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WO2025053685A1 - 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물, 이를 이용하여 제조되는 성장호르몬 마이크로니들 구조체, 상기 마이크로니들 구조체를 포함하는 마이크로니들 패치 및 마이크로어레이 - Google Patents

성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물, 이를 이용하여 제조되는 성장호르몬 마이크로니들 구조체, 상기 마이크로니들 구조체를 포함하는 마이크로니들 패치 및 마이크로어레이 Download PDF

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Publication number
WO2025053685A1
WO2025053685A1 PCT/KR2024/013528 KR2024013528W WO2025053685A1 WO 2025053685 A1 WO2025053685 A1 WO 2025053685A1 KR 2024013528 W KR2024013528 W KR 2024013528W WO 2025053685 A1 WO2025053685 A1 WO 2025053685A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
growth hormone
microneedle
microneedles
manufacturing
mucus composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/KR2024/013528
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정형일
양휘석
강건우
신창열
김해선
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Juvic Inc
Original Assignee
Juvic Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Juvic Inc filed Critical Juvic Inc
Publication of WO2025053685A1 publication Critical patent/WO2025053685A1/ko
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0019—Injectable compositions; Intramuscular, intravenous, arterial, subcutaneous administration; Compositions to be administered through the skin in an invasive manner
    • A61K9/0021—Intradermal administration, e.g. through microneedle arrays, needleless injectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/22—Hormones
    • A61K38/27—Growth hormone [GH], i.e. somatotropin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/26—Carbohydrates, e.g. sugar alcohols, amino sugars, nucleic acids, mono-, di- or oligo-saccharides; Derivatives thereof, e.g. polysorbates, sorbitan fatty acid esters or glycyrrhizin
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    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
    • A61M2037/0023—Drug applicators using microneedles
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    • A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles

Definitions

  • the present invention relates to a technology for manufacturing a mucus composition for loading a growth hormone, a microneedle structure, a microneedle patch, and a microneedle array.
  • Drugs are usually administered orally in tablet or capsule form, but many drugs cannot be effectively delivered by this method of administration alone because they are digested or absorbed in the gastrointestinal tract or are lost through hepatic mechanisms. In addition, some drugs cannot effectively diffuse through the intestinal mucosa. In addition, patient compliance is also a problem, such as when medications must be taken at specific intervals or when a critically ill patient cannot take medications.
  • Another common technique for drug delivery is the use of conventional needles. Although this method is more effective than oral administration, it has the disadvantages of causing pain at the injection site, local damage to the skin, bleeding, and disease infection at the injection site.
  • Growth hormone injections are expected to be effective in treating growth failure in children due to pituitary growth hormone secretion disorders, idiopathic hypogrowth in children, and growth failure in children diagnosed with Turner syndrome.
  • these growth hormone injections must be administered to children every day, which is difficult, and there is a cost burden problem due to the price of the device.
  • the present invention sought to develop a new formulation of growth hormone-loaded microneedles for the treatment of hypogonadism by utilizing microneedles that are less painful and easier to apply. It is very important to develop such a new formulation in an optimized form that takes into account not only the possibility of manufacturing with microneedles, but also the stability and bioavailability of growth hormones.
  • Patent Document 1 discloses a microneedle band for promoting fingernail and toenail growth, in which microneedles containing human growth hormone are formed on one side of a band that is adhesive so as to be detachably attached to the skin.
  • a stabilizing formulation for producing microneedles with improved storage stability and purity storage stability of growth hormone content is not mention.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Publication Patent No. 10-2020-0110256
  • the inventors of the present invention aimed to develop a microneedle patch through a study on the formulation of microneedles loaded with recombinant human growth hormone. Accordingly, the present invention aimed to develop a novel formulation capable of maintaining drug stability and to stably deliver the drug into the body through microneedles.
  • Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a microneedle structure using the above mucus composition and a growth hormone microneedle structure manufactured thereby.
  • Another object of the present invention is to provide a microneedle patch comprising the growth hormone microneedle structure.
  • the present invention provides a mucus composition for manufacturing growth hormone microneedles, comprising growth hormone, a water-soluble polymer, and an additive.
  • the growth hormone can be concentrated by a centrifugal concentration method or a freeze-drying method.
  • the centrifugal concentration method can be performed by filtering the liquid raw material of growth hormone through a membrane filter having a molecular weight cutoff of 3 to 20 kDa.
  • freeze-drying method can be performed in the following steps a) to c):
  • the growth hormone may be human growth hormone and may be included in an amount of 10 to 45 wt% with respect to the entire mucus composition.
  • the water-soluble polymer may be hyaluronic acid and may be included in an amount of 10 to 45 wt% with respect to the entire mucus composition.
  • the additive is sucrose, trehalose, oligosaccharide, maltose, lactose, cellobiose, glycine, mannitol, calcium D-gluconate, arginine, alginic acid, pectin, carrageenan, chondroitin sulfate, dextran sulfate, chitosan, polylysine, collagen, gelatin, carboxymethyl chitin, fibrin, agarose, polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene glycol (PEG), A composition comprising: a group consisting of polymethacrylate, hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), ethylcellulose (EC), hydroxypropylcellulose (HPC), carboxymethyl cellulose, cyclodextrin, gentiobiose, alkyltrimethylammonium bromide, hexadecyltrimethylammonium bromid
  • the additives may be sucrose and polysorbate, and the sucrose may be included in an amount of 9.95 to 40 wt% based on the entire mucus composition, and the polysorbate may be included in an amount of 0.05 to 5 wt% based on the entire mucus composition.
  • the mucus composition can constitute the core layer in a growth hormone microneedle structure including a base layer formed on a support; a core layer formed on the base layer; and a shell layer formed on the base layer to cover the core layer.
  • the present invention also provides a method for manufacturing a growth hormone microneedle structure using the mucus composition for manufacturing various types of growth hormone microneedles described above, and a growth factor microneedle structure manufactured thereby.
  • the mucus composition can constitute part or all of the microneedle structure.
  • microneedle structure In the present invention, the microneedle structure:
  • It may include a base layer formed on a support; a core layer formed on the base layer and composed of a mucus composition for manufacturing growth hormone microneedles of various shapes as described above; and a shell layer formed on the base layer to cover the core layer.
  • the base layer and the shell layer do not contain growth hormones and may be composed of biodegradable or biocompatible materials.
  • the growth hormone microneedle structure can be manufactured in a cone-shaped, square-shaped, sphere-shaped, short-headed, wedge-shaped, blade-shaped, or candle-shaped shape.
  • the maximum diameter of the vertical cross-section with respect to the protrusion direction of the microneedle structure may be 200 to 400 ⁇ m.
  • the growth hormone microneedle structure can be inserted into the skin in a patch or implant form.
  • the growth hormone microneedle structure can exhibit improved content storage stability and/or purity storage stability compared to liquid growth hormone raw materials.
  • the method for manufacturing the growth hormone microneedle structure may include a step of forming a mucus composition for manufacturing the growth hormone microneedle; a step of forming the mucus composition into a microneedle structure; and a step of solidifying the mucus composition into a microneedle structure shape.
  • the present invention provides a microneedle patch or microneedle array comprising various types of growth hormone microneedle structures described above.
  • the microneedle structure manufactured using the mucus composition for manufacturing growth hormone microneedles according to the present invention has excellent insertion rate and storage stability, and can be expected to have a cost-saving effect compared to existing refrigerated cartridges and injections requiring needle replacement as a disposable patch formulation.
  • it since it can be easily applied to the skin without pain compared to injections, it can be effectively used for the treatment of hypogonadism.
  • Figure 1 is a photograph showing the shape of a microneedle structure according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a microneedle structure according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a cross-sectional view showing a cross-section of a microneedle structure along line A-A of Figure 2.
  • Figure 4 is a photograph of the shape of microneedles manufactured using composition 4 of [Table 2] observed under a microscope.
  • Figure 5 is a photograph (A) showing a change in the shape of a microneedle observed under a microscope according to the difference in the composition of hGH/polymer used in the core formulation when manufacturing microneedles, and a photograph (B) showing the result of application to pig skin.
  • Figure 6 shows the HPLC profile results for the liquid raw material of hGH performed to verify the self-content test method.
  • Figures 7a to 7d show the purity test peaks (A) for the liquid raw material of hGH and the purity test peaks (B) for the polymer matrix performed to verify the in-house purity test method.
  • Figure 8 shows the results of evaluating the storage stability of a microneedle patch manufactured by including Composition 2 of [Table 4] as a core layer.
  • A represents the results of the content storage stability evaluation
  • B represents the results of the purity storage stability evaluation.
  • Figures 9a and 9b show microscopic photographs of the shape of microneedles manufactured using a centrifugal concentration method (top of Figure 9a), heat map analysis results of the manufactured microneedle patch according to application time (bottom of Figure 9a), and analysis results of the dissolution rate according to application time ( Figure 9b).
  • Figure 10 shows the results of shape improvement of microneedles manufactured using a freeze-dried formulation, and is a photograph of the shape before improvement (A) and after improvement (B) observed under a microscope.
  • Figure 11 shows microscopic photographs of microneedles before shape improvement (A) and after shape improvement (B) manufactured using a freeze-dried formulation, observed after 5 minutes of application to pig skin.
  • Figure 12 shows the results of the skin insertion evaluation of microneedles with improved shape, which are microscopic photographs of the microneedles before application (A), after 5 minutes of application (B), and after 10 minutes of application (C), respectively.
  • Figure 13 shows microscopic photographs of the shape of microneedles before (A) and after (B) increasing hGH content, as well as the specifications of each microneedle.
  • Figure 14 shows the results of in vivo rat skin insertion evaluation after increasing hGH content, and shows the results of application and delivery rate experiments, showing microneedle photographs and skin delivery rate before application (A), after 5 minutes of application (B), and after 10 minutes of application (C).
  • Figure 15 is a graph comparing the PK profile and bioavailability of a solution containing dissolved hGH microneedles and a liquid raw material of hGH administered to rats via the same route.
  • Figure 16 is a graph comparing the PK profiles of the hGH microneedle patch and the hGH liquid raw material administered to rats via subcutaneous injection, respectively.
  • the inventors of the present invention screened a mucus composition that enables the manufacturing of microneedles having a uniform shape and exhibits suitable solubility by dissolving even the core layer including growth hormone when applied to the skin, and confirmed that when microneedles are manufactured with the screened mucus composition, the storage stability is significantly improved compared to the liquid raw material for growth hormone. In addition, it was confirmed that the delivery rate and bioavailability of growth hormone are significantly improved by controlling the head diameter of the microneedle, the number of microneedles, and the concentration multiple of the growth hormone.
  • the first aspect of the present invention relates to a mucus composition for manufacturing growth hormone microneedles, comprising growth hormone, a water-soluble polymer and an additive.
  • the present invention provides the use of a mucus composition comprising growth hormone, a water-soluble polymer and an additive for use in the manufacture of a growth hormone microneedle structure.
  • the present invention provides the use of a mucus composition comprising a growth hormone, a water-soluble polymer and an additive for use in the manufacture of a microneedle patch or microneedle array comprising the microneedle structure.
  • growth hormone may be used interchangeably with “Recombinant Human Growth Hormone” and “hGH.”
  • the mucus composition for manufacturing the growth hormone microneedle contains a high-concentration hGH raw material, and the high-concentration hGH raw material can be manufactured by concentrating the growth hormone.
  • the method for concentrating the growth hormone may be a centrifugal concentration method or a freeze-drying method, but is not limited thereto, and the growth hormone may be concentrated to a specific concentration or higher using a known concentration method.
  • the centrifugal concentration method can be performed by filtering the liquid raw material of growth hormone through a membrane filter having a molecular weight cutoff of 3 to 20 kDa.
  • the freeze-drying method can be performed by the steps of a) filtering a liquid raw material of growth hormone through a membrane filter having a molecular weight cutoff of 3 to 20 kDa; b) adding sucrose to the filtered concentrate; and c) performing freeze-drying.
  • the growth hormone may be a human growth hormone protein
  • the human growth hormone protein may include an amino acid sequence disclosed in an open database such as NCBI, for example, may include an amino acid sequence disclosed in GenBank: QKG82153.1, GenBank: AAA72260.1, GenBank: AML27053.1, GenBank: AIA66930.1, etc. or a part thereof, but may include without limitation any amino acid sequence that exhibits substantially the same or corresponding efficacy as the protein.
  • the human growth hormone protein may also include an isoform or a precursor thereof.
  • the human growth hormone may be included in an amount of 10 to 45 wt%, preferably 15 to 45 wt%, and most preferably 15 to 35 wt%, relative to the total mucus composition.
  • the water-soluble polymer may be a biocompatible water-soluble polymer, and may be at least one selected from the group consisting of hyaluronic acid, hydroxyethyl starch, hydroxypropyl methyl starch, gelatin, pullulan, dextran, sodium chondroitin sulfate, sodium hyaluronate, carboxymethylcellulose, polyvinyl pyrrolidone, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, polyethylene glycol, and polyvinyl alcohol.
  • the water-soluble polymer may be hyaluronic acid.
  • the water-soluble polymer may be included in an amount of 10 to 45 wt%, preferably 15 to 25 wt%, and more preferably 15 to 20 wt%, relative to the total mucus composition.
  • the water-soluble polymer when the water-soluble polymer is included in less than 10 wt% of the entire mucus composition, it may be difficult to form the composition into a solid microneedle structure, and the physical strength of the microneedle structure may be insufficient to penetrate the skin.
  • the water-soluble polymer when the water-soluble polymer is included in more than 45 wt% of the entire mucus composition, it may be difficult for the water-soluble polymer and the growth hormone to be homogenized, and the release rate of the growth hormone loaded in the microneedle may be significantly reduced.
  • the additive is sucrose, trehalose, oligosaccharide, maltose, lactose, cellobiose, glycine, mannitol, calcium D-gluconate, arginine, alginic acid, pectin, carrageenan, chondroitin sulfate, dextran sulfate, chitosan, polylysine, collagen, gelatin, carboxymethyl chitin, fibrin, agarose, polyvinylpyrrolidone (PVP), polyethylene glycol (PEG), polymethacrylate, At least one selected from the group consisting of hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), ethyl cellulose (EC), hydroxypropyl cellulose (HPC), carboxymethyl cellulose, cyclodextrin, gentiobiose, alkyltrimethylammonium bromide, hexadecyltrimethylammonium bromide, gentian violet
  • the additives may be two or more, and may be included in an amount of 10 to 45 wt% with respect to the entire mucus composition.
  • the mucus composition for manufacturing growth hormone microneedles of the present invention can be manufactured by mixing each component in a solid state, and the weight % contained based on the solid content can be changed as follows:
  • the growth hormone is 10 to 30 wt%
  • the water-soluble polymer is 40 to 85 wt%
  • the additive is 10 to 30 wt% based on the solid content.
  • the appropriate dosage of the mucus composition for manufacturing growth hormone microneedles of the present invention can be variously determined by factors such as the formulation method, administration method, patient's age, weight, sex, pathological condition, food, administration time, administration route, excretion rate, and response sensitivity.
  • the stability of the growth hormone increases and the solid form can be maintained, so that the content and purity can be stably maintained.
  • Exemplary excipients may include, for example, buffers, carbohydrates, polymers, amino acids, peptides, surfactants, proteins, nonvolatile non-aqueous solvents, acids, bases, antioxidants, and saccharin.
  • One or more buffers may be used as part of the one or more excipients.
  • the buffers may generally function to stabilize the pH during the step of manufacturing the microneedles.
  • the specific buffer used may be appropriately selected by a person skilled in the art depending on the content of the growth hormone of the present invention.
  • the carbohydrates may be sugars, including monosaccharides, disaccharides, and polysaccharides, and may include non-reducing sugars, such as raffinose, stachyose, sucrose, and trehalose; and reducing sugars, such as monomers and disaccharides.
  • Exemplary monomers may include apiose, arabinose, digitoxose, fucose, fructose, galactose, glucose, gulose, hamamellose, idose, lyxose, mannose, ribose, tagatose, sorbitol, xylitol, and xylose.
  • Exemplary disaccharides may include, for example, sucrose, trehalose, cellobiose, gentiobiose, lactose, lactulose, maltose, melibiose, primerose, rutinose, sylabiose, sophorose, turanose, and bicyanose.
  • sucrose, trehalose, fructose, maltose, or a combination thereof may be used. All optical isomers (D, L, and racemic mixtures) of the exemplified sugars are also encompassed by the present invention.
  • Polysaccharides include, for example, starches, for example, hydroxyethyl starch, pregelatinized corn starch, pentastarch, dextrins, dextran or dextran sulfate, gamma-cyclodextrin, alpha-cyclodextrin, beta-cyclodextrin, glucosyl-alpha-cyclodextrin, maltosyl-alpha-cyclodextrin, glucosyl-beta-cyclodextrin, maltosyl-beta-cyclodextrin, 2-hydroxy-beta-cyclodextrin, 2-hydroxypropyl-beta-cyclodextrin, 2-hydroxypropyl-gamma-cyclodextrin, hydroxyethyl-beta-cyclodextrin, methyl-beta-cyclodextrin, sulfobutylether-alpha-cyclodextrin,
  • hydroxyethyl starch, dextrin, dextran, gamma-cyclodextrin, beta-cyclodextrin, or a combination thereof may be used.
  • dextran having an average molecular mass of 35,000 to 76,000 may be used.
  • the one or more carbohydrates may be cellulose.
  • Suitable celluloses may include, for example, hydroxyethyl cellulose (HEC), methyl cellulose (MC), microcrystalline cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), hydroxyethylmethyl cellulose (HEMC), hydroxypropyl cellulose (HPC) and mixtures thereof.
  • One or more amino acids may be used for at least a portion of said one or more excipients.
  • Suitable amino acids may include, for example, lysine, histidine, cysteine, glutamate, lysine acetate, sarcosine, proline, threonine, asparagine, aspartic acid, glutamic acid, glutamine, isoleucine, leucine, methionine, phenylalanine, serum tryptophan, tyrosine, valine, alanine, arginine, and glycine.
  • a salt form of the amino acid may be used to increase the aqueous solubility of the amino acid in an aqueous medium or formulation.
  • One or more peptides may be used for at least a portion of said one or more excipients.
  • the amino acids constituting the peptides may be identical, or at least some may be different from one another.
  • Suitable polyamino acids may include, for example, polyhistidine, polyaspartic acid, and polylysine.
  • One or more proteins may be used for at least a portion of said one or more excipients.
  • Suitable proteins may include, for example, human serum albumin and bioengineered human albumin.
  • One or more saccharins may be used for at least a portion of said one or more excipients.
  • the saccharin is saccharin sodium dihydrate.
  • One or more lipids may be used for at least a portion of said one or more excipients.
  • the lipid may be dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC).
  • One or more acids and/or bases may be used for at least a portion of said one or more excipients.
  • one or more weak acids, weak bases, strong acids, strong bases, or some combination thereof may be used.
  • the acids and bases may serve the purpose of solubilizing or stabilizing the growth hormone and/or dose-extending component.
  • Such acids and bases may be referred to as counterions.
  • Such acids and bases may be organic or inorganic.
  • Exemplary weak acids include, for example, acetic acid, propionic acid, pentanoic acid, citric acid, succinic acid, glycolic acid, gluconic acid, glucuronic acid, lactic acid, malic acid, pyruvic acid, tartaric acid, tartronic acid, fumaric acid, glutamic acid, aspartic acid, malonic acid, butyric acid, crotonic acid, diglycolic acid, and glutaric acid.
  • Exemplary strong acids include, for example, hydrochloric acid, hydrobromic acid, nitric acid, sulfonic acid, sulfuric acid, maleic acid, phosphoric acid, benzene sulfonic acid, and methane sulfonic acid.
  • Exemplary weak bases include, for example, ammonia, morpholine, histidine, lysine, arginine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, tromethamine, methylglucamine, and glucosamine.
  • Exemplary strong bases include, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, and magnesium hydroxide.
  • One or more surfactants may be used for at least a portion of the one or more excipients.
  • the one or more surfactants may be amphoteric, cationic, anionic, or nonionic.
  • Suitable surfactants may include, for example, lecithin, polysorbates (such as, for example, polysorbate 20, polysorbate 40, and polysorbate 80), glycerol, sodium lauroamphoacetate, sodium dodecyl sulfate, cetylpyridinium chloride (CPC), dodecyltrimethyl ammonium chloride (DoTAC), sodium desoxycholate, benzalkonium chloride, sorbitan laurate, and alkoxylated alcohols (such as laureth-4).
  • One or more inorganic salts may be used for at least a portion of said one or more excipients.
  • Suitable inorganic salts may include, for example, sodium chloride and potassium chloride.
  • Nonvolatile, non-aqueous solvents may also be used for at least a portion of one or more of the excipients.
  • examples include propylene glycol, dimethyl sulfoxide, glycerin, 1-methyl-2-pyrrolidinone, N,N-dimethylformamide, and the like.
  • One or more antioxidants may be used for at least a portion of said one or more excipients.
  • Suitable antioxidants may include, for example, sodium citrate, citric acid, ascorbic acid, methionine, sodium ascorbate, and combinations thereof.
  • the solution may not dissolve properly in the skin, may not be dispensed properly due to high viscosity, or may not be homogeneous.
  • the mucus composition for manufacturing growth hormone microneedles may include a viscosity modifying agent for the purpose of viscosity control.
  • the thickener is a thickener commonly used in the art, and includes hyaluronic acid and salts thereof, polyvinylpyrrolidone, cellulose polymers (e.g., hydroxypropyl methylcellulose, hydroxyalkyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, alkyl cellulose, and carboxymethyl cellulose), dextran, gelatin, glycerin, polyethylene glycol, polysorbate, propylene glycol, povidone, carbomer, gum ghatti, guar gum, glucomannan, glucosamine, dammer resin, rennet casein, locust bean gum, microfibrillated cellulose, psyllium seed gum, It may include, but is not limited to, xanthan gum, arabino galactan, gum arabic, alginic acid, gelatin, gellan gum, carrageenan, karaya
  • the mucus composition for manufacturing growth hormone microneedles may additionally contain a biocompatible and/or biodegradable material.
  • biocompatible material as used herein means a material that is substantially non-toxic to the human body, chemically inert, and non-immunogenic.
  • biodegradable material as used herein means a material that can be decomposed by body fluids or microorganisms in a living body.
  • Biocompatible and/or biodegradable materials that can be used in the present invention include, for example, polyesters, polyhydroxyalkanoates (PHAs), poly( ⁇ -hydroxyacids), poly( ⁇ -hydroxyacids), poly(3-hydroxybutyrate-co-valerate; PHBV), poly(3-hydroxyproprionate; PHP), poly(3-hydroxyhexanoate; PHH), poly(4-hydroxyacids), poly(4-hydroxybutyrate), poly(4-hydroxyvalerate), poly(4-hydroxyhexanoate), poly(esteramide), polycaprolactone, polylactide, polyglycolide, poly(lactide-co-glycolide; PLGA), polydioxanone, polyorthoester, polyetherester, polyanhydride, poly(glycolic acid-co-trimethylene carbonate), Polyphosphoesters, polyphosphoester urethanes, poly(amino acids), polycyanoacrylates, poly(trimethylene carbonate),
  • the mucus composition for manufacturing growth hormone microneedles can be used to manufacture a microneedle structure, and preferably can constitute a core layer of the microneedle structure.
  • the microneedle structure (1) having the core layer (30) may include, for example, a base layer (20) formed on a support (10); a core layer (30) formed on the base layer (20); and a shell layer (40) formed on the base layer (20) to cover the core layer (30).
  • the second aspect of the present invention relates to a microneedle structure (1) manufactured using the aforementioned mucus composition for manufacturing growth hormone microneedles.
  • the mucus composition for manufacturing the growth hormone microneedle can constitute part or all of the microneedle structure (1), and since the description of the composition characteristics of the mucus composition for manufacturing the growth hormone microneedle is the same as described above, its description is omitted.
  • the above cover layer (41) is intended to protect the growth hormone of the core layer (30) and can completely cover the core layer (30) so that it is not exposed to the outside.
  • the tip portion (42) above may be formed with a sharp tip to facilitate insertion into the skin.
  • the shell layer (40) may be made of a material having high physical strength or may be manufactured using a manufacturing process for this purpose.
  • the microneedle structure (1) may include only the base layer (10) and the shell layer (40) in appearance because the cores (30) are not exposed to the outside.
  • the base layer (20) and the shell layer (40) do not contain growth hormones and may be composed of biodegradable and/or biocompatible materials.
  • the biodegradable and/or biocompatible materials that may be used in the base layer (20) and the shell layer (40) are the same as those described above, and therefore, their description is omitted.
  • base layer (20) and shell layer (40) can equally use all the components used in the core layer (30) except for growth hormone.
  • the support (10) may be a polymer film.
  • a plastic sheet or film selected from the group consisting of polyethylene, polyurethane, polyvinyl alcohol, polypropylene, polyethylene terephthalate, polystyrene (GPPS), polylactide, polyglycolide, polycarboxylactone, polyethylene glycol, polyanhydride, polyamide, polyesteramide, polyorthoester, polydioxanone, polyacetal, polyketal, polycarbonate, polyorthocarbonate, polyphosphazene, polyhydroxybutyrate, polyhydroxyvalerate, polyalkylene oxalate, polyalkylene succinate, poly(malic acid), poly(amino acid), poly(methyl vinyl ether), chitin, chitosan and copolymers thereof, terpolymers, carboxymethyl cellulose, hyaluronic acid, polyvinyl pyrrolidone and ethylene vinyl acetate copolymer
  • the growth hormone microneedle structure (1) can be manufactured in various shapes at a certain interval on the support.
  • it can be a cone shape, a square pyramid shape, a sphere shape, a short head shape, a wedge shape, a blade shape, or a candle shape, but is not limited thereto.
  • the maximum diameter of the vertical cross-section with respect to the protrusion direction of the microneedle structure (1) may be 200 to 400 ⁇ m.
  • the core layer containing the growth hormone may not be completely dissolved when applied to the skin.
  • the growth hormone microneedle structure (1) can be inserted into the skin in a patch or implantable form.
  • the term “patch” refers to a dosage form that is attached to the skin to deliver a drug into the body.
  • the support (10) when the microneedle structure (1) is inserted into the skin in the form of a patch, the support (10) may have adhesiveness to the skin to reinforce adhesion to the skin.
  • a support (10) coated with an adhesive material i.e., a support (10) coated with an adhesive, can be used.
  • an adhesive commonly used in patch preparations can be used, and for example, a grade having wet surface adhesiveness of an acrylic, silicone, or rubber adhesive is preferable.
  • the support (10) may be water-soluble.
  • a low molecular weight water-soluble film such as polyvinylpyrrolidone (PVP), carboxymethylcellulose (CMC), or polyvinyl alcohol (PVA)
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • CMC carboxymethylcellulose
  • PVA polyvinyl alcohol
  • the support (10) can exhibit adhesiveness due to moisture of the skin.
  • the implantable microneedle structure (1) when the microneedle structure (1) is inserted into the skin in an implantable form, the implantable microneedle structure (1) can be formed on a support (10) on which a coating layer is formed, and can be easily implanted into the body by separating the coating layer by an external stimulus.
  • the growth hormone microneedle structure can exhibit improved content storage stability and/or purity storage stability compared to liquid growth hormone raw materials.
  • microneedles When growth hormone is administered into the body using microneedles as in the present invention, there can be many advantages, such as solving the cold chain problem, saving capacity, and self-administration. In addition, since the microneedles are in a solid form, the activity of the growth hormone can be maintained more stably than in a liquid injection.
  • a third aspect of the present invention relates to a microneedle patch or microneedle array comprising various types of growth hormone microneedle structures as described above.
  • the microneedle patch refers to a form in which a microneedle structure is inserted into the skin in the form of a patch, and since the description thereof is the same as described above, its description is omitted.
  • the microneedle array can be manufactured in a form in which a plurality of microneedle structures are formed at a set interval on a substrate layer.
  • the microneedle structure When the above microneedle array is applied to the skin, the microneedle structure can reach the mucosa or the skin, and the microneedle structure is dissolved, so that the growth hormone acts.
  • the substrate of the microneedle array can adhere to the curve of the mucosa or the skin under a high-humidity environment within the mucosa or the skin, and can induce a high delivery effect of the growth hormone.
  • the microneedle array can be formed using a mixture of a high molecular weight polymer material having a weight average molecular weight of 100,000 or more and a low molecular weight polymer material having a weight average molecular weight of 50,000 or less.
  • the weight average molecular weight of the high molecular weight polymer material is preferably 50,000 or more and 2 million or less.
  • the weight average molecular weight of the low molecular weight polymer material is preferably 1,000 or more and 50,000 or less.
  • the weight average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the microneedle array can be attached to a support layer.
  • the support layer can be integrated with the back surface of the microneedle array by an adhesive or a pressure-sensitive adhesive.
  • the sizes of the microneedle array and the support layer can be the same, but it is more preferable that the support layer be manufactured larger than the microneedle array in order to enhance the adhesion of the microneedle array to the mucosa, skin, etc.
  • the above-mentioned support layer can be manufactured in a size and shape that is easy to handle, depending on the application area, and for example, it is preferable to make it approximately 3 to 20 mm larger from the outer edge of the microneedle array.
  • the thickness of the support layer can be the same as, thinner than, or thicker than the thickness of the microneedle array substrate, and can be manufactured to be flexible and thin enough to support the microneedle array, and also have a thickness that is easy to handle during use.
  • the fourth aspect of the present invention relates to a method for manufacturing a growth hormone microneedle structure using the aforementioned mucus composition for manufacturing growth hormone microneedles.
  • the manufacturing method may include: a step of forming a mucus composition for manufacturing the growth hormone microneedles; a step of forming the mucus composition into a microneedle structure; and a step of solidifying the mucus composition into a microneedle structure shape.
  • the step of forming the mucus composition is a step of manufacturing a mucus composition for manufacturing growth hormone microneedles according to the first aspect by mixing growth hormone, a water-soluble polymer, and an additive.
  • the forming step may be characterized by at least one selected from the group consisting of fluidization, molding, centrifugal lithography techniques, and blowing tension methods.
  • the microneedle structure can be formed into various shapes such as a cone shape, a square pyramid shape, a sphere shape, a short-head shape, a wedge shape, a blade shape, or a candle shape, but is not limited thereto.
  • a microneedle structure can be manufactured including a first dispensing step of dispensing a first composition onto a support; a drying step of drying the first composition to form a base layer; a second dispensing step of dispensing a second composition containing a growth hormone onto the base layer; a third dispensing step of dispensing a third composition onto the base layer to cover the second composition; and a molding step of forming a core layer using the second composition and a shell layer using the third composition by a fluidization and centrifugal lithography technique.
  • the first composition can include Sodium Hyaluronate 30 kDa 65% (w/v) which is a water-soluble polymer using PBS as a solvent, and the second composition containing a growth hormone can be applied onto the base layer.
  • Sodium hyaluronate 30 kDa 65% (w/v) can be applied as a third composition using PBS as a solvent to cover the second composition, and then a core layer by the second composition and a shell layer by the third composition can be formed through fluidization and centrifugal lithography steps.
  • ⁇ Some unevenness in appearance when observed with the naked eye.
  • the relative standard deviation of the weight of the discharged material is 20% or more and 40% or less.
  • the relative standard deviation of the weight of the discharged material is 40% or more when discharged 5 times under the same discharge conditions.
  • a microneedle patch containing hGH in the core layer was manufactured using the centrifugal molding method using Composition 4 (CMC 5%).
  • CMC 5% Composition 4
  • the formability of the fabricated microneedles was evaluated through microscopic observation.
  • the microneedle patch manufactured with composition 4 was applied to a pig skin section to evaluate the skin insertion rate and the solubility of the hGH core layer. However, it was confirmed that the hGH core layer was not completely dissolved even after 40 hours of application.
  • microneedle patches were manufactured by changing the composition of the viscous solution as shown in Table 3 below, and then the formability evaluation and skin application test were performed in the same manner.
  • hGH/HA 30kDa hGH/CMC 90kDa Content 272ug/patch 265ug/patch Core layer main composition hGH 15%, HA 20%, 15% trehalose hGH 15%, CMC 10%, 15% trehalose Microneedle composition HA 50%, PVP 5% HA 50%, PVP 5%
  • the microneedles manufactured with the two compositions in Table 3 were manufactured with a constant diameter and length, confirming that uniformly shaped microneedles could be formed.
  • the two types of fabricated microneedles were applied to pig skin sections to evaluate the insertion rate and the solubility of the hGH core layer.
  • the hGH/HA core layer was dissolved, but the hGH/CMC core layer remained.
  • Example 2 Based on the results of the possibility of manufacturing microneedles in Example 1, nine types of formulations shown in [Table 4] below were manufactured to develop a stabilized formulation of the core layer.
  • Chromatographic purity test condition wavelength 220 nm column Packing L26 (XBridge Protein BEH C4 Column, 300 ⁇ , 3.5 ⁇ m, 4.6 mm Column temperature 45°C Sample temperature 5°C Flow rate 0.5 mL/min Run time 60 minutes Retention time 43 minutes enter 1800-1900 psi Injection volume 20 ⁇ L Result (Resolution solution) Resolution ⁇ 1.0 Tailing factor: 0.9-1.8 Impurity ⁇ 6.0%
  • a microneedle patch containing Composition 2 of [Table 4] as a core layer was manufactured, and hGH content analysis was performed through HPLC according to the storage stability test plan of [Table 9] below.
  • the quantitative goal was to maintain 80% or more of the initial hGH content for 12 months under refrigerated storage, 6 months under room temperature storage, and 3 months under accelerated storage.
  • Liquid hGH raw material (recombinant human growth hormone 15 mg/mL) was used as a control.
  • MN Packaging Conditions Sealed packaging (light/moisture protection) Storage conditions Refrigerate Store at room temperature (25°C/60%RH) Accelerated storage (40°C/75%RH) MN Total Drugs total 4°C MN hGH MN hGH initiation MN 3 / Drug 1, (For drugs, repeat analysis 3 times) 3 1 2 weeks 3 1 3 1 1 month 3 3 1 3 1 9 2 2 months 3 1 3 1 6 2 3 months 3 3 1 3 1 9 2 6 months 3 3 1 6 1 Stability Single Lot Required Sample Count 36 9
  • the microneedles maintained the hGH content both in room temperature storage (25°C) and accelerated storage (40°C), but the liquid raw material was measured at 96% and 76% of the initial hGH content in room temperature storage and accelerated storage, respectively, confirming that the hGH content storage stability of the microneedles was superior to that of the liquid raw material.
  • the impurities of the microneedles were all measured below the standard when refrigerated, and only one out of three samples when stored at room temperature was measured above the standard (8.0%).
  • the impurities of the liquid raw material were measured at 100% in both room temperature storage and accelerated storage, confirming that the hGH purity stability of the microneedles according to the present invention is significantly higher than that of the liquid raw material.
  • Composition 2 of [Table 4] was concentrated using a centrifugal concentration method or a freeze-drying method, and a microneedle patch containing the concentrated raw material as a core layer was manufactured. The skin insertion rate and dissolution rate were then evaluated.
  • the microneedle patch was manufactured using the concentrated formulation as a core layer.
  • the upper part of Fig. 9a shows the microneedle shape of the manufactured microneedle patch.
  • the manufactured microneedle patch was applied to the skin of a hairless SD rat (Coatech Co., Ltd.), and the skin insertion rate was evaluated through heat map analysis according to attachment time and shape analysis after patch removal.
  • the lower part of Fig. 9a shows the result of heat map analysis according to attachment time, and as confirmed in the result, the microneedle insertion rate was 100% with only 10 minutes of application, indicating that all microneedles pierced the skin.
  • the dissolution rates for attachment times of 30 minutes, 1 hour, and 3 hours were confirmed to be 13%, 34%, and 79%, respectively, indicating that the dissolution rate also increased as the attachment time increased.
  • the concentration method was changed to a freeze-drying method and the shape of the microneedles was improved.
  • the specific freeze-drying method is as follows.
  • Microneedles using the concentrated formulation as a core layer were manufactured in the form of patches using the above method, and in order to improve the shape, as confirmed in Fig. 10, the diameter of the thickest head part of the microneedle was changed from the existing 450 ⁇ m to 270 ⁇ m.
  • the specifications of the microneedle before and after the improvement are shown in [Table 12].
  • Microneedle before improvement Microneedle after improvement Head diameter 450 ⁇ m 270 ⁇ m length 850 ⁇ m 850 ⁇ m Number of microneedles 61 MN/patch 61 MN/patch volume 208 ⁇ g/patch 120 ⁇ g/patch
  • the fabricated microneedle patch was applied to the skin of a mini pig to evaluate the insertion rate, and compared with a microneedle patch of the same specification before shape improvement. As shown in Fig. 11, before improvement, the microneedle appeared to have dissolved outside the skin by the skin fluid when applied to the skin for 5 minutes, but after improvement, it was confirmed that the core layer containing the hGH of the microneedle was dissolved inside the skin.
  • the decrease in hGH content due to the improvement in the shape of the microneedle was attempted to be overcome by increasing the concentration multiple and the number of microneedles.
  • the concentration multiple of the original solution was increased from 10 times to 20 times, and the number of microneedles was also increased from 61 to 91 to produce microneedles.
  • the diameter of the microneedle head part was changed to 350 ⁇ m after the content was increased.
  • the microneedle specifications before and after the content was increased are shown in [Table 13].
  • Microneedle before content increase Microneedle after content increase Head diameter 270 ⁇ m 350 ⁇ m length 850 ⁇ m 850 ⁇ m Number of microneedles 61 MN/patch 91 MN/patch volume 120 ⁇ g/patch 628 ⁇ g/patch
  • the skin insertion evaluation of the microneedle patch manufactured as described above was performed in vivo on rats. As a result, as shown in Fig. 14, the core layer containing hGH remained after 5 minutes of application, and it was confirmed that it was completely dissolved after 10 minutes of application. The analysis result of the hGH remaining in the patch after application showed a skin delivery rate of 41% after 10 minutes of application, indicating that the skin delivery rate of hGH was significantly improved.
  • solutions containing dissolved microneedles and liquid raw hGH were administered to animals and the PK profiles of each formulation were analyzed.
  • the experimental animals used were 8-week-old SD rats (Orient Bio).
  • the liquid hGH raw material was diluted in PBS and administered at a concentration of 365.4 ⁇ g/300 ⁇ L, and the microneedles were administered by adjusting the number of patches per animal to be close to 365.4 ⁇ g.
  • the animals to which the microneedle patches were to be applied had hair removal 1 hour before administration.
  • sample administration and blood collection were performed using EDTA-coated tubes, and the collected blood samples were centrifuged to separate the plasma, and the plasma was analyzed using an ELISA Kit (ALPCO, 25-HGHHU-E01).
  • the plasma samples of the hGH microneedle patch experimental group and the hGH solution experimental group were diluted 100-fold in PBS containing 0.1% BSA and analyzed, and the dilution factor of 100 was reflected in the analysis.
  • the subcutaneous injection bioavailability (BA) of the solution containing dissolved microneedles compared to the liquid raw material was confirmed to be 81.36%, confirming that the hGH structure within the MN was maintained to some extent.
  • the hGH content was confirmed by the content test method established in Example 3-1, and plasma analysis was performed using an ELISA Kit (ALPCO, 25-HGHHU-E01). As a result of the analysis, hGH was detected at 0 and 6 hours in the experimental group to which the microneedle patch was applied, and this was corrected in the PK calculation process. As shown in Fig. 16 and [Table 16] below, the BA of the experimental group to which the microneedle patch was applied was calculated to be 62% compared to the experimental group to which the liquid raw material was subcutaneously injected. A BA value of 62%, which was significantly higher than that confirmed in the previous experiment, was confirmed.

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Abstract

본 발명은 성장호르몬을 탑재하기 위한 마이크로니들 제조용 점액 조성물, 마이크로니들 구조체, 마이크로니들 패치 및 마이크로니들 어레이에 관한 것으로, 본 발명에 따른 마이크로니들 제조용 점액 조성물로 제조되는 성장호르몬 마이크로니들 구조체, 마이크로니들 패치 및 마이크로니들 어레이는 성장호르몬 액상 원료 대비 개선된 함량 보관 안정성 및/또는 순도 보관 안정성을 나타낸다.

Description

성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물, 이를 이용하여 제조되는 성장호르몬 마이크로니들 구조체, 상기 마이크로니들 구조체를 포함하는 마이크로니들 패치 및 마이크로어레이
본 발명은 성장호르몬을 탑재하기 위한 마이크로니들 제조용 점액 조성물, 마이크로니들 구조체, 마이크로니들 패치 및 마이크로니들 어레이에 관한 기술이다.
질병의 치료를 위한 수많은 약물 및 치료제 등이 개발되었지만 약물을 신체 내로 전달함에 있어서, 생물학적 장벽(biological barrier, 예를 들어, 피부, 구강점막 및 뇌-혈관 장벽 등) 통과 문제 및 약물 전달의 효율 문제는 여전히 개선되어야 할 점으로 남아 있다.
약물은 일반적으로 정제 제형 또는 캡슐 제형으로 경구 투여되지만, 수많은 약물들이 위장관에서 소화 또는 흡수되거나 간의 기전에 의하여 소실되는 등의 이유로 상기와 같은 투여 방법만으로는 유효하게 전달될 수 없다. 게다가, 몇몇 약물들은 장의 점막을 통과하여 유효하게 확산될 수 없다. 또한, 특정 간격으로 약물을 복용해야 하거나, 약을 복용할 수 없는 중환자의 경우 등 환자의 순응도 역시 문제가 된다.
약물전달에 있어서 또 다른 일반적인 기술은 종래의 주사바늘(needle)을 이용하는 것이다. 이 방법은 경구 투여에 비하여 효과적인 반면에, 주사부위에서의 통증 수반 및 피부의 국부적 손상, 출혈 및 주사부위에서의 질병 감염 등을 야기하는 문제점이 있다.
성장호르몬 주사제는 뇌하수체 성장호르몬 분비 장애로 인한 소아의 성장부전, 소아의 특발성 저성장증 및 터너 증후군으로 확인된 소아의 성장 부전에 효능을 기대할 수 있다. 다만, 이러한 성장호르몬 주사제는 소아에게 매일 주사해야 하는 데, 이에는 어려움이 따르며, 디바이스 가격으로 인한 원가 부담 문제가 있다.
이에, 본 발명에서는 통증이 적고 적용이 쉬운 마이크로니들을 활용하여, 저성장증 치료를 위한 성장호르몬 탑재 마이크로니들의 신제형 개발하고자 하였다. 이러한 신제형은 마이크로니들로의 제작 가능성뿐만 아니라, 성장호르몬의 안정성 및 생체이용률 개선을 고려하여 최적화된 형태로 개발하는 것이 매우 중요하다.
종래 기술로서, 특허문헌 1에는 피부에 탈착 가능하도록 접착성을 갖는 밴드의 일면에 인간 성장호르몬이 함유된 마이크로니들이 형성된, 손톱 및 발톱 성장 촉진용 마이크로니들 밴드가 개시되어 있으나, 성장호르몬의 함량 보관 안정성 및 순도 보관 안정성이 개선된 마이크로니들을 제조하기 위한 안정화 제형에 대해서는 언급된 바 없다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 공개특허 제10-2020-0110256호
이에, 본 발명자들은 재조합 인간 성장호르몬이 탑재된 마이크로니들의 제형화 연구를 통해 마이크로니들 패치를 개발하는 것을 목표로 하였다. 이에 따라, 본 발명에서는 약물의 안정성을 유지할 수 있는 신규 제형을 개발하고, 상기 약물을 마이크로니들을 통해 안정적으로 체내에 전달하는 것을 목표로 하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 성장호르몬이 탑재된 마이크로니들을 제조하기 위한 점액 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 점액 조성물을 이용한 마이크로니들 구조체의 제조방법 및 이로부터 제조되는, 성장호르몬 마이크로니들 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 성장호르몬 마이크로니들 구조체를 포함하는 마이크로니들 패치를 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 성장호르몬, 수용성 고분자 및 첨가제를 포함하는, 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬은 원심농축법 또는 동결건조법으로 농축될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 원심농축법은 성장호르몬 액상 원료를 3 내지 20 kDa의 분자량 컷오프를 갖는 멤브레인 필터에 여과하여 수행될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 동결건조법은 다음의 a) 내지 c) 단계로 수행될 수 있다:
a) 성장호르몬 액상 원료를 3 내지 20 kDa의 분자량 컷오프를 갖는 멤브레인 필터에 여과하는 단계;
b) 여과된 농축물에 수크로스를 첨가하는 단계; 및
c) 동결건조를 수행하는 단계.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬은 인간 성장호르몬일 수 있고, 전체 점액 조성물에 대하여 10 내지 45 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 수용성 고분자는 히알루론산일 수 있고, 전체 점액 조성물에 대하여 10 내지 45 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 첨가제는 수크로스(sucrose), 트레할로스(trehalose), 올리고사카라이드(oligosaccharide), 말토스(maltose), 락토스(lactose), 셀로비오스(cellobiose), 글라이신(glycine), 만니톨(mannitol), 칼슘-D-글루코네이트(calcium D-gluconate), 아르기닌(arginine) 알긴산(alginic acid), 펙틴(Pectin), 카라기난(carrageenan), 콘드로이틴 설페이트(chondroitin Sulfate), 덱스트란 설페이트(dextran sulfate), 키토산(chitosan), 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린(fibrin), 아가로스(agarose), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리메타크릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 카르복시메틸셀룰로스(carboxymethyl cellulose), 사이클로덱스트린(cyclodextrin), 겐티비오스(gentiobiose), 알킬트리메틸암모늄 브로마이드(alkyltrimethylammonium bromide), 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드(hexadecyltrimethylammonium bromide), 젠티안 바이올렛(gentian violet), 벤제토늄 클로라이드(benzethonium chloride), 도큐세이트소듐 염(docusate sodium salt), 스팬형 계면활성제(a SPAN-type surfactant), 폴리소르베이트(polysorbate), 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate), 벤잘코늄 클로라이드(benzalkonium chloride) 및 글리세 릴올리에이트(glyceryl oleate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 1종 이상일 수 있고, 전체 점액 조성물에 대하여 10 내지 45 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 첨가제는 수크로스 및 폴리소르베이트일 수 있고, 상기 수크로스는 전체 점액 조성물에 대하여 9.95 내지 40 중량%로 포함될 수 있으며, 상기 폴리소르베이트는 전체 점액 조성물에 대하여 0.05 내지 5 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 점액 조성물은 지지체에 형성되는 베이스층; 상기 베이스층 상에 형성되는 코어층; 및 상기 베이스층 상에서 상기 코어층을 덮도록 형성되는 셸층;을 포함하는 성장호르몬 마이크로니들 구조체에서 상기 코어층을 구성할 수 있다.
본 발명은 또한, 전술한 다양한 형태의 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물을 이용한 성장호르몬 마이크로니들 구조체의 제조방법 및 이로부터 제조되는 성장인자 마이크로니들 구조체를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 점액 조성물은 상기 마이크로니들 구조체의 일부 또는 전체를 구성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 마이크로니들 구조체는:
지지체에 형성되는 베이스층; 상기 베이스층 상에 형성되며 전술한 다양한 형태의 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물로 구성되는 코어층; 및 상기 베이스층 상에서 상기 코어층을 덮도록 형성되는 셸층;을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 베이스층과 셸층은 성장호르몬을 포함하지 않으며, 생분해성 또는 생체적합성 물질로 구성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 구조체는 원뿔형, 사각뿔형, 스피어형, 단두형, 쐐기형, 칼날형 또는 캔들형 형상으로 제조될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 구조체가 캔들형 형상으로 제조되는 경우, 상기 마이크로니들 구조체의 돌출 방향에 대한 수직 단면의 최대 직경은 200 내지 400 ㎛일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 구조체는 패치형 또는 이식형으로 피부에 삽입될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 구조체는 성장호르몬 액상 원료 대비 개선된 함량 보관 안정성 및/또는 순도 보관 안정성을 나타낼 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 구조체의 제조방법은 상기 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물을 형성하는 단계; 상기 점액 조성물을 마이크로니들 구조체로 성형하는 단계; 및 상기 점액 조성물을 마이크로니들 구조체 형상으로 고형화하는 단계를 포함할 수 있다.
나아가, 본 발명은 전술한 다양한 형태의 성장호르몬 마이크로니들 구조체를 포함하는 마이크로니들 패치 또는 마이크로니들 어레이를 제공한다.
본 발명에 따른 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물을 이용하여 제조된 마이크로니들 구조체는 삽입률 및 보관 안정성이 우수하며, 일회용 패치 제형으로 기존 냉장보관 카트리지 및 바늘 교체가 필요한 주사 대비 비용절감 효과를 기대할 수 있다. 또한, 주사 대비 통증 없이 간편하게 피부에 적용 가능하므로, 저성장증 치료에 효과적으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 구조체의 형상을 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 구조체의 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A 선에 따라 마이크로니들 구조체의 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 [표 2]의 조성 4를 이용하여 제작한 마이크로니들의 형상을 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 5는 마이크로니들 제작 시 코어 제형에 사용하는 hGH/고분자 조성 차이에 따른 마이크로니들 형상 변화를 현미경으로 관찰한 사진(A)과 돼지 피부 적용 결과를 나타낸 사진(B)이다.
도 6은 자체 함량 시험법을 검증하기 위해 수행된 hGH 액상 원료에 대한 HPLC 프로파일 결과를 나타낸 것이다.
도 7a 내지 7d는 자체 순도 시험법을 검증하기 위해 수행된 hGH 액상 원료에 대한 순도 시험 피크(A) 및 고분자 매트릭스의 순도 시험 피크(B)를 나타낸 것이다.
도 8은 [표 4]의 조성 2를 코어층으로 포함하는 마이크로니들 패치를 제작한 후 이의 보관 안정성을 평가한 결과로, A는 함량 보관 안정성 평가 결과, B는 순도 보관 안정성 평가 결과를 나타낸다.
도 9a 및 9b는 원심농축법 제형을 사용하여 제작된 마이크로니들의 형상을 현미경으로 관찰한 사진(도 9a의 상단), 제작된 마이크로니들 패치의 적용 시간별 히트맵 분석 결과(도 9a의 하단) 및 적용 시간별 용해율 분석 결과(도 9b)를 나타낸 것이다.
도 10은 동결건조 제형을 사용하여 제작된 마이크로니들의 형상 개선 결과를 나타낸 것으로, 개선 전 형상(A) 및 개선 후 형상(B)을 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 11은 동결건조 제형을 사용하여 제작된 형상 개선 전 마이크로니들(A)과 형상 개선 후 마이크로니들(B)의 돼지 피부 5분 적용 후 마이크로니들을 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 12는 형상을 개선한 마이크로니들의 피부 삽입 평가 결과로, 각각 적용 전(A), 5분 적용 후(B) 및 10분 적용 후(C)의 마이크로니들을 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 13은 hGH 함량 증대 전(A)과 후(B)의 마이크로니들 형상을 현미경으로 관찰한 사진 및 각 마이크로니들의 스펙을 나타낸 것이다.
도 14는 hGH 함량 증대 후 생체 내(in vivo) 래트 피부 삽입 평가 결과를 나타낸 것으로, 적용 및 전달률 실험 결과를 나타낸 것으로, 적용 전(A), 5분 적용 후(B) 및 10분 적용 후(C)의 마이크로니들 사진 및 피부 전달률을 보여준다.
도 15는 hGH 마이크로니들을 녹인 용액과 hGH 액상 원료를 각각 동일한 경로로 래트에 투여한 후 나타나는 PK 프로파일 및 생체이용률을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 16은 hGH 마이크로니들 패치와 hGH 액상 원료를 각각 피하주사로 래트에 투여한 후 나타나는 PK 프로파일을 비교하여 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
상술한 바와 같이, 성장호르몬이 탑재된 마이크로니들을 제조하기 위한 신제형으로서, 마이크로니들로의 제작 가능성 및 피부 용해도뿐만 아니라, 성장호르몬의 안정성과 생체이용률 개선을 고려하여 최적화된 제형에 대해서는 알려진 바 없다. 이에 따라, 본 발명자들은 균일한 형상을 갖는 마이크로니들의 제조가 가능하고, 피부 적용 시 성장호르몬을 포함하는 코어층까지 용해되어 적합한 용해성을 나타내는 점액 조성물을 스크리닝하였고, 스크리닝된 점액 조성물로 마이크로니들을 제조하는 경우, 성장호르몬 액상 원료 대비 현저하게 개선된 보관 안정성을 나타냄을 확인하였다. 또한, 마이크로니들의 헤드 직경, 마이크로니들의 수 및 성장호르몬의 농축 배수를 조절함으로써, 성장호르몬의 전달률 및 생체이용률이 현저하게 개선됨을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 제1 측면은 성장호르몬, 수용성 고분자 및 첨가제를 포함하는, 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물에 관한 것이다.
이와 관련하여, 본 발명은 성장호르몬 마이크로니들 구조체의 제조에 사용하기 위한, 성장호르몬, 수용성 고분자 및 첨가제를 포함하는 점액 조성물의 용도를 제공한다.
나아가, 본 발명은 상기 마이크로니들 구조체를 포함하는 마이크로니들 패치 또는 마이크로니들 어레이의 제조에 사용하기 위한, 성장호르몬, 수용성 고분자 및 첨가제를 포함하는 점액 조성물의 용도를 제공한다.
본 명세서에서 성장호르몬은 "Recombinant Human Growth Hormone", "hGH"와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물은 고농도의 hGH 원료를 포함하며, 상기 고농도의 hGH 원료는 성장호르몬을 농축하여 제조될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬의 농축방법은 원심농축법 또는 동결건조법일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 공지된 농축방법을 사용하여 성장호르몬을 특정 농도 이상으로 농축시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 원심농축법은 성장호르몬 액상 원료를 3 내지 20 kDa의 분자량 컷오프를 갖는 멤브레인 필터에 여과하여 수행될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 동결건조법은 a) 성장호르몬 액상 원료를 3 내지 20 kDa의 분자량 컷오프를 갖는 멤브레인 필터에 여과하는 단계; b) 여과된 농축물에 수크로스를 첨가하는 단계; 및 c) 동결건조를 수행하는 단계로 수행될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬은 인간 성장호르몬 단백질일 수 있고, 상기 인간 성장호르몬 단백질은, NCBI와 같은 오픈 데이터 베이스에 개시된 아미노산 서열을 포함할 수 있으며, 예를 들어 GenBank: QKG82153.1, GenBank: AAA72260.1, GenBank: AML27053.1, GenBank: AIA66930.1 등에 개시된 아미노산 서열 또는 이의 일부를 포함할 수 있으나, 실질적으로 상기 단백질과 동일하거나 상응하는 효능을 나타내는 아미노산 서열이라면 제한없이 포함할 수 있따. 상기 인간 성장호르몬 단백질은 동형 단백질(isoform) 또는 이의 전구체도 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 인간 성장호르몬은 전체 점액 조성물에 대하여 10 내지 45 중량%, 바람직하게는 15 내지 45 중량%, 가장 바람직하게는 15 내지 35 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 수용성 고분자는 생체 적합한 수용성 고분자일 수 있고, 예를 들어, 히알루론산, 하이드록시에틸스타치, 하이드록시프로필메틸스타치, 젤라틴, 풀루란, 덱스트란, 콘드로이틴 황산 나트륨, 히알루론산 나트륨, 카복시메틸셀룰로스, 폴리바이닐피롤리돈, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 글라이콜, 폴리에틸렌글라이콜 및 폴리바이닐알코올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있다. 바람직하게는, 상기 수용성 고분자는 히알루론산일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 수용성 고분자는 전체 점액 조성물에 대하여 10 내지 45 중량%, 바람직하게는 15 내지 25 중량%, 보다 바람직하게는 15 내지 20 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 수용성 고분자가 전체 점액 조성물에서 10 중량% 미만으로 포함되는 경우, 조성물을 고형상의 마이크로니들 구조체로 형성하는 것이 어려울 수 있고, 마이크로니들 구조체의 물리적 강도가 피부를 투과하기에 부족할 수 있다. 상기 수용성 고분자가 전체 점액 조성물에서 45 중량%를 초과하여 포함되는 경우, 수용성 고분자와 성장호르몬이 균질화되기 어려울 수 있으며, 마이크로니들의 탑재 성장호르몬의 방출 속도가 현저히 저하될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 첨가제는 수크로스(sucrose), 트레할로스(trehalose), 올리고사카라이드(oligosaccharide), 말토스(maltose), 락토스(lactose), 셀로비오스(cellobiose), 글라이신(glycine), 만니톨(mannitol), 칼슘-D-글루코네이트(calcium D-gluconate), 아르기닌(arginine) 알긴산(alginic acid), 펙틴(Pectin), 카라기난(carrageenan), 콘드로이틴 설페이트(chondroitin Sulfate), 덱스트란 설페이트(dextran sulfate), 키토산(chitosan), 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린(fibrin), 아가로스(agarose), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리메타크릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 카르복시메틸셀룰로스(carboxymethyl cellulose), 사이클로덱스트린(cyclodextrin), 겐티비오스(gentiobiose), 알킬트리메틸암모늄 브로마이드(alkyltrimethylammonium bromide), 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드(hexadecyltrimethylammonium bromide), 젠티안 바이올렛(gentian violet), 벤제토늄 클로라이드(benzethonium chloride), 도큐세이트소듐 염(docusate sodium salt), 스팬형 계면활성제(a SPAN-type surfactant), 폴리소르베이트(polysorbate), 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate), 벤잘코늄 클로라이드(benzalkonium chloride) 및 글리세 릴올리에이트(glyceryl oleate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 1종 이상일 수 있다. 바람직하게는, 상기 첨가제는 수크로스 및/또는 폴리소르베이트일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 첨가제는 2종 이상일 수 있으며, 전체 점액 조성물에 대하여 10 내지 45 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 첨가제가 2종인 경우 제1 첨가제는 전체 점액 조성물에 대하여 9.95 내지 40 중량%로 포함될 수 있고, 제2 첨가제는 전체 점액 조성물에 대하여 0.05 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 첨가제는 수크로스일 수 있고, 상기 제2 첨가제는 폴리소르베이트일 수 있다. 이때, 상기 폴리소르베이트는 폴리소르베이트 20(Tween 20), 폴리소르베이트 60(Tween 60), 폴리소르베이트 65(Tween 65) 또는 폴리소르베이트 80(Tween 80)을 포함할 수 있다.
본 발명의 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물은 각 성분을 고형분 상태로 혼합하여 제조될 수 있는 바, 고형분을 기준으로 하였을 때 포함되는 중량%는 다음과 같이 변경될 수 있다: 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물의 제조하기 위한 고형분을 기준으로, 상기 성장호르몬은 10 내지 30 중량%, 상기 수용성 고분자는 40 내지 85 중량%, 상기 첨가제는 10 내지 30 중량%.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬, 수용성 고분자 및 첨가제가 고형분으로 사용되는 경우, 각 고형분을 용매에 용해하여 혼합할 수 있다. 바람직한 용매의 종류로는 물, 이온수, 생리식염수, 증류수, 정제수, 멸균 정제수, 인산완충식염수, C1-4 알코올 또는 이들 중 어느 하나 이상의 혼합물 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 상기 약제학적으로 허용되는 담체는 제제 시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시 벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 성장호르몬 마이크로니들 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 결정될 수 있다.
본 발명에서 성장호르몬 이외에 추가적으로 포함되는 수용성 고분자 및 첨가제의 조합 및 비율을 최적화하는 경우, 성장호르몬의 안정성이 증가하며 고형상의 형태를 유지할 수 있어 함량과 순도를 안정적으로 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물은 추가의 부형제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 성장호르몬의 안정성 유지를 위한 추가의 첨가제와 고형상의 형태 유지를 위한 추가의 고분자를 포함할 수 있다.
예시적인 부형제에는, 예를 들어, 완충제, 탄수화물, 중합체, 아미노산, 펩티드, 계면활성제, 단백질, 비휘발성 비수성 용매, 산, 염기, 산화방지제 및 사카린이 포함될 수 있다.
하나 이상의 완충제가 상기 하나 이상의 부형제의 일부로서 사용될 수 있다. 완충제는 일반적으로 마이크로니들을 제조하는 단계에서 pH를 안정화시키는 기능을 할 수 있다. 사용되는 특정 완충제는 본 발명의 성장호르몬의 함량에 따라 당업자가 적절히 선택할 수 있다.
탄수화물의 혼합물을 포함하여, 하나 이상의 탄수화물이 상기 하나 이상의 부형제의 일부로서 사용될 수 있다. 탄수화물은 단당류, 이당류, 및 다당류를 포함하는 당류일 수 있으며, 예를 들어, 라피노스, 스타키오스, 수크로오스, 및 트레할로스와 같은 비환원당; 및 단량류 및 이당류와 같은 환원당을 포함할 수 있다. 예시적인 단량류에는 아피오스, 아라비노스, 디기톡소스, 푸코스, 프럭토스, 갈락토스, 글루코스, 굴로스, 하마멜로스, 이도스, 릭소스, 만노스, 리보스, 타가토스, 소르비톨, 자일리톨, 및 자일로스가 포함될 수 있다. 예시적인 이당류에는, 예를 들어, 수크로오스, 트레할로스, 셀로비오스, 겐티오비오스, 락토스, 락툴로스, 말토스, 멜리비오스, 프리메베로스, 루티노스, 실라비오스, 소포로스, 투라노스, 및 비시아노스가 포함될 수 있다. 또 다른 양태로서, 수크로오스, 트레할로스, 프럭토스, 말토스, 또는 그 조합이 이용될 수 있다. 예시된 당의 모든 광학 이성체 (D, L, 및 라세미 혼합물)가 또한 본 발명에 포함된다.
다당류에는, 예를 들어, 전분, 예를 들어, 하이드록시에틸 전분, 전호화 옥수수 전분, 펜타전분, 덱스트린, 덱스트란 또는 덱스트란 설페이트, 감마-사이클로덱스트린, 알파-사이클로덱스트린, 베타-사이클로덱스트린, 글루코실-알파-사이클로덱스트린, 말토실-알파-사이클로덱스트린, 글루코실-베타-사이클로덱스트린, 말토실-베타-사이클로덱스트린, 2-하이드록시-베타-사이클로덱스트린, 2-하이드록시프로필-베타-사이클로덱스트린, 2-하이드록시프로필-감마-사이클로덱스트린, 하이드록시에틸-베타-사이클로덱스트린, 메틸-베타-사이클로덱스트린, 설포부틸에테르-알파-사이클로덱스트린, 설포부틸에테르-베타-사이클로덱스트린, 및 설포부틸에테르-감마-사이클로덱스트린이 포함될 수 있다. 실시 형태에서, 하이드록시에틸 전분, 덱스트린, 덱스트란, 감마-사이클로덱스트린, 베타-사이클로덱스트린, 또는 그 조합이 이용될 수 있다. 실시 형태에서, 평균 분자 질량이 35,000 내지 76,000인 덱스트란이 이용될 수 있다.
상기 하나 이상의 탄수화물은 셀룰로오스일 수 있다. 적합한 셀룰로오스에는, 예를 들어, 하이드록시에틸 셀룰로오스 (HEC), 메틸 셀룰로오스 (MC), 미정질 셀룰로오스, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스 (HPMC), 하이드록시에틸메틸 셀룰로오스 (HEMC), 하이드록시프로필 셀룰로오스 (HPC) 및 그 혼합물이 포함될 수 있다.
하나 이상의 아미노산이 상기 하나 이상의 부형제의 적어도 일부를 위해 사용될 수 있다. 적합한 아미노산에는, 예를 들어, 라이신, 히스티딘, 시스테인, 글루타메이트, 라이신 아세테이트, 사르코신, 프롤린, 트레오닌, 아스파라긴, 아스파르트산, 글루탐산, 글루타민, 아이소류신, 류신, 메티오닌, 페닐알라닌, 혈청 트립토판, 타이로신, 발린, 알라닌, 아르기닌, 및 글리신이 포함될 수 있다. 많은 경우에, 수성 매질 또는 제형에서의 아미노산의 수성 용해도를 증가시키기 위해 아미노산의 염 형태가 사용될 수 있다.
하나 이상의 펩티드가 상기 하나 이상의 부형제의 적어도 일부를 위해 사용될 수 있다. 펩티드를 구성하는 아미노산은 동일할 수 있거나, 또는 적어도 일부가 서로 상이할 수 있다. 적합한 폴리아미노산 (동일한 아미노산)에는, 예를 들어, 폴리히스티딘, 폴리아스파르트산, 및 폴리라이신이 포함될 수 있다.
하나 이상의 단백질이 상기 하나 이상의 부형제의 적어도 일부를 위해 사용될 수 있다. 적합한 단백질에는, 예를 들어, 인간 혈청 알부민 및 생체공학적 인간 알부민이 포함될 수 있다.
하나 이상의 사카린이 상기 하나 이상의 부형제의 적어도 일부를 위해 사용될 수 있다. 일례로, 사카린은 사카린 소듐 다이하이드레이트이다.
하나 이상의 지질이 상기 하나 이상의 부형제의 적어도 일부를 위해 사용될 수 있다. 일례로, 지질은 다이팔미토일포스파티딜콜린 (DPPC)일 수 있다.
하나 이상의 산 및/또는 염기가 상기 하나 이상의 부형제의 적어도 일부를 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 약산, 약염기, 강산, 강염기, 또는 그의 일부 조합이 사용될 수 있다. 산 및 염기는 성장호르몬 및/또는 용량-연장 성분을 가용화시키거나 안정화시키기 위한 목적의 역할을 할 수 있다. 이러한 산 및 염기는 반대이온으로서 지칭될 수 있다. 이러한 산 및 염기는 유기 또는 무기일 수 있다. 예시적인 약산에는, 예를 들어, 아세트산, 프로피온산, 펜탄산, 시트르산, 석신산, 글리콜산, 글루콘산, 글루쿠론산, 락트산, 말산, 피루브산, 타르타르산, 타르트론산, 푸마르산, 글루탐산, 아스파르트산, 말론산, 부티르산, 크로톤산, 다이글리콜산, 및 글루타르산이 포함된다. 예시적인 강산에는, 예를 들어, 염산, 브롬화수소산, 질산, 설폰산, 황산, 말레산, 인산, 벤젠 설폰산, 및 메탄 설폰산이 포함된다. 예시적인 약염기에는, 예를 들어, 암모니아, 모르폴린, 히스티딘, 라이신, 아르기닌, 모노에탄올아민, 다이에탄올아민, 트라이에탄올아민, 트로메타민, 메틸글루카민, 및 글루코사민이 포함된다. 예시적인 강염기에는, 예를 들어, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 및 수산화마그네슘이 포함된다.
하나 이상의 계면활성제가 상기 하나 이상의 부형제의 적어도 일부를 위해 사용될 수 있다. 상기 하나 이상의 계면활성제는 양쪽성, 양이온성, 음이온성, 또는 비이온성일 수 있다. 적합한 계면활성제에는, 예를 들어, 레시틴, (예를 들어, 폴리소르베이트 20, 폴리소르베이트 40, 및 폴리소르베이트 80과 같은) 폴리소르베이트, 글리세롤, 소듐 라우로암포아세테이트, 소듐 도데실 설페이트, 세틸피리디늄 클로라이드 (CPC), 도데실트라이메틸 암모늄 클로라이드 (DoTAC), 소듐 데속시콜레이트, 벤즈알코늄 클로라이드, 소르비탄 라우레이트, 및 (라우레쓰-4와 같은) 알콕실화 알코올이 포함될 수 있다.
하나 이상의 무기 염이 상기 하나 이상의 부형제의 적어도 일부를 위해 사용될 수 있다. 적합한 무기 염에는, 예를 들어, 염화나트륨 및 염화칼륨이 포함될 수 있다.
비휘발성, 비수성 용매가 또한 상기 하나 이상의 부형제의 적어도 일부를 위해 사용될 수 있다. 예에는 프로필렌 글리콜, 다이메틸설폭사이드, 글리세린, 1-메틸-2-피롤리디논, N,N-다이메틸포름아미드 등이 포함될 수 있다.
하나 이상의 산화방지제가 상기 하나 이상의 부형제의 적어도 일부를 위해 사용될 수 있다. 적합한 산화방지제에는, 예를 들어, 시트르산나트륨, 시트르산, 아스코르브산, 메티오닌, 아스코르브산나트륨 및 그 조합이 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 있어서, 상기 첨가제의 조합 및 비율 조건을 만족하지 않는 경우 피부에서 용해가 제대로 되지 않거나, 점성이 강해 토출이 제대로 되지 않거나, 용액이 균질하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물은 점성 조절을 위한 목적으로 증점제(viscosity modifying agent)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 점증제는 당해 기술분야에 통상적으로 이요되는 증점제로, 히알루론산과 그의 염, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로오스 폴리머(예컨대, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스, 하이드록시알킬 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스, 알킬셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스), 덱스트란, 젤라틴, 글리세린, 폴리에틸렌글리콜, 폴리소르베이트, 프로필렌글리콜, 포비돈, 카보머(carbomer), 가티검(gum ghatti), 구아검, 글루코만난, 글루코사민, 담마검(dammer resin), 렌넷카제인(rennet casein), 로커스트콩검(locust bean gum), 미소섬유상셀룰로오스(microfibrillated cellulose), 사일리움씨드검(psyllium seed gum), 잔탄검, 아라비노갈락탄(arabino galactan), 아라비아검, 알긴산, 젤라틴, 젤란검(gellan gum), 카라기난, 카라야검(karaya gum), 커드란(curdlan), 키토산, 키틴, 타라검(tara gum), 타마린드검(tamarind gum), 트라가칸스검(tragacanth gum), 퍼셀레란(furcelleran), 펙틴(pectin) 또는 풀루란(pullulan)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물은 생체적합성 및/또는 생분해성 물질을 추가로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 용어 "생체적합성 물질"은 실질적으로 인체에 독성이 없고 화학적으로 불활성이며 면역원성이 없는 물질을 의미한다. 본 명세서에서 용어 "생분해성 물질"은 생체 내에서 체액 또는 미생물 등에 의해서 분해될 수 있는 물질을 의미한다.
본 발명에서 이용될 수 있는 생체적합성 및/또는 생분해성 물질은, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리하이드록시알카노에이트(PHAs), 폴리(α-하이드록시액시드), 폴리(β-하이드록시액시드), 폴리(3-하이드로식부티레이트-co-발러레이트; PHBV), 폴리(3-하이드록시프로프리오네이트; PHP), 폴리(3-하이드록시헥사노에이트; PHH), 폴리(4-하이드록시액시드), 폴리(4-하이드록시부티레이트), 폴리(4-하이드록시발러레이트), 폴리(4-하이드록시헥사노에이트), 폴리(에스테르아마이드), 폴리카프로락톤, 폴리락타이드, 폴리글리코라이드, 폴리(락타이드-co-글리코라이드; PLGA), 폴리디옥사논, 폴리오르토에스테르, 폴리에테르에스테르, 폴리언하이드라이드, 폴리(글리콜산-co-트리메틸렌 카보네이트), 폴리포스포에스테르, 폴리포스포에스테르 우레탄, 폴리(아미노산), 폴리사이아노아크릴레이트, 폴리(트리메틸렌 카보네이트), 폴리(이미노카보네이트), 폴리(타이로신 카보네이트), 폴리카보네이트, 폴리(타이로신 아릴레이트), 폴리알킬렌 옥살레이트, 폴리포스파젠스, PHA-PEG, 에틸렌 비닐 알코올 코폴리머(EVOH), 폴리우레탄, 실리콘, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리이소부틸렌과 에틸렌-알파올레핀 공중합체, 스틸렌-이소브틸렌-스틸렌 트리블록 공중합체, 아크릴 중합체 및 공중합체, 비닐 할라이드 중합체 및 공중합체, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 메틸 에테르, 폴리비닐리덴 할라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리플루오로알켄, 폴리퍼플루오로알켄, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 케톤, 폴리비닐 아로마틱스, 폴리스틸렌, 폴리비닐 에스테르, 폴리비닐 아세테이트, 에틸렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 아크릴로니트릴-스틸렌 공중합체, ABS 수지와 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 폴리아마이드, 알키드 수지, 폴리옥시메틸렌, 폴리이미드, 폴리에테르, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴산-co-말레산, 키토산, 덱스트란, 셀룰로오스, 헤파린, 히알루론산, 알기네이트, 이눌린, 녹말 또는 글리코겐이고, 바람직하게는 폴리에스테르, 폴리하이드록시알카노에이트(PHAs), 폴리(α-하이드록시액시드), 폴리(β-하이드록시액시드), 폴리(3-하이드로식부티레이트-co-발러레이트; PHBV), 폴리(3-하이드록시프로프리오네이트; PHP), 폴리(3-하이드록시헥사노에이트; PHH), 폴리(4-하이드록시액시드), 폴리(4-하이드록시부티레이트), 폴리(4-하이드록시발러레이트), 폴리(4-하이드록시헥사노에이트), 폴리(에스테르아마이드), 폴리카프로락톤, 폴리락타이드, 폴리글리코라이드, 폴리(락타이드-co-글리코라이드; PLGA), 폴리디옥사논, 폴리오르토에스테르, 폴리에테르에스테르, 폴리언하이드라이드, 폴리(글리콜산-co-트리메틸렌 카보네이트), 폴리포스포에스테르, 폴리포스포에스테르 우레탄, 폴리(아미노산), 폴리사이아노아크릴레이트, 폴리(트리메틸렌 카보네이트), 폴리(이미노카보네이트), 폴리(타이로신 카보네이트), 폴리카보네이트, 폴리(타이로신 아릴레이트), 폴리알킬렌 옥살레이트, 폴리포스파젠스, PHA-PEG, 키토산, 덱스트란, 셀룰로오스, 헤파린, 히알루론산, 알기네이트, 이눌린, 녹말 또는 글리코겐일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물은 마이크로니들 구조체를 제조하는 데 사용될 수 있으며, 바람직하게는 마이크로니들 구조체의 코어층을 구성할 수 있다.
본 발명의 구체적인 일 실시예에 따르면, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 상기 코어층(30)을 가지는 마이크로니들 구조체(1)는, 예를 들어 지지체(10)에 형성되는 베이스층(20); 상기 베이스층(20) 상에 형성되는 코어층(30); 상기 베이스층(20) 상에서 상기 코어층(30)을 덮도록 형성되는 셸층(40)을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 측면은 전술한 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물로 제조되는 마이크로니들 구조체(1)에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물은 상기 마이크로니들 구조체(1)의 일부 또는 전체를 구성할 수 있으며, 상기 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물의 구성 특성에 대한 설명은 전술한 바와 동일하므로, 그 기재를 생략한다.
구체적으로, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로니들 구조체(1)는 지지체(10)에 형성되는 베이스층(20); 상기 베이스층(20) 상에 형성되며 전술한 다양한 형태의 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물로 구성되는 코어층(30); 및 상기 베이스층(20) 상에서 상기 코어층(30)을 덮도록 형성되는 셸층(40);을 포함할 수 있다. 상기 셸층(40)은 커버층(41) 및 팁부(42)를 포함할 수 있다.
상기 커버층(41)은 코어층(30)의 성장호르몬을 보호하기 위한 것으로 코어층(30)이 외부로 노출되지 않도록 완전히 덮을 수 있다.
상기 팁부(42)는 피부에 삽입이 용이하도록 선단이 뾰족하게 형성될 수 있다. 이때, 셸층(40)은 물리적으로 높은 강도(strength)를 갖는 물질로 이루어지거나 이를 위한 제조 공정으로 제조될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 구조체(1)는 코어츠(30)이 외부로 노출되지 않기 때문에 외관상 베이스층(10) 및 셸층(40)만을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 베이스층(20)과 셸층(40)은 성장호르몬을 포함하지 않으며, 생분해성 및/또는 생체적합성 물질로 구성될 수 있다. 상기 베이스층(20)과 셸층(40)에 사용될 수 있는 생분해성 및/또는 생체적합성 물질은 전술한 바와 동일하므로, 그 기재를 생략한다.
이외에도, 상기 베이스층(20)과 셸층(40)은 성장호르몬을 제외한, 코어층(30)에서 사용되는 모든 성분을 동일하게 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 지지체(10)는 고분자 필름일 수 있다. 예를 들어, (i) 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리비닐알코올, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리스티렌(GPPS), 폴리락타이드, 폴리글리콜라이드, 폴리카르로락톤, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리무수물, 폴리아미드, 폴리에스테르아미드, 폴리오르토에스테르, 폴리디옥사논, 폴리아세탈, 폴리케탈, 폴리카보네이트, 폴리오르토카보네이트, 폴리 포스프아젠, 폴리하이드록시부티레이트, 폴리하이드로시 발레레이트, 폴리알킬렌 옥살레이트, 폴리알킬렌 석시네이트, 폴리(말산), 폴리(아미노산), 폴리(메틸비닐에테르), 키틴, 키토산 및 이의 공중합체, 테르폴리머, 카르복시메틸셀룰로오즈, 히알루론산, 폴리바이닐피롤리돈 및 에틸렌아세트산 비닐코폴리머(EVA) 로 구성된 군에서 선택되는 플라스틱 시트 또는 필름; (ii) 멸균지, 셀로판, 부직포 및 직포로 구성된 군에서 선택되는 종이 시트; (iii) 스프레이 또는 도포에 의한 실리콘 수지 박막; 또는(iv) 스프레이 또는 도포에 의한 불소 오일 박막일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 구조체(1)는 상기 지지체 상에 일정 간격을 두고 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 원뿔형, 사각뿔형, 스피어형, 단두형, 쐐기형, 칼날형 또는 캔들형일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 있어서, 상기 마이크로니들 구조체(1)가 캔들형으로 제조되는 경우, 상기 마이크로니들 구조체(1)의 돌출 방향에 대한 수직 단면의 최대 직경은 200 내지 400 ㎛일 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 직경을 가지는 경우, 피부에 적용 시 성장호르몬을 포함하는 코어층이 완전히 용해되지 않을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 구조체(1)는 패치형 또는 이식형으로 피부에 삽입될 수 있다.
본 명세서에서 용어, "패치 (patch)"는 피부에 부착하여 약물을 체내로 전달시키는 제형을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로니들 구조체(1)가 패치형으로 피부에 삽입되는 경우, 상기 지지체(10)는 피부에서의 밀착력을 보강하기 위해 피부에 점착성을 가질 수 있다.
상기 지지체(10)의 점착성을 위한 하나의 형태로서, 지지체(10)에 점착성 물질이 코팅되어 있는, 즉, 점착제를 도포한 지지체(10)를 사용할 수 있다.
상기 점착성 물질로는, 패치 제제에 통상 사용되는 점착제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 아크릴계, 실리콘계, 고무계 점착제의 습윤면 접착성이 있는 그레이드가 바람직하다.
상기 지지체(10)의 점착성을 위한 다른 형태로서, 지지체(10)는 수용성일 수 있다. 폴리비닐피롤리돈 (PVP), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 폴리비닐알코올(PVA) 등의 저분자량 수용성 필름을 사용하여, 피부의 수분에 의해 점착성을 나타낼 수 있다. 이 경우, 적용하고자 하는 피부의 반대측에는 접착하지 않도록, 수용성 지지체(10)의 반대측에 대치하는 면은 비수용성 고분자 필름을 더 적층하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로니들 구조체(1)가 이식형으로 피부에 삽입되는 경우, 이식형 마이크로니들 구조체(1)는 코팅층이 형성된 지지체(10) 상에 형성될 수 있고, 상기 코팅층이 외부 자극에 의해 분리됨으로써 용이하게 체내에 이식될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 구조체는 성장호르몬 액상 원료 대비 개선된 함량 보관 안정성 및/또는 순도 보관 안정성을 나타낼 수 있다.
본 발명과 같이 성장호르몬을 마이크로니들로 체내 투여하는 경우, 콜드체인 문제 해결, 용량 절약 효과, 자가 투여 등 많은 이점을 가질 수 있다. 또한, 마이크로니들은 고체 형태이기 때문에 액상 주사제에 비해 성장호르몬의 활성을 안정적으로 유지할 수 있다.
본 발명의 제3 측면은 전술한 다양한 형태의 성장호르몬 마이크로니들 구조체를 포함하는 마이크로니들 패치 또는 마이크로니들 어레이에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 마이크로니들 패치는 마이크로니들 구조체가 패치형으로 피부에 삽입되는 형태를 말하며, 이에 대한 설명은 전술한 바와 동일하므로, 그 기재를 생략한다.
본 발명에 있어서, 상기 마이크로니들 어레이는 기판층 위에 복수 개의 마이크로니들 구조체가 일정 간격을 두고 형성된 형태로 제작될 수 있다.
상기 마이크로니들 어레이가 피부에 적용될 때, 상기 마이크로니들 구조체는 점막 또는 피부 내로 도달할 수 있고, 마이크로니들 구조체가 용해되어, 성장호르몬이 작용한다. 마이크로니들 어레이의 기판은 점막 또는 피부 내의 고습도 환경 하에서 점막 또는 피부의 굴곡에 따라 밀착될 수 있으며, 성장호르몬의 높은 전달 효과를 유발시킬 수 있다.
마이크로니들 어레이를 피부에 적용할 때에는, 적당한 경도로 꺾기 어렵고, 또한, 성장호르몬을 침투하기 쉽게 하기 위해서, 중량 평균 분자량이 10만 이상인 고분자량 고분자 물질과 중량 평균 분자량이 5만 이하인 저분자량 고분자 물질의 혼합물로 마이크로니들 어레이를 형성할 수 있다. 상기 고분자량 고분자 물질의 중량 평균 분자량은 5만 이상 200만 이하가 바람직하다. 또한, 저분자량 고분자 물질의 중량 평균 분자량은 1000 이상 5만 이하가 바람직하다. 일실시예에 있어서, 중량 평균 분자량은 겔 투과 크로마토 그래피(GPC)에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로니들 어레이는 지지층에 부착될 수 있다.
즉, 상기 지지층은 마이크로니들 어레이 배면에 접착제 혹은 점착제에 의해 일체화될 수 있다. 마이크로니들 어레이와 지지층의 사이즈는 동일할 수 있으나, 마이크로니들 어레이의 점막, 피부 등과의 밀착력을 강화시키기 위해 지지층이 마이크로니들 어레이보다 더 크게 제작되는 것이 더 바람직하다.
상기 지지층은, 적용 부위에 따라서, 취급하기 쉬운 크기와 형상으로 제작할 수 있으며, 예를 들어 마이크로니들 어레이의 외측 에지로부터 3 내지 20㎜ 정도 크게 하는 것이 바람직하다. 지지층의 두께는, 마이크로니들 어레이 기판의 두께와 동일하거나, 더 얇거나, 더 두꺼울 수 있으며, 마이크로니들 어레이를 지지할 수 있도록 유연하고 얇게 또한, 사용시 취급이 용이한 두께로 제작할 수 있다.
본 발명의 제4 측면은 전술한 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물을 이용한, 성장호르몬 마이크로니들 구조체의 제조방법에 관한 것이다.
구체적으로, 상기 제조방법은: 상기 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물을 형성하는 단계; 상기 점액 조성물을 마이크로니들 구조체로 성형하는 단계; 및 상기 점액 조성물을 마이크로니들 구조체 형상으로 고형화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 점액 조성물을 형성하는 단계는 성장호르몬, 수용성 고분자 및 첨가제를 혼합하여 상기 제1 측면에 따른 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물을 제조하는 단계이다.
이때, 상기 성장호르몬, 수용성 고분자 및 첨가제의 종류 및 함량에 대한 설명은 전술한 바와 동일하므로, 그 기재를 생략한다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 성형 단계는 유동화, 몰딩, 원심 리소그래피 기법 및 송풍 인장 방식으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 마이크로니들 구조체는 원뿔형, 사각뿔형, 스피어형, 단두형, 쐐기형, 칼날형 또는 캔들형과 같은 다양한 형상으로 성형될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 구체적인 일 실시예에서, 마이크로니들 구조체는 지지체에 제1 조성물을 디스펜싱하는 제1디스펜싱 단계; 상기 제1 조성물을 건조하여 베이스층을 형성하는 건조 단계; 상기 베이스층 상에 성장호르몬을 포함하는 제2 조성물을 디스펜싱하는 제2 디스펜싱 단계; 상기 베이스층 상에 상기 제2 조성물을 덮도록 제3 조성물을 디스펜싱하는 제3 디스펜싱 단계; 및 유동화 및 원심 리소그래피 기법으로 상기 제2 조성물에 의한 코어층 및 상기 제3 조성물에 의한 셸층을 형성하는 성형 단계를 포함하여 제조될 수 있다. 제1 조성물에는 수용성 고분자인 Sodium Hyaluronate 30kDa 65%(w/v)가 PBS를 용매로 하여 포함될 수 있고, 상기 베이스층 상에 성장호르몬을 포함하는 제2 조성물을 도포할 수 있다. 제2 조성물을 덮도록 Sodium hyaluronate 30 kDa 65% (w/v)가 PBS를 용매로 하여 제3 조성물로 도포될 수 있으며, 이후 유동화 및 원심 리소그래피 단계를 거쳐 제2 조성물에 의한 코어층 및 제3 조성물에 의한 셸층을 형성할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
hGH가 코어층에 탑재된 마이크로니들의 제작 가능성 확인
1-1. 고분자 종류에 따른 성형성 평가 및 피부 적용 테스트
하기 [표 1]의 4종의 점성용액을 제조하고, 이의 성형성 적합 여부를 확인하기 위해 용액의 균일성과 토출 가능성을 평가하였다.
조성 hGH 농도 고분자 고분자 농도 첨가제1 첨가제 1
농도		 첨가제 2
 첨가제 2
농도
1 30% HA 30kDa 15% 수크로오스 30% TWEEN20 0.2%
2 30% HA HMW 2%
3 30% FG(Fish Gelatin) 30%
4 30% CMC 5%
조성 교반,
탈포		 용액 균일성 토출 가능성 평가 결과
1 ○ X △ 용액 균일이 떨어짐
2 ○ ○ X 점성이 강해서 토출성 낮음
3 ○ ○ X 겔 성질이 강해서 토출성 낮음
4 ○ △ △ 균일성은 떨어지지만 토출 가능
상기 [표 2]의 평가 기준은 다음과 같다.
[교반, 탈포]
○: 육안 관찰 시 성상이 균일함.
△: 육안 관찰 시 성상이 일부 불균일함.
X: 육안 관찰 시 성상이 불균일함.
[용액 균일성]
○: 동일한 토출 조건에서 5회 반복 토출 시 토출물 무게의 상대표준 편차가 20% 이하
△: 동일한 토출 조건에서 5회 반복 토출 시 토출물 무게의 상대표준 편차가 20% 이상, 40% 이하
X: 동일한 토출 조건에서 5회 반복 토출 시 토출물 무게의 상대표준 편차가 40% 이상
[토출 가능성]
○: 지지부 상에 점성용액 토출 시 61개 중 55개 이상 양품
△: 지지부 상에 점성용액 토출 시 61개 중 30개 이상 55개 이하 양품
X: 지지부 상에 점성용액 토출 시 30개 이하 양품
[표 2]의 결과에 따라, 조성 4(CMC 5%)를 이용하여, 원심성형법으로, hGH를 코어층에 포함하는 마이크로니들 패치를 제작하였다. 구체적인 마이크로니들 패치 제작 방법은 대한민국 공개특허 제10-2014-0131879호 및 대한민국 공개특허 제10-2022-0003800호를 참조한다.
제작된 마이크로니들의 성형성은 현미경 관측을 통해 적합성 여부를 판단하였다.
현미경 관측 결과, 도 4에 나타난 바와 같이, 직경 및 길이가 일정한 마이크로니들이 제작되어 형상이 균일한 마이크로니들 성형이 가능함을 확인하였다.
다음으로, 조성 4로 제작된 마이크로니들 패치를 돼지 피부 절편에 적용하여 피부 삽입률 및 hGH 코어층의 용해도를 평가하였으나, 40시간 적용에도 불구하고 hGH 코어층이 완벽하게 용해되지 않음을 확인하였다.
1-2. 코어층 조성별 성형성 평가 및 피부 적용 테스트
조성 4의 피부 용해도가 적합하지 않음을 확인하고, 하기 표 3과 같이 점성용액의 조성을 달리하여 마이크로니들 패치를 제작한 후, 동일하게 이의 성형성 평가 및 피부 적용 테스트를 진행하였다.
hGH/HA 30kDa hGH/CMC 90kDa
함량 272ug/patch 265ug/patch
코어층 주요 조성 hGH 15%, HA 20%,
트레할로스 15%		 hGH 15%, CMC 10%,
트레할로스 15%
마이크로니들 조성 HA 50%, PVP 5% HA 50%, PVP 5%
현미경 관찰 결과, 도 5의 A에 나타난 바와 같이, 표 3의 2 가지 조성으로 제작된 마이크로니들은 직경 및 길이가 일정하게 제작되어 형상이 균일한 마이크로니들 성형이 가능함을 확인하였다.
다음으로, 제작된 2종의 마이크로니들을 돼지 피부 절편에 적용하여 삽입률 및 hGH 코어층의 용해도를 평가하였다. 이때, 도 5의 B에서 확인되는 바와 같이 돼지 피부 절편에 30분 적용 시 hGH/HA 코어층은 용해되었지만, hGH/CMC 코어층은 잔존함을 확인하였다.
상기 결과를 토대로, hGH 코어 제형에 사용하는 고분자의 종류에 따라 용해 속도가 달라지며, HA 사용 시 CMC에 비해 용해 속도가 빨라짐을 확인하였다.
[실시예 2]
안정화 제형 개발을 위한 제형 스크리닝
실시예 1의 마이크로니들 제작 가능성 결과를 토대로, 코어층의 안정화된 제형을 개발하기 위해 하기 [표 4]의 9종의 제형을 제조하였다.
조성 hGH 농도 고분자1 고분자1 농도 고분자2 고분자2 농도 첨가제1
/농도 		첨가제2
/농도
1 30% HA 30kDa 10% - - 수크로오스
/30%		 TWEEN20
/0.20%
2 HA 30kDa 20% - -
3 HA 30kDa 30% - -
4 HA 30kDa 10% PVP K17 5%
5 HA 30kDa 20% PVP K17 5%
6 HA 30kDa 20% PVP K17 10%
7 HA 1000kDa 2% - -
8 Fish Gelatin 30% - -
9 CMC 250 kDa 5% - -
상기 9종의 제형에 대한 성형성 적합 여부를 확인하기 위해 용액의 균일성과 토출 가능성을 평가하였다. 또한, 상기 각 9종의 조성을 이용하여 hHG를 코어층에 포함하는 마이크로니들 패치를 제작한 후 돼지 피부 절편에 적용하여 hGH 코어층의 용해도를 평가하였다. 성형성 및 피부 적용 테스트 결과는 [표 5]에 나타내었다.
조성 교반,탈포 용액 균일성 토출 균일성 적용 후 용해 평가 결과
1 ○ X X - 낮은 점도로 용액 균일성 떨어짐
2 ○ ○ ○ ○ 토출 균일성 높으며 피부 적용 시 코어 용해 확인됨
3 ○ X X - 높은 점도로 용액 균일성 떨어짐
4 ○ X X - 낮은 점도로 용액 균일성 떨어짐
5 ○ ○ X - 토출 균일성 떨어짐
6 ○ ○ X - 토출 균일성 떨어짐
7 ○ ○ X - 토출 균일성 떨어짐
8 ○ ○ X - 토출 균일성 떨어짐
9 ○ ○ ○ X 토출 균일성은 높으나 피부 적용 시 코어 용해 불가
[표 5]의 평가 기준은 상기 [표 2]와 동일하다. [표 5]의 결과에 따라, 조성 2를 코어층 조성으로 결정하였다.
[실시예 3]
함량 시험법 및 순도 시험법 구축
3-1. 함량 시험법 구축
미국약전(United States Pharmacopeia, USP)의 hGH 함량 시험법을 참고하여 자체 함량 시험법을 확립하고, 하기 [표 6]의 조건으로 HPLC를 수행하여 hGH 액상 원료(재조합인성장호르몬 15 mg/mL)의 함량을 측정하였다.
HPLC 조건
파장 214 nm
컬럼 Packing L33 (XBridge Protein BEH SEC Column, 200Å, 3.5 μm, 7.8 mm X 300 mm)
컬럼 온도 실온
유속 0.6 mL/분
실행 시간(Run time) 25분
머무름 시간(Retention tim) 15분
압력 800-900 psi
주입 부피 20 μL
결과 해상도 솔루션(Resolution solution)
해상도 < 0.4 (이량체 및 단량체 피크)
테일링 요소
(Tailing factor)		 < 1.7 (단량체 피크)
농도 Cs(ru/rs); Cs=STD 농도, ru=검액 피크영역, rs=STD 피크영역
도 6의 HPLC 피크 및 [표 7]의 함량 시험 결과를 토대로, 이론 농도와 실측 농도가 일치함을 확인함으로써, 자체 함량 시험법을 검증하였다.
이론농도(mg/ml) Cs ru rs 농도(mg/ml)
1 1 30881835 31060471 0.99
0.1 0.1 2892374 2754166 0.11
3-2. 순도 시험법 확립
마이크로니들 제작 공정 중 약물이 변성되어 생기는 유연물질을 정성 및 정량 평가하기 위해 hGH:USP29-NF24 크로마토그래피 순도(Chromatographic purity)를 이용하여 [표 8]의 조건으로 마이크로니들 분석 가능 여부를 확인함으로써 순도 시험법을 확립하였다.
고분자 매트릭스 샘플인 HA 40%, 트레할로오스(Tre) 15% 및 PVP 10%에 대하여, 각각 크로마토그래피 순도 시험을 실시하여 순도를 측정하였다. 이때, 도 7a에서 확인되는 바와 같이, hGH 분석 시간 내 일부 피크가 발생하므로, 해당 면적을 계산 및 제거하여 순도를 측정하였다.
크로마토그래피 순도 시험 조건
파장 220 nm
컬럼 Packing L26 (XBridge Protein BEH C4 Column, 300Å, 3.5 μm, 4.6 mm X 250 mm)
컬럼 온도 45℃
샘플 온도 5℃
유속 0.5 mL/분
실행 시간(Run time) 60분
머무름 시간(Retention tim) 43분
압력 1800-1900 psi
주입 부피 20 μL
결과(Resolution solution) 해상도 < 1.0
테일링 요소(Tailing factor): 0.9-1.8
불순물(Impurity) < 6.0%
hGH 마이크로니들 제형화에 사용되는 고분자 매트릭스의 순도시험 결과, 도 7b 내지 7d에 나타난 바와 같이, hGH 피크와 간섭이 없음을 확인하였고, 이에 따라, 본 실시예에서 확립된 순도 시험법을 활용하여 보관 안정성 시험을 진행하기로 결정하였다.[실시예 4]
안정화 제형 개발을 위한 보관 안정성 평가
4-1. 함량 보관 안정성 평가
마이크로니들 내 정량 평가를 통한 보관 조건별 함량 안정성을 평가하기 위해, [표 4]의 조성 2를 코어층으로 포함하는 마이크로니들 패치를 제작하고, 하기 [표 9]의 보관 안정성 시험 계획에 따라 HPLC를 통한 hGH 함량 분석을 수행하였다. 냉장 보관에서 12개월, 실온 보관에서 6개월, 가속 보관에서 3개월까지, 개시 hGH 함량 대비 80% 이상을 유지하는 것을 정량 목표로 하였다. 대조군으로는 hGH 액상 원료(재조합인성장호르몬 15 mg/mL)를 사용하였다.
장기보존 및 가속시험_함량 및 유연물질_각 MN 및 약물을 약물 1 바이알당 1 mL로 희석하여 함량 및 유연물질 평가를 각각 수행
MN 포장 조건 : 밀봉 포장 (광선/수분 차단)
보관 조건 냉장보관 실온보관
(25℃/60%RH)		 가속보관
(40℃/75%RH)		 MN 합계 약물
합계
4℃ MN hGH MN hGH
개시 MN 3 / 약물 1,
(약물의 경우 3회 반복 분석)		 3 1
2주 　 　 　 3 1 3 1
1개월 3 3 1 3 1 9 2
2개월 　 3 1 3 1 6 2
3개월 3 3 1 3 1 9 2
6개월 3 3 1 　 　 6 1
안정성 단일로트 필요 샘플 수 36 9
도 8의 A에서 확인되는 바와 같이, 6 개월 함량 안정성 결과에서 마이크로니들은 실온보관(25℃) 및 가속보관(40℃)에서 모두 hGH 함량을 유지하였으나, 액상 원료는 실온보관 및 가속보관에서 개시 hGH 함량 대비 각각 96% 및 76%로 측정되어, 마이크로니들의 hGH 함량 보관 안정성이 액상 원료보다 더 우수함을 확인하였다.
구체적인 마이크로니들 hGH 함량 보관 안정성 결과는 [표 10]에 나타내었다.
보관조건 개시 0.5개월 1개월 6개월 AVG SD RSD(%)
냉장보관 (4℃) 256.9 337.4 310.0 34.5 11.1
304.2 355.7
276.7 329.0
AVG 279.3 340.7 　
SD 23.7 13.7
개시 함량 대비 % 100% 122%
실온보관
(25℃/60%RH)		 256.9 353.2 332.3 316.3 39.6 12.5
304.2 358.2 347.6
276.7 348.7 346.7
AVG 279.3 353.4 342.2 　
SD 23.7 4.7 8.6
개시 함량 대비 % 100% 127% 123%
가속보관
(40℃/75%RH)		 256.9 281.6 341.8 327.1 303.5 36.2 11.9
304.2 257.2 352.2 329.2
276.7 308.5 352.8 327.4
AVG 279.3 282.4 348.9 327.9 　
SD 23.7 25.6 6.2 1.1
개시 함량 대비 % 100% 101% 125% 117%
4-2. 순도 보관 안정성 평가
마이크로니들 내 정량 평가를 통한 보관 조건별 순도 안정성을 평가하기 위해, 상기 표 9의 보관 안정성 시험 계획에 따라, 실시예 4에서 확립된 순도 시험법을 통해 유연물질 분석을 수행하였고, 그 결과를 도 8의 B에 나타내었다. 마찬가지로, 대조군으로는 상기와 동일한 hGH 액상 원료를 사용하였다.
도 8의 B에서 확인되는 바와 같이, 마이크로니들은 냉장보관에서 불순물이 모두 기준치 이하로 측정되었고, 상온보관에서 샘플 3개 중 1에서만 기준치 이상(8.0%)이 측정되었다. 이에 반해, 액상 원료 불순물은 실온보관 및 가속보관에서 모두 불순물이 100% 로 측정되어, 본 발명에 따른 마이크로니들의 hGH 순도 안정성이 액상 원료에 비해 월등히 높음을 확인하였다.
구체적인 마이크로니들 hGH 순도 보관 안정성 결과는 [표 11]에 나타내었다.
보관조건 2개월 6개월 AVG SD RSD(%)
냉장보관 (4℃) 0.2 1.2 1.6 1.1 67.5
1.8 0.4
2.7 1.3
AVG(%) 1.6 0.9 　
SD 1.3 3.1
실온보관
(25℃/60%RH)		 0.3 6.8 1.3 1.2 96.9
0.5 3.8
3.0 3.9
AVG(%) 1.3 4.8 　
SD 1.5 2.1
가속보관
(40℃/75%RH)		 9.2 8.0 1.1 13.5
8.3 　
6.6 　
AVG(%) 8.0 　 　
SD 1.3 　
[실시예 5]
농축 방법에 따른 마이크로니들 삽입률 및 용해율 평가
마이크로니들 제형화를 위해선 고농도의 hGH 원료가 필요하므로, [표 4]의 조성 2를 각각 원심농축법 또는 동결건조법으로 농축하고, 이를 코어층으로 포함하는 마이크로니들 패치를 제작한 후, 이의 피부 삽입률 및 용해율을 평가하였다.
5-1. 원심농축법
hGH 액상원료 10 mL를 원심농축필터 (Amicon Ultra-15 centrifugal filter units, MWCO, 10kDa; Merck Millipore, Billerica, MA)를 사용하여 농축하였다 (4500 rpm, 2 h, 4℃).
상기 방법으로 농축된 제형을 코어층으로 하는 마이크로니들을 패치 형태로 제작하였다. 도 9a에서 상단은 제작된 마이크로니들 패치의 마이크로니들 형상을 보여준다. 제작된 마이크로니들 패치는 무모 SD 래트(Hairless rat, ㈜코아텍)의 피부에 적용하여 부착 시간별 히트맵 분석 및 패치 제거 후 형상 분석을 통해 피부 삽입률을 평가하였다. 도 9a에서 하단은 부착 시간별 히트맵 분석 결과를 나타내며, 해당 결과에서 확인되는 바와 같이, 단 10분의 적용만으로도 마이크로니들 삽입률이 100%를 나타내어 마이크로니들이 모두 피부를 뚫은 것으로 관찰되었다.
다음으로, 부착 시간별 패치 내 hGH 잔량 확인을 통해 hGH 용해율[=(함량-잔량)/함량]을 측정하였다. 용해율 분석 결과, 도 9b에 나타난 바와 같이, 부착시간 30분, 1시간 및 3시간에 대한 각 용해율은 13%, 34% 및 79%로 확인되어 부착시간 증가에 따라 용해율도 함께 증가함을 알 수 있었다.
5-2. 동결건조법
마이크로니들의 피부 삽입 및 전달률 증대를 위해 농축법을 동결건조법으로 변경하고 마이크로니들의 형상 개선을 진행하였다. 구체적인 동결건조 방법은 다음과 같다.
1) hGH 액상원료 20 mL을 원심분리 필터 (10 kDa Cutoff)를 사용하여 농축 (4℃, 4500 rpm, 2 h)
2) 원심농축이 완료된 hGH 농축액 (약 2 mL)에 수크로오스 (Sucrose) 150 mg를 첨가 후 -80℃에서 냉동
3) 동결건조 수행 (-80℃, <50 mTorr, overnight)
상기 방법으로 농축된 제형을 코어층으로 하는 마이크로니들을 패치 형태로 제작하였고, 형상 개선을 위해, 도 10에서 확인되는 바와 같이, 마이크로니들의 가장 두꺼운 헤드 부분의 직경을 기존 450 ㎛에서 270 ㎛로 변경하여 제작하였다. 개선 전후의 마이크로니들 스펙은 [표 12]에 나타내었다.
개선 전 마이크로니들 개선 후 마이크로니들
헤드 직경 450 ㎛ 270 ㎛
길이 850 ㎛ 850 ㎛
마이크로니들의 수 61 MN/patch 61 MN/patch
용량 208 μg/patch 120 μg/patch
제작된 마이크로니들 패치는 미니 돼지 피부에 적용하여 삽입률을 평가하였고, 동일한 스펙의 형상 개선 전 마이크로니들 패치와 비교하였다. 도 11에 나타난 바와 같이, 피부 5분 적용 시 개선 전 마이크로니들은 피부 밖에서 피부 체액에 의해 용해된 것으로 보이나, 개선 후 마이크로니들은 마이크로니들의 hGH를 포함하는 코어층이 피부 안에서 용해된 것을 확인할 수 있었다.
추가로, 형상 개선 후 마이크로니들의 피부 삽입 평가를 생체 내 래트(in vivo Rat)에서 진행하였다. 도 12에서 확인되는 바와 같이, 미니 돼지 피부 적용 결과와 달리, 5분 적용 시 hGH를 포함하는 코어층의 대부분이 남아 있었고(도 12의 B: 잔량 83 μg, 전달률 29%), 10분 적용 시에는 모두 용해됨을 확인하였다(도 12의 C: 60 μg, 전달률 49%).
[실시예 6]
농축 배수 및 마이크로니들 개수 증가에 따른 피부 삽입 평가
마이크로니들 형상 개선에 따른 hGH 함량 감소는 농축 배수 및 마이크로니들 개수 증가를 통해 극복하고자 하였다. 이를 위해, 원액의 농충 배수를 기존 10배에서 20배로 증가시키고, 마이크로니들의 개수도 61개에서 91개로 증가시켜 마이크로니들을 제작하였다. 도 13에서 확인되는 바와 같이, 함량 증대 후 마이크로니들 헤드 부분의 직경은 350 ㎛로 변경하였다. 함량 증대 전후의 마이크로니들 스펙은 [표 13]에 나타내었다.
함량증대 전 마이크로니들 함량증대 후 마이크로니들
헤드 직경 270 ㎛ 350 ㎛
길이 850 ㎛ 850 ㎛
마이크로니들의 수 61 MN/patch 91 MN/patch
용량 120 μg/patch 628 μg/patch
상기와 같이 제작된 마이크로니들 패치의 피부 삽입 평가를 생체 내 래트(in vivo Rat)에서 진행하였다. 그 결과, 도 14에서 확인되는 바와 같이, 5분 적용 시 hGH를 포함하는 코어층이 남아 있었고, 10분 적용 시에는 모두 용해됨을 확인하였다. 적용이 완료된 패치 내 hGH 잔량 분석 결과 10분 적용 시 41% 피부 전달률을 나타내어 hGH의 피부 전달률이 월등히 개선되었음을 알 수 있었다.
[실시예 7]
약동학 평가
마이크로니들에 함유된 고분자 및 첨가제가 약동학에 미치는 영향을 파악하기 위해, 마이크로니들을 녹인 용액과 hGH 액상 원료를 동물에 투여하여 제형별 PK 프로파일을 분석하였다.
7-1. 동물 실험 설계
실험동물은 8주령의 SD 래트(오리엔트바이오)를 사용하였고, 성장호르몬 투여량의 경우, hGH 액상 원료는 PBS에 희석하여 365.4 μg/300 μL 농도로 투여하였으며, 마이크로니들은 365.4 μg에 근접하게 동물 당 패치 개수를 조절하여 투여하였다. 마이크로니들 패치를 적용할 동물은 투여 1시간 전 제모를 진행하였다. 실험군 정보에 따라 샘플 투여 및 EDTA-코팅 튜브를 사용하여 채혈을 진행하였으며, 채혈한 혈액 샘플을 원심분리하여 혈장을 분리하고, ELISA Kit (ALPCO, 25-HGHHU-E01)를 사용하여 혈장 분석을 하였다. hGH 마이크로니들 패치 실험군과 hGH 용액 실험군의 혈장 샘플은 0.1% BSA가 함유된 PBS에 100배 희석하여 분석하였으며, 분석 시 희석배수 100배를 반영하였다.
7-2. PK 프로파일 및 생체이용률 계산 결과
도 15 및 하기 [표 14]의 결과에서 확인되는 바와 같이, 액상 원료 대비 마이크로니들을 녹인 용액의 피하주사 생체이용률(Bioavailability, BA)이 81.36%로 확인되어, MN 내 hGH 구조가 어느정도 유지됨을 확인하였다.
샘플 hGH 용액 피하주사 재구성된 hGH 마이크로니들 용액 피하주사
투여량(μg/head) 365.4 365.4
AUC~6hr(min*ng/ml) 1587.5 1291.6
Cmax (ng/ml) 732.2 432.3
Tmax (hr) 0.5 0.5
용량환산 대비 BA(%) 100.00 81.36
[실시예 8]
최종 제형 PK 실험 결과
형상이 개선된 성장호르몬 (hGH) 마이크로니들 (MN) 패치와 액상 원료 피하주사의 약동학적 특성 비교를 수행하였다. 하기 [표 15]는 비교에 이용된 각 실험군의 조건을 나타낸다.
실험군 투여경로 실험동물 마릿수 hGH 투여량 (μg) 제모여부
(전기
면도기)		 채혈시간
hGH MN패치 ID
(패치)		 SD
래트		 4 441 O 0/0.5/1/2/3/6h(6 point)
hGH 용액 피하주사 SD
래트		 3 441 X 0/0.5/1/2/3/6h(6 point)
hGH 함량은 실시예 3-1에서 구축된 함량 시험법으로 확인하였고, ELISA Kit (ALPCO, 25-HGHHU-E01)를 사용하여 혈장 분석을 하였다. 분석 결과, 마이크로니들 패치를 적용한 실험군 내 0 시간 및 6 시간에서 hGH가 탐지되어, PK 계산 과정에서 보정하였다. 도 16과 하기 [표 16]에 나타난 바와 같이, 액상 원료를 피하주사한 실험군 대비 마이크로니들 패치를 적용한 실험군의 BA가 62%로 계산되었다. 이전 실험에서 확인한 것에 비해 현저히 높은 62%의 BA 값을 확인할 수 있었다.
샘플 hGH 용액 피하 주사 hGH 마이크로니들 패치
투여량(μg/head) 441 441
AUC~6hr (min*ng/ml) 776.8 485.7
Cmax (ng/ml) 270.1 266.7
Tmax (hr) 1 0.5
용량환산 대비 BA(%) 100 61.7

Claims (19)

  1. 성장호르몬, 수용성 고분자 및 첨가제를 포함하는, 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 성장호르몬은 원심농축법 또는 동결건조법으로 농축된 것을 특징으로 하는 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 원심농축법은 성장호르몬 액상 원료를 3 내지 20 kDa의 분자량 컷오프를 갖는 멤브레인 필터에 여과하여 수행되는 것을 특징으로 하는 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 동결건조법은 다음의 a) 내지 c) 단계로 수행되는 것을 특징으로 하는 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물:
    a) 성장호르몬 액상 원료를 3 내지 20 kDa의 분자량 컷오프를 갖는 멤브레인 필터에 여과하는 단계;
    b) 여과된 농축물에 수크로스를 첨가하는 단계; 및
    c) 동결건조를 수행하는 단계.
  5. 제1항에 있어서, 상기 성장호르몬은 인간 성장호르몬이고, 전체 점액 조성물에 대하여 10 내지 45 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 수용성 고분자는 히알루론산이고, 전체 점액 조성물에 대하여 10 내지 45 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 수크로스(sucrose), 트레할로스(trehalose), 올리고사카라이드(oligosaccharide), 말토스(maltose), 락토스(lactose), 셀로비오스(cellobiose), 글라이신(glycine), 만니톨(mannitol), 칼슘-D-글루코네이트(calcium D-gluconate), 아르기닌(arginine) 알긴산(alginic acid), 펙틴(Pectin), 카라기난(carrageenan), 콘드로이틴 설페이트(chondroitin Sulfate), 덱스트란 설페이트(dextran sulfate), 키토산(chitosan), 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린(fibrin), 아가로스(agarose), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리메타크릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 카르복시메틸셀룰로스(carboxymethyl cellulose), 사이클로덱스트린(cyclodextrin), 겐티비오스(gentiobiose), 알킬트리메틸암모늄 브로마이드(alkyltrimethylammonium bromide), 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드(hexadecyltrimethylammonium bromide), 젠티안 바이올렛(gentian violet), 벤제토늄 클로라이드(benzethonium chloride), 도큐세이트소듐 염(docusate sodium salt), 스팬형 계면활성제(a SPAN-type surfactant), 폴리솔베이트(polysorbate), 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate), 벤잘코늄 클로라이드(benzalkonium chloride) 및 글리세 릴올리에이트(glyceryl oleate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 1종 이상이고, 전체 점액 조성물에 대하여 10 내지 45 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 첨가제는 수크로스 및 폴리소르베이트이며, 상기 수크로스는 전체 점액 조성물에 대하여 9.95 내지 40 중량%로 포함되고, 상기 폴리소르베이트는 전체 점액 조성물에 대하여 0.05 내지 5 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 점액 조성물은
    지지체에 형성되는 베이스층; 상기 베이스층 상에 형성되는 코어층; 및 상기 베이스층 상에서 상기 코어층을 덮도록 형성되는 셸층;을 포함하는 성장호르몬 마이크로니들 구조체에서 상기 코어층을 구성하는 것을 특징으로 하는 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물.
  10. 지지체에 형성되는 베이스층;
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물로 구성되는 코어층; 및
    상기 베이스층 상에서 상기 코어층을 덮도록 형성되는 셸층;을 포함하는 성장호르몬 마이크로니들 구조체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 베이스층과 셸층은 성장호르몬을 포함하지 않으며, 생분해성 또는 생체적합성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 성장호르몬 마이크로니들 구조체.
  12. 제10항에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 구조체는 원뿔형, 사각뿔형, 스피어형, 단두형, 쐐기형, 칼날형 또는 캔들형의 형상으로 제조되는 것을 특징으로 하는 성장호르몬 마이크로니들 구조체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 구조체가 캔들형 형상으로 제조되는 경우, 상기 마이크로니들 구조체의 돌출 방향에 대한 수직 단면의 최대 직경은 200 내지 400 ㎛인 것을 특징으로 하는, 성장호르몬 마이크로니들 구조체.
  14. 제10항에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 구조체는 패치형 또는 이식형으로 피부에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 성장호르몬 마이크로니들 구조체.
  15. 제10항에 있어서, 상기 성장호르몬 마이크로니들 구조체는 성장호르몬 액상 원료 대비 개선된 함량 보관 안정성 및/또는 순도 보관 안정성을 나타내는 것을 특징으로 하는, 성장호르몬 마이크로니들 구조체.
  16. 제10항의 성장호르몬 마이크로니들 구조체를 포함하는 마이크로니들 패치 또는 마이크로니들 어레이.
  17. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물을 이용한 성장호르몬 마이크로니들 구조체의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물을 형성하는 단계;
    상기 점액 조성물을 마이크로니들 구조체로 성형하는 단계; 및
    상기 점액 조성물을 마이크로니들 구조체 형상으로 고형화하는 단계;를 포함하는, 성장호르몬 마이크로니들 구조체의 제조방법.
  19. 성장호르몬 마이크로니들 구조체, 또는 상기 마이크로니들 구조체를 포함하는 마이크로니들 패치 또는 마이크로니들 어레이의 제조에 사용하기 위한, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 점액 조성물의 용도.
PCT/KR2024/013528 2023-09-06 2024-09-06 성장호르몬 마이크로니들 제조용 점액 조성물, 이를 이용하여 제조되는 성장호르몬 마이크로니들 구조체, 상기 마이크로니들 구조체를 포함하는 마이크로니들 패치 및 마이크로어레이 Pending WO2025053685A1 (ko)

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