상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴록사머로 형성된 쉘 내에 카카오버터 및 약물의 혼합물의 지질 매트릭스로 이루어진 나노 지질 핵이 존재하는 형태를 갖는, 약물 전달용 고형 지질 나노입자를 제공한다.

상기 고형 지질 나노입자는

카카오버터의 용액을 폴록사머 수용액과 혼합하여 반응 혼합액을 제조하는 단계;

상기 반응 혼합액을 분산시켜 o/w 에멀젼을 제조하는 단계; 및

상기 에멀젼을 냉각시켜 수중에 분산된 고형 지질 나노입자를 형성시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.

본 발명은 또 다른 측면에 있어서, 상기 고형 지질 나노입자를 포함하는 주사제를 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명이 제공하는 고형 지질 나노입자는 폴록사머로 형성된 쉘 내에 카카오버터 및 약물의 혼합물의 지질 매트릭스로 이루어진 나노 지질 핵이 존재하는 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 고형 지질 나노입자를 구성하는 쉘은 나노입자의 지질 핵의 표면을 이루는 부분으로서, 폴록사머로 이루어진다. 폴록사머는 고형 지질 나노입자의 제조 시 나노입자의 형성을 가능하게 하는 유화제로서 작용하여 나노입자의 지질 핵의 표면을 이루게 되는 물질이다. 폴록사머는 소수성의 프로필렌옥사이드을 중심으로 양 끝에 친수성의 에틸렌옥사이드가 결합된 비이온성의 트리블록공중합체로서, 온도 민감성의 특징을 가지고 있어 농도와 온도에 따라 졸(Sol)과 젤(Gel)의 변환이 가능하고 이미 의약품의 개발에 있어 FDA에서 그 안정성이 입증된 물질이다(G. Dumortier et al., Pharm. Res. 23(12), 2709-2728, 2006). 폴리옥시프로필렌 및 폴리옥시에틸렌의 비율에 따라 폴록사머의 성질이 달라진다. 폴록사머 407은 실온에서는 고체이고, 물과 에탄올에 용해성이다. 본 발명에 따른 나노입자를 구성하는 폴록사머로는 폴록사머 407, 124, 188, 235, 237, 238, 338 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹에서 선택된 폴록사머가 이용될 수 있으나, 폴록사머 407이 바람직하다. 폴록사머는 공지된 문헌에 기재된 방법에 따라 당업자가 직접 제조하여 사용할 수도 있고, 시판되는 제품을 구입하여 사용할 수도 있다.

본 발명에 따른 고형 지질 나노입자는 폴록사머로 형성된 쉘 내에 카카오버터 및 약물의 혼합물의 지질 매트릭스로 이루어진 나노 지질 핵이 존재하는 형태를 갖는다. 상기 카카오버터는 40% 이상이 불포화 지방산으로 구성되어 있고 매우 우수한 생체적합성을 가지며 반합성 지질에 비하여 낮은 생체 독성을 갖는다(B. D. Kim et al., Eur. J. Pharm. Sci., 24, 199-205, 2005). 카카오버터의 완전한 용해를 위해서는 수산기(-OH)를 포함하지 않는 비극성의 유기용매를 사용해야 하며, 상온에서 사용가능한 용매의 예로는 에틸아세테이트, 에테르, n-헥산, 사이클로헥산, 테트라하이드로퓨란, 메틸렌클로라이드 등이 있다. 카카오버터의 용해를 위한 용매로서 포름아미드, 디메틸설폭사이드, 이소프로판올 등은 40 내지 80℃의 온도범위에서 이용가능하며, 극성유기용매 중 메탄올, 에탄올, 프로판올, 1.3-부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린, 1,2-펜탄디올, 디-판테놀, 디프로필렌글리콜, 아세톤 등은 완전한 용해도를 보이지 않지만 40 내지 70℃의 온도범위에서 o/w 에멀젼을 형성하도록 할 수 있다. 그 외에도 상기 명시한 유기용매에 국한되지 않고 수산기(-OH)를 포함하지 않은 유기용매 및 수산기를 포함하여도 4개 이상의 포화탄소사슬을 가지고 있어 비극성의 성질을 갖는 유기용매라면 가능하고, 상기 명시한 용매를 2가지 이상 섞어 사용하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 고형 지질 나노입자를 구성하는 폴록사머 및 카카오버터는 폴록사머 100 중량부에 대해 카카오버터 5 내지 30 중량부의 범위로 함유될 수 있다. 상기 범위를 벗어날 경우에는 카카오버터의 응집이 일어나 입자의 크기가 커질 수 있으며, 효율적 측면에서 약물을 담지할 수 있는 능력이 떨어질 우려가 있다. 본 발명의 고형 지질 나노입자는 평균 직경이 50 내지 300 nm일 수 있으며, 바람직하게는 100 nm 내지 200 nm 이다. 50 내지 300 nm일 경우 주사 투여에 적합하게 이용될 수 있다. 암 병소에서는 모세혈관벽의 투과성이 증가되어 있다. 이런 부위에 약물을 타케팅하기 위해서는 요중 배설이나 간장으로의 섭취(uptake) 같은 비표적 장기로의 이행보다 표적 장기로의 이행이 상대적으로 빠르게끔 입자의 물리화학적 성질을 조절해야 한다. 때문에 약물의 타게팅에 있어서 입자의 크기는 매우 중요하다. ㎛ 크기의 입자의 경우 정맥주사 투여 시 최초 도달하는 폐의 모세혈관에 색전을 일으킬 수 있고 동맥주사 시 유역하 장기에서 색전을 일으킬 수 있다. 또한 직경의 크기가 300 nm를 넘을 경우, 정맥주사 투여 시 간장의 Kupffer 세포를 비롯한 세망 내피계 조직에 축적될 수 있다. 때문에 300 nm이하의 입자를 이용하여야만 간초회통과를 회피할 수 있고 암병소의 혈관 내로 침투하여 암 조직에 축적될 수 있다. 한편, 50 nm를 이하의 크기로 나노입자를 제조하는 것은 나노입자의 제조 과정을 매우 어렵게 할 뿐만 아니라 균일한 입자크기를 얻기 어렵고 약물 투여시 초기 방출량을 증가시킬 수 있다.

본 발명에 따른 고형 지질 나노입자는 폴록사머로 형성된 쉘 내에 존재하는 나노 지질 핵 내에 약물을 담지함으로써 약물 전달용 매체로서 이용될 수 있다. 상기 약물은 카카오버터와의 혼합물의 지질 매트릭스로서 상기 나노 지질 핵을 구성하게 된다. 본 명세서에서 사용된 "지질 매트릭스"는 약물과 카카오버터인 지질이 균질하게 혼합된 고형체를 의미한다. 나노 지질 핵에 담지되어, 본 발명에 따른 고형 지질 나노입자에 적용될 수 있는 약물은 친수성 약물, 소수성 약물, 펩타이드 또는 단백질 약물 등이 있다. 소수성 약물은 지용성 카카오버터와 혼합성이 좋으므로 용이하게 나노 지질 핵에 담지될 수 있다. 단백질 약물의 경우 이온 복합체를 형성하여 단백질의 변성을 막고 안정화시킬 수 있는 첨가제를 넣어주는 방법으로 제형을 만들 수 있다. 예를 들어 라이소자임의 경우 콘드로이친 설페이트로 이온 복합체를 형성하여 안정화시킨 후(K. na. et al., J. Biomaterials, 28, 2754-2762, 2007) 이것을 카카오 버터를 안에 담지하는 방법으로 제형을 만들 수 있다. 친수성 약물에 있어서는 w/o/w 에멀젼의 방법으로 카카오 버터 내부에 농축된 액상의 친수성 약물을 담지하는 방법이 있을 수 있다.

본 발명의 고형 지질 나노입자에 적용될 수 있는 대표적인 약물로는 판토프라졸, 오메플라졸, 란소프라졸, 라베프라졸 등이 있다. 이러한 약물은 프로톤 펌프 억제 효과를 가져 위염, 위궤양 치료제로서 사용될 수 있는 것으로 알려져 있을 뿐만 아니라, 항암제, 골다공증의 치료에 사용될 수 있다.

본 발명의 고형 지질 나노입자에 적용될 수 있는 또 다른 약물로는 인슐린, 프로게스테론, 코티손, 베타메타손, 비타민, 조효소 Q10, 사이클로스포린, 아시클로버, 디아제팜, 옥사제팜, 독소루비신, 택솔, 파클리탁셀, 또는 캄토테신 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 명시한 약물은 본 발명에서 이용될 수 있는 약물의 예일뿐 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 고형 지질 나노입자는 주사, 경구, 또는 경피로 투여될 수 있으며, 바람직하게는 주사제로서 투여될 수 있다. 고형 지질 나노입자를 주사제로서 투여하기 위해서는, 나노입자의 직경의 크기가 50 내지 300 nm 의 범위인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 100 nm 내지 200 nm 이다. 본 발명에 따른 고형 지질 나노입자는 상기 직경의 크기 범위를 가질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 고형 지질 나노입자는 카카오버터의 함량에 따라 직경의 크기를 조절할 수 있어, 주사제로 사용 시 원하는 크기의 직경을 갖는 고형 지질 나노입자로서 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 고형 지질 나노입자는 약물의 지속적인 방출이 가능하여, 주사로 투여 시 반감기가 짧아 혈중에서 신속하게 제거되는 약물(예: 판토프라졸)의 지속적인 약물 전달을 가능하게 한다.

또한, 본 발명에 따른 고형 지질 나노입자는 고체상의 지질 매트릭스 중에 약물을 담지하고 있어, 약물이 시간의 경과에 따라 광, 산소, 열 등의 주위 조건으로 인해 약물의 활성이 떨어지는 정도를 낮출 수 있어 약물의 안정성 향상의 측면에 매우 유리한 제제 형태이다. 또한, 본 발명에 따른 고형 지질 나노입자는 고체상의 지질 매트릭스 중에 약물이 담지되어 있어 약물의 지속적 방출을 가능하게 하여, 약물의 투여 횟수를 줄일 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 상기 고형 지질 나노입자는 종래의 고형 지질 나노입자에 비해 입자간 응집이 잘 일어나지 않아 제제의 안정성이 높으며, 그로 인해 제제 간 약물 함량의 편차를 줄일 수 있고, 생체에 투여 시 발생될 수 있는 부작용의 위험 또한 줄일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 있어서, 본 발명은 또한

카카오 버터 및 약물의 혼합 용액을 폴록사머 수용액과 혼합하여 반응 혼합액을 제조하는 단계;

상기 반응 혼합액을 분산시켜 o/w 에멀젼을 제조하는 단계; 및

상기 에멀젼을 냉각시켜 수중에 분산된 고형 지질 나노입자를 형성시키는 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 약물 전달용 고형 지질 나노입자를 제조하는 방법을 제공한다.

상기 카카오 버터 및 약물의 혼합 용액은 카카오버터 및 약물을 모두 용해할 수 있는 유기용매가 이용될 수 있으며, 그러한 조건을 만족시킬 수 있다면 특별히 제한되는 것은 아니고, 대표적으로는 에틸아세테이트, 에테르, n-헥산, 사이클로헥산, 테트라하이드로푸란, 메틸렌클로라이드, 포름아마이드, 디메틸설폭사이드, 이소프로판올, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 1.3-부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린, 1,2-펜탄디올, 디-판테놀, 디프로필렌글리콜, 아세톤 등이 이용될 수 있다. 카카오버터는 상온(20 ~30℃)에서는 고체 상태이므로, 카카오버터 및 약물의 혼합 용액을 제조하기 위해서는 상기 명시한 용매 중 에틸아세테이트, 에테르, n-헥산, 사이클로헥산, 테트라하이드로퓨란, 메틸렌클로라이드 등은 상온에서 이용가능하며 포름아미드, 디메틸설폭사이드, 이소프로판놀 등은 40 내지 80℃의 온도범위에서 이용가능하며 극성유기용매 중 메탄올, 에탄올, 프로판올, 1.3-부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린, 1,2-펜탄디올, 디-판테놀, 디프로필렌글리콜, 아세톤 등은 완전한 용해도를 보이지 않지만 40 내지 70℃의 온도범위에서 o/w 에멀젼을 형성하기 가능하기에 용매에 따른 적절한 온도 범위 내에서 수행하여야 한다. 카카오버터와 함께 혼합되는 약물의 함량은 카카오버터 및 약물의 혼합물의 지질 매트릭스 전체에 대해 40 중량% 이하로 할 수 있으며, 바람직하게는 10 중량% 이하로 할 수 있다. 지질 매트릭스에서의 약물의 함량 비율이 높을 경우에는 지질 매트릭스가 담지할 수 있는 농도 이상의 약물이 고형 지질 나노입자에 담지되지 않아, 고형 지질 나노입자로 제제화하여 얻고자 하는 효과를 충분히 얻을 수 없게 된다.

상기 폴록사머의 수용액은 물을 용매로 하여 5-15 중량%의 수용액으로 할 수 있으며, 상기 범위를 초과하게 되면 상온에서 폴록사머의 겔(Gel)화가 일어날 수 있고 체내에 주사시 체온에 의한 겔화가 진행될 수 있어 문제가 된다. 상기 사용된 폴록사머의 양은 상기 사용된 카카오버터의 함량과 비교하여, 폴록사머의 100 중량부에 대해 카카오버터가 5 내지 30 중량부가 되도록 할 수 있다.

상기 카카오버터 및 약물의 혼합용액을 폴록사머 수용액과 혼합하여 반응 혼합액을 제조한 다음에는, 분산시켜 수중유(o/w) 에멀젼을 제조하는 단계를 수행할 수 있다. 상기 분산은 초음파 처리에 의해 이루어 질 수 있으며, 초음파를 혼합액에 가하는 동안 카카오버터 및 약물의 용해에 이용되었던 유기 용매는 증발되어 제거될 수 있어 유기용매로 인한 인체에 대한 독성 문제가 발생될 염려가 없다. 상기 초음파 처리 조건은 수중유 에멀젼을 형성시킬 수 있기만 하면 특별히 제한되는 것은 아니나, 초음파의 반복주기는 0.4-0.8초, 바람직하게는 0.5-0.6초로 사용할 수 있으며, 진폭은 50-80%, 바람직하게는 60-70%로 사용할 수 있으며, 전체 사용횟수는 1회에 10분을 기준으로 5-7회, 바람직하게는 6회를 이용할 수 있다. 상기 혼합액에 초음파를 가하게 되면, 수중에 존재하는 오일 입자의 직경의 크기를 100-300 nm로 만들 수 있다. 상기 방법은 초음파 처리에 의한 용매증발법에 의해 본 발명에 따른 고형 지질 나노입자를 제조할 수 있으므로, 상기 방법은 고압균질기와 같은 고가의 장비로 인한 비용의 낭비를 줄일 수 있다.

상기 초음파의 처리에 의해 충분히 작은 크기의 오일 입자의 수중유 에멀젼이 형성되면, 에멀젼을 냉각시켜 에멀젼의 오일 입자를 고형화시킬 수 있다. 냉각 온도는 바람직하게는 상온으로 할 수 있으며, 여기에서 상온이란 20 내지 30℃ 범위의 온도를 말한다. 카카오버터의 융점은 33℃ 내외이므로, 카카오버터가 주성분인 상기 에멀젼의 오일 입자는 상온으로 냉각 시 고형화되어 수중에 분산된 고형 지질 나노입자가 형성될 수 있다.

상기 수중에 분산된 고형 지질 나노입자는 여과에 의해 고형 지질 나노입자만을 분리할 수 있다. 여과는 당해 기술분야에 공지되어 있는 통상의 여과수단이 이용될 수 있으며, 예를 들어 시린지 필터(syringe filter)에 의해 여과될 수 있다.

상기 분리된 고형 지질 나노입자는 상품화를 위해 동결건조를 수행할 수 있다. 동결건조를 수행하기 위해서는 상기 고형 지질 나노입자에 동결보호제를 부가한 다음 동결건조를 수행하는 것이 바람직하다. 동결건조 시에는 고형 지질 나노입자 중에 존재하는 수분의 증발로 인한 입자의 깨짐과 응집으로 인해 원래 형성된 나노입자의 크기보다 사이즈가 커지는 문제가 발생되는데, 동결보호제를 부가하게 되면, 상기 수분의 증발로 인해 발생되는 입자의 스트레스를 줄일 수 있고 나노입자의 크기가 보다 안정적으로 유지되도록 할 수 있다. 상기 동결 보호제로는 슈크로스, 락토스, 글루코스, 트레할로오스, 글리세롤, 프럭토스, 말토스, 만니톨, 솔비톨, 덱스트란, 폴리에틸렌글리콜, 글리신, 알라닌, 라이신 등이 이용될 수 있으며, 바람직하게는 만니톨이 5 내지 15 중량%의 양으로 이용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 또한 상기 본 발명에 따른 고형 지질 나노입자를 포함하는 주사제를 제공한다.

본 발명이 제공하는 고형 지질 나노입자를 포함하는 주사제는 당해 기술분야에 공지되어 있는 통상의 주사제 제조방법에 따라 제조될 수 있다. 상기 본 발명에 따른 주사제는 일 구현예에 따르면, 통상 증류수나 에탄올에 파우더형의 약물을 녹여 주사제로 할 수 있다. 본 발명에 따른 주사제는 환자에게 투여 시 그대로 이용될 수 있도록 멸균 매질에 분산된 형태일 수도 있으며, 투여 시 주사용 증류수를 가해 적절한 농도로 분산시킨 다음 투여하는 형태일 수도 있다. 상기 본 발명에 따른 주사제는 판토프로졸과 같이 반감기가 짧은 약물에 적용될 경우, 반감기가 짧아 혈중에서 신속하게 제거되었던 약물을 혈중에 오랫동안 치료학적으로 유효한 농도를 유지시킬 수 있어 매우 바람직하다.