KR100968591B1 - 약물전달용 폴리포스파젠계 하이드로젤, 그의 제조방법 및그의 용도 - Google Patents

약물전달용 폴리포스파젠계 하이드로젤, 그의 제조방법 및그의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 온도 변화에 따라 솔-젤 거동을 보이며 관능기를 갖는 생분해성 및 온도 감응성 포스파젠계 고분자, 그의 제조방법 및 그의 생리 활성 물질 전달 재료로서의 용도에 관한 것이다.
온도 감응성, 생분해성, 포스파젠계 고분자, 하이드로젤, 약물전달시스템, 관능기, 첨가제.

Description

약물전달용 폴리포스파젠계 하이드로젤, 그의 제조방법 및 그의 용도{POLY(ORGANOPHOSPHAZENE) HYDROGELS FOR DRUG DELIVERY, PREPARATION METHOD THEREOF AND USE THEREOF}
본 발명은 온도 변화에 따라 솔-젤 거동을 보이며 관능기를 갖는 생분해성 및 온도 감응성 포스파젠계 고분자, 그의 제조방법 및 그의 생리 활성 물질 전달 재료로서의 용도에 관한 것이다.
온도 감응성 고분자 하이드로젤은 낮은 온도에서는 고분자 수용액이 액상(sol)을 유지하나 온도 상승에 따라 고분자 수용액이 젤(gel)로 변한다. 이러한 솔-젤 거동은 가역적으로도 관찰될 수 있다. 온도 감응성 고분자 하이드로젤은 고분자 수용액이 치료용 약물과 혼합이 용이하고, 외과적 수술의 필요 없이 간편하게 필요한 부위에 주입하면 체온에 의하여 3차원 구조의 젤을 형성하여, 약물을 천천히 방출할 수 있다는 장점들을 가지고 있기 때문에, 주입용 약물 전달 재료로 가능성을 크게 평가받고 있다 (Nature, 388, 860 (1997), 미국특허 제6,201,072호).
그러나, 이와 같은 온도 감응성 고분자 하이드로젤을 주입용 약물 전달 재료로서 사용하는 경우, 분자량이 작은 약물이나 친수성이 큰 약물들은 고분자와 함께 체내에 주입된 후, 3차원 망상 구조의 젤을 쉽게 통과하여 방출되므로, 함유되어 있던 친수성 약물의 30% 이상이 초기에 방출되고, 또한 체내에서의 친수성 약물의 빠른 확산 속도에 의해 짧은 시간에 약물의 방출이 종료되는 문제점이 있다 (Adv Drug Deliv Rev, 31, 197 (1998)).
이러한 단점을 보완하고자, 약물이 직접적으로 화학 결합을 할 수 있는 관능기를 갖는 온도 감응성 고분자 하이드로젤들이 소개되었다. 친수성 약물이 화학 결합되어 있는 온도 감응성 고분자가 체내에 주입된 경우, 고분자가 분해되거나 고분자와 약물 사이의 화학결합이 분해되어 약물이 천천히 방출될 수 있다.
대표적인 온도 감응성 고분자인 N-이소프로필 아크릴아미드와 아크릴산 공중합체의 관능기와 친수성 약물들의 직접적인 화학 결합이 시도되었다. 하지만 친수성 약물들과 화학 결합되어 있는 N-이소프로필 아크릴아미드와 아크릴산 공중합체는 세포 독성과 생체 내에서 분해되지 않는 단점을 개선하지 못하였다 (Macromolecules, 34, 8569, 2001). 생체 내에서 분해되는 대표적인 온도 감응성 고분자 젤인 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱글리콜릭산-폴리에틸렌옥사이드 (PEO-PLGA-PEO, Regel)는 고분자 구조에 관능기를 가지고 있지 않아서 친수성 약물과의 화학 결합이 가능 하지 않다. 또 다른 생분해성 온도 감응성 고분자 중 관능기를 가지고 있는 키토산을 친수성 약물과의 화학 결합시키는 방안이 고려될 수 있다. 하지만 키토산은 유기용매에 대한 난용성 등으로 친수성 약물과의 화학 결합에 어려움이 있고, 주입용 약물 전달 재료로 사용하기에는 느린 젤화 속도 및 낮은 젤 강도 등이 문제점이 될 수 있다.
본 발명자들은 디클로로포스파젠 선형고분자에 아미노산 에스테르와 메톡시폴리에틸렌글라이콜을 치환함으로서 얻어지는 포스파젠계 고분자들이 일정온도 이하에서는 수용액 상태이지만 일정온도 이상에서는 3차원 구조의 젤로 솔-젤 거동을 나타내는 온도 감응성 고분자의 특성을 보이며, 이들 온도 감응성 포스파젠계 고분자들은 수용액 중에서 서서히 가수분해됨을 이미 보고한바 있다 (Macromolecules 32, 2188 (1999), Macromolecules 32, 7820 (1999), Macromolecules 35, 3876 (2002), 한국특허 제259,367호, 제315,630호, 미국특허 제6,319,984호).
그러나 이들 논문 또는 특허에 개시된 포스파젠계 고분자들은 관능기를 가지고 있지 않기 때문에, 앞에서 언급한 것과 같이 친수성 약물의 약물 전달 재료로 응용하는 데에는 한계가 있으므로, 이를 개선하기 위해 온도 변화에 따라 솔-젤 거동을 보이면서 동시에 관능기를 가지고 있어서 생리활성물질을 고분자 하이드로젤에 도입시킬 수 있는 생분해성 포스파젠계 고분자의 개발이 요구된다.
본 발명의 목적은 관능기를 갖는 생분해성 및 온도감응성 포스파젠계 고분자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 관능기를 갖는 생분해성 및 온도감응성 포스파젠계 고분자를 일정 농도로 함유하여 온도 변화에 따라서 솔-젤 거동을 보이는 하이드로젤을 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 상기의 관능기를 갖는 생분해성 및 온도감응성 포스파젠계 고분자 1종 이상을 함유하는 약물 전달용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 관능기를 갖는 생분해성 및 온도감응성 포스파젠계 고분자 1종 이상과 약물 및 치료용 세포로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상을 함유하는 약물 전달 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 온도 변화에 따라 솔-젤 거동을 보이며 관능기를 갖는 생분해성 및 온도 감응성 포스파젠계 고분자, 그의 제조방법 및 그의 생리 활성 물질 전달 재료로서의 용도에 관한 것이다. 본 발명의 포스파젠계 고분자는 생분해성 물질이고, 온도변화에 따라서 솔-젤 거동을 보이는 온도감응성을 갖기 때문에, 체내에 주입시 체온에 의하여 젤을 형성하여 약물 등의 생리 활성 물질의 방출 제어가 용이하고, 약물 등과 이온결합, 공유결합, 배위결합 등의 화학결합이 가능한 관능기를 갖고 있어서 약물 등의 담지력이 우수하여 약물의 지속적 방출이 가능하기 때문에, 약물 등의 생리 활성 물질 전달 재료로서 매우 유용하다.
본 발명자들은 한국특허출원 제10-2006-0107230호 및 국제출원 PCT/KR2006/004573호에서 온도변화에 따라서 솔-젤 거동을 보이며 관능기를 갖는 생분해성 및 온도 감응성 포스파젠계 고분자 및 상기 포스파젠 고분자 용액을 포함하는 하이드로젤을 기재한 바 있으며, 상기 두 문헌은 모두 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 명세서에 있어서, '생분해성'이라 함은 생물체내에 주입시 생체내에서 무해한 물질들로 분해되고 배출되어 생체내에 잔존하지 않고 생체 조직에 무해한 성질을 의미한다. 또한, '온도감응성'이라 함은 온도 상승에 따라서 솔 상태의 용액이 젤 상태로 변하는 솔-겔 거동을 보이는 것을 의미하며, 이 때, 솔-겔 거동이 나타나는 온도를 '젤화온도'라 한다.
우선, 본 발명은 하기의 화학식 1a로 표현되는 포스파젠계 고분자를 제공한다:
Figure 112008031236995-pat00001
상기 식에서,
p는 에틸렌글리콜의 반복 단위 수를 나타내는 것으로서, 7 내지 50의 값을 갖고,
NHCH(R1)CO2R2는 소수성 아미노산 에스테르로서, R1은 H, CH3, CH2SH, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C6H4OH 및 CH2C2NH2C6H4로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, R2는 CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5 및 CH2CHCH2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며,
NH(R3)(R4)(R5)는 아미노산, 펩티드, 또는 뎁시 펩티드 에스테르로서, R3는 CH(W)이고, R4는 CO2, CO2CH2CO2, CO2CH(CH3)CO2 및 CONHCH(X)CO2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R5는 H, CH3 및 C2H5로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, 여기서 W와 X는 각각 독립적으로 H, HCH2, CH3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C2NH2C6H4, CO2C2H5, (CH2)2CO2C2H5, CH2OH, CH(CH3)OH, CH2C6H4OH, CH2COOH, CH2CH2COOH, CH2CONH2, C4H8NH2, C3H6NHC(=NH)NH2, CH2C3N2H3 및 CH2SH로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며,
NH(R6)(R7)(R8)와 NH(R6)(R7)(R9)는 관능기를 갖는 치환체를 나타내는 것으로 서, R6는 CH(Y)이고, R7은 CH2, C2H4CO2, CONHCH(Z)CONHCH(M)O, CONHCH(Z)CONHCH(L)CONHCH(L)O, CONHCH(Z)CONHCH(M)S, CONHCH(Z)CONHCH(M)CONHCH(L)S, CONHCH(Z)CONHCH(M)N, CONHCH(Z)CONHCH(M)CONHCH(L)N, COCHNH(Z)CONHCH(M)CON, COCHNH(Z)CONHCH(M)CONHCH(L)CON, COCHNH(Z)CONHCH(M)CO, COCHNH(Z)CONHCH(M)CONHCH(L)CO, COCHNH(Z)CONHCH(M)CO2, 및 COCHNH(Z)CONHCH(M)CONHCH(L)CO2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R8는 OH, SH, H, CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5 CH2CHCH2 및 보호기로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, 여기서 Y, Z, L, 및 M은 각각 독립적으로 H, HCH2, CH3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C2NH2C6H4, CO2C2H5, (CH2)2CO2C2H5, CH2OH, CH(CH3)OH, CH2C6H4OH, CH2COOH, CH2CH2COOH, CH2CONH2, C4H8NH2, C3H6NHC(=NH)NH2, CH2C3N2H3 및 CH2SH로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R9 는 OH, SH, H, NH2, CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5, CH2CHCH2, NHCH(SH)CO2H, NH(CH2)qSH, NH(CH2CH2NH)rH, [NHCH(C4H8NH2)CO]rOH, [NHCH[(CH2)3C(=NH)(NH2)]CO]rOH, 폴산, 히알루론산, 폴리히스티딘, 싸이크로덱스트린, 헤파린, 키토산, 및 프로타민으로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, 이 때, q는 메틸렌의 반복 단위 수를 나타내는 것 으로서 1 내지 20의 값을 갖고, r는 에틸렌이민, 라이신 또는 아르기닌의 반복 단위 수를 나타내는 것으로서 1 내지 18000의 값을 나타내며,
a1, a2, b, c, d 및 e는 각 치환체의 함량을 나타내는 값으로서, a1, a2, b, d는 각각 0.01 내지 1.9의 값을 가지고, c 및 e는 각각 0 내지 1.9의 값을 가지며, a1 + a2 + b + c + d + e = 2.0이고,
n은 폴리포스파젠의 중합도로서 5 내지 100000의 값을 갖는다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 다음의 화학식 1b로 표현되는 포스파젠계 고분자를 제공한다.
Figure 112008031236995-pat00002
상기 식에서,
p는 에틸렌글리콜의 반복 단위 수를 나타내는 것으로서, 7 내지 50의 값을 갖고,
NHCH(R1)CO2R2는 소수성 아미노산 에스테르로서, R1은 H, CH3, CH2SH, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C6H4OH 및 CH2C2NH2C6H4로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, R2는 CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5 및 CH2CHCH2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며,
NH(R3)(R4)(R5)는 아미노산, 펩티드, 또는 뎁시 펩티드 에스테르로서, R3는 CH(W)이고, R4는 CO2, CO2CH2CO2, CO2CH(CH3)CO2 및 CONHCH(X)CO2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R5는 H, CH3 및 C2H5로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, 여기서 W와 X는 각각 독립적으로 H, HCH2, CH3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C2NH2C6H4, CO2C2H5, (CH2)2CO2C2H5, CH2OH, CH(CH3)OH, CH2C6H4OH, CH2COOH, CH2CH2COOH, CH2CONH2, C4H8NH2, C3H6NHC(=NH)NH2, CH2C3N2H3 및 CH2SH로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며,
NH(R6)(R7)(R8)와 NH(R6)(R7)(R9)는 관능기를 갖는 치환체를 나타내는 것으로서, R6는 CH(Y)이고, R7은 C2H4, C3H6, C4H8, CH2C6H4 , CH2CO2, O, CONHCH(Z)O, CO, CO2, S, CONHCH(Z)S, N, CONHCH(Z)N, CON, COCHNH(Z)CON, CONHCH(Z)CO 및 CONHCH(Z)CO2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R8는 OH, SH, H, CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5 CH2CHCH2 및 보호기로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, 여기서 Y, 및 Z은 각각 독립적으로 H, HCH2, CH3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C2NH2C6H4, CO2C2H5, (CH2)2CO2C2H5, CH2OH, CH(CH3)OH, CH2C6H4OH, CH2COOH, CH2CH2COOH, CH2CONH2, C4H8NH2, C3H6NHC(=NH)NH2, CH2C3N2H3 및 CH2SH로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R9는 폴산, 히알루론산, 폴리히스티딘, 싸이크로덱스트린, 헤파린 및 키토산으로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며,
a1, a2, b, c, d 및 e는 각 치환체의 함량을 나타내는 값으로서, a1, a2, b, d는 각각 0.01 내지 1.9의 값을 가지고, c 및 e는 각각 0 내지 1.9의 값을 가지며, a1 + a2 + b + c + d + e = 2.0이고,
n은 폴리포스파젠의 중합도로서 5 내지 100000의 값을 갖는다.
상기 화학식 1a 및 1b에 있어서, R9로 사용 가능한 폴산, 히알루론산, 폴리히스티딘, 싸이크로덱스트린, 헤파린, 키토산 및 프로타민은 분자량에 제한을 받지 않으며, 바람직하게는 500 내지 100,000 범위의 분자량을 갖는 것일 수 있다.
상기 화학식 1의 구조의 이해를 돕기 위해 다음 표 1에 본 발명의 관능기를 갖는 포스파젠계 고분자의 치환체들을 정리하였다.
Figure 112008031236995-pat00003
상기 포스파젠계 고분자에 있어서, 고분자가 온도 감응성과 생분해성을 나타내도록 디클로로포스파젠 선형고분자에 소수성 아미노산 에스테르와 친수성 분자량 350 내지 2500 범위의 메톡시폴리에틸렌글라이콜이 도입되고, 고분자의 분해 속도를 조절할 수 있는 아미노산, 펩티드 또는 뎁시 펩티드 에스테르가 일부 도입될 수 있다. 또한, 곁가지에 하이드록시기, 아마이드기, 아미노기, 티올기 또는 카복실기와 같은 관능기를 갖는 치환체를 직접 고분자 주쇄에 도입하거나 상기 관능기를 보호기로 치환한 아미노산 에스테르 또는 펩티드 에스테르를 고분자 주쇄에 도입한 후, 보호기를 떼어내거나, 상기 관능기를 갖는 치환체가 도입된 고분자를 다른 관능기로 전환하는 방법으로 본 발명의 포스파젠계 고분자에 관능기가 도입될 수 있다.
상기 화학식 1a 및 화학식 1b의 R8에 사용가능한 보호기는 각 관능기의 보호화에 통상적으로 사용되는 모든 보호기일 수 있으며, 예컨대, 하기의 표 2a 내지 2e에 기재된 것일 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.
Figure 112008031236995-pat00004
Figure 112008031236995-pat00005
Figure 112008031236995-pat00006
Figure 112008031236995-pat00007
Figure 112008031236995-pat00008
또한 라이신, 아르기닌, 시스테인, 티올알킬아민, 또는 다양한 분자량의 폴리에틸렌이민, 폴리라이신, 폴리아르기닌 또는 프로타민을 카복실산을 갖는 폴리포스파젠과 반응시켜 폴리포스파젠에 관능기를 도입시킬 수 있다.
또한 소수성 아미노산 에스테르의 종류, 분해 속도를 조절할 수 있는 아미노산, 펩티드 또는 뎁시 펩티드 에스테르의 종류, 관능기를 갖는 치환체의 종류, 메톡시폴리에틸렌글리이콜의 사슬의 길이, 모든 치환체들의 조성, 포스파젠계 고분자의 분자량, 다분산지수, 포스파젠계 고분자 용액의 농도 등을 조절하여, 본 발명의 포스파젠계 고분자의 솔-젤 거동을 보이는 온도 (젤화 온도), 젤 강도, 및/또는 생분해 속도 등을 조절할 수 있다. 예컨대, 소수성 아미노산의 조성이 증가할수록 젤화온도가 낮아지게 된다. 포스파젠계 고분자 용액의 농도가 높을수록 젤화온도는 낮아지고 젤강도는 증가하게 된다. 메톡시폴리에틸렌글리이콜의 사슬의 길이가 길수록 젤강도가 증가하고 젤화 온도가 높아진다. 뎁시 펩티드 에스테르가 포함되어 있는 포스파젠계 고분자가 뎁시 펩티드 에스테르를 포함하지 않은 포스파젠계 고분자보다 더 빨리 생분해 된다. 카르복실산 관능기를 가지는 치환체를 포함하고 있는 포스파젠계 고분자가 카르복실산 관능기를 가지지 치환체를 포함하고 있지 않은 포스파젠계 고분자보다 빨리 생분해된다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 상기 화학식 1a 또는 화학식 1b로 표현되는 포스파젠계 고분자 용액을 포함하는 포스파젠계 고분자 하이드로젤을 제공한다. 본 발명에 따른 포스파젠계 고분자 하이드로젤은 온도 변화에 따라 뚜렷한 솔-젤 거동을 나타내고, 생분해성을 가지며, 약물과 화학 결합할 수 있는 관능기를 갖는다는 특성을 갖는다. 상기 포스파젠계 고분자 하이드로젤은 화학식 1a 또는 화학식 1b의 포스파젠계 고분자가 물, 완충용액, 산성용액, 염기성 용액, 염용액, 생리식염수, 주사용수 및 포도당 식염액으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 적절한 용매에 1 내지 50 중량%의 농도, 바람직하게는 3 내지 20 중량% 농도로 용해되어 있는 고분자 용액 형태일 수 있다.
상기 포스파젠계 고분자 및 포스파젠계 고분자 하이드로젤은 약 5 내지 70 ℃ 범위에서 솔-젤 거동을 보이기 때문에, 체온 범위에서 젤 형태를 가질 수 있고, 다양한 관능기를 가지고 있어서 약물 또는 세포 등의 다양한 생리 활성 물질과 결합 가능하여, 다양한 생리 활성 물질의 체내 전달 물질로서 유용하게 사용될 수 있다. 상기 화학식 1a 또는 화학식 1b의 구조를 갖는 포스파젠계 고분자는 우수한 솔-젤 거동을 보이고 다양한 생리 활성 물질의 담지에 적절하도록 분자량이 4000 내지 400000인 것일 수 있다.
상기 화학식 1a 또는 화학식 1b의 구조를 갖는 온도 변화에 따라 솔-젤 거동을 보이고 관능기를 갖는 생분해성 포스파젠계 고분자는 하기의 방법에 의하여 제조될 수 있다. 상기 제조 방법은 다음의 단계를 포함할 수 있다:
(1) 다음 화학식 2의 포스파젠 삼합체를 열중합시키거나, 포스포란이민을 양이온성 중합시키거나 기타 다른 통상의 방법으로 중합시켜 다음 화학식 3의 디클로로포스파젠 선형고분자를 얻는 단계;
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Figure 112008031236995-pat00010
(상기 식 중, n은 1 내지 100000)
(2) 상기 단계 (1)에서 생성된 화학식 3의 화합물을 다음 화학식 4의 아미노산 에스테르 또는 그 염과 반응시키는 단계;
NH 2 CH(R 1 )CO 2 R 2
(3) 상기 단계 (2)의 생성물을 다음 화학식 5의 아미노산, 펩티드, 뎁시 펩티드 에스테르 또는 그들의 염과 반응시키는 단계;
NH 2 (R 3 )(R 4 )(R 5 )
(4) 상기 단계 (3)의 생성물을 다음 화학식 6의 관능기를 갖는 치환체 또는 그들 염과 반응시키는 단계; 및
NH 2 (R 6 )(R 7 )(R 8 )
(5) 상기 단계 (4)의 생성물을 다음 화학식 7의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜 또는 그들 염과 반응시키는 단계.
NH 2 (CH 2 CH 2 O) p CH 3
본 발명의 제조 방법은 상기 화학식 6에서 R8이 CH2C6H5 또는 CH2CHCH2 또는 OH인 경우, 상기 단계 (5)에서 생성된 고분자를 탈수소화반응(R8가 CH2C6H5인 경우) 또는 탈알릴에스테르화반응(R8가 CH2CHCH2인 경우)시킴으로써 R8가 수소(H) 관능기를 갖는 포스파젠계 고분자를 얻거나, 다양한 싸이클릭언하이드라이드와 에스테르화반응(R8가 OH인 경우) 시킴으로써 카복실 관능기를 갖는 포스파젠계 고분자를 얻는 단계 [단계 (6)]를 추가로 포함할 수 있다.
이에 더하여, 본 발명은 카복실산을 포함하는 상기 단계 (5)의 생성물 또는 탈수소화반응 또는 탈알릴에스테르화반응 또는 다양한 싸이클릭 언하이드라이드와의 에스테르화 반응 수행에 의한 상기 단계 (6)의 생성물을 라이신, 아르기닌, 시스테인, 티올알킬아민, 또는 다양한 분자량의 폴리에틸렌이민, 폴리라이신, 폴리아르기닌 또는 프로타민과 반응시켜 R9가 OH, SH, H, NH2, CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5, CH2CHCH2, NHCH(SH)CO2H, NH(CH2)qSH, NH(CH2CH2NH)rH, [NHCH(C4H8NH2)CO]rOH, [NHCH[(CH2)3C(=NH)(NH2)]CO]rOH, 폴산, 히알루론산, 폴리히스티딘, 싸이크로덱스트린, 헤파린, 키토산 및 프로타민 등의 다양한 관능기를 갖도록 하여 포스파젠계 고분자를 제조하는 단계[단계 (7)]를 추가로 포함할 수 있다 이상과 같은 화학식 1의 관능기를 가지는 포스파젠계 고분자의 제조 공정을 정리하면 다음 반응식 1과 같다:
Figure 112008031236995-pat00011
상기 화학식 4, 5, 6, 7 및 반응식 1에 있어서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, a1, a2, b, c, d, e, n, 및 p는 화학식 1의 화합물에 대하여 정의한 것과 동일하다.
이하에서는 본 발명의 화학식 1a 또는 화학식 1b로 표시되는 관능기를 갖는 포스파젠계 고분자의 제조방법을 더 상세히 설명하도록 한다. 모든 제조 반응 과정은 수분이 들어가지 않도록 진공 및/또는 질소 라인을 사용하는 것이 바람직하며, 반응에 사용한 각종 용매는 보편적인 방법으로 수분을 충분히 제거하여 사용하는 것이 바람직하다.
단계 (1)은 화학식 2의 화합물과 0.1 내지 10 중량%의 AlCl3을 유리 반응관에 넣고 밀봉한 후 분당 1회의 속도로 회전시키면서 200 내지 250 ℃에서 4 내지 8 시간 반응시켜서 수행할 수 있다.
단계 (2)는 상기 단계 (1)의 생성물 1 당량을 기준으로 상기 화학식 4로 표시되는 아미노산 에스테르 또는 그의 염 0.01 내지 1.9 당량과, 4 당량의 트리에틸아민 존재 하에서 반응시키는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 화학식 4의 염은 염화수소염 또는 황산염인 것이 바람직하다. 반응 용매로는 테트라하이드로퓨란 (THF), 디옥산(dioxane), 클로로포름(chloroform) 또는 톨루엔(toluene)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 반응온도는 -60 내지 50 ℃로 하여 약 8 내지 72 시간 동안 반응시킬 수 있다.
단계 (3)는 상기 단계 (2)의 생성물을 상기 화학식 5로 표시되는 아미노산, 펩티드, 뎁시 펩티드 에스테르 또는 그의 염 0 내지 1.9 당량과 4 당량의 트리에틸아민 존재 하에서 반응시키는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 화학식 5 화합물의 염은 옥살산 염, 염화수소염 또는 트리플로로산 염인 것이 바람직하다. 이 때, 반응 용매로는 아세토니트릴, 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 클로로포름 또는 톨루엔을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 반응온도는 0 내지 50 ℃로 하는 것이 바람직하고, 반응시간은 1 내지 72 시간 정도가 소요 될 수 있다.
단계 (4)는 상기 단계 (3)의 생성물을 상기 화학식 6으로 표시되는 관능기를 갖는 치환체 또는 그 염 0.01 내지 1.9 당량과 4 당량의 트리에틸아민 존재 하에서 반응시키는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 화학식 6 화합물의 염은 옥살산 염, 염화수소염, 또는 트리플로로산 염인 것이 바람직하다. 이 때, 반응 용매로는 아세토니트릴, 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 클로로포름 또는 톨루엔을 사용할 수 있 으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 반응온도는 25 내지 50 ℃로 하는 것이 바람직하고, 반응시간은 12 내지 72 시간 정도가 소요 될 수 있다.
단계 (5)에서는 단계 (4)의 생성물의 남아있는 클로린을 기준으로 2 당량의 화학식 6으로 표시되는 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜과 4 당량의 트리에틸아민 존재 하에서 반응시켜, 상기 단계 (4)의 생성물 중에 남아있는 클로린기를 모두 치환시킨다. 이때, 반응 용매로는 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 클로로포름 또는 톨루엔을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 반응온도는 25 내지 50 ℃로 하는 것이 바람직하고, 반응시간은 24 내지 72 시간 정도가 소요될 수 있다.
화학식 6에서 R8가 CH2C6H5인 경우, 단계 (6)은 단계 (5)의 생성물을 상기 단계 (5)의 생성물의 50 내지 90 중량%의 팔라듐/차콜 또는 팔라듐 블랙과 30 내지 80 psi 압력의 수소 가스 존재 하에서 탈수소화 반응시켜 카르복시기로 치환시킴으로써 수행한다. 이 때, 반응 용매로는 메틸알코올 또는 에틸알코올을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 반응온도는 10 내지 35 ℃로 하는 것이 바람직하고, 반응시간은 1 내지 24 시간 정도가 소요될 수 있다. 또한, 화학식 6에서 R8가 CH2CHCH2인 경우에는, 상기 단계 (5)의 생성물을 10 내지 20 몰%의 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐(0)과 10 내지 20 당량의 몰포린 존재 하에서 탈알릴에스테르화 반응시켜 카르복시기로 치환시킴으로써 수행한다. 이 때, 반응 용매로는 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 클로로포름 또는 톨루엔을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 반응온도는 0 내지 25 ℃로 하는 것이 바람직하고, 반응시간은 1 내지 24 시간 정도가 소요될 수 있다. 또한, 화학식 6에서 R8가 OH인 경우에는, 상기 단계 (5)의 생성물을 1 내지 5배 몰의 다양한 싸이클릭언하이드라이드와 1내지 5배 몰의 4-디메틸아미노피리딘 존재 하에서 에스테르화 반응시켜 카르복시기로 전환시킨다. 상기 싸이클릭언하이드라이드는 통상적으로 사용하는 모든 싸이클릭 언하이드라이드 일 수 있으며, 예컨대 석시닉언하이드라이드, 말레익언하이드라이드, 2,3-디클로로말레익언하이드라이드, 테트라플루오로석시닉언하이드라이드, 디글라이콜릭언하이드라이드, 시트라코닉언하이드라이드, 이타코닉언하이드라이드, 글루타릭언하이드라이드, 시스-아코니틱언하이드라이드, 디메틸말레익언하이드라이드, 1-사이클로펜텐-1,2-디카르복실릭언하이드라이드, 프탈릭언하이드라이드, 3,6-디클로로프탈릭언하이드라이드, 3-플루오로프탈릭언하이드라이드, 4-플루오로프탈릭언하이드라이드, 3-니트로프탈릭언하이드라이드, 4-니트로프탈릭언하이드라이드, 3-하이드록시프탈릭언하이드라이드, 및 이사토익언하이드라이드로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 싸이클릭언하이드라이드는 모든 싸이클릭언하이드라이드를 의미하며 이 때, 반응 용매로는 테트라하이드로퓨란, 디옥산을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 반응온도는 20 내지 50 ℃로 하는 것이 바람직하고, 반응시간은 1 내지 48 시간 정도가 소요될 수 있다.
단계 (7)은 카복실산을 포함하는 상기 단계 (5)의 생성물 또는 단계 (6)의 생성물을 라이신, 아르기닌, 시스테인, 티올알킬아민, 또는 다양한 분자량의 폴리에틸렌이민, 폴리라이신, 폴리아르기닌, 폴산, 히알루론산, 폴리히스티딘, 싸이크로덱스트린, 헤파린, 키토산 또는 프로타민과 1 내지 3 당량의 디사이클로헥실카보디이미드와 1 내지 3 당량의 하이드록시숙신이미드 존재 하에서 반응을 시켜 다양한 관능기를 갖는 포스파젠계 고분자를 얻는다. 이 때, 반응 용매로는 테트라하이드로퓨란 또는 클로로포름을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 반응온도는 0 내지 25 ℃로 하는 것이 바람직하고, 반응시간은 1 내지 48 시간 정도가 소요될 수 있다.
상기 단계 (1) 내지 (6)에 있어서, 각 단계의 생성물을 정제하지 않고 그대로 다음 단계의 반응에 사용할 수 있으며, 다음과 같은 정제 방법에 의하여 상기 단계 (5), 단계 (6) 및 단계 (7)의 반응 혼합물로부터 순수한 목적 생성물을 회수할 수 있다.
우선, 상기 반응 혼합물을 원심분리 또는 여과하여 침전물 (예를 들면, 트리에틸암모늄 클로라이드, 옥살산의 트리에틸암모늄염 등)을 반응 혼합물로부터 제거하고, 용매가 조금 남을 때까지 여액을 감압 농축한다. 얻어진 농축액을 테트라하이드로퓨란에 용해시키고 과량의 에틸에테르, 헥산 또는 에틸에테르와 헥산의 혼합 용매를 가하여 생성물의 침전을 유도하고 이를 여과하는 과정을 2 내지 3 회 반복하여 미반응 치환체들을 제거한다. 이 과정을 거쳐 얻어진 화합물을 다시 소량의 메틸알코올 또는 에틸알코올에 용해시키고 메틸알코올 또는 에틸알코올로 3 내지 10 일 동안 25 ℃에서 투석하고 증류수로 3 내지 10일 동안 4 내지 25 ℃에서 투석 하고, 저온 건조시켜, 순수한 화학식 1 화합물을 얻는다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 상기 화학식 1a의 포스파젠계 고분자, 화학식 1b의 포스파젠계 고분자, 상기 포스파젠계 고분자 용액을 포함하는 하이드로젤로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 함유하는 생리활성물질 전달용 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 본 발명은 상기 화학식 1a의 포스파젠계 고분자, 화학식 1b의 포스파젠계 고분자, 상기 포스파젠계 고분자 용액을 포함하는 하이드로젤로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 및 1종 이상의 생리 활성 물질을 함유하는 생리 활성 물질 전달체를 제공한다.
상기 화학식 1a 및/또는 1b의 포스파젠계 고분자 용액을 포함하는 하이드로젤은 화학식 1a 및/또는 1b의 포스파젠계 고분자가 물, 완충용액, 산성용액, 염기성 용액, 염용액, 생리식염수, 주사용수 및 포도당 식염액으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 적절한 용매에 1 내지 50 중량%의 농도, 바람직하게는 3 내지 20 중량% 농도로 용해되어 있는 고분자 용액 형태일 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 다른 포스파젠계 고분자 및 포스파젠계 고분자 하이드로젤은 온도 변화에 따라 뚜렷한 솔-젤 거동을 나타내고, 생분해성을 가지며, 약물등의 다양한 생리 활성 물질과 화학 결합할 수 있는 관능기를 갖는다는 특성을 갖는다. 즉, 상기 포스파젠계 고분자 및 포스파젠계 고분자 하이드로젤은 약 5 내지 70 ℃ 범위에서 솔-젤 거동을 보이기 때문에, 체온 범위에서 젤 형태를 가질 수 있고, 다양한 관능기를 가지고 있어서 약물 또는 세포 등의 다양한 생리 활성 물질과 결합 가능하여, 다양한 생리 활성 물질의 체내 전달 물질로서 유용하게 사용될 수 있다.
상기의 포스파젠계 고분자 및 포스파젠계 고분자 하이드로젤은 상기 화학식 1a 또는 화학식 1b의 구조를 갖는 포스파젠계 고분자는 우수한 솔-젤 거동을 보이고 다양한 생리 활성 물질의 담지에 적절하도록 분자량이 4000 내지 400000인 것일 수 있다.
상기 포스파젠계 고분자 또는 포스파젠계 고분자 하이드로젤에 다양한 약물 또는 치료용 세포 등의 생리 활성 물질을 담지하여 체내 주입하면 체온에 의하여 삼차원의 젤 형태를 형성하게 되고, 상기 생리 활성 물질이 포스파젠계 고분자의 관능기에 화학적으로 결합되어, 상기 생리 활성 물질의 체내 초기 다량 방출을 억제할 수 있고, 방출 속도를 조절하여 지속적이고 효과적인 방출을 가능하게 된다. 따라서, 상기 포스파젠계 고분자 또는 포스파젠계 고분자 하이드로젤은 다양한 생리 활성 물질의 체내 전달용 조성물로서 매우 적합하다. 상기 포스파젠계 고분자 또는 하이드로젤은 난용성 약물의 가용성을 증진시키는 효과도 갖기 때문에, 파클리탁셀 등의 난용성 약물의 전달시 특히 유용할 수 있다.
본 발명의 생리 활성 물질 전달용 조성물의 전달 대상인 생리 활성 물질 및 생리 활성 물질 전달체에 함유되는 생리 활성 물질은 생체 내에서 유익한 효과를 나타내는 모든 물질을 의미하며, 예컨대, 약물 및 치료용 세포들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있다. 상기 약물은 단백질, 폴리펩티드, 펩티드, 백신, 유전자, 호르몬, 항암제 및 신생혈관억제제로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있다.
상기 단백질, 폴리펩티드, 및 펩티드는 엑센딘-4(exendin-4), 에리스로포이에틴(erythropoietin, EPO), 인터페론-알파, 인테페론-베타, 인터페론-감마, 성장호르몬(인간, 돼지, 소 등), 성장 호르몬 방출 인자(growth hormone releasing factor), 신경 성장 인자(nerve growth factor, NGF), G-CSF(granulocyte-colony stimulating factor), GM-CSF(granulocyte macrophage-colony stimulating factor), M-CSF(macrophage-colony stimulating factor), 혈액 응고 인자(blood clotting factor), 인슐린, 옥시토신, 바소프레신, 부신 피질 자극 호르몬(adrenocorticotropic hormone), 섬유아 세포 성장 인자(fibroblast growth factor, FGF), 표피 성장 인자(epidermal growth factor, EGF), 혈소판 유래 성장 인자(platelet-derived growth factor, PDGF), 인슐린 유사 성장 인자(insulin-like growth factor, IGF), 혈관내피성장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF), 변환 성장 인자(transforming growth factor-beta, TGF-β), 신경 성장 인자(nerve growth factor), 뇌신경성장인자(brain-derived neurotrophic factor, BDNF), 뉴로트로핀-3(neurotrophin-3, NT-3), 뉴로트로핀-4/5(neurotrophin-4/5), 프로락틴, 룰리베린(luliberin), 황체 형성 호르몬 방출 호르몬(luteinizing hormone releasing hormone, LHRH), LHRH 작용제(agonists), LHRH 길항제(antagonists), 성장호르몬방출 억제인자(somatostatin), 글루카곤, 인터루킨-2(IL-2), 인터루킨-11(IL-11), 가스트린, 테트라가스트린, 펜타가스트린, 유로가스트론(urogastrone), 세크레틴, 칼시토닌, 엔케팔린(enkephalins), 엔돌핀(endorphins), 안지오텐신(angiotensins), 갑상선 자극 호르몬 방출 호르 몬(thyrotropin releasing hormone, TRH), 종양 괴사 인자(tumor necrosis factor, TNF), 종양 괴사 인자 관련 세포 자멸사 유발 리간드(tumor necrosis factor related apoptosis inducing ligand, TRAIL), 헤파린 분해효소(heparinase), 골 형성 단백질(bone morphogenic protein, BMP), hANP(human atrial natriuretic peptide), 글루카곤 유사 펩타이드(glucagon-like peptide, GLP-1), 레닌(renin), 브라디키닌(0bradykinin), 바시트라신(bacitracins), 폴리믹신(polymyxins), 콜리스틴(colistins), 티로시딘(tyrocidine), 그라미시딘(gramicidins), 사이클로스포린(cyclosporins), 뉴로텐신(neurotensin), 타키티닌(tachykinin), 뉴로펩타이드 Y(neuropeptide Y, NPY), 펩타이드 YY(peptide YY, PYY), 혈관활성장내폴리펩타이드(vasoactive intestinal polypeptide. VIP), 하수체성 아데닐레이트 사이클레이즈-활성폴리펩타이드(pituitray adenylate cyclase-activating polypeptide, PACAP); 상기 물질들 중 어느 하나의 합성 아날로그, 단클론항체, 항체, 및 변형되거나 약효를 나타내는 부분; 효소; 및 사이토카인류로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있다.
상기 백신은 간염 백신 등으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 백신일 수 있다.
상기 유전자는 짧은 간섭 리보헥산(samll interfernce RNA; siRNA), 플라스미드 디옥시리보헥산(plasmid DNA) 및 안티센스 올리고디옥시뉴클레오티드(antisense oligodeoxynucleotide; AS-ODN) 등으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있다.
상기 호르몬은 테스토스테론(testosterone), 에스트라디올(estradiol), 프로게스테론(progesterone), 프로스타글란딘(prostaglandins) 및 이들의 합성 아날로그, 및 변형되거나 동일한 약효를 나타내는 물질로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있다.
상기 항암제는 파클리탁셀(paclitaxel), 독소루비신(doxorubicin), 5-플루오로우라실(5-fluorouracil), 시스플라틴(cisplatin), 카보플라틴(carboplatin), 옥살리플라틴(oxaliplatin), 테가푸르(tegafur), 이리노테칸(irinotecan), 도세탁셀(docetaxel), 사이클로포스파미드(cyclophosphamide), 셈시타빈(cemcitabine), 이포스파미드(ifosfamide), 미토마이신 C(mitomycin C), 빈크리스틴(vincristine), 에토포사이드(etoposide), 메토트렉세이트(methotrexate), 토포테칸(topotecan), 타모시펜(tamoxifen), 비노렐빈(vinorelbine), 캄토테신(camptothecin), 다누오루비신(danuorubicin), 클로람부실(chlorambucil), 브리오스타틴-1(bryostatin-1), 칼리케아미신(calicheamicin), 마이아탄신(mayatansine), 레바이솔(levamisole), DNA 재조합 인터페론 알파-2a(DNA recombinant interferon alfa-2a), 미토산트론(mitoxantrone), 니무스틴(nimustine), 인터페론 알파-2a(interferon alfa-2a), 독시플루리딘(doxifluridine), 포메스테인(formestane), 류프롤라이드 아세테이트(leuprolide acetate), 메게스트롤 아세테이트(megestrol acetate), 카모포르(carmofur), 테니포사이드(teniposide), 블레오마이신(bleomycin), 카무스틴(carmustine), 헵타플라틴(heptaplatin), 엑세메스탄(exemestane), 아나스트로졸(anastrozole), 에스트라무스틴(estramustine), 카페시타빈(capecitabine), 고세 렐린 아세테이트(goserelin acetate), 폴리사카라이드 칼륨(polysaccharide potassuim), 메드록시포게스테론 아세테이트(medroxypogesterone acetate), 에피루비신(epirubicin), 레트로졸(letrozole), 피라루비신(pirarubicin), 토포테칸(topotecan), 알트레타민(altretamine), 토레미펜 시트레이트(toremifene citrate), BCNU, 탁소텔(taxotere), 악티노마이신 D(actinomycin D), 아나스트로졸(Anasterozole), 벨로테칸(Belotecan), 이메티닙(Imatinib), 플록수리딘 (Floxuridine), 젬시타빈(Gemcitabine), 하이드로시유리아(Hydroxyurea), 졸레드로네이트(Zoledronate), 빈크리스틴(Vincristine), 플루타마이드(Flutamide), 발루비신(Valrubicin), 스트렙토조신(Streptozocin), 폴리에틸렌글라이콜 접합 항암제 및 이들의 합성 아날로그, 및 변형되거나 동일한 약효를 나타내는 물질로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 물질일 수 있다.
상기 신생혈관억제제는 클로드로네이트(Clodronate),6-데옥시-6-데메틸-4-데디메틸아미노테트라시클린 (6-deoxy-6-demethyl-4-dedimethylaminotetracycline; COL-3), 독시사이클린(Doxycycline), 마리마스타트(Marimastat), 2-메톡시에스트라디올(2-Methoxyestradiol), 스쿠알라민(Squalamine), SU5164, 탈리도미드(Thalidomide), TNP-470, 콤브레타스타틴 A4(Combretastatin A4), 소이 이소플라본(Soy Isoflavone), 엔자스타우린(Enzastaurin), CC 5013(Revimid; Celgene Corp, Warren, NJ), 셀레콕십(Celecoxib), ZD 6474, 할로푸지논 하이드로브로마이드(Halofuginone hydrobromide), 인터페론-알파, 베바시주맵(Bevacizumab), 상어연골추출물 (AE-941), 인터루킨-12, 혈관 내피 성장 인자 트랩(VEFG-trap), 세툭시 맵(Cetuximab), 레비마스타트(Rebimastat), 매트릭스 메탈로프로테이네이즈(MMP) 억제제 (예컨대, BMS-275291(Bristol-Myers Squibb, New York, NY), S-3304 등), 프로테인 카이네이즈 C 베타 억제제 (Protein kinase C beta inhibitor, 예컨대, LY317615), 엔도스타틴(Endostatin), 바탈라니브 (vatalanib, PTK787/ZK 222584), 수니티니브 말레이트 (sunitinib malate, SU11248), 실렌퀴타이드 (cilenqitide, EMD-121974), 인간화 모노클로날 항체 MEDI-522, EOS-200-4, 인테그린 알파-5-베타-1 길항제 (ATN-161) 및 이들의 합성 아날로그 및 변형되거나 동일한 약효를 나타내는 물질로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 물질일 수 있다.
상기 치료용 세포는 전조골세포(preosteoblast), 연골세포(chondrocyte), 신생혈관세포(umbilical vein endothelial cell, UVEC), 조골세포(osteoblast), 성체줄기세포(adult stem cell), 슈반세포(schwann cell), 희돌기교세포(oligodendrocyte), 간세포(hepatocyte), 벽세포(mural cell: UVEC와 조합하여 치료), 근아세포(myoblast), 인슐린 분비 세포, 내피세포(endothelial cell), 평활근세포(smooth nuscle cell), 섬유아세포(fibroblast), 베타세포(β cell), 내배엽세포(endodermal cell), 간 기간 세포(hepatic stem cell), 사구체 엽세포(juxraglomerular cell), 골격근세포(skeletal muscle cell), 각질세포(keratinocyte), 멜라닌세포(melanocyte), 랑켈한스 세포(langerhans cell), 머클세포(merkel cell), 진피 섬유아세포(dermal fibroblast) 및 지방전구세포(preadipocyte)로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있다.
본 발명의 생리 활성 물질 전달체가 생리 활성 물질로서 약물을 함유하는 경 우, 생리 활성 물질 전단 시스템에 함유된 약물의 함량은 전체 부피를 기준으로 1 X 10-8 내지 50 부피%, 바람직하게는 1 X 10-4 내지 20 부피%인 것이 좋다. 또한, 상기 생리 활성 물질 전달체가 생리활성물질로서 세포를 함유하는 경우, 생리 활성 물질 전달체에 함유된 세포의 함량은 전체 부피를 기준으로 1 X 10-8 내지 50 부피%인 것이 좋다. 약물 또는 세포의 함량이 상기 범위보다 적은 경우에는 소망하는 약물의 효과를 얻을 수 없고, 상기 함량보다 많은 경우에는 고분자의 물성에 영향을 미칠 수 있어서 좋지 않다.
본 발명에 따른 화학식 1a 또는 화학식 1b의 포스파젠계 고분자 또는 포스파젠계 고분자 하이드로젤을 함유하는 생리 활성 물질 전달체는 하기하는 바와 같은 첨가제를 추가로 함유하는 것일 수 있다. 본 발명의 포스파젠계 고분자 또는 포스파젠계 고분자 하이드로젤을 함유하는 생리 활성 물질 전달체는 다양한 첨가제들을 추가로 함유함으로써 고분자 하이드로젤의 약물 등의 생리 활성 물질 전달 재료로서의 효용성을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 다양한 염들을 첨가함으로써, 포스파젠계 고분자 수용액의 솔-젤 거동을 조절하여, 원하는 젤강도와 솔-젤 변화 온도를 얻을 수 있다 (Macromolecules 32, 7820, 1999). 폴리펩티드 또는 단백질 약물을 전달하고자 할 때, 적절한 첨가제의 도입은 하이드로젤 내에서의 약물의 안전성을 유지시킬 수 있고, 이들 약물과 첨가제의 이온 결합 등의 화학적 결합을 유도함으로써, 하이드로젤로부터의 약물 방출 속도를 제어할 수 있다. 또한 치료용 세포를 전달하고자 할 때에는, 하이드로젤에 도입된 첨가제들에 의하여 체내에 전달 후 세포의 활성이 증가시킬 수 있다.
즉, 상기 첨가제는 상기 포스파젠계 고분자 또는 포스파젠계 고분자 하이드로젤과 약물 등의 생리 활성 물질과의 이온 결합 등의 화학적 결합을 위한 다양한 상호 작용을 유도하여 생리 활성 물질의 방출을 조절하거나 및/또는 치료용 세포 등의 생체 활성물질의 생체내 활성을 증가시키는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서 첨가제의 함량은 전체 생리 활성 물질 전달용 조성물 또는 생리 활성 물질 전달체 중량을 기준으로 1 X 10-6 내지 30 중량%일 수 있으며, 보다 바람직하게는 1 X 10-3 내지 10 중량%일 수 있다. 첨가제의 함량이 상기 범위보다 적은 경우에는 소망하는 첨가제에 의한 효과를 얻을 수 없고, 상기 함량보다 많은 경우에는 유효성분의 효과 및/또는 본 발명의 온도감응성 고분자의 물성에 영향을 미칠 수 있어서 좋지 않다.
이러한 첨가제는 포스파젠계 고분자와 생리 활성 물질 간의 다양한 상호 작용을 유도하는 모든 물질일 수 있으며, 예컨대, 중량평균분자량 200 내지 750,000의 양이온성 고분자, 중량평균분자량 200 내지 750,000의 음이온성 고분자, 아미노산, 펩타이드, 단백질, 지방산, 인지질, 비타민류, 약물, 폴리에틸렌글리콜 에스테르, 스테로이드, 아민 화합물, 아크릴계 공중합체, 유기용매, 보존제, 당류, 폴리올, 당함유 폴리올, 당함유 아미노산, 계면활성제, 당함유 이온, 규산염, 금속염 및 암모늄염으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있다.
보다 구체적으로, 폴리아르기닌(poly-L-arginine), 폴리라이신(poly-L- lysine), 폴리에틸렌글라이콜(poly(ethylene glycol)), 폴리에틸렌이민(polyethylenimine), 키토산(chitosan), 프로타민(protamin) 등의 양이온성 고분자 (예컨대, 분자량 200 내지 750000); 폴리비닐아세테이트 (PVA), 히알루론산(hyaluronic acid), 콘드로이친황산(chondroitin sulfate), 헤파린(heparin), 알지네이트(alginate) 등의 음이온 고분자; 아미로라이드(amiloride), 프로케인아마이드(procainamide), 아세틸-베타-메칠콜린(acetyl-beta-methylcholine), 스페르민(spermine), 스페르미딘(spermidine), 리소자임(lysozyme), 피브로인(fibroin), 알부민(albumin), 콜라겐(collagen), 변이성 성장인자(transforming growth factor-beta: TGF-beta), 섬유아세포성장인자(fibroblast growth factor: bFGF), 혈관내피세포성장인자(vascular endothelial growth factor; VEGF) 등의 성장인자류, 골형성 단백질(bone morphogenetic proteins: BMPs), 덱사메타손(dexamethason), 피브로넥틴(fibronectin), 피브리노겐(fibrinogen), 트롬빈(thrombin), 단백질, 덱스라조산 (dexrazoxane), 류코보린(leucovorin), 리시놀레산(ricinoleic acid), 인지질(phospholipid), 소장점막하조직(small intestinal submucosa), 비타민 E(vitamin E), 폴리글리세롤 지방산(polyglycerol ester of fatty acid), 라브라필(Labrafil), 라브라필 M1944CS, 시트르산(citric acid), 글루탐산(glutamic acid), 하이드록옥시프로필 메틸셀루로스(hydroxypropyl methylcellulose), 젤라틴(gelatin), 이소프로필 미리스테이트(isopropyl myristate), 유두라짓(Eudragit), 테고베타인(tego betain), 디미리스콜포스파티딜콜린(dimyristoylphosphatidylcholine), 스클레로글루칸(scleroglucan) 등의 생체 물질; 크로모포어 EL, 에탄올(ethanol), 디메칠설폭시드(dimethyl sulfoxide) 등의 유기용매; 메틸파라벤(methylparaben) 등의 보존제: 전분(starch), 사이클로덱스트린(cyclodextrin) 및 이의 유도체, 유당(lactose), 글루코오스, 덱스트란, 만노오스, 수크로오스, 트레할로오스, 말토오스, 피콜(ficoll) 등과 같은 당류; 이노시톨, 만니톨, 소르비톨 등의 폴리올; 수크로오스-만니톨, 글루코오스-만니톨 등의 당을 포함하는 폴리올(polyol), 알라닌, 아르기닌, 글리신 등의 아미노산(amino acid); 트레할로오스-PEG, 수크로오스-PEG, 수크로오스-덱스트란 등의 폴리머 함유 폴리올; 소르비톨-글리신, 수크로오스-글리신 등의 당 함유 아미노산; 다양한 분자량의 폴록사머(poloxamer), 트윈 20, 트윈 80, 트리톤 X-100, 소듐 도데실 설페이트 (SDS), Brij 등과 같은 계면활성제(surfactant); 트레할로스-황산아연(trehalose-ZnSO4), 말토오스-황산아연(maltose-ZnSO4) 등의 당을 포함하는 이온(sugars-ions), 규산염(silicate), NaCl, KCl, NaBr, NaI, LiCl, n-Bu4NBr, n-Pr4NBr, Et4NBr, Mg(OH)2, Ca(OH)2, ZnCO3, Ca3(PO4)2, ZnCl2, (C2H3O2)2Zn, ZnCO3, CdCl2, HgCl2, CoCl2, (CaNO3)2, BaCl2, MgCl2, PbCl2, AlCl3, FeCl2, FeCl3, NiCl2, AgCl, AuCl3, CuCl2, 도데실황산나트륨(sodium dodecyl sulfate), 테트라데실황산나트륨(sodium tetradecyl sulfate), 브롬화도데실트리메틸암모늄(dodecyltrimethylammonium bromide), 염화도데실트리메틸암모늄(dodecyltrmethylammonium chloride), 브롬화테트라데실트리메틸암모늄(tetradecyltrimethylammonium bromide) 등과 같은 염류로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 물질일 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 다음의 화학식 1c로 표현되는 포스파젠계 고분자 또는 상기 포스파젠계 고분자 하이드로젤을 함유하는 생리 활성 물질 전달용 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 다음의 화학식 1c로 표현되는 포스파젠계 고분자 또는 상기 포스파젠계 고분자 하이드로젤, 및 1종 이상의 생리 활성 물질을 함유하는 생리 활성 물질 전달체를 제공한다.
[화학식 1c]
Figure 112008031236995-pat00012
상기 식에서,
p는 7 내지 50의 값을 갖고,
NHCH(R1)CO2R2는 소수성 아미노산 에스테르로서, R1은 H, CH3, CH2SH, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C6H4OH 및 CH2C2NH2C6H4로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, R2는 CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5 및 CH2CHCH2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며,
NH(R3)(R4)(R5)는 아미노산, 펩티드, 또는 뎁시 펩티드 에스테르로서, R3는 CH(W)이고, R4는 CO2, CO2CH2CO2, CO2CH(CH3)CO2 및 CONHCH(X)CO2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R5는 H, CH3 및 C2H5로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, 여기서 W와 X는 각각 독립적으로 H, HCH2, CH3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C2NH2C6H4, CO2C2H5, (CH2)2CO2C2H5, CH2OH, CH(CH3)OH, CH2C6H4OH, CH2COOH, CH2CH2COOH, CH2CONH2, C4H8NH2, C3H6NHC(=NH)NH2, CH2C3N2H3 및 CH2SH로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며,
NH(R6)(R7)(R8)와 NH(R6)(R7)(R9)는 관능기를 갖는 치환체를 나타내는 것으로서, R6는 CH(Y)이고, R7은 C2H4, C3H6, C4H8, CH2C6H4, CH2CO2, O, CONHCH(Z)O, CO, CO2, S, CONHCH(Z)S, N, CONHCH(Z)N, CON, COCHNH(Z)CON, CONHCH(Z)CO 및 CONHCH(Z)CO2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R8는 OH, SH, H, CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5 CH2CHCH2 및 보호기로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, 여기서 Y, 및 Z은 각각 독립적으로 H, HCH2, CH3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C2NH2C6H4, CO2C2H5, (CH2)2CO2C2H5, CH2OH, CH(CH3)OH, CH2C6H4OH, CH2COOH, CH2CH2COOH, CH2CONH2, C4H8NH2, C3H6NHC(=NH)NH2, CH2C3N2H3 및 CH2SH로 이루어진 군 중 에서 선택된 것이며, R9는 OH, SH, H, NH2, CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5, CH2CHCH2, NHCH(SH)CO2H, NH(CH2)qSH, NH(CH2CH2NH)rH, [NHCH(C4H8NH2)CO]rOH, [NHCH[(CH2)3C(=NH)(NH2)]CO]rOH 및 프로타민으로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, 이 때, q는 1 내지 20의 정수이고, r은 1 내지 18000의 정수이며,
a1, a2, b, c, d 및 e는 각 치환체의 함량을 나타내는 값으로서, a1, a2, b, d는 각각 0.01 내지 1.9의 값을 가지고, c 및 e는 각각 0 내지 1.9의 값을 가지며, a1 + a2 + b + c + d + e = 2.0이고,
n은 5 내지 100000의 정수이다.
상기 화학식 1c에 있어서, R9로 사용 가능한 프로타민은 분자량에 제한을 받지 않으며, 바람직하게는 1,000 내지 100,000 범위의 분자량을 갖는 것일 수 있다.
상기 화학식 1c의 포스파젠계 고분자 하이드로젤은 화학식 1c의 포스파젠계고분자가 물, 완충용액, 산성용액, 염기성 용액, 염용액, 생리식염수, 주사용수 및 포도당 식염액으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 적절한 용매에 1 내지 50 중량%의 농도, 바람직하게는 3 내지 20 중량% 농도로 용해되어 있는 고분자 용액 형태일 수 있다.
상기 화학식 1c의 포스파젠계 고분자 및 포스파젠계 고분자 하이드로젤 역시 약 5 내지 70 ℃ 범위에서 솔-젤 거동을 보이기 때문에, 체온 범위에서 젤 형태를 가질 수 있고, 다양한 관능기를 가지고 있어서 약물 또는 세포 등의 다양한 생리 활성 물질과 결합 가능하여, 다양한 생리 활성 물질의 체내 전달 물질로서 유용하게 사용될 수 있다. 상기 화학식 1c의 구조를 갖는 포스파젠계 고분자는 우수한 솔-젤 거동을 보이고 다양한 생리 활성 물질의 담지에 적절하도록 분자량이 4000 내지 400000인 것일 수 있다.
상기 화학식 1c의 포스파젠계 고분자 또는 포스파젠계 고분자 하이드로젤을 함유하는 생리 활성 물질 전달용 조성물의 전달 대상인 생리 활성 물질 및 생리 활성 물질 전달체에 함유되는 생리 활성 물질은 생체 내에서 유익한 효과를 나타내는 모든 물질을 의미하며, 예컨대, 약물 및 치료용 세포들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있다.
상기 약물은 단백질, 폴리펩티드, 펩티드, 백신, 유전자, 호르몬, 항암제 및 신생혈관억제제로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있으며, 바람직하게는,
엑센딘-4(exendin-4), 섬유아 세포 성장 인자(fibroblast growth factor, FGF), 인슐린 유사 성장 인자(insulin-like growth factor, IGF), 혈관내피성장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF), 변환 성장 인자(transforming growth factor-beta, TGF-β), 신경 성장 인자(nerve growth factor), 뇌신경성장인자(brain-derived neurotrophic factor, BDNF), 뉴로트로핀-3(neurotrophin-3, NT-3), 뉴로트로핀-4/5(neurotrophin-4/5), 뉴로텐신(neurotensin), 타키티닌(tachykinin), 뉴로펩타이드 Y(neuropeptide Y, NPY), 펩타이드 YY(peptide YY, PYY), 혈관활성장내폴리펩타이드(vasoactive intestinal polypeptide. VIP), 하수 체성 아데닐레이트 사이클레이즈-활성폴리펩타이드(pituitray adenylate cyclase-activating polypeptide, PACAP); 및 상기 물질들 중 어느 하나의 합성 아날로그, 단클론항체, 항체, 및 변형되거나 약효를 나타내는 부분으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 단백질, 폴리펩티드, 또는 펩티드;
이메티닙(Imatinib), 플록수리딘 (Floxuridine), 젬시타빈(Gemcitabine), 하이드로시유리아(Hydroxyurea), 졸레드로네이트(Zoledronate), 플루타마이드(Flutamide), 발루비신(Valrubicin), 스트렙토조신(Streptozocin); 및 상기 물질들 중 어느 하나의 합성 아날로그, 및 변형되거나 동일한 약효를 나타내는 물질로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 항암제; 및
레비마스타트(Rebimastat), 매트릭스 메탈로프로테이네이즈(MMP) 억제제 (S-3304), 프로테인 카이네이즈 C 베타 억제제 (Protein kinase C beta inhibitor, 예컨대, LY317615), 엔도스타틴(Endostatin), 바탈라니브 (vatalanib, PTK787/ZK 222584), 수니티니브 말레이트 (sunitinib malate, SU11248), 실렌퀴타이드 (cilenqitide, EMD-121974), 인간화 모노클로날 항체 MEDI-522, EOS-200-4, 인테그린 알파-5-베타-1 길항제 (ATN-161); 및 상기 물질들 중 어느 하나의 합성 아날로그 및 변형되거나 동일한 약효를 나타내는 물질로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 신생혈관억제제
로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 물질일 수 있다.
상기 생리 활성 물질 전달체에 함유된 약물의 함량은 전체 부피를 기준으로 1 X 10-8 내지 50 부피%, 바람직하게는 1 X 10-4 내지 20 부피%인 것이 좋다. 약물의 함량이 상기 범위보다 적은 경우에는 소망하는 약물의 효과를 얻을 수 없고, 상기 함량보다 많은 경우에는 온도감응성 고분자의 물성에 영향을 미칠 수 있어서 좋지 않다.
상기 화학식 1c의 포스파젠계 고분자 또는 포스파젠계 고분자 하이드로젤을 함유하는 생리 활성 물질 전달용 조성물 또는 생리 활성물질 전달체는 생리 활성 물질 전달 재료로서의 효용성을 증가시킬 수 있는 소정의 첨가제를 추가로 함유하는 것일 수 있다. 상기 첨가제의 함량과 종류는 상기한 바와 같다.
본 발명에서 제공되는 생리 활성 물질 전달용 조성물 또는 생리 활성 물질 전달체는 함유된 고분자의 온도 감응성 특성과 관능기에 의하여 상온에서는 액상의 솔 상태로 존재하기 때문에 주사 등의 다양한 경로의 주입이 용이하며, 체내 주입 시 체온에 의하여 젤 상태로 변하여 생리 활성 물질의 방출 조절이 용이하며, 생리 활성 물질과 상기 고분자의 관능기 간의 화학적 결합에 의하여 생리 활성 물질의 체내 초기 대량 방출이 억제되어 보다 지속적이고 효과적인 방출 제어가 가능하다. 본 발명의 생리 활성 물질 전달체는 경구 투여, 구강내 투여, 점막투여, 비강내 투여, 복강내 투여, 피하주사, 근육주사, 경피 투여 또는 종양내 투여 등의 투여 방법에 의하여 체내 주입이 가능하며, 특히 피하 주사, 근육 주사, 경피 투여 또는 종양내 투여 등을 통한 국부 투여 형태가 바람직하다.
본 발명에 의한 관능기를 갖는 온도감응성 및 생분해성 포스파젠계 고분자는 약물과의 직접적인 화학 결합이나 이온 결합이 가능하여 오랜 시간동안 약물 방출이 가능한 약물 전달 재료로 사용됨과 동시에 고분자와 다양한 생리활성 물질과의 직접적인 결합이 가능하여 조직 공학과 관련된 다양한 산업 분야에서의 응용이 기대된다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하도록 한다. 다음의 실시예는 본 발명의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
이하의 실시예에 있어서, 생성물에 대한 탄소, 수소 및 질소 원소분석은 한국과학기술연구원 특성분석센터의 Perkin-Elmer C, H, N 분석기에 의하여 수행하였다. 한편, 수소 및 인 핵자기 공명 스펙트럼은 각각 Varian Gemini-300으로, 중량 평균 분자량(Mw)은 Waters 1515 펌프 및 2410 미분굴절계의 겔 투과 크로마토그래피에 의하여 측정하였다.
실시예 1: 폴리[(페닐알라닌에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜350)(라이신에틸에스테르)포스파젠], [NP(PheOEt) 1.03 (AMPEG350) 0.84 (LysOEt) 0.13 ] n 의 제조
폴리(디클로로포스파젠)(2.00 g, 17.26 mmol)을 테트라하이드로퓨란(100 ml) 에 녹이고, 드라이아이스-아세톤 중탕에서 페닐알라닌에틸에스테르 염화수소염(4.08 g, 17.78 mmol)과 트리에틸아민(13.98 g, 69.04 mmol)을 차례로 가한 후, 실온에서 48 시간 반응시켰다. 상기에서 얻어진 반응 용액에, 분자량 350의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(5.44 g, 15.53 mmol)과 트리에틸아민(13.98 g, 69.04 mmol)이 용해되어있는 테트라하이드로퓨란 용액(50 ml)을 가하여 실온에서 48 시간 반응시켰다. 그 다음, 상기 반응 용액을 라이신에틸에스테르 염화수소염(1.03 g, 4.49 mmol)과 트리에틸아민(13.98 g, 69.04 mmol)이 용해되어 있는 테트라하이드로퓨란 용액(50 ml)이 들어있는 용기에 천천히 적가하여 실온에서 2 일간 반응시켰다.
반응용액을 여과하여 생성된 트리에틸아민 하이드로클로라이드염을 제거하고, 반응여액을 용매가 조금 남을 때까지 감압 농축하였다. 얻어진 농축액을 테트라하이드로퓨란(10 ml)으로 녹인 후, 과량의 헥산을 가하여 침전을 유도하였다. 이 과정을 2 내지 3회 반복한 후, 얻어진 침전물을 다시 소량의 메틸알코올에 녹인 후, 실온에서 5 일 동안 메틸알코올로 투석하고 5 일 동안 증류수로 투석 후, 저온 건조하여 최종 생성물 [NP(PheOEt)1.03(AMPEG350)0.84(LysOEt)0.13]n 5.71 g(수율 60%)을 얻었다.
조성식: C25H43N3O8P
원소분석치: C, 55.27; H, 7.83; N, 7.63
이론치: C, 55.45; H, 7.72; N, 7.71
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 0.8 내지 1.2(b, -NHCH(CH2C6H5)COOCH2 CH 3),
δ 2.9 내지 3.2(b, -NHCH(CH 2 C6H5)COOCH2CH3, -NHCH 2(CH2)3(NH2)CHCOOCH2CH3),
δ 3.4(s, -NH(CH2CH2O)7 CH 3),
δ 3.5 내지 3.9(b, -NH(CH 2 CH 2O)4CH3, -NHCH(CH2C6H5)COOCH2CH3),
δ 4.0 내지 4.4(b, -NHCH(CH2C6H5)COOCH 2 CH3),
δ 7.0 내지 7.3(b, -NHCH(CH2 C 6 H 5 )COOCH2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 17.9
평균분자량(Mw): 45000
실시예 2: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(라이신에틸에스테르)포스파젠], [NP(IleOEt) 0.86 (AMPEG550) 0.85 (LysOEt) 0.29 ] n 의 제조
실시예 1과 같은 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(2.00 g, 17.26 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(1.51 g, 14.84 mmol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(8.07 g, 14.67 mmol), 라이신에틸에스테르 염화수소염(1.92 g, 10.01 mmol), 트리에틸아민(15.09 g, 74.55 mmol), 및 테트라하이드로퓨란(200 ml)을 사용하여 최종 생성물 [NP(IleOEt)0.86(AMPEG550)0.85(LysOEt)0.29]n 6.95 g(수율 75%)을 얻었다.
조성식: C30H68N8O14P
원소분석치: C, 47.80; H, 9.20; N, 9.60
이론치: C, 48.21; H, 8.97; N, 9.58
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2 CH 3),
δ 1.3 내지 1.6(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2CH3)OCH2CH3),
δ 1.6 내지 1.9(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 2.9 내지 3.2(b, -NHCH 2 (CH2)3(NH2)CHCOOCH2CH3),
δ 3.4(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.5 내지 3.9(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3),
δ 4.0 내지 4.1(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 4.1 내지 4.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH 2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 18.2
평균분자량(Mw): 31000
실시예 3: 폴리[(페닐알라닌에틸에스테르)(에틸-2-(O-글라이실)락테이트)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)], [NP(PheOEt)1.10(GlyLacOEt)0.02(AMPEG550)0.88]n의 제조
실시예 1과 같은 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(2.00 g, 17.26 mmol), 페닐알라닌에틸에스테르 염화수소염(3.16 g, 18.99 mmol), 에틸-2-(O-글라이실)락테이트 암모늄 옥살산염(0.35 g, 0.87 mmol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(16.71 g, 30.38 mmol), 트리에틸아민(12.06 g, 59.58 mmol), 및 테트라하이드로퓨란(200 ml)을 사용하여 최종 생성물 [NP(PheOEt)1.10(GlyLacOEt)0.02(AMPEG550)0.88]n 8.90 g(수율 74%)을 얻었다.
조성식: C29H70N5O14P
원소분석치: C, 47.01; H, 9.38; N, 9.59
이론치: C, 46.98; H, 8.97; N, 8.98
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 0.8 내지 1.2(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH 3),
δ 1.3 내지 1.5(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2CH3)OCH2CH3, -NHCH2COOCH(CH3)COOCH2CH 3 ),
δ 1.6 내지 1.7(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3, -NHCH2COOCH(CH 3 )COOCH2CH3 , ),
δ 2.9 내지 3.2(b, -NHCH 2 (CH2)3(NH2)CHCOOCH2CH3),
δ 3.4(s, -NH(CH2CH2O)11CH 3),
δ 3.5 내지 3.9(b, -NH(CH 2CH 2O)11CH3),
δ 4.0 내지 4.4(b, -NHCH 2 COOCH(CH3)COOCH 2 CH3),
δ 5.2 내지 5.4(b, -NHCH2COOCH(CH3)COOCH2CH3 , ),
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 17.9
평균분자량(Mw): 392000
실시예 4: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(에틸-2-(O-글라이실)글리콜레이트)(아미노메톡시에틸렌글리콜550)(라이신에틸에스테르)포스파젠], [NP(IleOEt) 1.10( GlyGlycOEt) 0.15 (AMPEG550) 0.57 (LysOEt) 0.16 ] n 의 제조
실시예 1과 같은 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르 염화수소염(7.43 g, 37.95 mmol), 에틸-2-(O-글라이실)글리콜레이트 암모늄 옥살산염(1.07 g, 5.18 mmol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(10.81 g, 19.67 mmol), 라이신에틸에스테르 염화수소염(1.36 g, 5.52 mmol), 트리에틸아민(26.02 g, 129.39 mmol), 및 테트라하이드로퓨란(400 ml)을 사용하여 최종 생성물 [NP(IleOEt)1.10(GlyGlycOEt)0.15(AMPEG550)0.57(LysOEt)0.16]n 13.51 g(수율 75%)을 얻었다.
조성식: C25H57N5O11P
원소분석치: C, 48.12; H, 9.30; N, 11.26
이론치: C, 49.41; H, 9.63; N, 10.91
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 0.8 내지 1.2(b, -NHCH(CH2C6H5)COOCH2CH 3, ),
δ 1.3 내지 1.6(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2CH3)OCH2CH3, -NHCH2COOCH2COOCH2CH 3, ),
δ 1.6 내지 1.9(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 2.9 내지 3.2(b, -NHCH 2 (CH2)3(NH2)CHCOOCH2CH3),
δ 3.4(s, -NH(CH2CH2O)11CH 3),
δ 3.5 내지 3.9(b, -NH(CH 2CH 2O)11CH3, -NHCH(CH2C6H5)COOCH2CH3),
δ 4.0 내지 4.1(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3, -NHCH 2 COOCH2COOCH2CH3,),
δ 4.1 내지 4.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH 2CH3, -NHCH2COOCH2COOCH 2 CH3 , ),
δ 5.1 내지 5.3(b, -NHCH2COOCH 2 COOCH2CH3 , )
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 18.1
평균분자량(Mw): 91800
실시예 5: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜 350)(글라이신)포스파젠], [NP(IleOEt) 1.20 (AMPEG550) 0.70 (GlyOH) 0.10 ] n 의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(8.10 g, 44.40 mmol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(13.28 g, 24.15 mmol), 글라이신벤질에스테르 트리플로로산염(1.93 g, 6.90 mmol), 트리에틸아민(31.16 g, 153.9 mmol), 및 테트라하이드로퓨란(400 ml)을 사용하여 [NP(IleOEt)1.20(AMPEG550)0.70(GlyOBz)0.10]n를 얻었다.
얻어진 [NP(IleOEt)1.20(AMPEG550)0.70(GlyOBz)0.10]n(16.87 g)을 메틸알코올(200 ml)에 녹이고 50 중량%의 팔라듐/차콜(8.4 g)을 가하여 60 내지 70 psi 압력의 수소 가스 존재 하에서 상온에서 12 시간 반응시킨 후, 반응용액을 여과하여 반응여액을 감압 농축하여 소량의 메틸알코올에 녹인 후, 실온에서 메틸알코올에서 5 일 동안 투석하고 이어서 4 ℃에서 증류수로 5 일간 투석한 다음, 저온 건조하여 최종 생성물 [NP(IleOEt)1.20(AMPEG550)0.70(GlyOH)0.10]n 14.00 g(수율 83%)을 얻었다
조성식: C26H63N5O12P
원소분석치: C, 46.95; H, 9.48; N, 10.74
이론치: C, 46.21; H, 8.95; N, 10.13
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH 3),
δ 1.3 내지 1.6(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2CH3)OCH2CH3),
δ 1.6 내지 1.9(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)11CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2CH 2O)11CH3),
δ 3.9(s, -NHCH 2COOH),
δ 4.0 내지 4.1(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 4.1 내지 4.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH 2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 19.0
평균분자량(Mw): 88500
실시예 6: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜350)(글라이실글라이신)포스파젠], [NP(IleOEt) 1.23 (AMPEG350) 0.62 (GlyGlyOH) 0.15 ] n 의 제조
실시예 5과 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(8.30 g, 42.44 mmol), 분자량 350의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(7.49 g, 21.39 mmol), 글라이실글라이신벤질에스테르 트리플로로산염(3.48 g, 10.35 mmol), 팔라듐/차콜(8 g), 트리에틸아민(32.07 g, 158.37 mmol), 및 테트라하이드로퓨란(400 ml), 및 메틸알코올(200 ml)을 사용하여 최종 생성물 [NP(IleOEt)1.23(AMPEG350)0.62(GlyGlyOH)0.15]n 13.72 g(수율 85%)을 얻었다
조성식: C20H40N3O7P
원소분석치: C, 50.65; H, 8.64; N, 8.98
이론치: C, 49.49; H, 8.55; N, 8.79
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2 CH 3),
δ 1.3 내지 1.6(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2CH3)OCH2CH3),
δ 1.6 내지 1.9(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 3.2(s, -NHCH 2CONHCH2COOH),
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3),
δ 3.9(s, -NHCH2CONHCH 2COOH),
δ 4.0 내지 4.1(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 4.1 내지 4.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH 2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 19.1
평균분자량(Mw): 87400
실시예 7: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜 550)(글라이실글라이신)포스파젠], [NP(IleOEt) 1.23 (AMPEG550) 0.48 (GlyGlyOH) 0.29 ] n 의 제조
실시예 5과 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(8.30 g, 42.44 mmol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(15.03 g, 27.32 mmol), 글라이실글라이신벤질에스테르 트리플로로산염(3.48 g, 10.01 mmol), 팔라듐/차콜(10.5 g), 트리에틸아민(31.86 g, 157.36 mmol), 및 테트라하이드로퓨란(400 ml), 및 메틸알코올(200 ml)을 사용하여 최종 생성물 [NP(IleOEt)1.23(AMPEG550)0.48(GlyGlyOH)0.29]n 18.69 g(수율 89%)을 얻었다
조성식: C22H44N3O9P
원소분석치: C, 50.54; H, 8.50; N, 8.03
이론치: C, 50.50; H, 8.23; N, 7.98
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2 CH 3),
δ 1.3 내지 1.6(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2CH3)OCH2CH3),
δ 1.6 내지 1.9(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 3.2(s, -NHCH 2CONHCH2COOH),
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3),
δ 3.9(s, -NHCH2CONHCH 2COOH),
δ 4.0 내지 4.1(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 4.1 내지 4.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH 2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 18.9
평균분자량(Mw): 108100
실시예 8: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(글라이실글라이신)포스파젠], [NP(IleOEt) 1.17 (AMPEG550) 0.63 (GlyGlyOH) 0.15 ] n 의 제조
실시예 5과 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(6.38 g, 40.37 mmol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(35.86 g, 65.21 mmol), 글라이실글라이신벤질에스테르 트리플로로산염(3.48 g, 10.35 mmol), 팔라듐/차콜(12.5 g), 트리에틸아민(30.81 g, 152.16 mmol), 및 테트라하이드로퓨란(400 ml), 및 메틸알코올(200 ml)을 사용하여 최종 생성물 [NP(IleOEt)1.17(AMPEG550)0.63(GlyGlyOH)0.15]n 19.08 g(수율 76%)을 얻었다
조성식: C24H50N3O10P
원소분석치: C, 51.25; H, 8.71; N, 7.21
이론치: C, 50.98 H, 8.50 N, 7.92
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2 CH 3),
δ 1.3 내지 1.6(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2CH3)OCH2CH3),
δ 1.6 내지 1.9(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 3.2(s, -NHCH 2CONHCH2COOH),
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)7 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)7CH3),
δ 3.9(s, -NHCH2CONHCH 2COOH),
δ 4.0 내지 4.1(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 4.1 내지 4.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH 2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 19.2
평균분자량(Mw): 98300
실시예 9: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(글라이실루이신)포스파젠], [NP(IleOEt) 1.19 (AMPEG550) 0.52 (GlyLeuOH) 0.29 ] n 의 제조
실시예 5와 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(8.03 g, 41.06 mmol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(9.87 g, 17.94 mmol), 글라이실루이신벤질에스테르 암모늄 옥살산염(7.85 g, 20.01 mmol), 팔라듐/차콜(9.5 g), 트리에틸아민(37.09 g, 183.21 mmol), 및 테트라하이드로퓨란(400 ml), 및 메틸알코올(200 ml)을 사용하여 최종 생성물[NP(IleOEt)1.19(AMPEG550)0.52(GlyLeuOH)0.29]n 17.11 g(수율 90%)을 얻었다.
조성식: C24H47N3O9P
원소분석치: C, 51.65; H, 8.48; N, 7.60
이론치: C, 50.91; H, 8.30; N, 7.86
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2 CH 3,
-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH 3 )2)COOH),
δ 1.3 내지 1.6(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2CH3)OCH2CH3),
δ 1.6 내지 1.9(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3,
-NHCH2CONHCH(CH 2CH(CH3)2)COOH),
δ 3.2(s, -NHCH2CONHCH(CH2CH(CH3)2)COOH),
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3),
δ 3.9(s, -NHCH2CONHCH(CH2CH(CH3)2)COOH),
δ 4.0 내지 4.1(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 4.1 내지 4.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH 2CH3),
δ 5.1 내지 5.3(b, -NHCH 2 CONHCH(CH2CH(CH3)2)COOH).
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 20.0
평균분자량(Mw): 86500
실시예 10: 폴리[(글라이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(글라이신페닐알라닌루이신)포스파젠],[NP(GlyOEt) 1.28 (AMPEG550) 0.58 (GlyPheLeuOH) 0.14 ] n 의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 글라이신에틸에스테르(6.09 g, 44.16 mmol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(11.01 g, 20.01 mmol), 글라이신페닐알라닌루이신알릴에스테르 트리플루오르 아세틱산염(1.89 g, 16.56 mmol), 트리에틸아민(36.45 g, 180.00 mmol), 및 테트라하이드로퓨란(400 ml)을 사용하여 [NP(GlyOEt)1.28(AMPEG550)0.58(GlyPheLeuOAll)0.14]n를 얻었다.
얻어진 [NP(GlyOEt)1.28(AMPEG550)0.58(GlyPheLeuOAll)0.14]n (18.6 g)을 테트라 하이드로퓨란(200 ml)에 녹이고 15 몰%의 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐(0)(1.1 g)과 20 당량의 몰포린(8.3 g)을 사용하여 상온에서 8 시간 반응시켰다. 반응여액을 감압 농축하여 소량의 메틸알코올에 녹인 후, 실온에서 메틸알코올에서 5 일 동안 투석하고 이어서 4 ℃에서 증류수로 5 일간 투석한 다음, 저온 건조하여 최종 생성물 [NP(GlyOEt)1.28(AMPEG550)0.58(GlyPheLeuOH)0.14]n 15.81 g(수율 85%)을 얻었다
조성식: C35H63N5O13P
원소분석치: C, 52.15; H, 7.57; N, 8.70
이론치: C, 52.60; H, 8.07; N, 8.47
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 0.7 내지 1.0(b, -NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH2CH(CH 3 )2)COOH),
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH2COOCH2CH 3 ),
δ 1.4 내지 1.8(b, -NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH 2 CH(CH3)2)COOH),
δ 2.9 내지 3.2(b, -NHCH2CONHCH(CH 2 C6H5)NHCH(CH2CH(CH3)2)COOH),
δ 3.2(s, -NHCH 2CONHCH2COOH),
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3, -NHCH 2 COOCH2CH3 ),
δ 3.9 내지 4.3(b, -NHCH 2 CONHCH(CH 2 C6H5)NHCH(CH 2 CH(CH3)2)COOH),
δ 4.0 내지 4.4(b, -NHCH2COOCH 2 CH3),
δ 7.0 내지 7.4(b, -NHCH2CONHCH(CH2C6 H 5 )NHCH(CH2CH(CH3)2)COOH),
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 18.2
평균분자량(Mw): 120000
실시예 11: 폴리[(글라이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(글라이신페닐알라닌루이신글라이신)포스파젠],[NP(GlyOEt)1.22(AMPEG550)0.58(GlyPheLeuGlyOH)0.20]n의 제조
실시예 10과 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 글라이신에틸에스테르(5.80 g, 42.09 mmol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(11.01 g, 20.01 mmol), 글라이신페닐알라닌루이신글라이신알릴에스테르 트리플루오르 아세틱산염(1.89 g, 16.56 mmol), 트리에틸아민(36.45 g, 180.00 mmol), 및 테트라하이드로퓨란(400 ml)을 사용하여 [NP(GlyOEt)1.22(AMPEG550)0.58(GlyPheLeuGlyOAll)0.20]n를 얻었다.
얻어진 [NP(GlyOEt)1.22(AMPEG550)0.58(GlyPheLeuGlyOAll)0.20]n(18.6 g)을 테트라하이드로퓨란(200 ml)에 녹이고 15 몰%의 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐(0)(1.1 g)과 20 당량의 몰포린(8.3 g)을 사용하여 상온에서 8 시간 반응시켰다. 반응여액을 감압 농축하여 소량의 메틸알코올에 녹인 후, 실온에서 메틸알코올에서 5 일 동안 투석하고 이어서 4 ℃에서 증류수로 5 일간 투석한 다음, 저온 건조하여 최종 생성물 [NP(GlyOEt)1.22(AMPEG550)0.58(GlyPheLeuGlyOAll)0.20]n 15.81 g(수율 85%)을 얻었다
조성식: C36H67N5O15P
원소분석치: C, 52.19; H, 8.16; N, 7.67
이론치: C, 41.56; H, 7.96; N, 8.25
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 0.7 내지 1.0(b, -NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH2CH(CH 3 )2)CONHCH2COOH),
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH2COOCH2CH 3 ),
δ 1.4 내지 1.8(b, -NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH 2 CH(CH3)2)CONHCH2COOH),
δ 2.9 내지 3.2(b, -NHCH2CONHCH(CH 2 C6H5)NHCH(CH2CH(CH3)2)CONHCH2COOH),
δ 3.2(s, -NHCH 2CONHCH2COOH),
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3, -NHCH2COOCH2CH3,
-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH2CH(CH3)2)CONHCH 2 COOH ),
δ 3.9 내지 4.3(b, -NHCH 2 CONHCH(CH 2 C6H5)NHCH(CH 2 CH(CH3)2)CONHCH2COOH),
δ 4.0 내지 4.4(b, -NHCH2COOCH 2 CH3),
δ 7.0 내지 7.4(b, -NHCH2CONHCH(CH2C6 H 5 )NHCH(CH2CH(CH3)2)CONHCH2COOH),
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 19.0
평균분자량(Mw): 140000
실시예 12: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(에틸-2-(O-글라이실)락테이트)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜750)(글라이실글라이신)포스파젠],[NP(IleOEt) 1.27 (GlyLacOEt) 0.15 (AMPEG750) 0.45 (GlyGlyOH) 0.13 ] n 의 제조
실시예 10과 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(8.57 g, 43.82 mmol), 에틸-2-(O-글라이실)락테이트 암모늄 옥살산염(1.13 g, 5.18 mmol), 분자량 750의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(11.64 g, 15.53 mmol), 글라이실글라이신알릴에스테르 트리플루오르아세틱산염(2.57 g, 8.97 mmol), 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐(0)(1.12 g), 몰포린(8.45 g), 트리에틸아민(29.77 g, 147.00 mmol)과 테트라하이드로퓨란(600 ml)을 사용하여 최종 생성물[NP(IleOEt)1.27(GlyLacOEt)0.15(AMPEG750)0.45(GlyGlyOH)0.13]n 19.61 g(수율 95%)을 얻었다.
조성식: C26H52N3O101P
원소분석치: C, 51.50; H, 8.64; N, 7.02
이론치: C, 50.98; H, 8.46; N, 7.07
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2 CH 3),
δ 1.3 내지 1.6(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2CH3)OCH2CH3,
-NHCH2COOCH(CH3)COOCH2 CH 3 ),
δ 1.6 내지 1.9(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3,
-NHCH2COOCH(CH 3 )COOCH2CH3),
δ 3.2(s, -NHCH 2CONHCH2COOH),
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)15 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)15CH3),
δ 3.9(s, -NHCH2CONHCH 2COOH),
δ 4.0 내지 4.1(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 4.1 내지 4.4(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH 2CH3,
-NHCH 2 COOCH(CH3)COOCH 2 CH3),
δ 5.2 내지 5.4(b, -NHCH2COOCH(CH3)COOCH2CH3 , )
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 19.3
평균분자량(Mw): 49600
실시예 13: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(글라이실글라이신)(글라이실글라이실폴리에틸렌이민)포스파젠],[NP(IleOEt) 1.19 (AMPEG550) 0.62 (GlyGlyOH) 0.04 (GlyGlyPEI) 0.15 ] n 의 제조
실시예 10과 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(8.15 g, 41.06 mmol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(11.76 g, 21.39 mmol), 글라이실글라이신알릴에스테르 트리플루오르아세틱산염(1.88 g, 6.65 mmol), 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐(0)(1.68 g), 몰포린(12.68 g), 트리에틸아민(28.98 g, 143.13 mmol)과 테트라하이드로퓨란(600 ml)을 사용하여 생성물[NP(IleOEt)1.19(AMPEG550)0.62(GlyGlyOH)0.19]n을 얻었다.
얻어진 [NP(IleOEt)1.19(AMPEG550)0.62(GlyGlyOH)0.19]n(20.05 g)를 테트라하이드로퓨란(200 ml)에 녹이고 0.15 당량의 분자량 800의 폴리(에틸렌이민)(10.59 g), 0.24 당량의 디사이클로헥실카보디이미드(1.36 g)와 0.24 당량의 하이드록시석신이미드(0.762 g)을 사용하여 상온에서 48 시간 반응시켰다. 반응여액을 감압 농축하여 소량의 메틸알코올에 녹인 후, 실온에서 메틸알코올에서 5 일 동안 투석하고 이어서 4 ℃에서 증류수로 5 일간 투석한 다음, 저온 건조하여 최종 생성물 [NP(IleOEt)1.19(AMPEG550)0.62(GlyGlyOH)0.04(GlyGlyPEI)0.15]n 17.64 g(수율 88%)을 얻 었다
조성식: C30H59N5O11P
원소분석치: C, 51.39; H, 8.42; N, 9.91
이론치: C, 41.89; H, 8.70; N, 10.64
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2 CH 3),
δ 1.3 내지 1.6(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2CH3)OCH2CH3),
δ 1.6 내지 1.9(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 2.1 내지 2.6(b, -NH(CH 2 CH 2NH)18H),
δ 3.2(s, -NHCH 2CONHCH2COOH),
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3),
δ 3.9(s, -NHCH2CONHCH 2COOH),
δ 4.0 내지 4.1(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 4.1 내지 4.4(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH 2CH3).
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 19.5
평균분자량(Mw): 52700
실시예 14: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(글라이실글라이신)(글라이실글라이실프로타민)포스파젠],[NP(IleOEt) 1.16 (AMPEG550) 0.67 (GlyGlyOH) 0.15 (GlyGlyProtamine) 0.02 ] n 의 제조
실시예 10과 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(7.83 g, 40.02 mmol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(12.71 g, 23.12 mmol), 글라이실글라이신알릴에스테르 트리플루오르아세틱산염(1.68 g, 5.87 mmol), 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐(0)(0.73 g), 몰포린(5.53 g), 트리에틸아민(27.95 g, 138.02 mmol)과 테트라하이드로퓨란(600 ml)을 사용하여 생성물[NP(IleOEt)1.16(AMPEG550)0.67(GlyGlyOH)0.17]n을 얻었다.
얻어진 [NP(IleOEt)1.16(AMPEG550)0.67(GlyGlyOH)0.17]n(11.23 g)을 무수 테트라하이드로퓨란(100 ㎖)에 녹이고 0.08 당량의 트리부틸아민(0.22 g)와 0.08 당량의 이소부틸클로로포메이트(0.16 g)을 적가하여 0 ℃에서 30분간 활성화 시켰다. 그 후 0.04 당량의 분자량 4200의 프로타민(2.9 g)을 소량의 물에 녹이고 상기 활성화된 용액에 적가하여 0 ℃에서 1 시간 실온에서 24시간 반응시켰다. 반응여액을 감압 농축하여 소량의 메틸알코올에 녹인 후 MWCO 6-8000 멤브레인에 넣고, 실온에서 메틸알코올에서 5 일 동안 투석하고 이어서 4 ℃에서 증류수로 5 일간 투석한 다음, 저온 건조하여 최종 생성물 [NP(IleOEt)1.16(AMPEG550)0.67(GlyGlyOH)0.15(GlyGlyProtamine)0.02]n 10.02 g (수율 82%)을 얻었다
조성식: C25H52N3O10P
원소분석치: C, 51.32; H, 8.82; N, 7.30
이론치: C, 51.30; H, 8.12; N, 7.4
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2 CH 3),
δ 1.3 내지 1.6(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2CH3)OCH2CH3),
δ 1.6 내지 1.9(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 3.2(s, -NHCH 2CONHCH2COOH),
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3),
δ 3.9(s, -NHCH2CONHCH 2COOH),
δ 4.0 내지 4.1(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 4.1 내지 4.4(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH 2CH3).
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 18.9
평균분자량(Mw): 102000
실시예 15: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(글라이실글라이신)(글라이실글라이실프로타민)포스파젠],[NP(IleOEt) 1.16 (AMPEG550) 0.67 (GlyGlyOH) 0.12 (GlyGlyProtamine) 0.05 ] n 의 제조
실시예 10과 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(7.83 g, 40.02 mmol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(12.71 g, 23.12 mmol), 글라이실글라이신알릴에스테르 트리플루오르아세틱산염(1.68 g, 5.87 mmol), 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐(0)(0.73 g), 몰포린(5.53 g), 트리에틸아민(27.95 g, 138.02 mmol), 트리부틸아민(0.88 g), 이소부틸클로로포메이트(0.64 g), 분자량 4200의 프로타민(7.24 g)과 테트라하이드로퓨란(600 ml)을 사용하여 최종 생성물[NP(IleOEt)1.16(AMPEG550)0.67(GlyGlyOH)0.12(GlyGlyProtamine)0.05]n 10.12 g(수율 80%)을 얻었다.
조성식: C25H52N3O10P
원소분석치: C, 51.23; H, 8.80; N, 7.39
이론치: C, 50.27; H, 8.61; N, 7.23
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2 CH 3),
δ 1.3 내지 1.6(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2CH3)OCH2CH3),
δ 1.6 내지 1.9(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 2.1 내지 2.6(b, -NH(CH 2 CH 2NH)11H),
δ 3.2(s, -NHCH 2CONHCH2COOH),
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3),
δ 3.9(s, -NHCH2CONHCH 2COOH),
δ 4.0 내지 4.1(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 4.1 내지 4.4(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH 2CH3).
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 19.2
평균분자량(Mw): 132000
실시예 16: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(글라이실글라이신)(글라이실글라이실에틸렌헤파린)포스파젠],[NP(IleOEt) 1.28 (AMPEG550) 0.65 (GlyGlyOH) 0.05 (GlyGlyNHC 2 H 4 Heparin) 0.02 ] n 의 제조
실시예 10과 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(8.77 g, 44.16 mmol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(12.33 g, 22.43 mmol), 글라이실글라이신알릴에스테르 트리플루오르아세틱산염(0.68 g, 2.42 mmol), 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐(0)(0.61 g), 몰포린(4.61 g), 트리에틸아민(27.95 g, 138.02 mmol), 트리부틸아민(0.22 g), 이소부틸클로로포메이트(0.16 g), 분자량 4000의 에틸렌 헤파린(2.76 g)과 테트라하이드로퓨란(600 ml)을 사용하여 최종 생성물[NP(IleOEt)1.28(AMPEG550)0.65(GlyGlyOH)0.05(GlyGlyNHC2H4Heparin)0.02]n 9.12 g(수율 75%)을 얻었다.
조성식: C25H52N3O10P
원소분석치: C, 51.81; H, 8.91; N, 7.21
이론치: C, 50.31; H, 8.08; N, 7.38
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2 CH 3),
δ 1.3(s, -[CH(COO-)OCHCH(OSO3 -)CH(OH)CH]-CH 2OCH2-
[CHCH(CH2OSO3 -)OCHCH(NHSO3 -)CH(OH)]-)
δ 1.4 내지 1.6(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2CH3)OCH2CH3),
δ 1.5(s, -[CH(COO-)OCHCH(OSO3 -)CH(OH)CH]-CH2OCH 2-
[CHCH(CH2OSO3 -)OCHCH(NHSO3 -)CH(OH)]-),
δ 1.6 내지 1.9(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 1.3(s, -[CH(COO-)OCHCH(OSO3 -)CH(OH)CH]-CH2OCH2-
[CHCH(CH2OSO3 -)OCHCH(NHSO3 -)CH(OH)]-),
δ 3.2(s, -NHCH 2CONHCH2COOH),
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3),
δ 3.9(s, -NHCH2CONHCH 2COOH),
δ 4.0 내지 4.1(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 4.2(s, -[CH(COO-)OCHCH(OSO3 -)CH(OH)CH]-CH2OCH2-
[CHCH(CH2OSO3 -)OCHCH(NHSO3 -)CH(OH)]-),
δ 4.1 내지 4.4(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH 2CH3),
δ 4.5(s, -[CH(COO-)OCHCH(OSO3 -)CH(OH)CH]-CH2OCH2-
[CHCH(CH2OSO3 -)OCHCH(NHSO3 -)CH(OH)]-).
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 19.0
평균분자량(Mw): 127800
실시예 17: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(글라이실글라이신)(글라이실글라이실에틸렌히알루논산)포스파젠],
[NP(IleOEt) 1.31 (AMPEG550) 0.61 (GlyGlyOH) 0.06 (GlyGly(NH) 2 CO(CH 2 ) 4 CO(NH) 2 Hyaluronic acid) 0.02 ] n 의 제조
실시예 10과 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(8.98 g, 45.20 mmol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(11.57 g, 21.05 mmol), 글라이실글라이신알릴에스테르 트리플루오르아세틱산염(0.78 g, 2.76 mmol), 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐(0)(0.61 g), 몰포린(4.61 g), 트리에틸아민(27.95 g, 138.02 mmol), 트리부틸아민(0.22 g), 이소부틸클로로포메이트(0.16 g), 분자량 11000의 아디프 디하이드라자이드 히알루논산 (7.59 g)과 테트라하이드로퓨란(600 ml)을 사용하여 최종 생성물[NP(IleOEt)1.31(AMPEG550)0.61(GlyGlyOH)0.06(GlyGly(NH)2CO(CH2)4CO(NH)2Hyaluronic acid)0.02]n 20.12 g(수율 72%)을 얻었다.
조성식: C25H51N3O10P
원소분석치: C, 51.72; H, 8.88; N, 7.48
이론치: C, 51.87; H, 8.22; N, 7.21
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2 CH 3),
δ 1.4 내지 1.5(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2CH3)OCH2CH3),
δ 1.5(s, -[CH(OH)CH(CH2OH)OCHCH(NHCOCH3)]-O-
[CHCH(OH)CH(CHOH)CH(O(NH)2CO(CH 2)4CO(NH)2O]-),
δ 1.6 내지 1.9(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 2.0(s, -[CH(OH)CH(CH2OH)OCHCH(NHCOCH 3)]-O-
[CHCH(OH)CH(CHOH)CH(O(NH)2CO(CH2)4CO(NH)2O]-),
δ 3.2(s, -NHCH 2CONHCH2COOH),
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3),
δ 3.9(s, -NHCH2CONHCH 2COOH),
δ 4.0 내지 4.1(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 4.1 내지 4.4(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH 2CH3),
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 19.7
평균분자량(Mw): 201300
실시예 18: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(아미노에틸석시네이트)포스파젠], [NP(IleOEt) 1.21 (AMPEG550) 0.51 (aminoethylsuccinate) 0.28 ] n 의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(8.04 g, 41.07 mmol), 아미노에탄올(2.80 g, 46.60 mol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(6.83 g, 12.43 mmol), 트리에틸아민(39.09 g, 280.44 mmol), 및 테트라하이드로퓨란(400 ml)을 사용하여 [NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(Aminoethanol)0.28]n를 얻었다.
얻어진 [NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(Aminoethanol)0.28]n (10.33 g)을 테트라하이드로퓨란(200 ml)에 녹이고 2 당량의 석시닉언하이드라이드(2.03 g)과 2 당량의 디메틸아미노피리딘(2.48 g)을 사용하여 상온에서 8 시간 반응시켰다. 반응여액을 감압 농축하여 소량의 메틸알코올에 녹인 후, 실온에서 메틸알코올에서 5 일 동안 투석하고 이어서 4 ℃에서 증류수로 5 일간 투석한 다음, 저온 건조하여 최종 생성물 [NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(aminoethylsuccinate)0.28]n 11.81 g(수율 73%)을 얻었다.
조성식: C23H47N3O9P
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 0.7 내지 1.1(b, -NHCH(CH(CH 3 )CH2 CH 3 )COOCH2CH3),
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2 CH3)COOCH2 CH 3 ),
δ 1.4 내지 1.8(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)COOCH2CH3),
δ 2.5 내지 2.7(b, -NHCH2CH2OCOCH 2 CH2COOH)
δ 2.9 내지 3.2(b, -NHCH 2 CH2OCOCH2 CH 2 COOH,
δ 3.4(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3),
δ 3.9 내지 4.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)COOCH 2 CH3,
-NHCH2 CH 2 OCOCH2CH2COOH)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 18.2
평균분자량(Mw): 32000
실시예 19: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(아미노에틸석시네이트)(아미노에틸석시네이트PEI)포스파젠], [NP(IleOEt) 1.21 (AMPEG550) 0.51 (Aminoethylsuccinate) 0.20 (AminoethylsuccinatePEI) 0.08 ] n 의 제조
실시예 18와 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(8.04 g, 41.07 mmol), 아미노에탄올(2.80 g, 46.60 mol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(6.83 g, 12.43 mmol), 트리에틸아민(39.09 g, 280.44 mmol), 석시닉언하이드라이드(2.03 g), 디메틸아미노피리딘(2.48 g)및 테트라하이드로퓨란(600 ml)을 사용하여 생성물[NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(aminoethylsuccinate)0.28]n을 얻었다.
얻어진 [NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(aminoethylsuccinate)0.28]n (10.15 g)를 테트라하이드로퓨란(200 ml)에 녹이고 0.50 당량의 분자량 800의 폴리(에틸렌이민)(7.22 g), 0.10 당량의 이소부틸클로로포메이트(0.23 g)와 0.20 당량의 트리에틸아민(0.50 g)을 사용하여 0 ℃에서 18 시간 실온에서 6시간 반응시켰다. 반응여액을 감압 농축하여 소량의 메틸알코올에 녹인 후, 실온에서 메틸알코올에서 5 일 동안 투석하고 이어서 4 ℃에서 증류수로 5 일간 투석한 다음, 저온 건조하여 최종 생성물 [NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(Aminoethylsuccinate)0.20 (AminoethylsuccinatePEI)0.08]n 9.46 g(수율 88%)을 얻었다
조성식: C26H52N3O9P
δ 0.7 내지 1.1(b, -NHCH(CH(CH 3 )CH2 CH 3 )COOCH2CH3),
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2 CH3)COOCH2 CH 3 ),
δ 1.4 내지 1.8(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)COOCH2CH3),
δ 2.1 내지 2.6(b, -NHCH2CH2OCOCH2CH2CONH(CH 2 CH 2NH)18H)
δ 2.5 내지 2.7(b, -NHCH2CH2OCOCH 2 CH2COOH)
δ 2.9 내지 3.2(b, -NHCH 2 CH2OCOCH2 CH 2 COOH,
δ 3.4(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3),
δ 3.9 내지 4.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)COOCH 2 CH3,
-NHCH2 CH 2 OCOCH2CH2COOH)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 18.2
평균분자량(Mw): 43000
실시예 20: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(아미노에틸석시네이트)(아미노에틸석시네이트프로타민)포스파젠],[NP(IleOEt) 1.21 (AMPEG550) 0.51 (Aminoethylsuccinate) 0.16 (AminoethylsuccinateProtamine) 0.12 ] n 의 제조
실시예 18와 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(8.04 g, 41.07 mmol), 아미노에탄올(2.80 g, 46.60 mol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(6.83 g, 12.43 mmol), 트리에틸아민(39.09 g, 280.44 mmol), 석시닉언하이드라이드(2.03 g), 디메틸아미노피리 딘(2.48 g)및 테트라하이드로퓨란(600 ml)을 사용하여 생성물[NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(aminoethylsuccinate)0.28]n을 얻었다.
얻어진 [NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(aminoethylsuccinate)0.28]n (10.00 g)을 무수 테트라하이드로퓨란(200 ㎖)에 녹이고 0.26 당량의 트리에틸아민(0.65 g)와 0.13 당량의 이소부틸클로로포메이트(0.3 g)을 적가하여 0 ℃에서 30분간 활성화 시켰다. 그 후 0.26 당량의 분자량 4200의 프로타민(19.44 g)을 소량의 물에 녹이고 0.52당량의 트리에틸아민 (1.29 g)을 적가 후 상기 활성화된 용액에 적가하여 0 ℃에서 18 시간 실온에서 6시간 반응시켰다. 반응여액을 감압 농축하여 소량의 메틸알코올에 녹인 후 MWCO 12-14,000 멤브레인에 넣고, 실온에서 메틸알코올에서 5 일 동안 투석하고 이어서 4 ℃에서 증류수로 5 일간 투석한 다음, 저온 건조하여 최종 생성물 [NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(Aminoethylsuccinate)0.16 (AminoethylsuccinateProtamine)0.12]n 10.12 g (수율 82%)을 얻었다
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 0.7 내지 1.1(b, -NHCH(CH(CH 3 )CH2 CH 3 )COOCH2CH3),
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2 CH3)COOCH2 CH 3 ),
δ 1.4 내지 1.8(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)COOCH2CH3),
δ 2.5 내지 2.7(b, -NHCH2CH2OCOCH 2 CH2COOH)
δ 2.9 내지 3.2(b, -NHCH 2 CH2OCOCH2 CH 2 COOH,
δ 3.4(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3),
δ 3.9 내지 4.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)COOCH 2 CH3,
-NHCH2 CH 2 OCOCH2CH2COOH)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 18.9
평균분자량(Mw): 52000
실시예 21: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노에틸석시네이트)(아미노에틸석시네이트에틸렌헤파린)포스파젠], [NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(Aminoethylsuccinate)0.25(AminoethylsuccinateNHC2H4Heparin)0.03]n의 제조
실시예 18와 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(8.04 g, 41.07 mmol), 아미노에탄올(2.80 g, 46.60 mol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(6.83 g, 12.43 mmol), 트리에틸아민(39.44 g, 282.93 mmol), 석시닉언하이드라이드(2.03 g), 디메틸아미노피리딘(2.48 g)및 테트라하이드로퓨란(600 ml), 트리부틸아민(0.22 g), 이소부틸클로로포메이트(0.16 g), 분자량 4000의 에틸렌 헤파린(2.76 g)과 테트라하이드로퓨란(600 ml)을 사용하여 최종 생성물[NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(Aminoethylsuccinate)0.25(AminoethylsuccinateNHC2H4Heparin)0.03]n 9.12 g(수율 75%)을 얻었다.
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 0.7 내지 1.1(b, -NHCH(CH(CH 3 )CH2 CH 3 )COOCH2CH3),
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2 CH3)COOCH2 CH 3 ),
δ 1.3(s, -[CH(COO-)OCHCH(OSO3 -)CH(OH)CH]-CH 2OCH2-
[CHCH(CH2OSO3 -)OCHCH(NHSO3 -)CH(OH)]-)
δ 1.4 내지 1.8(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 1.5(s, -[CH(COO-)OCHCH(OSO3 -)CH(OH)CH]-CH2OCH 2-
[CHCH(CH2OSO3 -)OCHCH(NHSO3 -)CH(OH)]-),
δ 2.5 내지 2.7(b, -NHCH2CH2OCOCH 2 CH2COOH)
δ 2.9 내지 3.2(b, -NHCH 2 CH2OCOCH2 CH 2 COOH,
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3),
δ 3.9 내지 4.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)COOCH 2 CH3,
-NHCH2 CH 2 OCOCH2CH2COOH)
δ 4.2(s, -[CH(COO-)OCHCH(OSO3 -)CH(OH)CH]-CH2OCH2-
[CHCH(CH2OSO3 -)OCHCH(NHSO3 -)CH(OH)]-),
δ 4.5(s, -[CH(COO-)OCHCH(OSO3 -)CH(OH)CH]-CH2OCH2-
[CHCH(CH2OSO3 -)OCHCH(NHSO3 -)CH(OH)]-).
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 19.0
평균분자량(Mw): 84300
실시예 22: 폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(아미노에틸석시네이트)(아미노에틸석시네이트에틸렌히알루논산)포스파젠],
[NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(Aminoethylsuccinate)0.26(Aminoethylsuccinate(NH)2CO(CH2)4CO(NH)2Hyaluronic acid)0.02]n의 제조
실시예 18와 동일한 방법으로 폴리(디클로로포스파젠)(4.00 g, 34.50 mmol), 아이소루이신에틸에스테르(8.04 g, 41.07 mmol), 아미노에탄올(2.80 g, 46.60 mol), 분자량 550의 아미노메톡시폴리에틸렌글리콜(6.83 g, 12.43 mmol), 트리에틸아민(39.44 g, 282.93 mmol), 석시닉언하이드라이드(2.03 g), 디메틸아미노피리 딘(2.48 g)및 테트라하이드로퓨란(600 ml), 트리부틸아민(0.22 g), 이소부틸클로로포메이트(0.16 g), 분자량 11000의 아디프 디하이드라자이드 히알루논산 (7.59 g)과 테트라하이드로퓨란(600 ml)을 사용하여 최종 생성물[NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(Aminoethylsuccinate)0.26(Aminoethylsuccinate(NH)2CO(CH2)4CO(NH)2Hyaluronic acid)0.02]n 9.33 g(수율 77%)을 얻었다.
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 0.7 내지 1.1(b, -NHCH(CH(CH 3 )CH2 CH 3 )COOCH2CH3),
δ 1.1 내지 1.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH 2 CH3)COOCH2 CH 3 ),
δ 1.3(s, -[CH(COO-)OCHCH(OSO3 -)CH(OH)CH]-CH 2OCH2-
[CHCH(CH2OSO3 -)OCHCH(NHSO3 -)CH(OH)]-)
δ 1.4 내지 1.8(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)OCH2CH3),
δ 1.5(s, -[CH(OH)CH(CH2OH)OCHCH(NHCOCH3)]-O-
[CHCH(OH)CH(CHOH)CH(O(NH)2CO(CH 2)4CO(NH)2O]-),
δ 2.0(s, -[CH(OH)CH(CH2OH)OCHCH(NHCOCH 3)]-O-
[CHCH(OH)CH(CHOH)CH(O(NH)2CO(CH2)4CO(NH)2O]-),
δ 2.5 내지 2.7(b, -NHCH2CH2OCOCH 2 CH2COOH)
δ 2.9 내지 3.2(b, -NHCH 2 CH2OCOCH2 CH 2 COOH,
δ 3.3(s, -NH(CH2CH2O)11 CH 3),
δ 3.4 내지 3.8(b, -NH(CH 2 CH 2O)11CH3),
δ 3.9 내지 4.3(b, -NHCH(CH(CH3)CH2CH3)COOCH 2 CH3,
-NHCH2 CH 2 OCOCH2CH2COOH)
δ 4.2(s, -[CH(COO-)OCHCH(OSO3 -)CH(OH)CH]-CH2OCH2-
[CHCH(CH2OSO3 -)OCHCH(NHSO3 -)CH(OH)]-),
δ 4.5(s, -[CH(COO-)OCHCH(OSO3 -)CH(OH)CH]-CH2OCH2-
[CHCH(CH2OSO3 -)OCHCH(NHSO3 -)CH(OH)]-).
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 19.7
평균분자량(Mw): 73200
실시예 23 : 온도 변화에 따른 포스파젠계 고분자의 솔-젤 변화 관찰
본 발명의 실시예 1 내지 17에 따른 포스파젠계 고분자들을 각각 10 중량%의 농도로 4 ℃에서 인산완충식염수(pH 7.4)에 용해시켜, 이를 자동 온도 조절 욕(bath, TC-501)이 장치된 점도계(Brookfield DV-III+ Rheometer)의 챔버(chamber)에 넣은 다음, 전단 속도를 초당 0.1 내지 1.7로 하여 분당 0.04 ℃로 온도를 상승시키면서 이들의 온도 변화에 따른 솔-젤 거동을 관찰하였다.
도 1은 본 발명의 포스파젠계 고분자의 온도 변화에 따른 솔-젤 거동의 사진으로서, 시작 젤 온도 이하에서는 흐르는 용액 상태이지만 최고 젤 온도에서는 젤 상태인 것을 보여준다.
아래의 표 3는 본 발명의 온도 감응성 포스파젠계 고분자의 온도 변화에 따른 젤 특성 실험 결과를 나타낸 것이다.
포스파젠계 고분자의 온도 변화에 따른 젤 특성 실험 결과
고분자 구조 최고 젤
온도
(℃)		 최고 젤
강도
(Pa·s)
실시예 1 [NP(PheOEt)1.03(AMPEG350)0.84(LysOEt)0.13]n 31 26
실시예 2 [NP(IleOEt)0.86(AMPEG550)0.85(LysOEt)0.29]n 27 150
실시예 3 [NP(PheOEt)1.10(GlyLacOEt)0.02(AMPEG550)0.88]n 42 115
실시예 4 [NP(IleOEt)1.10(GlyGlycOEt)0.15(AMPEG550)0.57(LysOEt)0.16]n 39 428
실시예 5 [NP(IleOEt)1.20(AMPEG550)0.70(GlyOH)0.10]n 37 153
실시예 6 [NP(IleOEt)1.23(AMPEG350)0.62(GlyGlyOH)0.15]n 38 200
실시예 7 [NP(IleOEt)1.23(AMPEG550)0.48(GlyGlyOH)0.29]n 27 1058
실시예 8 [NP(IleOEt)1.17(AMPEG550)0.63(GlyGlyOH)0.15]n 51 65
실시예 9 [NP(IleOEt)1.19(AMPEG550)0.52(GlyLeuOH)0.29]n 46 482
실시예10 [NP(GlyOEt)1.23(AMPEG550)0.58(GlyPheLeuOH)0.14]n 33 218
실시예11 [NP(GlyOEt)1.22(AMPEG550)0.58(GlyPheLeuGlyOH)0.20]n 42 124
실시예12 [NP(IleOEt)1.27(GlyLacOEt)0.15(AMPEG750)0.45(GlyGlyOH)0.13]n 51 68
실시예13 [NP(IleOEt)1.19(AMPEG550)0.62(GlyGlyOH)0.04(GlyGlyPEI)0.15]n 39 257
실시예14 [NP(IleOEt)1.16(AMPEG550)0.67(GlyGlyOH)0.15(GlyGlyProtamine)0.02]n 46 75
실시예15 [NP(IleOEt)1.16(AMPEG550)0.67(GlyGlyOH)0.12(GlyGlyProtamine)0.05]n 50 138
실시예16 [NP(IleOEt)1.28(AMPEG550)0.65(GlyGlyOH)0.05
(GlyGlyNHCH2CH2Heparin)0.02]n 		38 126
실시예17 [NP(IleOEt)1.31(AMPEG550)0.61(GlyGlyOH)0.06
(GlyGly(NH)2CO(CH2)4CO(NH)2Hyaluronic acid)0.02]n 		40 109
실시예18 [NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(Aminoethylsuccinate)0.28]n 37 175
실시예19 [NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(Aminoethylsuccinate)0.20(AminoethylsuccinatePEI)0.08]n 36 205
실시예20 [NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(Aminoethylsuccinate)0.16(AminoethylsuccinateProtamine)0.12]n 38 150
실시예21 NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(Aminoethylsuccinate)0.25(AminoethylsuccinateNHCH2CH2Heparin)0.03]n 39 115
실시예22 [NP(IleOEt)1.21(AMPEG550)0.51(Aminoethylsuccinate)0.26(Aminoethylsuccinate(NH)2CO(CH2)4CO(NH)2Hyaluronic acid)0.02]n 38 135
표 3에 있어서, '최고 젤 온도'는 고분자 수용액의 점도가 최고점에 도달하는 온도를, '최고 젤 강도'는 고분자 수용액의 점도가 최고점에 도달했을 때의 점도를 각각 나타내는 것이다.
이와 같은 본 발명의 폴리포스파젠 고분자의 온도 변화에 따른 점도 변화를 도 2에 나타내었다.
상기 표 3 및 도 2에서 알 수 있는 것과 같이, 포스파젠계 고분자에 치환되어있는 소수성 아미노산 에스테르의 종류, 분해 속도를 조절할 수 있는 아미노산, 펩티드, 뎁시 펩티드 에스테르의 종류, 관능기를 가지고 있는 아미노산 또는 펩티드 치환체의 종류, 메톡시폴리에틸렌글리이콜의 사슬의 길이 및 모든 치환체들의 조성의 조절에 의해 넓은 범위의 최고 젤 온도 및 최고 젤 강도를 나타내는 포스파젠계 고분자들을 확인 할 수 있었다.
실시예 24: 포스파젠계 고분자의 시간에 따른 가수분해정도의 관찰
본 발명의 실시예에 따른 포스파젠계 고분자들을 각각 10 중량%의 농도로 인산완충식염수(pH 7.4)에 용해시켜 37 ℃ 수조에서 방치하고 시간 경과에 따른 가수분해정도를 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 측정한 분자량의 감소정도로 평가한 포스파젠계 고분자의 시간에 따른 가수분해실험 결과를 아래 표 4에 나타내었다.
일정기간 분해가 진행된 용액을 성분 분석한 결과, 인산염, 암모니아, 에틸알코올 등이 검출되었으며, 따라서 본 발명의 관능기를 가지는 포스파젠계 고분자들은 인체에 무해한 인산염, 암모니아, 에틸알코올 등으로 분해되는 것으로 추정된다.
[표 4]
Figure 112008031236995-pat00013
본 발명의 포스파젠계 고분자들의 시간에 따른 가수분해정도를 도 3에 나타내었다.
상기 표 4 및 도 3에서 알 수 있는 것과 같이, 실시예 2에 따른 카복실기를 갖지 않은 포스파젠계 고분자의 경우, 최초 5일 동안 약 5%의 분자량 감소를 보이고 30일 동안 30%의 분자량 감소 정도를 보였다. 실시예 6에 따른 카복실기를 갖는 포스파젠계 고분자의 경우, 최초 5일 동안 23%의 분자량 감소를 보이고 30일 동안 46%의 분자량 감소를 보여, 카복실기를 갖는 포스파젠계 고분자가 더 빠른 가수분해 속도를 보이는 것으로 나타났다.
가수분해의 시작점이 아미노산 에스테르인 경우, 수용액에서 에스테르가 분해되어 카복실기가 형성되고, 형성된 카복실기가 주사슬 또는 인접 분자의 인 원자를 공격하여 포스파젠계 고분자의 주사슬이 절단되게 된다. 따라서, 관능기로서 카복실기를 갖는 포스파젠계 고분자는 에스테르의 분해 과정을 거치지 않아도 되기 때문에 상대적으로 빠른 가수분해 속도를 보이는 것으로 추측된다.
그리하여, 고분자의 분해속도를 가속화시킨다고 알려져 있는 뎁시 펩티드와 카복실기를 동시에 가지고 있는 본 발명의 실시예 12에 따른 포스파젠계 고분자의 경우 최초 5일 동안 약 36%의 분자량 감소를 보이고 이후로도 꾸준한 감소 추세를 보여 30일 동안 약 67% 까지 분자량이 감소하여 가장 빠른 가수분해속도를 보여주었다.
실시예 25 : 서로 다른 성질을 갖는 포스파젠계 고분자들이 여러 가지 비율로 혼합되어져 있는 포스파젠계 고분자 혼합물의 온도 변화에 따른 솔-젤 변화 관찰
본 발명의 실시예 7과 실시예 8의 포스파젠계 고분자는 서로 다른 성질을 갖는 포스파젠계 고분자이다. 실시예 7의 고분자는 27 ℃의 낮은 젤 온도에 1058 Pa·s의 높은 젤 강도를 갖고, 실시예 8의 고분자는 51 ℃의 높은 젤 온도에 65 Pa·s의 낮은 젤 강도을 갖는다. 이러한 서로 상반되는 젤화 성질을 가지고 있는 2종류의 고분자들을 여러 가지 비율로 혼합하여서 온도 변화에 따른 솔-젤 변화를 관찰하였다.
아래의 표 5는 여러 가지 비율로 혼합된 실시예 7과 실시예 8의 혼합물의 온도변화에 따른 젤 특성 실험 결과이다.
[표 5] 서로 다른 성질을 가지는 포스파젠계 고분자들이 여러 가지 비율로 혼합되어져 있는 포스파젠계 고분자 혼합물의 온도 변화에 따른 젤 특성 실험 결과
혼합 비율 시작 젤 온도
(℃)		 최고 젤 온도
(℃)		 최고 젤 강도
(Pa·s)
실시예 7 실시예 8
0 100 36 51 65
40 60 27 41 148
46 54 25 40 253
52 48 23 39 310
100 0 18 27 1058
상기 표 5에서 알 수 있듯이, 낮은 최고 젤 강도와 높은 최고 젤 온도를 가진 실시예 8의 비율이 낮아질수록 혼합물의 최고 젤 강도는 높아지고 최고 젤 온도는 낮아졌다. 이러한 결과들을 바탕으로 서로 다른 성질을 가지고 있는 포스파젠계 고분자들의 혼합 비율의 조절로 원하는 최고 젤 온도 및 최고 젤 강도의 포스파젠계 고분자 혼합물을 제공할 수 있음을 보여주었다.
실시예 26 : 키토산이 첨가된 포스파젠계 고분자의 온도 변화에 따른 솔-젤 변화 관찰
본 발명에 있어서, 포스파젠계 고분자를 이용하여 주입형 약물 전달 재료로 사용할 때에는 필요에 따라 여러 가지 첨가제들이 포함될 수 있다.
약물과의 이온 결합을 위하여 키토산이 첨가되어 있는 포스파젠계 고분자 혼합물의 온도변화에 따른 젤 특성의 실험 결과를 아래의 표 6에 나타내었다.
[표 6] 키토산이 여러 가지 비율로 혼합되어 있는 실시예 3 포스파젠계 고분자 혼합물의 온도 변화에 따른 젤 특성 실험 결과
키토산 혼합 비율 시작 젤 온도
(℃)		 최고 젤 온도
(℃)		 최고 젤 강도
(Pa·s)
0 부피/중량% 23 42 115
0.1 부피/중량% 20 39 142
0.5 부피/중량% 18 37 1013
상기 표 6에서 알 수 있듯이, 키토산의 혼합 비율에 따라서 최고 젤 온도와 최고 젤 강도가 변함을 알 수 있었다. 이러한 결과들의 바탕으로 첨가제의 종류, 첨가제의 혼합 비율의 조절을 통하여 주입용 약물 전달 재료로 사용하기 위한 최고 젤 온도 및 최고 젤 강도의 포스파젠계 고분자 혼합물을 제공할 수 있음을 보여주었다.
실시예 27: 포스파젠계 고분자 용액에서의 파클리탁셀(paclitaxel)의 용해도
대표적인 소수성 약물인 파클리탁셀은 물에 거의 용해되지 않는다고 알려져 있다. 25 ℃에서 1 ml의 물에 0.004 mg의 파클리탁셀이 용해된다. 하지만, 이러한 소수성 약물이 포스파젠계 고분자 용액에서는 눈에 띄게 많이 용해됨이 관찰되었다.
인산완충식염수(pH 7.4)에 실시예 3의 포스파젠계 고분자가 7 중량% 및 10 중량%의 농도로 용해되어 있는 포스파젠계 고분자 용액(pH 7.4)에 과량의 파클리탁셀을 가하여 4 ℃ 챔버에서 3일 동안 용해시켰다. 용해되지 않은 파클리탁셀을 제거한 후, HPLC로 용해되어 있는 파클리탁셀의 양을 측정하였다.
상기와 같은 포스파젠계 고분자 용액에서의 파클리탁셀의 용해도를 시험한 결과를 아래의 표 7에 나타내었다.
[표 7] 인산완충식염수와 다양한 농도의 포스파젠계 고분자 용액에서의 파클리탁셀의 용해도
용매 용해도(mg/ml)
인산완충식염수 0.0003
포스파젠계 고분자 용액 (7 중량%) 4
포스파젠계 고분자 용액 (10 중량%) 9
상기 표 7에서 보여주듯이, 포스파젠계 고분자가 포함되어있지 않은 인산완충식염수에 비해 포스파젠계 고분자 용액에서는 13,000 내지 30,000배의 증가된 용해도를 보여주었다. 또한 포스파젠계 고분자의 농도가 높을수록 더 많이 용해됨도 관찰되었다.
실시예 28 : 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서 생체 외(in vitro) 파클리탁셀(paclitaxel) 방출거동 관찰
실시예 3의 포스파젠계 고분자가 7 중량% 농도로 인산완충식염수에 용해되어있는 용액에 파클리탁셀을 0.1 부피%로 용해시켰다. 0.5 ml의 파클리탁셀이 포함되어있는 포스파젠계 고분자 용액을 밀리셀(millicell)에 넣어서 37 ℃에서 하이드로젤을 만들었다. 파클리탁셀이 포함되어있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤을 100 ml의 방출용액에 넣었다. 상기 방출용액로서 0.1 부피%의 SDS가 포함되어있는 인산완충식염수(pH 7.4)을 사용하였다. 상기 파클리탁셀 함유 포스파젠계 고분자 하이드로젤이 포함된 방출용액을 37 ℃ 수조에 넣고 50 rpm으로 흔들어 준 후, 지정된 시간에 5 ml 의 방출용액을 채취하여 HPLC로 방출되어진 파클리탁셀 양을 측정하였다. 5 ml의 방출 용액을 채취한 후에는 새로운 방출 용액을 채워주었다.
시간에 따른 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서의 파클리탁셀의 방출거동을 도 4에 나타내었다. 도 4에 나타난 바와 같이, 파클리탁셀이 포함되어있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서는 파클리탁셀이 우수하게 방출이 조절이 되며 50일까지 방출됨을 알 수 있다.
실시예 29 : 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서 생체 외(in vitro) 독소루비신(doxorubicin) 방출거동 관찰
실시예 4의 포스파젠계 고분자를 10 중량%의 농도로 물에 용해시킨 용액에 독소루비신을 0.1 부피%로 용해시켰다. 0.5 ml의 독소루비신이 포함되어있는 포스파젠계 고분자 용액을 밀리셀(millicell)에 넣어서 37 ℃에서 하이드로젤을 만들었다. 독소루비신이 함유되어 있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤을 10 ml의 인산완충식염수(pH 7.4) 방출 용액에 넣었다. 상기 독소루비신이 함유된 폴리포스젠계 고분자 용액을 포함하는 방출용액을 37 ℃ 수조에 넣고 50 rpm으로 흔들어 준 후, 지정된 시간에 밀리셀을 새로운 방출 용액으로 옮겨주었다. 독소루비신이 방출된 용액을 UV-VIS spectroscopy(excitation: 495nm)를 이용하여 방출된 독소루비신 양을 측정하였다. 상기와 같이 측정된 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서의 독소루비신의 방출거동을 도 4에 나타내었다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 독소루비신이 포함되어있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서는 독소루비신이 우수하게 방출이 조절이 되며 60일까지 방출됨을 알 수 있다.
실시예 30 : 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서 생체 외(in vitro) 에리스로포이에틴(etythropoietin, EPO) 방출거동 관찰
실시예 3의 포스파젠계 고분자을 12 중량%의 농도로 인산완충식염수(pH 7.4)에 용해시킨 용액에 인간 에리스로포이에틴(erythropoietin, BioSourceTM, Invitrogen, US)를 0.06 부피%로 용해시켰다. 0.3 ml의 에리스로포이에틴이 함유되어 있는 포스파젠계 고분자 용액을 밀리셀(millicell)에 넣어서 37 ℃에서 하이드로젤을 만들었다. 상기 에리스로포이에틴이 함유된 포스파젠계 고분자 하이드로젤을 10 ml의 인산완충식염수(pH 7.4) 방출 용액에 넣었다. 상기 방출용액을 37 ℃ 수조에 넣고 50 rpm으로 흔들어 준 후, 지정된 시간에 0.5 ml 의 방출용액을 채취하여 에리스로포이에틴 면역 측정법과 quantikine을 이용하여 방출된 에리스로포이에틴 양을 측정하였다. 0.5 ml의 방출 용액을 채취한 후에는 새로운 방출 용액을 채워주었다.
상기와 같이 측정된 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서의 에리스로포이에틴의 방출거동을 도 5에 나타내었다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 에리스로포이에틴이 포함되어있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서는 에리스로포이에틴이 우수하게 방출이 조절이 되며 30일까지 방출됨을 알 수 있다.
실시예 31: 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서 생체 외(in vitro) 인간 성장 호르몬(human growth hormone, hGH) 방출거동 관찰
실시예 3의 포스파젠계 고분자를 10 중량% 농도로 인산완충식염수(pH 7.4)에 용해시킨 용액에 인간 성장 호르몬(human growth hormone, BioSourceTM, Invitrogen, US)을 0.5 중량%로 용해시켰다. 0.3 ml의 인간 성장 호르몬이 포함되어 있는 포스파젠계 고분자 용액을 밀리셀(millicell)에 넣어서 37 ℃에서 하이드로젤을 만들었다. 이와 같이 얻어진 인간 성장 호르몬이 포함되어있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤을 10 ml의 인산완충식염수(pH 7.4) 방출 용액에 넣었다. 상기 방출용액을 37 ℃ 수조에 넣고 50 rpm으로 흔들어 준 후, 지정된 시간에 0.5 ml의 방출용액을 채취하여 인간 성장 호르몬 면역 측정법과 quantikine을 이용하여 방출되어진 휴먼 성장 호르몬 양을 측정하였다. 0.5 ml의 방출 용액을 채취한 후에는 새로운 방출 용액을 채워주었다.
상기와 같이 측정된 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서의 휴먼 성장 호르몬의 방출거동을 도 6에 나타내었다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 인간 성장 호르몬이 포함되어있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서는 휴먼 성장 호르몬이 우수하게 방출이 조절이 되며 30일까지 방출됨을 알 수 있다.
실시예 32: 첨가제와 단백질 약물과의 이온 결합 여부 관찰
본 발명에 있어서, 약물과 이온결합을 하여 약물 전달물로부터 천천히 약물이 방출되도록 유도하는 첨가제인 폴리아르기닌(poly-L-arginine), 폴리라이신(poly-L-lysine), 폴리에틸렌글라이콜(poly(ethylene glycol)), 폴리에틸렌이민(polyethylenimine), 키토산(chitosan), 프로타민(protamin), 아미로라이드(amiloride), 프로케인아마이드(procainamide), 아세틸-베타-메칠콜린(acetyl-beta-methylcholine), 스페르민(spermine), 스페르미딘(spermidine), 리소자임(lysozyme) 등의 양이온 고분자, 히알루론산(hyaluronic acid), 콘드로이친황산(chondroitin sulfate), 헤파린(heparin), 알지네이트(alginate) 등의 음이온 고분자 등을 이용할 수 있다.
본 실시예는 약물과 첨가물과의 이온 결합을 확인하기 위하여 젤 전기연동(gel electrophoresis)을 실시하였다. 첨가제로는 분자량 76600의 폴리아르기닌, 분자량 125000의 폴리에틸렌이민, 및 분자량 5100의 프로타민을 선택하여 각각 0.01 % 알부민 용액 (Bovin Serum Albumin; BSA, Wako chemical)에 다양한 농도(0.02, 0.1, 1 및 2 mg/ml)로 첨가하여 잘 섞고, 20분 동안 방치 한 후, 폴리아크릴아마이드 젤(polyacrylamide gel)에 가하여 전기영동을 수행하였다.
상기에서 얻어진 첨가제와 단백질 약물 간의 이온 결합을 보여주는 전기영동 결과를 도 7에 나타내었다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 첨가제와 단백질 약물의 혼합물에서 폴리아르기닌, 폴리에틸렌이민, 및 프로타민의 농도가 높아질수록 젤 상에서 잘 전개되지 못했으며, 이는 상기 첨가제의 농도가 높아질수록 첨가제와 단백질 약물의 이온 결합이 커져서 강하게 결합하고 있음을 보여주는 것이다.
실시예 33: 폴리아르기닌(poly-L-arginine)이 첨가되어져 있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서 생체 외(in vitro) 젤라틴(gelatin) 방출거동 관찰
실시예 3의 포스파젠계 고분자를 10 중량%의 농도로 인산완충식염수(pH 7.4)에 용해시킨 용액에 분자량 76600의 폴리아르기닌(Aldrich)을 0.1 부피% 및 1 부피%의 농도로 각각 용해시켰다. 그 후 각 용액에 젤라틴(Aldrich)을 0.1 부피%로 용해시켰다. 0.5 ml의 젤라틴이 포함되어있는 폴리아르기닌/포스파젠계 고분자 용액을 밀리셀(millicell)에 넣어서 37 ℃에서 하이드로젤을 만들었다. 젤라틴이 포함되어있는 폴리아르기닌/포스파젠계 고분자 하이드로젤을 10 ml의 인산완충식염수(pH 7.4) 방출 용액에 넣었다. 상기 방출용액을 37 ℃ 수조에 넣고 50 rpm으로 흔들어 준 후, 지정된 시간에 밀리셀을 새로운 방출 용액으로 옮겼다. 젤라틴이 방출된 용액을 bicinchoninic acid 방법(BCA assay)을 이용하여 방출된 젤라틴 양을 측정하였다.
상기와 같이 측정된 폴리아르기닌이 다양한 비율로 첨가되어 있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서의 젤라틴 방출거동을 도 8에 나타내었다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 폴리아르기닌이 첨가되지 않은 폴리포스파젠계 하이드로젤에서는 젤라틴이 7일 동안 천천히 방출되고 폴리아르기닌이 첨가되어 있는 폴리포스파젠계 하이드로젤에서는 폴리아르기닌과 젤라틴의 이온 결합에 의해서 35일 이상 천천히 방출됨을 관찰하였다. 또한, 폴리아르기닌이 많이 첨가될수록 폴리아르기닌과 젤라틴과의 더 많은 이온결합에 의해서 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서 젤라틴이 더욱더 천천히 방출됨을 관찰하였다.
실시예 34: 키토산(chitosan)이 첨가되어져 있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서 생체 외(in vitro) 알부민(albumin) 방출거동 관찰
실시예 26의 키토산이 다양한 비율로 첨가되어 있는 포스파젠계 고분자를 10 중량% 농도로 물에 용해시킨 용액에 FITC-알부민(Aldrich)을 0.1 부피%로 용해시켰다. 0.5 ml의 FITC-알부민이 포함되어있는 키토산/포스파젠계 고분자 용액을 밀리셀(millicell)에 넣어서 37 ℃에서 하이드로젤을 만들었다. FITC-알부민이 포함되어있는 키토산/포스파젠계 고분자 하이드로젤을 10 ml의 인산완충식염수(pH 7.4) 방출 용액에 넣었다. 방출용액을 37 ℃ 수조에 넣고 50 rpm으로 흔들어 준 후, 지정된 시간에 밀리셀을 새로운 방출 용액으로 옮겨주었다. FITC-알부민이 방출된 용액을 UV-VIS spectroscopy(excitation: 495nm)을 이용하여 방출되어진 FITC-알부민 양을 측정하였다.
상기와 같이 측정된 키토산이 다양한 비율로 첨가되어 있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서 FITC-알부민 방출거동을 도 9에 나타내었다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 키토산이 첨가되지 않은 폴리포스파젠계 하이드로젤에서는 FITC-알부민이 40일 동안 천천히 방출되고 키토산이 첨가되어 있는 폴리포스프젠계 하이드로젤에서는 키토산과 FITC-알부민의 이온 결합에 의해서 90일 이상 천천히 방출됨을 관찰하였다. 또한, 키토산이 많이 첨가될수록 키토산과 FITC-알부민과의 더 많은 이온결합에 의해서 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서 FITC-알부민이 더욱더 천천히 방출됨을 관찰하였다.
실시예 35 : 프로타민(Protamine)이 결합된 포스파젠계 고분자 하이드로젤의 생체 내(in vivo) 엑센딘-4(exendin-4) 방출거동 관찰
실시예 14 및 15의 프로타민이 다양한 비율로 결합되어 있는 포스파젠계 고분자를 10 중량% 농도로 인산완충식염수(pH 7.4)에 용해시킨 용액에 엑센딘-4(American peptide company)을 1.3 부피%로 용해시켰다. 생체 내 방출실험위해 실험동물인 쥐(오리엔탈바이오, S.D rat, 4주령의 수컷)에 50 mmol/쥐의 농도로 엑센딘-4 용액 및 0.2 ml의 하이드로젤을 주입하였다. 지정된 시간에 쥐의 꼬리에서 0.3 ml의 혈액을 채취해서 원심분리한 후 상층에 있는 엑센딘의 양을 ELISA kit(Phoenix pharmaceuricals Inc)을 이용하여 측정하였다. 엑센딘-4 용액만 주입한 경우를 비교예로 하였다.
상기와 같인 측정된 프로타민이 다양한 비율로 결합되어 있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서 엑센딘-4 방출거동을 도 10에 나타내었다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 엑센딘-4 용액만 주입하였을 경우 24시간 이내에 급격한 혈중농도의 감소를 보여주었다. 하지만 프로타민이 결합되어있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서는 100시간 이상 높은 혈중농도를 보여주었으며 300시간까지 지속됨을 보여주었다. 또한 프로타민이 더 많이 결합되어있는 실시예 15의 포스파젠계 고분자 하이드로젤이 엑센딘-4와 더 많은 이온결합에 의해 상대적으로 적은 양의 프로타민이 결합되어 있는 실시예 14의 포스파젠계 고분자 하이드로젤보다 더욱더 천천히 방출됨이 관찰되었다.
실시예 36 : 파클리탁셀이 포함되어있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤의 생체 내(in vivo) 항암활성 관찰
실시예 23와 동일한 방법으로 제조된 파클리탁셀을 포함하는 포스파젠계 고분자 하이드로젤의 생체 내(in vivo) 항암성을 다음과 같은 방법으로 측정하였다.
생체 내 동물실험에서는 실험동물인 누드 마우스(오리엔탈바이오, Balb/C, 5주의 암컷, 20 g)의 등에 위암 세포인 SNU-601(1x107 cell, 0,2 ml, 한국세포주은행)을 주사한 다음, 10 중량%의 상기 실시예 3 포스파젠계 고분자 용액에 파클리탁셀이 각각 0.4 부피%와 0.6 부피%로 포함되어 있는 고분자 용액을 0.2 ml의 양으로 상기 암세포에 주입하고 암세포 크기 변화를 측정하였다. 0.4 부피% 파클리탁셀을 포함한 포스파젠계 고분자 용액을 투여한 경우, 투여량이 쥐 무게 1 kg당 40 mg인 때, 0.6 부피% 파클리탁셀을 포함한 포스파젠계 고분자 용액을 투여한 경우에는 투여량이 쥐 무게 1 kg당 60 mg인 때의 효과를 측정하였다. 또한 대조군으로 파클리탁셀을 쥐 무게 1 kg당 60 mg을 투여한 쥐의 암세포 크기 변화와 항암제를 투여하지 않고 saline만을 투여한 쥐의 암세포 크기 변화를 측정하였다. 파클리탁셀을 포함한 포스파젠계 고분자 용액을 주입한 쥐의 수는 10마리씩 하여 시험하였다.
상기에서 측정된 바와 같은 대조군들과 각각 다른 농도로 약물이 포함되어져 있는 포스파젠계 고분자 용액을 주입한 쥐들의 암세포 크기 변화를 도 11에 나타내었다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 암세포에 saline만 투여한 대조군은 투여 후 22일에는 83 %의 증가, 투여 후 34일에는 134 %의 암세포의 증가를 보였다. 그러나 0.4 부피% 파클리탁셀을 포함한 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서는 투여 후 22일에는 34 %의 감소, 투여 후 34일에는 20 %의 감소를 유지하였다. 0.6 부피% 파클리탁셀을 포함한 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서는 투여 후 22일에는 75 %의 감소, 투여 후 34일에는 70 %의 감소를 유지하였다. 그리고 60 mg/kg의 농도로 파클리탁셀만 주입한 대조군은 10일 후 파클리탁셀의 독성으로 인해 8마리의 쥐가 죽었다. 그러나 동일한 농도로 0.6 부피% 파클리탁셀을 포함한 포스파젠계 고분자 하이드로젤을 주입한 경우에는 한 마리도 죽지 않았다. 또한 0.4 부피% 파클리탁셀을 포함한 포스파젠계 고분자 하이드로젤을 주입한 경우에도 한 마리도 죽지 않았다.
실시예 37: 치료용 세포와 첨가제가 포함되어있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤의 생체 내(in vivo) 실험
실시예 3의 포스파젠계 고분자가 10 중량%의 농도로 세포 배양액 (DMEM, Invitrogen)에 용해되어있는 용액 200 ㎕에 토끼 연골세포 (106 cell)(샘타코, 2주 white rabbit에서 primary cell을 확립하여 사용)와 첨가제로서 0.5 중량%의 전환성장 인자-베타(TGF-beta) 0.01 ㎕을 첨가하였다. 연골 세포(106 cell)와 TGF-beta가 첨가되어있는 포스파젠계 고분자 용액 200 ㎕을 누드 마우스(오리엔탈바이오, Balb/C, 5주의 암컷, 20 g)의 피하에 주입한 후, 4주와 7주후에 주입한 포스파젠계 고분자 하이드로젤에서의 세포 활성을 관찰하였다.
누드 마우스에 주입한 하이드로젤에서의 세포 활성 증가를 하이드로젤의 부피변화 및 조직면역 염색(콜라겐 2)을 통하여 측정하여 도 12에 나타내었다. 도 12에서 보여주듯이, 생체 내(in vivo)에서 치료용 세포를 포함하고 있는 하이드로젤 내의 세포가 시간이 경과함에 따라 증가하여 하이드로젤의 부피가 증가하였고 조직면역 염색 결과도 시간이 경과함에 따라 세포의 수가 증가됨을 보여주었다. 따라서, 본 발명의 하이드로젤내에서 세포 활성이 증가됨을 확인할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 약물과 직접적인 화학 결합 또는 이온 결합이 가능한 다양한 관능기들을 가지고 온도 변화에 따라서 솔-젤 거동을 보이고 체내에서 생분해성을 가지는 포스파젠계 고분자가 제공된다. 본 발명의 관능기를 가지는 포스파젠계 고분자는 약물과의 직접적인 화학 결합이나 이온 결합이 가능하여 오랜 시간동안 약물 방출이 가능한 약물 전달 재료로 사용됨과 동시에 고분자와 다양한 생리활성 물질과의 직접적인 결합이 가능하여 조직 공학과 관련된 다양한 산업 분야에서의 응용이 기대된다.
또한 본 발명의 약물 전달체로서의 생분해성 온도 감응성 포스파젠계 고분자 하이드로젤은 약물의 용해도를 증가시킬 뿐만 아니라 생체 외(in vivo) 약물 방출 시험에서 30일 이상의 약물의 방출 거동이 관찰되었다. 또한 방출 속도의 조절을 위하여 첨가제를 포함하는 포스파젠계 고분자 하이드로젤을 준비하여 첨가제를 포함하지 않은 포스파젠계 고분자 하이드로젤과 비교한 결과, 약물과 첨가제의 이온 결합으로 인하여 약물이 더욱더 천천히 방출됨을 알 수 있었다. 생체 내(in vivo) 약물 활성 시험에서는 약물을 포함하고 있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤을 체내에 주입된 후 대조군과 비교하였을 때, 현저하게 암세포의 성장이 억제됨이 관찰되었다. 또한 치료용 세포와 첨가제가 포함된 포스파젠계 고분자 하이드로젤의 생체 내(in vivo) 활성에서도 효과적으로 세포를 체내에 전달하였고 전달된 세포는 정상적인 세포 증식이 관찰되었다.
이러한 결과들로 인하여 본 발명의 약물 또는 세포를 포함하고 있는 생분해성 온도 감응성 포스파젠계 고분자 하이드로젤은 체내로 손쉽게 투여할 수 있을 뿐만 아니라 생체 외 및 생체 내에서 약물이 천천히 방출되거나 전달된 세포의 활성이 우수하여 월등한 치료 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 관능기를 갖는 온도감응성 포스파젠계 고분자의 솔-젤 거동을 보여주는 사진이다
도 2는 본 발명의 관능기를 갖는 온도감응성 포스파젠계 고분자의 온도 변화에 따른 점도 변화를 보여주는 것이다.
도 3은 본 발명의 관능기를 갖는 온도감응성 포스파젠계 고분자의 시간 경과에 따른 가수분해 정도를 보여주는 것이다.
도 4는 본 발명의 포스파젠계 고분자 하이드로젤로부터 시간 경과에 따른 항암제의 방출 거동을 보여주는 것이다.
도 5는 본 발명의 포스파젠계 고분자 하이드로젤로부터 시간 경과에 따른 에리스로포이에틴의 방출 거동을 보여주는 것이다.
도 6은 본 발명의 포스파젠계 고분자 하이드로젤로부터 시간 경과에 따른 인간 성장 호르몬의 방출 거동을 보여주는 것이다.
도 7은 본 발명의 사용된 첨가제와 단백질 약물의 이온 결합을 보여주는 것이다.
도 8은 본 발명의 폴리아르기닌을 포함하고 있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤로부터 시간 경과에 따른 젤라틴의 방출 거동을 보여주는 것이다.
도 9은 본 발명의 키토산을 포함하고 있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤로부터 시간 경과에 따른 FITC-알부민의 방출 거동을 보여주는 것이다.
도 10은 본 발명의 프로타민과 결합하고 있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤 로부터 시간 경과에 따른 엑센딘-4의 방출 거동을 보여주는 것이다.
도 11은 본 발명의 파클리탁셀을 포함하고 있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤의 생체 내(in vivo) 항암 활성을 보여주는 것이다.
도 12은 본 발명의 치료용 세포를 포함하고 있는 포스파젠계 고분자 하이드로젤의 생체 내(in vivo) 활성을 보여주는 것이다.

Claims (16)

  1. 다음의 화학식 1a의 구조를 갖는 포스파젠계 고분자:
    [화학식 1a]
    Figure 112010034970356-pat00014
    상기 식에서,
    p는 에틸렌글리콜의 반복 단위 수를 나타내는 것으로서, 7 내지 50의 값을 갖고,
    NHCH(R1)CO2R2는 소수성 아미노산 에스테르로서, R1은 H, CH3, CH2SH, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C6H4OH 및 CH2C2NH2C6H4로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, R2는 CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5 및 CH2CHCH2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며,
    NH(R3)(R4)(R5)는 아미노산, 펩티드, 또는 뎁시 펩티드 에스테르로서, R3는 CH(W)이고, R4는 CO2, CO2CH2CO2, CO2CH(CH3)CO2 및 CONHCH(X)CO2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R5는 H, CH3 및 C2H5로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, 여기서 W와 X는 각각 독립적으로 H, HCH2, CH3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C2NH2C6H4, CO2C2H5, (CH2)2CO2C2H5, CH2OH, CH(CH3)OH, CH2C6H4OH, CH2COOH, CH2CH2COOH, CH2CONH2, C4H8NH2, C3H6NHC(=NH)NH2, CH2C3N2H3 및 CH2SH로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며,
    NH(R6)(R7)(R8)와 NH(R6)(R7)(R9)는 관능기를 갖는 치환체를 나타내는 것으로서, R6는 CH(Y)이고, R7은 CH2, C2H4CO2, CONHCH(Z)CONHCH(M)O, CONHCH(Z)CONHCH(L)CONHCH(L)O, CONHCH(Z)CONHCH(M)S, CONHCH(Z)CONHCH(M)CONHCH(L)S, CONHCH(Z)CONHCH(M)N, CONHCH(Z)CONHCH(M)CONHCH(L)N, COCHNH(Z)CONHCH(M)CON, COCHNH(Z)CONHCH(M)CONHCH(L)CON, COCHNH(Z)CONHCH(M)CO, COCHNH(Z)CONHCH(M)CONHCH(L)CO, COCHNH(Z)CONHCH(M)CO2, 및 COCHNH(Z)CONHCH(M)CONHCH(L)CO2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R8는 OH, SH, H, CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5 CH2CHCH2 및 하기의 표 2a 내지 2e의 보호기로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, 여기서 Y, Z, L, 및 M은 각각 독립적으로 H, HCH2, CH3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C2NH2C6H4, CO2C2H5, (CH2)2CO2C2H5, CH2OH, CH(CH3)OH, CH2C6H4OH, CH2COOH, CH2CH2COOH, CH2CONH2, C4H8NH2, C3H6NHC(=NH)NH2, CH2C3N2H3 및 CH2SH로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R9는 OH, SH, H, NH2, CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5, CH2CHCH2, NHCH(SH)CO2H, NH(CH2)qSH, NH(CH2CH2NH)rH, [NHCH(C4H8NH2)CO]rOH, [NHCH[(CH2)3C(=NH)(NH2)]CO]rOH, 폴산, 히알루론산, 폴리히스티딘, 싸이크로덱스트린, 헤파린, 키토산, 및 프로타민으로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, 이 때, q는 메틸렌의 반복 단위 수를 나타내는 것으로서 1 내지 20의 값을 갖고, r는 에틸렌이민, 라이신 또는 아르기닌의 반복 단위 수를 나타내는 것으로서 1 내지 18000의 값을 나타내며,
    a1, a2, b, c, d 및 e는 각 치환체의 함량을 나타내는 값으로서, a1, a2, b, d는 각각 0.01 내지 1.9의 값을 가지고, c 및 e는 각각 0 내지 1.9의 값을 가지며, a1 + a2 + b + c + d + e = 2.0이고,
    n은 폴리포스파젠의 중합도로서 5 내지 100000의 값을 갖는다.
    [표 2a]
    Figure 112010034970356-pat00029
    [표 2b]
    Figure 112010034970356-pat00030
    [표 2c]
    Figure 112010034970356-pat00031
    [표 2d]
    Figure 112010034970356-pat00032
    [표 2e]
    Figure 112010034970356-pat00033
  2. 다음의 화학식 1b의 구조를 갖는 포스파젠계 고분자:
    [화학식 1b]
    Figure 112010034970356-pat00015
    상기 식에서,
    p는 에틸렌글리콜의 반복 단위 수를 나타내는 것으로서, 7 내지 50의 값을 갖고,
    NHCH(R1)CO2R2는 소수성 아미노산 에스테르로서, R1은 H, CH3, CH2SH, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C6H4OH 및 CH2C2NH2C6H4로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, R2는 CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5 및 CH2CHCH2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며,
    NH(R3)(R4)(R5)는 아미노산, 펩티드, 또는 뎁시 펩티드 에스테르로서, R3는 CH(W)이고, R4는 CO2, CO2CH2CO2, CO2CH(CH3)CO2 및 CONHCH(X)CO2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R5는 H, CH3 및 C2H5로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, 여기서 W와 X는 각각 독립적으로 H, HCH2, CH3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C2NH2C6H4, CO2C2H5, (CH2)2CO2C2H5, CH2OH, CH(CH3)OH, CH2C6H4OH, CH2COOH, CH2CH2COOH, CH2CONH2, C4H8NH2, C3H6NHC(=NH)NH2, CH2C3N2H3 및 CH2SH로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며,
    NH(R6)(R7)(R8)와 NH(R6)(R7)(R9)는 관능기를 갖는 치환체를 나타내는 것으로서, R6는 CH(Y)이고, R7은 C2H4, C3H6, C4H8, CH2C6H4, CH2CO2, O, CONHCH(Z)O, CO2, S, CONHCH(Z)S, N, CONHCH(Z)N, CON, COCHNH(Z)CON, 및 CONHCH(Z)CO2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R8는 OH, SH, H, CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5 CH2CHCH2 및 하기의 표 2a 내지 2e의 보호기로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, 여기서 Y, 및 Z은 각각 독립적으로 H, HCH2, CH3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C2NH2C6H4, CO2C2H5, (CH2)2CO2C2H5, CH2OH, CH(CH3)OH, CH2C6H4OH, CH2COOH, CH2CH2COOH, CH2CONH2, C4H8NH2, C3H6NHC(=NH)NH2, CH2C3N2H3 및 CH2SH로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R9는 폴산, 히알루론산, 폴리히스티딘, 싸이크로덱스트린, 헤파린, 및 키토산으로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며,
    a1, a2, b, c, d 및 e는 각 치환체의 함량을 나타내는 값으로서, a1, a2, b, d는 각각 0.01 내지 1.9의 값을 가지고, c 및 e는 각각 0 내지 1.9의 값을 가지며, a1 + a2 + b + c + d + e = 2.0이고,
    n은 폴리포스파젠의 중합도로서 5 내지 100000의 값을 갖는다.
    [표 2a]
    Figure 112010034970356-pat00034
    [표 2b]
    Figure 112010034970356-pat00035
    [표 2c]
    Figure 112010034970356-pat00036
    [표 2d]
    Figure 112010034970356-pat00037
    [표 2e]
    Figure 112010034970356-pat00038
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 포스파젠계 고분자는 다음의 화합물로 이루어진 군에서 선택된 것인 포스파젠계 고분자:
    폴리[(글라이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(글라이신페닐알라닌루이신)포스파젠],
    폴리[(글라이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(글라이신페닐알라닌루이신)포스파젠],
    폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(글라이실글라이신)(글라이실글라이실프로타민)포스파젠],
    폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(글라이실글라이신)(글라이실글라이실에틸렌헤파린)포스파젠],
    폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(글라이실글라이신)(글라이실글라이실에틸렌히알루논산)포스파젠],
    폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(아미노에틸석시네이트)포스파젠],
    폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(아미노에틸석시네이트)(아미노에틸석시네이트PEI)포스파젠],
    폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(아미노에틸석시네이트)(아미노에틸석시네이트프로타민)포스파젠],
    폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(아미노에틸석시네이트)(아미노에틸석시네이트에틸렌헤파린)포스파젠], 및
    폴리[(아이소루이신에틸에스테르)(아미노메톡시폴리에틸렌글리콜550)(아미노에틸석시네이트)(아미노에틸석시네이트에틸렌히알루논산)포스파젠].
  4. 제1항에 따른 포스파젠계 고분자가 물, 완충용액, 산성용액, 염기성 용액, 염용액, 생리식염수, 주사용수 및 포도당 식염액으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 용매에 1 내지 50 중량%의 농도로 용해된 고분자 용액을 포함하는, 온도에 따라서 솔-젤 거동을 나타내고 생분해성인, 포스파젠 고분자 하이드로젤.
  5. 제2항에 따른 포스파젠계 고분자가 물, 완충용액, 산성용액, 염기성 용액, 염용액, 생리식염수, 주사용수 및 포도당 식염액으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 용매에 1 내지 50 중량%의 농도로 용해된 고분자 용액을 포함하는, 온도에 따라서 솔-젤 거동을 나타내고 생분해성인, 포스파젠계 고분자 하이드로젤.
  6. 제1항 또는 제2항에 따른 포스파젠계 고분자, 또는 제4항 또는 제5항에 따른 포스파젠계 고분자 하이드로젤; 및
    생리 활성 물질로서, 단백질, 폴리펩티드, 펩티드, 백신, 유전자, 호르몬, 항암제 및 신생혈관 억제제로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 약물, 또는 치료용 세포 또는 이들의 조합을 포함하는,
    생리 활성 물질 전달체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단백질, 폴리펩티드, 및 펩티드는 엑센딘-4, 에리스로포이에틴, 인터페론-알파, 인테페론-베타, 인터페론-감마, 성장 호르몬, 성장 호르몬 방출인자, 신경 성장 인자, G-CSF(granulocyte-colony stimulating factor), GM-CSF(granulocyte macrophage-colony stimulating factor), M-CSF(macrophage-colony stimulating factor), 혈액응고 인자, 인슐린, 옥시토신, 바소프레신, 부신피질 자극호르몬, 섬유아세포 성장인자, 표피성장인자, 혈소판 유래 성장인자, 인슐린유사 성장인자, 혈관내피 성장인자, 변환성장인자, 신경성장인자, 뇌신경성장인자, 뉴로트로핀-3, 뉴로트로핀-4/5, 프로락틴, 룰리베린, 황체형성호르몬 방출호르몬(LHRH), LHRH 작용제, LHRH 길항제, 성장호르몬방출 억제인자, 글루카곤, 인터루킨-2(IL-2), 인터루킨-11(IL-11), 가스트린, 테트라가스트린, 펜타가스트린, 유로가스트론, 세크레틴, 칼시토닌, 엔케팔린, 엔돌핀, 안지오텐신, 갑상선자극호르몬 방출호르몬, 종양괴사인자, 종양괴사인자관련 세포자멸사유발 리간드, 헤파린 분해효소, 골형성 단백질, hANP(human atrial natriuretic peptide), 글루카곤 유사 펩타이드, 레닌, 브라디키닌, 바시트라신, 폴리믹신, 콜리스틴, 티로시딘, 그라미시딘, 사이클로스포린, 뉴로텐신, 타키티닌, 뉴로펩타이드 Y, 펩타이드 YY, 혈관활성장내폴리펩타이드, 하수체성 아데닐레이트 사이클레이즈-활성 폴리펩타이드; 상기 물질들 중 어느 하나의 합성 아날로그, 단클론항체, 항체, 및 변형되거나 약효를 나타내는 부분; 효소; 및 사이토카인류로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 것인
    생리 활성 물질 전달체.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 백신은 간염 백신인 생리 활성 물질 전달체.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 유전자는 짧은 간섭 리보헥산(siRNA), 플라스미드 디옥시리보헥산 및 안티센스 올리고디옥시뉴클레오티드(AS-ODN)로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 것인
    생리 활성 물질 전달체.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 호르몬은 테스토스테론, 에스트라디올, 프로게스테론, 프로스타글란딘; 및 상기 물질들 중 어느 하나의 합성 아날로그, 및 변형되거나 동일한 약효를 나타 내는 물질로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 것인
    생리 활성 물질 전달체.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 항암제는 파클리탁셀, 독소루비신, 5-플루오로우라실, 시스플라틴, 카보플라틴, 옥살리플라틴, 테가푸르, 이리노테칸, 도세탁셀, 사이클로포스파미드, 셈시타빈, 이포스파미드, 미토마이신 C, 빈크리스틴, 에토포사이드, 메토트렉세이트, 토포테칸, 타모시펜, 비노렐빈, 캄토테신, 다누오루비신, 클로람부실, 브리오스타틴-1, 칼리케아미신, 마이아탄신, 레바이솔, DNA 재조합 인터페론 알파-2a, 미토산트론, 니무스틴, 인터페론 알파-2a, 독시플루리딘, 포메스테인, 류프롤라이드 아세테이트, 메게스트롤 아세테이트, 카모포르, 테니포사이드, 블레오마이신, 카무스틴, 헵타플라틴, 엑세메스탄, 아나스트로졸, 에스트라무스틴, 카페시타빈, 고세렐린 아세테이트, 폴리사카라이드 칼륨, 메드록시포게스테론 아세테이트, 에피루비신, 레트로졸, 피라루비신, 토포테칸, 알트레타민, 토레미펜 시트레이트, BCNU, 탁소텔, 악티노마이신 D, 아나스트로졸, 벨로테칸, 이메티닙, 플록수리딘, 젬시타빈, 하이드로시유리아, 졸레드로네이트, 플루타마이드, 발루비신, 스트렙토조신, 폴리에틸렌글라이콜 접합 항암제; 및 상기 물질들 중 어느 하나의 합성 아날로그 및 변형되거나 동일한 약효를 나타내는 물질로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 물질인,
    생리 활성 물질 전달체.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 신생혈관 억제제는 BMS-275291, 클로드로네이트,6-데옥시-6-데메틸-4-데디메틸아미노테트라시클린, 독시사이클린, 마리마스타트, 2-메톡시에스트라디올, 스쿠알라민, SU5164, 탈리도미드, TNP-470, 콤브레타스타틴 A4, 소이 이소플라본, 엔자스타우린, CC 5013(Revimid), 셀레콕십, ZD 6474, 할로푸지논 하이드로브로마이드, 인터페론-알파, 베바시주맵, AE-941, 인터루킨-12, 혈관 내피 성장 인자 트랩, 세툭시맵, 레비마스타트, S-3304, LY317615, 엔도스타틴, 바탈라니브 (PTK787/ZK 222584), 수니티니브 말레이트(SU11248), 실렌퀴타이드(EMD-121974), MEDI-522, EOS-200-4, ATN-161; 상기 물질들 중 어느 하나의 합성 아날로그 및 변형되거나 동일한 약효를 나타내는 물질로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 물질인
    생리 활성 물질 전달체.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 치료용 세포는 전조골세포, 연골세포, 신생혈관세포, 조골세포, 성체줄기세포, 슈반세포, 희돌기교세포, 간세포(hepatocyte), 벽세포, 근아세포, 인슐린 분비 세포, 내피세포, 평활근세포, 섬유아세포, 베타세포, 내배엽세포, 간 기간 세포(hepatic stem cell), 사구체 엽세포, 골격근세포, 각질세포, 멜라닌세포, 랑켈한스 세포, 머클세포, 진피 섬유아세포 및 지방전구세포로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 것인,
    생리 활성 물질 전달체.
  14. 제6항에 있어서,
    중량평균분자량 200 내지 750,000의 양이온성 고분자, 중량평균분자량 200 내지 750,000의 음이온성 고분자, 아미노산, 펩타이드, 단백질, 지방산, 인지질, 비타민류, 약물, 폴리에틸렌글리콜 에스테르, 스테로이드, 아민 화합물, 아크릴계 공중합체, 유기용매, 보존제, 당류, 폴리올, 당함유 폴리올, 당함유 아미노산, 계면활성제, 당함유 이온, 규산염, 금속염 및 암모늄염으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 생리 활성 물질 전달체 전체 중량을 기준으로 1 X 10-6 내지 30 중량%의 양으로 추가로 함유하는,
    생리 활성 물질 전달체.
  15. 다음의 화학식 1c로 표현되는 포스파젠계 고분자 또는 상기 포스파젠계 고분자 용액을 포함하는 포스파젠계 고분자 하이드로젤; 및
    생리 활성 물질을 포함하고,
    상기 생리 활성 물질은
    엑센딘-4, 섬유아세포 성장인자, 인슐린유사 성장인자, 혈관내피 성장인자, 변환성장인자(TGF-β), 뇌신경성장인자, 뉴로트로핀-3, 뉴로트로핀-4/5, 뉴로텐신, 타키티닌, 뉴로펩타이드 Y, 펩타이드 YY, 혈관활성장내폴리펩타이드, 하수체성 아데닐레이트 사이클레이즈-활성폴리펩타이드, 상기 물질들 중 어느 하나의 단클론항체, 및 항체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 단백질, 폴리펩티드, 또는 펩티드,
    이메티닙, 플록수리딘, 젬시타빈, 하이드로시유리아, 졸레드로네이트, 플루타마이드, 발루비신, 및 스트렙토조신으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 항암제,
    레비마스타트, S-3304, LY317615, 엔도스타틴, 바탈라니브(PTK787/ZK 222584), 수니티니브 말레이트 (SU11248), 실렌퀴타이드 (EMD-121974), MEDI-522, EOS-200-4, 및 ATN-161로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 신생혈관 억제제, 및
    상기 물질들의 합성 아날로그 및 변형되거나 동일한 약효를 나타내는 물질
    로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 것인,
    생리 활성 물질 전달체:
    [화학식 1c]
    Figure 112010034970356-pat00016
    상기 식에서,
    p는 에틸렌글리콜의 반복 단위 수를 나타내는 것으로서, 7 내지 50의 값을 갖고,
    NHCH(R1)CO2R2는 소수성 아미노산 에스테르로서, R1은 H, CH3, CH2SH, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C6H4OH 및 CH2C2NH2C6H4로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, R2는 CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5 및 CH2CHCH2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며,
    NH(R3)(R4)(R5)는 아미노산, 펩티드, 또는 뎁시 펩티드 에스테르로서, R3는 CH(W)이고, R4는 CO2, CO2CH2CO2, CO2CH(CH3)CO2 및 CONHCH(X)CO2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R5는 H, CH3 및 C2H5로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, 여기서 W와 X는 각각 독립적으로 H, HCH2, CH3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C2NH2C6H4, CO2C2H5, (CH2)2CO2C2H5, CH2OH, CH(CH3)OH, CH2C6H4OH, CH2COOH, CH2CH2COOH, CH2CONH2, C4H8NH2, C3H6NHC(=NH)NH2, CH2C3N2H3 및 CH2SH로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며,
    NH(R6)(R7)(R8)와 NH(R6)(R7)(R9)는 관능기를 갖는 치환체를 나타내는 것으로서, R6는 CH(Y)이고, R7은 C2H4, C3H6, C4H8, CH2C6H4, CH2CO2, O, CONHCH(Z)O, CO, CO2, S, CONHCH(Z)S, N, CONHCH(Z)N, CON, COCHNH(Z)CON, CONHCH(Z)CO 및 CONHCH(Z)CO2로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R8는 OH, SH, H, CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5 CH2CHCH2 및 하기의 표 2a 내지 2e의 보호기로 이루어진 군 중에서 선택된 것이고, 여기서 Y, 및 Z은 각각 독립적으로 H, HCH2, CH3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)C2H5, CH2CH2SCH3, CH2C6H5, CH2C2NH2C6H4, CO2C2H5, (CH2)2CO2C2H5, CH2OH, CH(CH3)OH, CH2C6H4OH, CH2COOH, CH2CH2COOH, CH2CONH2, C4H8NH2, C3H6NHC(=NH)NH2, CH2C3N2H3 및 CH2SH로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, R9는 OH, SH, H, NH2, CH3, C2H5, C3H7, C4H9, CH2C6H5, CH2CHCH2, NHCH(SH)CO2H, NH(CH2)qSH, NH(CH2CH2NH)rH, [NHCH(C4H8NH2)CO]rOH, [NHCH[(CH2)3C(=NH)(NH2)]CO]rOH 및 프로타민으로 이루어진 군 중에서 선택된 것이며, 이 때, q는 1 내지 20의 정수이고, r은 1 내지 18000의 정수이며,
    a1, a2, b, c, d 및 e는 각 치환체의 함량을 나타내는 값으로서, a1, a2, b, d는 각각 0.01 내지 1.9의 값을 가지고, c 및 e는 각각 0 내지 1.9의 값을 가지며, a1 + a2 + b + c + d + e = 2.0이고,
    n은 5 내지 100000의 정수이다.
    [표 2a]
    Figure 112010034970356-pat00039
    [표 2b]
    Figure 112010034970356-pat00040
    [표 2c]
    Figure 112010034970356-pat00041
    [표 2d]
    Figure 112010034970356-pat00042
    [표 2e]
    Figure 112010034970356-pat00043
  16. 제15항에 있어서,
    중량평균분자량 200 내지 750,000의 양이온성 고분자, 중량평균분자량 200 내지 750,000의 음이온성 고분자, 아미노산, 펩타이드, 단백질, 지방산, 인지질, 비타민류, 약물, 폴리에틸렌글리콜 에스테르, 스테로이드, 아민 화합물, 아크릴계 공중합체, 유기용매, 보존제, 당류, 폴리올, 당함유 폴리올, 당함유 아미노산, 계면활성제, 당함유 이온, 규산염, 금속염 및 암모늄염으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 생리 활성 물질 전달체 전체 중량을 기준으로 1 X 10-6 내지 30 중량%의 양으로 추가로 함유하는,
    생리 활성 물질 전달체.
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