼의 내부 수성상에 용해될 것이기 때문에, 이의 활성에 어떠한 품질저하도 겪지 않을 것이다. 따라서, 물리-화학적 환경의 변화 및 따라서 분자의 구조적 변화가 감소되고, 이는 활성 성분의 활성이 보존되게 할 수 있다.

마이크로스피어를 제조하는 방법은 수득된 에멀젼을 층류 전단하는 것으로 이루어진 제 2 단계를 포함한다. 층류 전단은 바람직하게는 꾸에트 디바이스에서 수행된다. 이는, 존재하는 상 사이의 최적 점도, 로타의 회전 속도 및 에멀젼을 에어 갭으로 주입하는 속도 (수득되는 마이크로스피어의 크기 및 크기의 균일성을 제한함) 에 기인하여 수득되는 에멀젼의 점탄성이다.

마이크로스피어를 제조하는 방법은 분산된 중합체 용액으로부터 유기 용매를 추출하는 것으로 이루어진 제 3 단계를 포함한다.

이러한 단계는 당업자에게 공지된 임의의 방법, 예를 들어 가열 하 또는 진공 하에서의 증발에 의해 수행될 수 있다.

바람직한 양태에 따라, 이는 물에서 유기 용매를 추출함으로써 수행된다. 보다 특이하게는, 유기 용매를 확산될 다량의 물이 제조된 단순분산 에멀젼에 첨가 한다. 이러한 양태는, 특히 온도 또는 압력의 변화로부터 캡슐화된 활성 성분을 보호하는 이점이 있다.

용매는 물 중에서의 확산에 의해 유기상으로부터 제거되기 때문에, 중합체가 침전하고, 출발 에멀젼의 유형에 따라, 수용액의 소적을 보유하는 중합체 매트릭스를 갖는 마이크로스피어 (이중 에멀젼) 또는 고체 마이크로스피어 (단일 에멀젼)를 형성한다.

침전은 바람직하게는 약한 교반하에 발생하여 에멀젼 및 현탁물의 균질성을 보존한다.

마지막으로, 최종 단계에서, 마이크로스피어는 통상의 방법, 예를 들어 용액을 여과시킴으로써 수집될 수 있다.

필요한 경우, 마이크로스피어는 부동제의 존재 하에서 동결건조될 수 있다. 부동제 중, 폴리올 및 전해질이 특히 언급될 수 있다. 특히, 예를 들어 글리세린, 만노즈, 글루코즈, 프럭토즈, 자일로즈, 트레할로즈, 만니톨, 소르비톨, 자일리딘, 및 기타 폴리올, 및 폴리에틸렌 글리콜이 적합하다. 염화나트륨이 전해질로서 언급될 수 있다.

따라서, 제조된 마이크로스피어는 하나 이상의 활성 성분, 특히 친수성 및 친유성 활성 성분에 대한 비히클로서 작용하여 시간 경과에 따라 균질하고 예정된 양을 방출한다.

본 발명은 하기와 같은 실시예 및 도면에서 보다 상세히 기술될 것이다:

도 1: 꾸에트 디바이스의 도식도;

도 2: 실시예 2에 따라 제조된 마이크로스피어의 광학 현미경 사진, (a) 추출하기 전 (대물 x100); (b) 건조 및 재분산 후 (대물 x40); (c) 재분산 후 입자 크기 분포;

도 3: 실시예 3에 따라 제조된 마이크로스피어의 광학 현미경 사진, (a) 추출하기 전 (대물 x40); (b) 추출한 후 (대물 x40); (c) 재분산 후 입자 크기 분포;

도 4: 실시예 5에 따라 제조된 마이크로스피어의 광학 현미경 사진, (a) 전단하기 전 (대물 x10); (b) 전단한 후 (대물 x10);

도 5: (a) 표준 랜덤 전단 (패들 교반기)에 의해 실시예 7에 따라 수득된 마이크로스피어의 입자 크기 분포, (b) 층류 전단 (꾸에트 장치)에 의해 실시예 6에 따라 수득된 마이크로스피어의 입자 크기 분포.

실시예 1

단일 에멀젼으로부터 마이크로스피어의 제조를 위한 일반적 공정

본 방법은 특히 친유성 활성 성분의 전달에 유용한 생분해성 중합체 마이크로스피어를 제조하는데 이용될 수 있다.

캡슐화될 활성 성분은 에틸 아세테이트에 용해된 PLGA로 구성된 유기상에 분산 또는 용해된다.

이러한 유기상은 물 및 친수성 계면활성제, 예를 들어 PVA (0.1 내지 10 %, 바람직하게는 1 내지 4 %), 및 점도제, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리옥 사머 (10 내지 50 %)를 포함하는 수성상에 유화된다.

2개의 상의 점도의 비율은 전단 효율이 최적화되도록 조절된다. 바람직하게는, 유기상의 점도와 수성상의 점도 사이의 비율은 0.1 내지 10, 보다 정확히는 3 내지 8이다.

이어서, 이렇게 수득된 소위 "조악학" 에멀젼을 층류 전단한다. 이 단계는 바람직하게는 도 1에 나타낸 꾸에트 디바이스에서 수행된다. 조절된 전단은 분산된 상의 소적이 마이크로스피어가 되게 할 수 있다; 또한 이들의 크기를 조절할 수 있게 한다.

바람직하게는, 조절된 전단은 에멀젼을 이동하는 고체 표면과 접촉하게 위치시키고, 에멀젼의 유동을 특징짓는 속도 구배를 이동하는 고체 표면에 수직인 방향으로 일정하게 함으로써 수행된다. 그러한 전단은, 예를 들면, 꾸에트 셀과 같은 서로에 대해 회전하는 두 개의 동심 실린더에 의해 구성되는 셀 내에서 영향을 받을 수 있다.

꾸에트 디바이스 (1)가 도 1에 나타나 있다. 이는 로타 (2), 고정자 (3) 및 피스톤 (4)을 포함한다. 에멀젼은 주입용 주사기 (5)를 사용하여 로타와 고정자 사이의 한정된 공간 (에어 갭 (air gap)으로 불림)에 도입된다. 이어서, 로타와 고정자 사이에서 전단된 에멀젼은 밀폐된 플라스크 내의 회수 용기 (6)으로 통과시켜 수집한다. 전단 속도, 에어 갭의 폭 및 주입 속도는 마이크로스피어의 목적하는 크기에 따라 달라질 수 있다.

이러한 방법에 대한 상세한 설명은 특히 문헌 [WO 97/38787, WO 2767064 및 WO 01/85319]을 참조한다.

일단 에멀젼이 단순분산되면, 용매를 추출하여 마이크로스피어를 침전시킬 수 있다. 추출은 수중 에틸 아세테이트의 용해도 및 수득되는 에멀젼의 양에 따라 계산된 물의 용적을 가하여 수행한다. 에틸 아세테이트를 용해시키는데 필요한 최소 용적의 적어도 2배에 해당하는 물의 양이 바람직하게 사용된다.

에틸 아세테이트가 저온에서 물에 매우 가용성이기 때문에, 제 2 단계의 냉각 추출을 수행하여 용매 잔류물을 제거한다. 따라서, 30분 동안 교반시킨 후, 5 ℃로 냉각된 제 2 용적의 탈무기수를 가하고, 전체를 또 다른 30분 동안 교반 하에 둔다. 따라서, 이렇게 수행된 용매의 추출은 거의 완전하다.

30분이 끝나면, 마이크로스피어를 0.45 μm의 다공성을 갖는 나일론 필터에서 가압 하에 여과시켜 추출 매질로부터 분리시킨다. 회수된 케이크는 탈무기수 1 L로 3회 세정한다. 이어서, 마이크로스피어를 주위 온도에서 밤새 건조시키거나 부동제를 첨가한 후 동결 및 냉동건조한다.

일단 건조되면, 마이크로스피어를 1 %의 계면활성제 Montanox^® 20 (폴리소르베이트 모노올레에이트)또는 Montanox^® 80 (폴리소르베이트 모노라우레이트) (BASF) 용액에 교반 및 초음파조 통과에 의해 재분산시킨다. 재분산된 마이크로스피어는 레이저 과립측정법 (granulometry)으로 측정한다.

실시예 2

단일 에멀젼으로부터 2.5 μm 마이크로스피어의 제조

자석 교반 하에 에틸 아세테이트로 포화된 탈무기수 (3 %) 14.14 g중에 PVA 0.9 g을 70 ℃에서 용해시켜 플라스크에 연속 수성상을 제조한다. 냉각시킨 후, PEG 400 15 g을 이에 혼입한다. 따라서, 이러한 수성상은 3 % PVA, 50 % PEG 400을 포함하며, 에틸 아세테이트로 포화된다.

물로 포화된 에틸 아세테이트 (3 %) 17.39 g 중에 PLGA 75/25 2.6 g을 자석 교반 하에 용해시킴으로써 밀폐된 플라스크에 유기상을 제조한다. 따라서, 이러한 유기상은 물로 포화된 에틸 아세테이트 중에 용해된 13 %의 PLGA 를 포함한다.

이어서, 이러한 유기상을 모두를 압설자를 사용하여 수동으로 교반하면서 상기 수성상 20 g에 유화시킨다. 에멀젼은 50 질량%의 분산된 유기상을 포함한다.

이렇게 수득된 예비혼합물을 꾸에트 장치에 넣고, 약 7 ml/min의 유속에 상응하는 0.7의 피스톤 상승운동 속도로 100 μm의 에어 갭에서 400 rpm의 속도로 전단한다. 로타의 직경은 2 cm이다. 도 2a는 이렇게 제조된 에멀젼의 균질한 크기 분포를 나타낸다.

일단 에멀젼이 단순분산되면, 실시예 1에 설명된 바와 같이 용매를 추출하고, 마이크로스피어를 여과한 후, 건조시킨다. 도 2b는 실시예 1에 기술된 바와 같이 재분산한 후 얻어진 마이크로스피어의 고른 가시적 외관을 나타낸다.

마이크로스피어의 크기 분포는 레이저 과립측정법 (도 2c 참조)으로 측정된다; 이는 2.5 μm에 집중된다.

실시예 3

단일 에멀젼으로부터 6.5 μm 마이크로스피어의 제조

자석 교반 하에 에틸 아세테이트로 포화된 탈무기수 (3 %) 35.25 g중에 PVA 1.2 g을 70 ℃에서 용해시켜 플라스크에 연속 수성상을 제조한다. 냉각시킨 후, PEG 2000 4.02 g을 이에 혼입한다. 따라서, 이러한 수성상은 3 % PVA, 10 % PEG 2000을 포함하며, 에틸 아세테이트로 포화된다.

물로 포화된 에틸 아세테이트 (3 %) 17.89 g 중에 PLGA 75/25 2.67 g을 자석 교반 하에 용해시킴으로써 밀폐된 플라스크에 유기상을 제조한다. 따라서, 이러한 유기상은 물로 포화된 에틸 아세테이트 중에 용해된 13 %의 PLGA를 포함한다.

이렇게 수득된 예비혼합물을 꾸에트 장치에 넣고, 약 7 ml/min의 유속에 상응하는 0.7의 피스톤 상승운동 속도로 100 μm의 에어 갭에서 300 rpm의 속도로 전단한다. 로타의 직경은 2 cm이다. 도 3a는 이렇게 제조된 에멀젼의 균질한 크기 분포를 나타낸다.

일단 에멀젼이 단순분산되면, 실시예 1에 설명된 바와 같이 용매를 추출하고, 마이크로스피어를 여과한 후, 건조시킨다. 도 3b는 실시예 1에 기술된 바와 같이 용매의 추출 후 얻어진 마이크로스피어의 고른 가시적 외관을 나타낸다.

마이크로스피어의 크기 분포는 레이저 과립측정법 (도 3c 참조)으로 측정된다; 이는 6.5 μm에 집중된다.

실시예 4

이중 에멀젼으로부터 마이크로스피어의 제조를 위한 일반적 공정

본 방법은 특히 친수성 활성 성분 또는 친수성 활성 성분과 친유성 활성 성분의 배합물의 전달에 유용한 중합체 마이크로스피어의 제조에 이용된다.

먼저, 중합체 (예를 들어 PLGA 75/25)의 용액을 포함하는 유기상 중에 소위 "내부" 수성상을 분산시켜 역 에멀젼 (W/O)을 제조한다.

역 에멀젼에 대해 2개의 상의 점도비는 전단 효율을 최적화시키도록 조절된다. 바람직하게는, 내부 수성상의 점도와 유기상의 점도 사이의 비율은 0.1 내지 10, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.3이다.

내부 수성상은 단백질, 특히 HSA를 0.01 내지10 %, 바람직하게는 0.1 % 내지 2 %, 공-계면활성제, 특히 Solutol^® HS15 0.01 내지 10 %, 바람직하게는 0.05 내지 1 % 및 염, 특히 염화나트륨 0.1 내지 20 %, 바람직하게는 0.6 %를 포함한다.

물로 포화된 에틸 아세테이트의 용액 (3 %) 중에 5 내지 30 %, 바람직하게는 20 %의 PLGA 75/25를 자석 교반 하에 용해시킴으로써 밀폐된 플라스크에 유기상을 제조한다.

일반적으로, 캡슐화될 친수성 활성 성분은 내부 수성상에 포함되고, 친유성 활성 성분은 유기상에 포함된다.

이어서, "조악한" 역 에멀젼을 실시예 1에 기술된 바와 같이 전단하여 조절 된 크기 및 분포의 분산상을 수득한다. 조절된 전단 단계는 꾸에트 디바이스를 사용하거나 울트라-투락스 (Ultra-Turrax) 유형의 난류 (turbulent) 디바이스에서 수행할 수 있다.

플라스크에서 0.01 내지 10 %, 바람직하게는 1 내지 4 %의 PVA의 수용액을 자석 교반 하에 70 ℃로 조절한다. 냉각시킨 후, 0.1 내지 40 %, 바람직하게는 1 내지 10 %의 Lutrol^® F68 및 내부 수성상의 농도와 동일한 농도 (0.6 %)의 NaCl을 상기 용액 (외부 수성상)에 가한다.

이어서, 소위 "외부" 수성상을 유기 용매, 바람직하게는 에틸 아세테이트로 포화시키며, 이는, 이러한 특정 용매에 있어서, 수성상의 중량에 대해 약 3 중량%의 농도이다.

이어서, 역 에멀젼을 상술된 외부 수성상에 혼입한다. 이러한 단계는 압설자를 사용하여 수동으로 수행될 수 있다.

이중 에멀젼의 경우에서, 2개의 상의 점도의 비율은 전단 효율을 최적화하도록 조절된다. 바람직하게는, 유기상의 점도와 외부 수성상의 점도 사이의 비율은 0.1 내지 10, 보다 바람직하게는 3 내지 8이다.

이렇게 수득된 에멀젼은 분산상이 크고 매우 다양한 크기의 소적으로 구성되기 때문에 "예비혼합물" 또는 "조악한" 에멀젼으로도 불린다.

이어서, "조악한" 에멀젼은 조절된 크기 및 분포의 분산상을 수득하도록 실시예 1에 기술된 바와 같이 전단한다. 조절된 전단 단계는 꾸에트 디바이스를 사 용하여 수행할 수 있다.

일단 에멀젼이 단순분산되면, 마이크로스피어를 침전시키기 위해 용매를 추출한다. 추출은 물 중 에틸 아세테이트의 용해도 및 수득되는 에멀젼의 양에 따라 계산되는 물의 용적을 가함으로써 수행한다. 에틸 아세테이트를 용해시키는데 필요한 최소 용적의 적어도 2배에 해당하는 물의 용적이 바람직하게 사용된다.

에틸 아세테이트가 저온에서 물에 매우 가용성이기 때문에, 용매 잔류물을 제거하기 위해 냉각 추출의 제 2 단계를 수행한다. 따라서, 30분 동안 교반시킨 후, 5 ℃로 냉각된 제 2 용적의 탈무기수를 가하고, 전체를 또 다른 30분 동안 교반 하에 둔다. 이렇게 수행된 용매 추출은 거의 완전하다.

활성 성분(들)을 포함하는 단순분산 마이크로스피어를 실시예 1에 기술된 바와 같이 여과시키고 동결건조시킨다.

일단 건조되면, 마이크로스피어를 1 %의 계면활성제 Montanox^® 20 (폴리소르베이트 모노올레에이트)또는 Montanox^® 80 (폴리소르베이트 모노라우레이트) (BASF) 용액에 교반 및 초음파조 통과에 의해 재분산시킨다. 재분산된 마이크로스피어를 현미경 하의 관측으로 특징짓고, 이들의 크기 분포를 레이저 과립측정법으로 측정한다.

실시예 5

1 μm 의 역 에멀젼 제조

플라스크에서, 자석 교반 하에 내부 수성상을 제조한다. 이는 에틸 아세테이트로 포화된 (3 %) pH5의 시트레이트 완충액 4 g중에 용해된 HSA 0.04 g, Solutol^® HS15 0.0036 g 및 NaCl 0.022 g로 구성된다. 따라서, 이러한 내부 수성상은 1 % HSA, 0.1 % Solutol^® HS15를 포함하며, 에틸 아세테이트로 포화된다.

유기상은 자석 교반 하에 PLGA 75/25 3.2 g을 물로 포화된 에틸 아세테이트 (3 %) 12.82 g에 용해시켜 밀폐된 플라스크에 제조한다. 따라서, 이러한 유기상은 물로 포화된 에틸 아세테이트에 용해된 20 % PLGA를 포함한다.

내부 수성상은 조악한 역 에멀젼을 수득하기 위해 압설자를 사용하여 에틸 아세테이트 용액에 수동으로 분산된다.

이러한 에멀젼은 이의 총 중량에 대해 20 중량%의 내부 수성상을 포함한다. 생성된 조악한 에멀젼의 안정성은 전단을 수행하기 전에 상 분리 및 유착의 부재로 점검한다.

이렇게 수득된 예비혼합물을 꾸에트 장치에 넣고, 약 7 ml/min의 유속에 상응하는 0.7의 피스톤 상승운동 속도로 100 μm의 에어 갭에서 400 rpm의 속도로 전단한다. 로타의 직경은 2 cm이다. 꾸에트 장치를 사용한 전단 후 역 에멀젼은 안정하다.

예비혼합물 및 꾸에트 장치에서의 전단 후 에멀젼의 현미경 하에서의 가시적 외관이 도 4a 및 도 4b에 나타나 있다.

크기 조절된 이중 에멀젼은 다음과 같이 제조된다.

실시예 6

이중 에멀젼으로부터 28 μm 단순분산 마이크로스피어의 제조

먼저, 하기 물질을 사용하여 실시예 5에 기술됨 바와 같이 역 에멀젼을 제조한다:

- 에틸 아세테이트 중 20 % PLGA;

- 내부 수성상 중 1 % HSA;

- 0.1 % Solutol^® HS15;

- 내부 수성상 중 0.6 % NaCl.

이어서, 수득된 조악한 역 에멀젼을 울트라 투락스 (파워 24000)을 사용하여 3분 동안 전단하거나 달리는 꾸에트 디바이스에서 400 rpm으로 전단한다.

이어서, 수득된 역 에멀젼 20 g을 Lutrol^® F68 3 g, PVA 0.9 g 및 0.18 % NaCl로 구성된 외부 수성상의 동일량에 압설자를 사용하여 혼입한다. 따라서, 이러한 외부 수성상은 10 % Lutrol^® F68, 3 % PVA 및 0.6 % NaCl을 포함하며, 에틸 아세테이트로 포화된다. 이러한 이중 에멀젼은 이의 총 중량에 대해 50 중량%의 역 에멀젼을 포함한다.

이렇게 수득된 예비혼합물을 꾸에트 장치에 넣고, 약 7 ml/min의 유속에 상응하는 0.7의 피스톤 상승운동 속도로 100 μm의 에어 갭에서 100 rpm의 속도로 전단한다. 로타의 직경은 2 cm이다.

장치의 출구에 수집된 이중 에멀젼을 주위 온도에서 염수 (0.6 % NaCl) 250 ml 중에 교반 하에 희석한다.

10분 후, 제 2 용적의 염수 250 ml을 5 ℃에서 가하고, 10분 동안 교반을 계속한다. 이중 소구체의 고체 마이크로스피어로의 전환이 관측된다. 이어서, 마이크로스피어를 0.45 μm의 다공성을 갖는 나일론 필터에서 가압 하에 여과시켜 추출 매질로부터 분리한다. 회수된 케이크를 탈무기수 1 L로 3회 세정한다.

동결건조시키기 위해서, 여과된 마이크로스피어를 트레할로즈 용액 중에 분산시킨다. 첨가된 트레할로즈의 비율 (%)은 동결건조될 마이크로스피어의 5 %에 상응한다. 샘플을 액체 질소 하에 먼저 동결시키고, 이어서 - 24 ℃에서 냉동고에 보관한다. 동결건조는 0.12 mbar로 고정된 진공을 갖는 하기 램프에 따라 수행한다:

⁰/₀₀ 4시간 동안 -44 ℃ 내지 -10 ℃에서 통과시켜 일차 건조 및 15시간 내지 30분 동안 -10 ℃에서 등온 건조.

⁰/₀₀ 30분 동안 -10 ℃ 내지 +10 ℃에서 통과시켜 이차 건조 및 30분 동안 주위 온도로 회귀.

일단 건조되면, 마이크로스피어를 1 %의 계면활성제 Montanox^® 20 (폴리소르베이트 모노올레에이트)또는 Montanox^® 80 (폴리소르베이트 모노라우레이트) (BASF) 용액에 교반 및 초음파조의 통과에 의해 재분산시킨다. 재분산된 마이크로 스피어를 현미경 하의 관측으로 특징짓고, 이들의 크기 분포는 레이저 과립측정법으로 측정한다. 마이크로스피어의 크기 분포는 28 μm에 집중된다 (도 5b)

실시예 7

난류 전단에 의한 마이크로스피어의 제조

꾸에트 장치에 의해 발생하는 층류 전단 대신에 난류 작동 (울트라 투팍스에 이어서 패들 교반)의 전단을 이용하여 실시예 6에 따라 마이크로스피어의 배치를 제조하였다.

이들 마이크로스피어의 크기 분포는 레이저 과립측정법으로 평가되었으며 (도 5a), 실시예 6에 따라 제조된 마이크로스피어에 대해 확립된 것과 비교하였다 (도 5b).

꾸에트 디바이스에 의해 제공되는 바와 같은 층류 전단이 좁은 크기 분포를 가능하게 하여 보다 현저한 단순분산 특징을 수득할 수 있게 한다는 것이 쉽게 관측된다. 그 결과로서, 마이크로스피어에 포함된 활성 성분의 방출 역학이 보다 잘 조절된다.

Claims

단순분산 (minodisperse) 생분해성 마이크로스피어의 제조 방법에 있어서,

a) 의약학적 활성 성분 및 유기 용매에 용해된 생분해성 중합체를 포함하는 하나 이상의 유기상 및 하나 이상의 수성상을 포함하고, 유기상과 수성상 사이의 점도비가 0.1 내지 10인 단일 에멀젼을 제조하는 단계;

b) 수득된 단일 에멀젼을 조절된 층류 전단하는 단계;

c) 유기상으로부터 용매를 제거하는 단계; 및

d) 수득된 마이크로스피어를 분리하는 단계;를 포함하며,

상기 마이크로스피어의 직경은 0.7 내지 30 ㎛인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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제 1항에 있어서,

상기 생분해성 중합체가 폴리(α-히드록시)산, 폴리(α-히드록시산)의 지방족 폴리에스테르, 폴리(ε-카프롤락톤)-PCL의 지방족 폴리에스테르, 폴리디옥사논-PDO의 지방족 폴리에스테르, 폴리오르토에스테르, 폴리무수물, 폴리시아노아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리펩티드 또는 폴리(아미노산), 개질된 다당류, 셀룰로즈, 폴리카보네이트, 폴리디메틸실록산 및 폴리(비닐 아세테이트) 및 이들의 유도체 및 공중합체 중에서 선택되는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 생분해성 중합체가 폴리락트산 (PLA), 및 폴리락트산/폴리글리콜산의 공중합체 (PLGA) 중에서 선택되는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 생분해성 중합체의 분자량이 50 내지 500 kDa인 방법.
제 1항에 있어서,

상기 에멀젼의 유기상의 유기 용매가 에틸 아세테이트인 방법.
제 1항에 있어서,

상기 의약학적 활성 성분이 지용성인 방법.
제 1항에 있어서,

상기 의약학적 활성 성분이 수용성인 방법.
제 1항에 있어서,

상기 의약학적 활성 성분이 펩티드 또는 단백질인 방법.
제 1항에 있어서,

단계 (a)에서 제조된 에멀젼이 친유성 활성 성분과 배합된 친수성 활성 성분을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 에멀젼의 유기상이 에멀젼의 총 중량에 대해 10 내지 60 중량%인 방법.
제 1항에 있어서,

상기 에멀젼의 유기상이 1 내지 50 중량%의 생분해성 중합체를 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 에멀젼의 유기상이 1 내지 50 중량%의 의약학적 활성 성분을 포함하는 방법.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 에멀젼의 수성상이 하나 이상의 안정화제 및 하나 이상의 점도제 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 에멀젼의 수성상이 하나 이상의 안정화제, 하나 이상의 삼투제 및 하나 이상의 완충제 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 층류 전단 단계를 꾸에트 (Couette) 디바이스에서 수행하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 중합체상으로부터 용매를 제거하는 단계를 수중 추출에 의해 수행하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 마이크로스피어는 의약학적 활성 성분을 사람 또는 동물 유기체에 투여하기 위한 것임을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 의약학적 활성 성분은,

항생제, 저지혈제 (hypolipidaemics), 항고혈압제, 항바이러스제, 베타 차단제, 기관지확장제, 세포증식억제제, 향정신제, 호르몬, 혈관확장제, 항알러지제, 진통제, 해열제, 진경제, 항염제, 항혈관형성제, 항세균제, 항궤양제, 항진균제, 항기생충제, 항당뇨제, 항간질제, 항파킨슨제, 항편두통제, 항알츠하이머제, 항좌창제, 항녹내장제, 항천식제, 신경안정제, 항우울제, 불안해소제, 수면제, 평열제 (normothymics), 진정제, 각성제, 항골다공제, 항관절제, 항응고제, 항건선제, 고혈당제 (hyperglycaemics), 식욕증진제, 식욕감퇴제, 항무기력제, 항변비제, 항설사제, 항외상제. 이뇨제, 근이완제, 요실금 약물, 발기 장애 약물, 비타민, 펩티드, 단백질, 항암제, 핵산, RNA, 올리고뉴클레오티드, 리보자임 및 DNA 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12항에 있어서,

상기 에멀젼의 유기상이 5 내지 30 중량%의 생분해성 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13항에 있어서,

상기 에멀젼의 유기상이 5 내지 30 중량%의 의약학적 활성 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.