KR101127402B1 - Pegylated amphiphilic polymeric nanoparticles abd uses thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 형광체가 결합된 양친성 고분자 나노 입자를 포함하는 암 진단용 조영제에 관한 것으로서, 상기 양친성 고분자 나노 입자는 폴리에틸렌 글리콜로 페길화(PEGylation)된 것을 특징으로 하는 암 진단용 조영제에 관한 것이다. The present invention relates to a cancer diagnostic contrast agent comprising an amphiphilic polymer nanoparticles bonded to the phosphor, the amphipathic polymer nanoparticles relates to a cancer diagnostic contrast agent characterized in that the PEGylation (PEGylation) with polyethylene glycol.
또한, 본 발명은 형광체가 결합된 양친성 고분자 나노 입자를 포함하는 약물 전달체 조성물에 관한 것으로서, 상기 양친성 고분자 나노 입자는 폴리에틸렌 글리콜로 페길화되고, 항암제 등의 약물이 봉입된 것을 특징으로 하는 약물 전달체 조성물에 관한 것이다. In addition, the present invention relates to a drug delivery composition comprising a phosphor-bound amphiphilic polymer nanoparticles, wherein the amphiphilic polymer nanoparticles are PEGylated with polyethylene glycol, drugs characterized in that drugs such as anticancer drugs are enclosed It relates to a carrier composition.
본 발명에 의한 암 진단용 조영제 또는 약물 전달체 조성물은 폴리에틸렌 글리콜로 페길화된 양친성 고분자 나노 입자를 포함하므로, 높은 암 축적 효율, 낮은 간 축적성, 높은 혈중 체류시간을 나타내어 각종 암의 진단 및/또는 치료를 위해 광범위하게 사용될 수 있다. Since the contrast agent or drug delivery composition for cancer diagnosis according to the present invention includes amphiphilic polymer nanoparticles pegylated with polyethylene glycol, it exhibits high cancer accumulation efficiency, low liver accumulation, and high blood residence time to diagnose and / or diagnose various cancers. It can be used extensively for treatment.
나노 입자, 페길화, 조영제, 분자영상, 암 진단, 암 치료 Nanoparticles, PEGylation, Contrast Agents, Molecular Imaging, Cancer Diagnosis, Cancer Treatment
Description
본 발명은 형광체가 결합된 양친성 고분자 나노 입자를 포함하는 암 진단용 조영제에 관한 것으로서, 상기 양친성 고분자 나노 입자는 폴리에틸렌 글리콜로 페길화(PEGylation)된 것을 특징으로 하는 암 진단용 조영제에 관한 것이다. The present invention relates to a cancer diagnostic contrast agent comprising an amphiphilic polymer nanoparticles bonded to the phosphor, the amphipathic polymer nanoparticles relates to a cancer diagnostic contrast agent characterized in that the PEGylation (PEGylation) with polyethylene glycol.
또한, 본 발명은 형광체가 결합된 양친성 고분자 나노 입자를 포함하는 약물 전달체 조성물에 관한 것으로서, 상기 양친성 고분자 나노 입자는 폴리에틸렌 글리콜로 페길화되고, 항암제 등의 약물이 봉입된 것을 특징으로 하는 약물 전달체 조성물에 관한 것이다. In addition, the present invention relates to a drug delivery composition comprising a phosphor-bound amphiphilic polymer nanoparticles, wherein the amphiphilic polymer nanoparticles are PEGylated with polyethylene glycol, drugs characterized in that drugs such as anticancer drugs are enclosed It relates to a carrier composition.
최근 암 진단 및 치료 분야에 있어서 광학 분자 영상 기술의 중요성이 대두되고 있으며, 근적외선 투시에 의한 암 조직 영상법은 기존의 양전자 방출 단층 촬영(position emission tomography : PET)/컴퓨터 단층 촬영(computed tomography : CT) 또는 PET/단일 광자 방출 단층 촬영(single photon emission computed tomography : SPECT) 진단기술과 비교하여, 방사성 동위원소의 불필요성, 고해상도의 영상, 저렴한 비용 등의 장점을 가지고 있다. Recently, the importance of optical molecular imaging technology has emerged in the field of cancer diagnosis and treatment, and cancer tissue imaging by near-infrared fluoroscopy is conventional position emission tomography (PET) / computed tomography (CT). Compared to PET / single photon emission computed tomography (SPECT) diagnostic technology, it has advantages such as no need for radioisotopes, high resolution imaging, and low cost.
그러나 근적외선 투시에 의한 암 조직 영상법을 사용하기 위해서는 근적외선 파장(650nm-900nm)의 스펙트럼 범위 내에서 흡수 및 형광 최대치를 갖고, 물에 대한 용해도가 높고 생체 적합성이 우수한 근적외선 형광체의 개발과 더불어, 이러한 근적외선 형광체가 암 조직에 선택적으로 전달?축적될 수 있게 하는 조영제의 개발이 요구된다.However, in order to use cancer tissue imaging by near-infrared vision, in addition to the development of near-infrared phosphors having a maximum absorption and fluorescence within the spectral range of the near infrared wavelength (650 nm to 900 nm), high solubility in water and excellent biocompatibility. There is a need for the development of contrast agents that allow near-infrared phosphors to be selectively delivered and accumulated in cancer tissues.
한편, 파크리탁셀, 도세탁셀, 시스플라틴, 캄토세신 등 약리학적으로 효과적인 항암제는 실제 임상적용에 있어서 세포내 유전인자의 본체인 핵산의 합성을 억제하거나 핵산에 직접 결합하여 그 기능을 손상시킴으로서 효과를 나타낸다. 그러나 이들 항암제는 암 세포뿐만 아니라 정상 세포, 특히 세포분열이 활발한 정상 조직세포에도 손상을 입히기 때문에 골수 기능 저하, 위 장관 점막손상, 탈모 등의 부작용을 보이며 약물의 심각한 독성 및 낮은 용해도로 인하여 기대와는 달리 획기적인 성과를 보여주지 못하였다. 따라서 질병 치료에 사용되는 약물의 부작용을 최소화하기 위한 새로운 약물제형의 개발이 활발히 진행되어져 왔다. 그 예로서, 약물의 독성을 최소화하면서 약물의 치료효능을 향상시킬 수 있는 나노 입자, 마이셀, 미립구 등의 약물전달체가 개발되어져 왔다. On the other hand, pharmacologically effective anticancer agents such as paclitaxel, docetaxel, cisplatin, and camptocecin have effects by inhibiting the synthesis of nucleic acids, which are the body of intracellular genetic factors, or by directly binding to nucleic acids and impairing their function. . However, these anticancer drugs damage not only cancer cells but also normal cells, especially normal tissue cells with active cell division, which have side effects such as decreased bone marrow function, gastrointestinal mucosa, and hair loss. Did not show otherwise significant results. Therefore, the development of new drug formulations for minimizing the side effects of drugs used to treat diseases has been actively progressed. For example, drug carriers such as nanoparticles, micelles, and microspheres have been developed that can improve the therapeutic efficacy of drugs while minimizing the toxicity of drugs.
특히, 암을 효과적으로 표적화하기 위하여 암세포를 특이적으로 인식하는 항체, 펩티드, 폴산, 히알루론산등의 리간드로 나노 입자의 표면을 개질한 표적 지향형 약물 전달체가 활발히 개발되어져 왔다. 그러나 상기한 표적 지향 리간드는 생체 조건 안에서 암 세포 뿐 아니라 간, 신장 등의 정상 세포 표면의 수용체와도 강하게 결합하여, 질병 치료에 사용되는 약물의 부작용을 최소화하기 위해서는 항암 제를 암 조직에 선택적으로 투여할 수 있는 새로운 약물 제형의 개발이 요구되고 있다(Pharmacol Rev 2001;53(2);283-318, Bioorgan Med Chem 2005;13:5043-54, Nat Rev Drug Discov 2005;4(2);145-160).In particular, in order to target cancer effectively, target-directed drug delivery agents that have modified the surface of nanoparticles with ligands such as antibodies, peptides, folic acid, and hyaluronic acid that specifically recognize cancer cells have been actively developed. However, the above-described target-directed ligand binds strongly to receptors on the surface of normal cells such as liver and kidney, as well as cancer cells in vivo. There is a need for development of new drug formulations that can be administered (Pharmacol Rev 2001; 53 (2); 283-318, Bioorgan Med Chem 2005; 13: 5043-54, Nat Rev Drug Discov 2005; 4 (2); 145 -160).
그 중에서도 히알루론산은 인체 내에 존재하는 생체 고분자로서, D-글루크론산과 N-아세틸글루코사민으로 구성되는 고분자로서, 1934년, K. Meyer 에 의하여 소의 눈의 유리체로부터 분리된 이당류이다. 이는 세포 외 매트릭스의 주성분으로서, 체내에서 면역 반응을 일으키지 않으며 독성이 거의 없다는 점에서 매우 안전한 생체 재료로 알려져 있다. Among them, hyaluronic acid is a biopolymer existing in the human body, and is a polymer composed of D-glucuronic acid and N-acetylglucosamine. In 1934, hyaluronic acid is a disaccharide isolated from the vitreous of a cow's eye by K. Meyer. It is known as a very safe biomaterial in that it is a major component of the extracellular matrix and does not cause an immune response in the body and has little toxicity.
특히, 난소, 결정, 위장 및 유방암 등 다양한 종양세포는 히알루론산 결합 수용체인 CD44 및 RHAMM을 과발현하는 것으로 알려져 있어, 종양과 관련된 다양한 분야에서 활발하게 연구되고 있다(Drug Deliv 2005. 12. p. 327-342).In particular, various tumor cells such as ovaries, crystals, gastrointestinal and breast cancers are known to overexpress hyaluronic acid binding receptors, CD44 and RHAMM, and are being actively studied in various fields related to tumors (Drug Deliv 2005. 12. p. 327). -342).
하지만, 대부분의 히알루론산은 간에 존재하는 HARE 등의 세포막 수용체를 통하여 히알루론산과 특이적으로 결합하기 때문에 정맥 주사를 통하여 주사된 대부분의 나노 입자가 간에 축적되는 것으로 알려져 있으며, 간장 및 림프선에 존재하는 HARE, LYVE-1등의 수용체를 통한 세포내로의 도입 및 히알루로니다아제에 의한 분해 작용에 의해서 빠르게 분해되므로, 암 진단용 조영제 또는 약물 전달 체 조성물로 사용하기에는 혈중 체류 시간이 매우 짧다는 문제점이 있다. However, since most of hyaluronic acid specifically binds to hyaluronic acid through cell membrane receptors such as HARE present in the liver, most nanoparticles injected through intravenous injection are known to accumulate in the liver. It is rapidly degraded by introduction into cells through HARE, LYVE-1 and other receptors, and by degradation by hyaluronidase, so that the residence time in blood is very short for use as a contrast agent or drug delivery system for cancer diagnosis. .
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 높은 암 축적 효율, 낮은 간 축적성, 높은 혈중 체류 시간을 가질 뿐 아니라 뛰어난 생체 적합성, 생분해성을 가지는 양친성 고분자 나노 입자를 포함하는 암 진단용 조영제 또는 약물 전달체 조성물을 제공하는데 목적이 있다. The present invention has been made to solve the problems described above, and includes an amphiphilic polymer nanoparticles having not only high cancer accumulation efficiency, low liver accumulation, high blood residence time but also excellent biocompatibility and biodegradability. It is an object to provide a contrast agent or drug delivery composition for cancer diagnosis.
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위해 유의 연구한 결과, 폴리에틸렌 글리콜로 페길화(PEGylation)된 양친성 고분자 나노 입자는 종래의 암 진단용 조영제 또는 약물 전달체로 사용되던 나노 입자에 비해 체내에서의 높은 혈중 체류시간을 보이며, 감소된 간 축적량을 나타낸다는 것을 발견하였다. The present inventors conducted a significant study to achieve the above object, the amphiphilic polymer nanoparticles PEGylated with polyethylene glycol has a high blood retention in the body compared to the nanoparticles used as a conventional contrast agent or drug carrier for cancer diagnosis It was found that time was shown, indicating reduced liver accumulation.
따라서 본 발명은, 폴리에틸렌 글리콜로 페길화(PEGylation)된 양친성 고분자 나노 입자를 포함하는 암 진단용 조영제를 제공한다. Accordingly, the present invention provides a cancer diagnostic contrast agent comprising amphiphilic polymer nanoparticles PEGylated with polyethylene glycol.
또한, 본 발명은 폴리에틸렌 글리콜로 페길화(PEGylation)된 양친성 고분자 나노 입자에 항암제가 봉입된 것을 특징으로 하는 약물 전달체 조성물을 제공한다. The present invention also provides a drug delivery composition comprising an anticancer agent encapsulated in an amphiphilic polymer nanoparticle PEGylated with polyethylene glycol.
본 발명에 의한 폴리에틸렌 글리콜로 페길화(PEGylation)된 양친성 고분자 나노 입자는 생체적합성이 있을 뿐 아니라, 향상된 체내 순환 거동을 보이며 암 조직에 선택적으로 축적되므로, 상기 나노 입자에 형광체를 결합하여 암 진단용 조영제로 이용할 수 있다. 또한, 상기 나노 입자에 항암제 등을 봉입하여 약물 전달체 로 사용할 수 있어 유용하다. Amphiphilic polymer nanoparticles PEGylated with polyethylene glycol according to the present invention is not only biocompatible but also shows improved body circulation behavior and selectively accumulates in cancer tissues. Can be used as a contrast agent. In addition, it is useful because it can be used as a drug carrier by encapsulating an anticancer agent in the nanoparticles.
이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 형광체가 결합된 양친성 고분자 나노 입자를 포함하는 암 진단용 조영제를 제공하되, 상기 암 진단용 조영제에 포함되는 양친성 고분자 나노 입자는 폴리에틸렌 글리콜로 페길화된 것이 특징이다. The present invention provides a diagnostic agent for cancer diagnosis comprising amphipathic polymer nanoparticles in which phosphors are bound, wherein the amphipathic polymer nanoparticles included in the cancer diagnostic contrast agent are characterized in that they are PEGylated with polyethylene glycol.
상기 양친성 고분자는 친수성 고분자 물질에 소수성 물질이 결합된 것임을 의미한다. 본 발명에서는 친수성인 고분자 물질에 소수성의 물질을 결합하여 양친성 고분자를 나노 입자로 제공함으로써, 상기 나노 입자는 수용액 상태에서도 안정한 구조를 가질 수 있으며, 고분자 나노 입자의 특성에 따라서 암 조직 주변의 축적 효율을 나타낼 수 있다. 암 조직은 비정상적인 빠른 성장 때문에 혈관 조직이 느슨하게 형성되고 높은 투과성을 보이므로, 고분자 나노 입자 등은 암 조직에 선택적으로 축적될 수 있다(enhanced permeability and retention (EPR) 효과). 따라서 본 발명에서는, 고분자로 이루어진 나노 입자를 사용함으로써 생체 내 체류시간을 향상시켰다.The amphiphilic polymer means that a hydrophobic material is combined with a hydrophilic polymer material. In the present invention, by combining a hydrophobic material with a hydrophilic polymer material to provide an amphiphilic polymer as a nanoparticle, the nanoparticles can have a stable structure even in the aqueous solution state, depending on the characteristics of the polymer nanoparticles accumulated around cancer tissue Efficiency can be indicated. Because cancer tissues are loosely formed and show high permeability due to abnormal rapid growth, polymer nanoparticles may be selectively accumulated in cancer tissues (enhanced permeability and retention (EPR) effect). Therefore, in the present invention, the residence time in vivo was improved by using nanoparticles made of a polymer.
상기 고분자 물질로는 생체적합성을 갖는 모든 고분자가 사용될 수 있으며, 특히 암 조직 축적 효율이 높은 고분자를 사용할 수 있다. 생체적합성과 생분해성이 우수해야 생체 내에서의 안정성이 우수하여 혈액 내에서의 생체 분포도가 높아서, 충분한 시간 동안 암 조직에 계속적으로 축적될 수 있기 때문이다. 가능한 예로서, 덱스트란(dextran), 키토산(chitosan), 글라이콜 키토산(glycol chitosan), 폴리-L-라이신(poly-L-lysine), 폴리아스파르트산(poly-aspartic acid) 등의 생체 고분자와 폴리(N-2-(하이드록시프로필)메타아크릴아마이드)(poly(N-2-(hydroxypropyl)methacrylamide), 폴리(디비닐 에테르-코-말레익 언하이드라이드)(poly(divinyl ehter-comaleic anhydride)), 폴리(스틸렌-코-말레익 언하이드라이드)(poly(styrene-co-maleic anhydride)), 폴리(에틸렌 글라이콜)(poly(ethylene glycol))등의 합성 고분자가 있다. As the polymer material, all polymers having biocompatibility may be used, and particularly polymers having high cancer tissue accumulation efficiency may be used. This is because the biocompatibility and the biodegradability should be excellent in stability in vivo and the biodistribution in the blood is high, which can be continuously accumulated in cancer tissue for a sufficient time. Possible examples include biopolymers such as dextran, chitosan, glycol chitosan, poly-L-lysine, poly-aspartic acid, and the like. And poly (N-2- (hydroxypropyl) methacrylamide) (poly (N-2- (hydroxypropyl) methacrylamide), poly (divinyl ether-co-maleic hydride) (poly (divinyl ehter-comaleic anhydride), poly (styrene-co-maleic anhydride), and poly (ethylene glycol).
상기 고분자 중에서도 좋기로는, 생체적합성 및 생분해성이 우수하며, 암 세포에 대한 높은 친화력을 가지는 히알루론산을 사용할 수 있다. 히알루론산은 인체 내 면역반응을 일으키지 않을 뿐 아니라 독성이 거의 없어 생체 재료로 적합할 뿐만 아니라, 암 세포 및 조직에 특이적으로 발현되는 CD44 수용체(receptor)와 친화력이 높아 나노 입자 제조시 암 조직 축적 효율이 매우 높으며, 히알루론산의 카르복실기는 소수성 물질 또는 근적외선 형광체의 화학적 개질을 유도할 수 있으므로 좋다. Among the above polymers, hyaluronic acid which has excellent biocompatibility and biodegradability and has a high affinity for cancer cells can be used. Hyaluronic acid not only does not cause an immune response in the human body but also has little toxicity and is suitable as a biomaterial, and has a high affinity with CD44 receptors specifically expressed in cancer cells and tissues. The efficiency is very high, and the carboxyl group of hyaluronic acid is good because it can induce chemical modification of hydrophobic substances or near-infrared phosphors.
상기 친수성 고분자에 도입되는 소수성 물질로는 디옥시콜린산 (deoxycholic acid), 타우로디옥시콜린산(taurodeoxycholic acid), 타우로콜린산 (taurocholic acid), 글리코케노디옥시콜린산(glycochenodeoxyhoclic acid) 등의 담즙산 유도체; 스테아린산(steric acid), 올레인산(olelic acid) 등의 지방산 유도체가 있다. 본 발명에 의한 양친성 고분자 나노 입자는 친수성 고분자에 소수성 물질이 결합되어 구성되므로 소수성과 친수성의 균형을 통하여 나노 크기의 자기조립체(self-assemblｙ) 또는 자기조립체(self-aggregate)가 형성될 수 있다. 또한, 고분자 나 노 입자에 근적외선 등의 투시가 가능한 형광체의 화학적 개질이 용이하다. 예를 들면, 근적외선 투시에 의해 암 조직의 선택적인 강한 근적외선 형광을 나타낼 수 있다. Hydrophobic materials introduced into the hydrophilic polymer include deoxycholic acid, taurodeoxycholic acid, taurocholic acid, taurocholic acid, and glycochenodeoxyhoclic acid. Bile acid derivatives; Fatty acid derivatives such as stearic acid and olelic acid. Amphiphilic polymer nanoparticles according to the present invention is composed of a hydrophobic material is bonded to the hydrophilic polymer can be formed through the balance of hydrophobicity and hydrophilic nano-scale self-assembly (self-assemblxy) or self-assembly (self-aggregate) . In addition, it is easy to chemically modify the phosphor capable of seeing near infrared rays to the polymer nanoparticles. For example, near-infrared fluoroscopy may show selective strong near-infrared fluorescence of cancerous tissue.
상기 친수성 고분자와 소수성 물질이 결합되어 구성된 양친성 고분자 복합체에 폴리에틸렌 글리콜을 도입함으로써, 간 축적이 감소되고 혈중 체류시간이 향상된 양친성 고분자 나노 입자를 제조할 수 있다. 즉, 폴리에틸렌 글리콜로 고분자 나노 입자를 페길화하는 것에 의해, 나노 입자의 표면의 친수성이 증가되며 병원균, 노폐물 및 외부 유입 물질을 포식하고 소화시키는 인체 내의 탐식세포(macrophage) 등을 포함하는 면역 기능으로부터의 인식을 방지하는 소위 스텔스 효과(stealth effect)를 통한 신체 내에서의 빠른 분해가 방지될 수 있다. 따라서 상기 페길화에 의하여 고분자 나노 입자의 혈중 체류 시간이 향상될 수 있다. 또한, 상기와 같이 폴리에틸렌 글리콜로 페길화된 고분자 나노 입자의 경우, 기존의 폴리에틸렌 글리콜로 페길화되지 않은 나노 입자와는 달리 간으로의 축적이 감소된다는 이점이 있어(도 5 참조), 항암제 등을 봉입하여 약물 전달 조성물로 사용할 수 있다는 장점이 있다. 본 발명에서 사용되는 페길화는 히알루론산의 카르복실 그룹과 폴리에틸렌 글리콜의 아민 그룹의 결합에 의해 아미드 그룹을 형성하는 방법으로 형성될 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 아니하며 다양한 방법으로 페길화를 수행할 수 있다. 사용되는 폴리에틸렌 글리콜은 좋기로는 100 내지 1,000사이의 분자량을 가지며, 선형 혹은 가지형 등의 다양한 구조를 가질 수 있다. By introducing polyethylene glycol into the amphiphilic polymer composite formed by combining the hydrophilic polymer and a hydrophobic material, amphiphilic polymer nanoparticles having reduced liver accumulation and improved blood retention time can be prepared. That is, by PEGylating the polymer nanoparticles with polyethylene glycol, the hydrophilicity of the surface of the nanoparticles is increased and from immune functions including macrophage in the human body to prey and digest pathogens, waste products and foreign influx materials. Rapid disintegration in the body through the so-called stealth effect which prevents the recognition of can be prevented. Therefore, the residence time of the polymer nanoparticles in the blood may be improved by the PEGylation. In addition, in the case of the polymer nanoparticles pegylated with polyethylene glycol as described above, unlike the conventional nanoparticles not pegylated with polyethylene glycol, there is an advantage that the accumulation in the liver is reduced (see FIG. 5). It has the advantage that it can be enclosed and used as a drug delivery composition. Pegylation used in the present invention may be formed by a method of forming an amide group by combining a carboxyl group of hyaluronic acid with an amine group of polyethylene glycol. However, without being limited thereto, PEGylation may be performed in various ways. The polyethylene glycol used preferably has a molecular weight between 100 and 1,000, and may have various structures such as linear or branched.
한편, 시아닌, 플루오레신, 테트라메틸로드아민, 보다피 등과 같은 형광체의 화학적 도입에 의해, 고분자 나노 입자의 생체 내 광학 투시가 가능하다. On the other hand, in vivo optical perspective of the polymer nanoparticles is possible by chemical introduction of phosphors such as cyanine, fluorescein, tetramethylrodamine, vodaf and the like.
따라서, 본 발명은 폴리에틸렌 글리콜로 페길화(PEGylation)된 양친성 고분자에 형광체가 결합된 나노 입자를 포함하는 암 진단용 조영제를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a contrast agent for diagnosing cancer comprising nanoparticles in which a phosphor is bound to an amphiphilic polymer PEGylated with polyethylene glycol.
상기 사용될 수 있는 형광체로 방사선 동위원소, 양자점(quantumdot), MRI 조영제 등이 있다. 좋기로는 근적외선 형광체를 사용할 수 있다. 근적외선 형광체로는 시아닌, 플루오레신(fluorescein), 테트라메틸로드아민(tetramethylrhodamine), 보디피(BODIPY), 알렉사(Alexa) 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 시아닌계는 근적외선 빛을 방출 및 흡수하므로 세포, 혈액 및 생체 조직 등과 간섭 또는 흡수가 최소화되므로 사용하기에 좋다. 또한, 좋기로는, 히알루론산과 소수성 물질의 복합체에 근적외선 형광체인 Cy5.5을 화학적으로 결합시킨 나노 입자의 경우, 근적외선 투시시 생체 내에서의 나노 입자의 위치 및 정량적 분석이 가능하므로 이를 암 진단에 사용할 수 있다. 이때, 근적외선 투시가 암 조직 표적성을 갖는 높은 근적외선 형광세기를 나타내는 것이 바람직하다. 상기 근적외선 형광체가 결합된 양친성 고분자 나노 입자에 추가로 방사선 동위원소 등을 동시에 결합하여 사용하는 복합 분자영상이 가능하다. Phosphors that can be used include radioisotopes, quantumdots, MRI contrast agents, and the like. Preferably, a near infrared fluorescent substance can be used. As the near-infrared phosphor, cyanine, fluorescein, tetramethylrhodamine, BODIPY, Alexa, or the like can be used. Among them, the cyanine emits and absorbs near-infrared light, so it is good to use because it minimizes interference or absorption with cells, blood, and living tissues. In addition, the nanoparticles which chemically bind Cy5.5, which is a near-infrared phosphor, to a complex of hyaluronic acid and a hydrophobic material may be used for diagnosing cancer because the location and quantitative analysis of the nanoparticles in vivo are possible during near-infrared vision. Can be used for At this time, it is preferable that near-infrared perspective shows high near-infrared fluorescence intensity which has cancer tissue targetability. In addition to the amphipathic polymer nanoparticles in which the near-infrared phosphor is coupled, a composite molecular image using a combination of radioisotopes and the like at the same time is possible.
상기와 같이 본 발명은, 친수성 고분자 물질에 소수성 물질이 결합된 양친성 고분자를 폴리에테르로 페길화하고, 상기 페길화된 양친성 고분자에 형광체를 결합한 고분자 나노 입자를 암 진단 조영제로 사용할 수 있다. As described above, the present invention can be used to polymerize the amphiphilic polymer in which the hydrophobic material is bonded to the hydrophilic polymer material with polyether, and the polymer nanoparticles in which the phosphor is bonded to the pegylated amphiphilic polymer as a cancer diagnostic contrast agent.
그 중에서도 좋기로는, 히알루론산 고분자 물질과 담즙산 소수성 물질을 결 합한 양친성 고분자를 폴리에틸렌글리콜로 페길화하고, Cy5.5와 같은 형광체를 결합한 고분자 나노 입자를 포함하는 암 진단용 조영제를 제공할 수 있다. 이와 같은 고분자 나노 입자를 형성하는 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 복합체는 하기의 일반식 (Ⅰ)로 나타낼 수 있다. Among them, an amphipathic polymer combining hyaluronic acid polymer and bile acid hydrophobic material may be PEGylated with polyethylene glycol, and a cancer diagnostic contrast agent may be provided, which includes polymer nanoparticles having a phosphor such as Cy5.5. . Polyethyleneglycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 complexes forming such polymer nanoparticles can be represented by the following general formula (I).
<일반식 (Ⅰ)> <Formula (Ⅰ)>
상기 일반식 (Ⅰ)에서 A와 B는 히알루론산 고분자의 반복구조인 N-아세틸-D-글루코사민(N-acetyl-D-glucosamine) 과 D-글루쿠론산(D-glucuronic acid) 유도체를 의미하며, C는 친수성 히알루론산에 소수성기를 도입하기 위하여 D-글루쿠론산 유도체 카르복실기에 소수성 담즙산, 지방산 등의 소수성 물질이 화학적으로 결합된 것을 의미하며, D는 D-글루쿠론산 유도체 카르복실기에 폴리에틸렌 글리콜이 화학적으로 결합된 것을 의미하고, E는 나노 입자의 생체 내 영상을 위하여 D-글루쿠론산 유도체 카르복실기에 근적외선 형광체, 방사성 동위원소 등이 화학적으로 결합되는 것을 의미한다. 상기 식에서, a는 히알루론산의 분자량에 따라서 100 내지 10,000의 값을 가지며, b는 히알루론산의 나노 입자를 제조하기 위하여 5 내지 10,000의 값을 가지며, c는 5 내지 10,000, d는 1 내지 100이다. In Formula (I), A and B refer to N-acetyl-D-glucosamine and D-glucuronic acid derivatives, which are repetitive structures of hyaluronic acid polymer. , C means that a hydrophobic substance such as hydrophobic bile acid, fatty acid, etc. is chemically bonded to the D-glucuronic acid derivative carboxyl group in order to introduce a hydrophobic group into the hydrophilic hyaluronic acid, and D is a polyethylene glycol group of the D-glucuronic acid derivative carboxyl group. E means chemically bonded, E means that the near-infrared phosphor, radioisotope, etc. are chemically bonded to the D-glucuronic acid derivative carboxyl group for in vivo imaging of the nanoparticles. Wherein a has a value of 100 to 10,000 depending on the molecular weight of hyaluronic acid, b has a value of 5 to 10,000 for producing nanoparticles of hyaluronic acid, c is 5 to 10,000, and d is 1 to 100 .
상기의 일반식 (Ⅰ)을 기초로 친수성 고분자는 히알루론산으로, 소수성 물질은 담즙산이고, 상기 히알루론산과 답즙산가 결합된 양친성 고분자는 폴리에틸렌글리콜로 개질(페길화)되고, 근적외선 형광체는 Cy5.5으로 하여 제조된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 복합체는 자기 조립형 또는 자기 응집된 형태의 나노 입자로 제조되며, 그 크기는 수 십에서 수 백 나노미터일 수 있다. 상기와 같이 제조된 본 발명에 의한 고분자 나노 입자의 복합체는 일반 저분자량의 조영제보다, 암 조직 주변의 느슨한 신생혈관의 높은 투과성 때문에 나타나는 암 조직의 EPR (Enhanced Permeation and Retention) 효과에 의하여 암 조직에 대한 선택성이 높아서 효과적으로 암 조직에 축적되고 동시에, 암 세포에 특이적으로 발현되는 CD44, RHAMM 등의 수용체(receptor)와 히알루론산 등의 고분자의 친화성에 의해서 암 조직에 효과적으로 전달될 수 있다. 또한, 간, 비장, 신장 등 정상조직에 대한 축적량은 감소되면서, 생체 적합성이 우수하고 생체 내의 체류 기간이 저분자량의 조영제 보다 크게 증가되어, 근적외선, PET/SPECT, 및 CCD 카메라에 의해서 생체 내에서 영상이 가능하다. Based on the general formula (I), the hydrophilic polymer is hyaluronic acid, the hydrophobic material is bile acid, the amphiphilic polymer combined with hyaluronic acid and bile acid is modified (pegylated) with polyethylene glycol, and the near-infrared phosphor is Cy5. The polyethyleneglycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 complex prepared as 5 is made of nanoparticles in self-assembled or self-aggregated form, and can range in size from tens to hundreds of nanometers. The composite of the polymer nanoparticles according to the present invention prepared as described above is more effective in cancer tissues by EPR (Enhanced Permeation and Retention) effect of cancer tissues due to higher permeability of loose neovascularization around cancer tissues than general low molecular weight contrast agents. The high selectivity can be effectively accumulated in cancer tissues, and at the same time, it can be effectively delivered to cancer tissues by the affinity of a receptor such as CD44 and RHAMM and a polymer such as hyaluronic acid. In addition, the accumulation amount of normal tissues such as liver, spleen, and kidneys is reduced, so that the biocompatibility is excellent and the retention period in the living body is greatly increased than that of the low molecular weight contrast agent, so that the near-infrared, PET / SPECT, and CCD cameras can be used in vivo. Video is possible.
상기 본 발명에 의한 양친성 고분자 나노 입자의 분자량은 103 내지 106인 것이 좋으며, 크기는 10 내지 80nm인 것이 좋다. It is preferable that the molecular weight of the amphiphilic polymer nanoparticles according to the present invention is 10 3 to 10 6 , the size is 10 to 80nm.
한편, 본 발명에 의한 폴리에틸렌글리콜로 페길화된 양친성 고분자 나노 입 자 내에는 소수성 항암제의 약물 봉입이 가능하므로, 상기 나노 입자는 암 치료를 위하여 사용할 수도 있다. On the other hand, in the amphiphilic polymer nanoparticles pegylated with polyethylene glycol according to the present invention can be encapsulated with a hydrophobic anticancer drug, the nanoparticles can also be used for cancer treatment.
따라서, 본 발명은 양친성 고분자 나노 입자에 물리/화학적으로 항암제 등의 약물이 봉입된 것을 특징으로 하는 약물 전달체 조성물을 제공한다. Accordingly, the present invention provides a drug delivery composition, wherein a drug such as an anticancer agent is encapsulated physically and chemically in an amphiphilic polymer nanoparticle.
상기 나노 입자에 봉입될 수 있는 항암제로는 도세탁셀(Docetaxel), 시스플라틴(cis-platin), 캠토세신(camptothecin), 파클리탁셀(paclitaxel), 타목시펜(Tamoxifen), 아나스테로졸(Anasterozole), 글리벡(Gleevec), 5-플루오로우라실(5-FU), 플록슈리딘(Floxuridine), 류프로리드(Leuprolide), 플로타미드(Flutamide), 졸레드로네이트(Zoledronate), 독소루비신(Doxorubicin), 빈크리스틴(Vincristine), 젬시타빈(Gemcitabine), 스트렙토조토신(Streptozocin), 카보플라틴(Carboplatin), 토포테칸(Topotecan), 벨로테칸(Belotecan), 이리노테칸(Irinotecan), 비노렐빈(Vinorelbine), 히도록시우레아(hydroxyurea), 발루비신(Valrubicin), 레티노익산(retinoic acid) 계열, 메소트렉세이트(Methotrexate), 메클로레타민(Meclorethamine), 클로람부실(Chlorambucil), 부술판(Busulfan), 독시플루리딘(Doxifluridine), 빈블라스틴(Vinblastin), 마이토마이신(Mitomycin), 프레드니손(Prednisone), 테스토스테론(Testosterone), 미토산트론(Mitoxantron), 아스피린(aspirin), 살리실레이트(salicylates), 이부프로펜(ibuprofen), 나프로센(naproxen), 페노프로펜(fenoprofen), 인도메타신(indomethacin), 페닐부타존(phenyltazone), 시클로포스파미드(cyclophosphamide), 메클로에타민(mechlorethamine), 덱사메타손(dexamethasone), 프레드니솔론(prednisolone), 셀레콕시브(celecoxib), 발데콕시브(valdecoxib), 니메슐리드(nimesulide), 코르티손(cortisone), 코르티코스테로이드(corticosteroid) 등이 있다. 상기 약물 전달체 조성물은, 편평상피세포암, 자궁암, 자궁경부암, 전립선암, 두경부암, 췌장암, 뇌종양, 유방암, 간암, 피부암, 식도암, 고환암, 신장암, 대장암, 직장암, 위암, 신장암, 방광암, 난소암, 담관암 및 담낭암 중에서 선택되는 암 치료용 조성물로 사용될 수 있다. 상기 약물 전달체 조성물에 함유되는 항암제는 조성물 전체에 대하여 1 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. Anticancer agents that can be encapsulated in the nanoparticles are docetaxel (Docetaxel), cis-platin (cis-platin), camptothecin (camptothecin), paclitaxel (paclitaxel), tamoxifen (Amoxifen), Anasterozole, Gleevec ), 5-Fluorouracil (5-FU), Fluxuridine, Leuprolide, Flotamide, Zoledronate, Doxorubicin, Vincristine ( Vincristine, Gemcitabine, Streptozocin, Carboplatin, Topotecan, Belotecan, Irinotecan, Vinorelbine, Hirogishurea hydroxyurea, Valrubicin, retinoic acid series, Methotrexate, Mechlortreamine, Chlorambucil, Busulfan, Doxyfluidine Doxifluridine, Vinblastin, Mitomycin, Predney Prednisone, Testosterone, Mitoxantron, Aspirin, Salicylates, Ibuprofen, Naproxen, Phenoprofen, Fenoprofen, Indometha Indomethacin, phenyltazone, cyclophosphamide, mechlorethamine, dexamethasone, prednisolone, celecoxib, celecoxib, valdecoxib , Nimesulide, cortisone, corticosteroid, and the like. The drug delivery composition, squamous cell carcinoma, uterine cancer, cervical cancer, prostate cancer, head and neck cancer, pancreatic cancer, brain tumor, breast cancer, liver cancer, skin cancer, esophageal cancer, testicular cancer, kidney cancer, colon cancer, rectal cancer, stomach cancer, kidney cancer, bladder cancer It may be used as a composition for treating cancer selected from ovarian cancer, cholangiocarcinoma and gallbladder cancer. The anticancer agent contained in the drug delivery composition may be included in an amount of 1 to 60% by weight based on the whole composition.
한편, 상기의 약물 전달체로 사용될 수 있는 고분자 나노 입자에 근적외선 형광체 등의 형광체를 결합함으로써 상기 나노 입자가 암 등의 질병의 진단과 치료를 동시에 수행할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 양친성 고분자 나노 입자는 안과용 수술 보조제, 관절기능 개선제, 약물전달 물질 및 점안제 등의 의료 및 의료 용구, 화장품, 수술 후의 유착 방지제, 주름살 개선제, 성형 보조물, 관절 기능 개선제, 세포 배양 지지체(Scaffold) 등의 용도로도 사용될 수 있다. 본 발명의 폴리에틸렌 글리콜로 페길화된 양친성 고분자 나노 입자는, 히알루론산에 비해 인체 내에서의 분해 속도가 느리므로, 인체 내에서 오랜 시간 체류 할 것을 요구하는 주름살 개선제 등의 재료로 유용하게 사용될 수 있다는 장점이 있다. On the other hand, by combining a fluorescent material such as near-infrared phosphor to the polymer nanoparticles that can be used as the drug carrier, the nanoparticles can simultaneously perform the diagnosis and treatment of diseases such as cancer. In addition, the amphiphilic polymer nanoparticles according to the present invention is an ophthalmic surgical aid, joint function improving agent, medical and medical devices such as drug delivery materials and eye drops, cosmetics, anti-adhesion agent after surgery, wrinkle improvement agent, molding aid, joint function improvement agent, It can also be used for cell culture scaffolds and the like. Amphiphilic polymer nanoparticles pegylated with polyethylene glycol of the present invention, since the decomposition rate in the human body is slower than hyaluronic acid, it can be usefully used as a material such as wrinkle improvement agent that requires a long time stay in the human body There is an advantage.
비침투적 영상을 위해서는, 근적외선(near-infrared, NR) 투시가 가능한 근적외선 형광체(Cy5.5 등)를 화학적으로 결합시킨 나노 입자를 제조할 수 있다. 상기 나노 입자에 다양한 항암제를 봉입하여 암 조직에 선택적으로 전달하여, 암을 진단하는 동시에 암을 치료할 수 있는 신규 약물 전달체를 제공할 수 있다. For non-invasive imaging, nanoparticles chemically bound to near-infrared (NR), such as near-infrared (NR) visible light, can be prepared. By encapsulating various anticancer agents in the nanoparticles and selectively delivering them to cancer tissues, it is possible to provide a new drug delivery vehicle capable of diagnosing cancer and treating cancer.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예들은 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.
실시예Example 1: 폴리에틸렌 글리콜( 1: polyethylene glycol ( PEGPEG )-히알루론산() -Hyaluronic acid ( HAHA )-) - 담즙산Bile acid (5-β-(5-β- cholaniccholanic acid;CA)-Cy5.5 복합체의 제조 preparation of acid; CA) -Cy5.5 complex
600 mg의 히알루론산을 120 ml의 포름아미드(formamide)에 녹이고 200 ml의 디메틸 포름아미드(dimethylformamide)에 Aminoethyl-5-β-cholanoamide 199 mg을 녹여 글리콜 히알루론산 용액에 천천히 적하하였고, 364 mg의 1-에틸-3-(3-디메틸-아미노프로필) 카보디이미드(1-ethyl-3-(3-dimethyl-aminopropyl) carbodiimide; EDC)와 219 mg의 N-하이드로숙시니미드(N-hydrosuccinimide;NHS)를 40 ml의 디메틸 포름아미드에 녹여 반응액에 가한 다음 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 이후 상기 반응액을 2일간 투석하여 미반응 물질을 제거한 후, 동결건조하여 담즙산-히알루론산 복합체를 제조하였다. 상기 제조된 담즙산-히알루론산 복합체 600 mg을 120 ml의 증류수에 녹이고 374 mg의 PEG-NH2 , 57.3 mg의 EDC, 40.4 mg의 NHS를 첨가하여 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 이후 상기 반응액을 2일간 투석하여 미반응 물질을 제거한 후, 동결건조하여 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산 복합체를 제조하였다. 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산 복합체 400mg을 100ml의 증류수 에 녹이고 24 mg의 Cy5.5-NH2 , 16mg의 EDC와 12mg의 하이드록시 벤조 트리아졸 (N-Hydroxybenzotriazole; HOBt)을 메탄올에 녹여 첨가한 후, 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 이후 상기 반응액을 2일간 투석하여 미반응 물질을 제거한 후 동결건조하여, 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 복합체를 제조하였다. 600 mg of hyaluronic acid was dissolved in 120 ml of formamide, 199 mg of Aminoethyl-5-β-cholanoamide was dissolved in 200 ml of dimethylformamide, and slowly added dropwise to the glycol hyaluronic acid solution. -Ethyl-3- (3-dimethyl-aminopropyl) carbodiimide (1-ethyl-3- (3-dimethyl-aminopropyl) carbodiimide (EDC) and 219 mg of N-hydrosuccinimide (NHS) ) Was dissolved in 40 ml of dimethyl formamide, added to the reaction solution, and stirred at room temperature for 24 hours. Thereafter, the reaction solution was dialyzed for 2 days to remove unreacted material, and then lyophilized to prepare a bile acid-hyaluronic acid complex. 600 mg of the bile acid-hyaluronic acid complex prepared above was dissolved in 120 ml of distilled water, and 374 mg of PEG-NH 2 , 57.3 mg of EDC, and 40.4 mg of NHS were added and stirred at room temperature for 24 hours. Thereafter, the reaction solution was dialyzed for 2 days to remove unreacted material, and then lyophilized to prepare a polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid complex. Dissolve 400 mg of polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid complex in 100 ml of distilled water, add 24 mg of Cy5.5-NH 2 , 16 mg of EDC and 12 mg of hydroxy benzotriazole (HOBt) in methanol. And stirred at room temperature for 24 hours. Thereafter, the reaction solution was dialyzed for 2 days to remove unreacted material, and then lyophilized to prepare a polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 complex.
상기 반응은 하기의 반응식 1과 같이 나타낼 수 있다. The reaction may be represented as in
<반응식 1><
실시예Example 2. 합성된 2. Compounded 폴리에틸렌글리콜Polyethylene glycol -히알루론산-Hyaluronic Acid 담즙산Bile acid -- Cy5Cy5 .5의 나노 입자 형성 .5 nanoparticle formation
실시예 1에서 제조된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 복합체를 1mL의 PBS 용액에 녹인 후, 0.45마이크로 필터로 여과하여 동적광산란장치 (dynamic laser scattering; DLS) 및 전자투과현미경(TEM)으로 입자의 크기를 관찰하였다. The polyethyleneglycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 complex prepared in Example 1 was dissolved in 1 mL of PBS solution, filtered through a 0.45 micro filter, and subjected to dynamic laser scattering (DLS) and electron transmission microscope (TEM). The size of the particles was observed.
폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 복합체에 대한 분석 결과(DLS 및 TEM), 약 200 ~ 400 나노미터의 평균입자를 갖는다는 것을 확인할 수 있었다(도 1 참조). Analysis of the polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 complex (DLS and TEM), it was confirmed that it has an average particle of about 200 ~ 400 nanometers (see Figure 1).
실시예Example 3. 3. 캠토세신이Camptocecin 함유된 Contained 폴리에틸렌글리콜Polyethylene glycol -히알루론산-Hyaluronic Acid 담즙산Bile acid -- Cy5Cy5 .5 나노 입자의 제조.5 Preparation of Nanoparticles
캠토세신이 봉입된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자의 제조는 다음과 같이 제조하였다. 40 mg의 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산 고분자를 8 ml의 DMSO:증류수 (2:1, v/v) 공용매에 녹이고, 캠토세신 16 mg를 4 ml의 DMSO에 녹였다. 두 개의 용액을 서로 섞어 1시간 동안 교반하였다. 이후, 상기 반응액을 2일간 투석하여 미반응 물질을 제거한 후 동결건조하여, 캠토세신이 함유된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 복합체를 제조하였다. The preparation of polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles encapsulated with camptocecin was prepared as follows. 40 mg of polyethyleneglycol-hyaluronic acid-bile acid polymer was dissolved in 8 ml of DMSO: distilled water (2: 1, v / v) cosolvent and 16 mg of camptocecin was dissolved in 4 ml of DMSO. The two solutions were mixed with each other and stirred for 1 hour. Thereafter, the reaction solution was dialyzed for 2 days to remove unreacted material and then lyophilized to prepare a polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 complex containing camptocecin.
실시예Example 4. 4. 캠토세신(항암제)가Camptocecin (anticancer) 함유된 Contained 폴리에틸렌글리콜Polyethylene glycol -히알루론산-Hyaluronic Acid 담즙산Bile acid -- Cy5Cy5 .5 나노 입자의 .5 nanoparticles 신제형New type 항암제의 특성 분석 Characterization of anticancer drugs
폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산 고분자에 캠토세신을 실시예 3과 같은 방법으로 봉입한 후, 상기 약물이 봉입된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산 나 노 입자의 크기를 동적 광산란 장치로 분석하였으며, 약물의 봉입 효율은 HPLC 및 UV spectroscopy를 통하여 분석하였다. 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산 고분자 나노 입자의 약물의 봉입 효율, 나노 입자의 크기를 하기의 표 1에 나타냈다.After captocecin was encapsulated in a polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid polymer in the same manner as in Example 3, the size of the polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid nanoparticles encapsulated with the drug was analyzed by a dynamic light scattering device. Encapsulation efficiency was analyzed by HPLC and UV spectroscopy. The encapsulation efficiency of the drug of the polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid polymer nanoparticles and the size of the nanoparticles are shown in Table 1 below.
((
mgmg
))
ContentContent
( (
wtwt
%)%)
실시예Example 5. 제조된 나노 입자의 체내 분포 거동 및 암 조직 축적 효과 평가 5. Evaluation of the Distribution Behavior and Accumulation Effect of Manufactured Nanoparticles in the Body
실시예 3에서 제조한 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5의 나노 입자 용액 100㎕를 피부암 세포가 주입된 쥐에 정맥 주사 한 후, 근적외선 조사를 실시하였다. 피부암 세포가 주입된 쥐에 나노 입자를 주입하여 일정 시간이 경과한 후, 근적외선 조사를 실시하여 실시간 영상을 획득하였다. 100 μl of the nanoparticle solution of polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 prepared in Example 3 was injected intravenously into mice injected with skin cancer cells, followed by near-infrared irradiation. After a certain period of time by injecting nanoparticles into the skin cancer cells injected mice, near-infrared irradiation was performed to obtain real-time images.
도 3에서 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5의 나노 입자를 이용한 암조직의 근적외선 투시 영상과 형광량의 정량적 분석 결과를 나타냈다. 쥐 실험결과, 본 발명에 의해 제조된 나노 입자는 히알루론산 나노 입자에 비해 체내 순환 시간이 향상되었음을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 나노 입자를 사용하면 보다 효과적으로 암 조직의 영상이 가능하다는 것을 알 수 있다. In FIG. 3, quantitative analysis results of near-infrared images and fluorescence of cancer tissues using nanoparticles of polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 are shown. As a result of the rat experiment, it can be seen that the nanoparticles prepared by the present invention have improved circulation time in the body compared to the hyaluronic acid nanoparticles. Therefore, it can be seen that using the nanoparticles according to the present invention can more effectively image cancer tissue.
도 4는 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5의 나노 입자를 이용하여 적출된 장기, 근육조직 및 암조직에 대한 근적외선 투시 영상과 형광량의 정량적 분석 결과를 나타낸 것이다. 실험 결과, 발명에 의해 제조된 나노 입자는 암 축적 효율이 높고, 다른 장기 또는 근육조직에서의 축적률은 낮다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 나노 입자를 사용하면 보다 효과적으로 암 조직의 영상이 가능하다는 것을 알 수 있다. Figure 4 shows the results of quantitative analysis of near-infrared images and fluorescence of organs, muscle tissue and cancer tissue extracted using the nanoparticles of polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5. Experimental results show that the nanoparticles produced by the invention have high cancer accumulation efficiency and low accumulation rate in other organs or muscle tissues. Therefore, it can be seen that using the nanoparticles according to the present invention can more effectively image cancer tissue.
실험예 6. 캠토세신이 함유된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산 나노 입자 항암제의 항암효과 및 Experimental Example 6. Anticancer effect of polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid nanoparticle anticancer agent containing camptocecin 생존률Survival rate
편평상피세포 암(SCC7)이 이식된 C3H/HeN 마우스의 꼬리 혈관을 통하여 반복 투여함으로써 캠토세신 및 캠토세신이 봉입된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자의 항암효능을 평가하였다. 도 7과 같이, 캠토세신이 봉입된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자는 캠토세신이 봉입된 히알루론산 나노 입자나 캠토세신만 투여한 그룹에 비하여 암 성장 억제 효과가 뛰어난 것을 확인하였다. 또한, 캠토세신이 봉입된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자를 투여한 동물의 경우 캠토세신만을 투여한 동물에 비하여 생존률이 향상되었다는 것을 확인하였다. 캠토세신이 봉입된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자의 경우 히알루론산 나노 입자에 캠토세신을 봉입하여 투여한 그룹이나 캠토세신만을 투여한 그룹에 비하여 생존률 및 항암 효과가 크게 향상되었다.The anticancer efficacy of the polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles encapsulated with camptocecin and camptocecin was evaluated by repeated administration through the tail blood vessel of C3H / HeN mice transplanted with squamous cell carcinoma (SCC7). As shown in FIG. 7, the polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles having the captocecin-encapsulated effect showed cancer growth inhibition superior to the group to which only the captocecin-containing hyaluronic acid nanoparticles or the captocecin were administered. It was. In addition, it was confirmed that the survival rate was improved in the animals administered with the polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles encapsulated with camptocecin compared to the animals administered with only camptocecin. In case of polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles encapsulated with camptocecin, the survival rate and anticancer effect were significantly improved as compared with the group in which the camtocecin was enclosed with the hyaluronic acid nanoparticle or the group in which only the camptocecin was administered. .
도 1의 (A)는 실시예 1에서 제조된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자의 평균 직경을 동적 광산란 장치(dynamic laser scattering; DLS)로 측정한 결과이고, 도 1의 (B)는 실시예 1에서 제조된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자를 전자 투과 현미경(TEM)으로 촬영한 사진이다. Figure 1 (A) is the result of measuring the average diameter of the polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles prepared in Example 1 by dynamic laser scattering (DLS), Figure 1 ( B) is a photograph taken with an electron transmission microscope (TEM) of the polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles prepared in Example 1.
도 2의 (A)는 간에 축적된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자 및 히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자의 근적외선 이미지를 나타낸 것이고, 도 2의 (B)는 간에 축적된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자 및 히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자의 시간에 따른 형광 세기를 그래프로 나타낸 것이다 (HNP: 양친성 히알루론산 나노입자, HNP-P1: 히알루론산 나노입자 표면의 카르복실 그룹을 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 1%로 페길화한 것, HNP-P5: 히알루론산 나노입자 표면의 카르복실 그룹을 폴리에틸렌 글리콜 5%로 페길화한 것, HNP-P6: 히알루론산 나노입자 표면의 카르복실 그룹을 폴리에틸렌 글리콜 6%로 페길화한 것, control: 약물을 주입하지 않은 쥐의 간(liver)).FIG. 2 (A) shows near-infrared images of polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles and hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles accumulated in the liver, and FIG. 2 (B) shows accumulation in the liver. Fluorescence intensity over time of the polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles and hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles is shown graphically (HNP: amphiphilic hyaluronic acid nanoparticles, HNP-P1: Pegylated carboxyl group on hyaluronic acid nanoparticle surface with polyethylene glycol (PEG) 1%, HNP-P5: Pegylated carboxyl group on hyaluronic acid nanoparticle surface with
도 3은 종양이 있는 마우스에 히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자 및 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자를 주사하여 얻은 근적외선 이미지를 나타낸 것이다.Figure 3 shows a near-infrared image obtained by injecting hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles and polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles to tumor-bearing mice.
도 4의 (A)는 몸 전체의 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자 및 히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자의 시간에 따른 형광 세기를 그래프로 나타낸 것이고, 도 4의 (B)는 종양 부위의 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산- Cy5.5 나노 입자 및 히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자의 시간에 따른 형광 세기를 그래프로 나타낸 것이다. Figure 4 (A) is a graph showing the fluorescence intensity over time of the polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles and hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles throughout the body, B) graphically shows the fluorescence intensity over time of polyethyleneglycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles and hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles at the tumor site.
도 5의 (A)는 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자 및 히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자가 장기, 정상 조직 및 암 조직에 축적되는 정도를 영상화한 것이고, 도 5의 (B)는 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자 및 히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자가 간에 축적되는 정도를 영상화한 것이고, 도 5의 (C)는 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자 및 히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자가 암 조직에 축적되는 정도를 영상화한 것이다. FIG. 5A is an image of the degree of accumulation of polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles and hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles in organs, normal tissues, and cancer tissues, and FIG. 5 (B) is an image of the degree to which the polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles and hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles accumulate in the liver, and FIG. 5 (C) shows polyethylene glycol-hyaluronic acid. The degree of accumulation of lonic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles and hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles in cancer tissues is imaged.
도 6은 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자 및 히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자의 장기, 정상 조직 및 암 조직에 축적되는 정도를 정량적으로 분석한 결과를 나타낸 것이다. Figure 6 shows the results of quantitative analysis of the degree of accumulation in the organ, normal tissue and cancer tissue of polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles and hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles.
도 7의 (A)는 실험예 4에서 제조된 캠토세신이 함유된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자 및 히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자의 항암효과를 그래프로 나타낸 것이다 (Free CPT: CPT약물을 유기용매 DMSO에 녹여서 주입한 동물 군, CPT-HNP: CPT를 봉입한 히알루론산 나노입자(HNP)를 포함하는 약물을 주입한 군, CPT-HNP-P: CPT를 봉입한 페길화된 히알루론산 나노입자(HNP-P)를 포함하는 약물을 주입한 군, Control: 약물을 주입하지 않은 군).Figure 7 (A) is a graph showing the anticancer effect of the polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles and hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles containing camptocecin prepared in Experimental Example 4 (Free CPT: Animal group in which CPT drug is dissolved in organic solvent DMSO, CPT-HNP: CPT-infused group containing hyaluronic acid nanoparticles (HNP), CPT-HNP-P: CPT-included) Injecting a drug containing one PEGylated hyaluronic acid nanoparticle (HNP-P), Control: Injecting no drug).
도 7의 (B)는 실험예 4에서 제조된 캠토세신이 함유된 폴리에틸렌글리콜-히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자 및 히알루론산-담즙산-Cy5.5 나노 입자를 피부암 세포가 주입된 쥐에 투여한 후, 쥐의 생존률을 나타낸 것이다. FIG. 7B illustrates polyethylene glycol-hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles and hyaluronic acid-bile acid-Cy5.5 nanoparticles containing camptocecin prepared in Experimental Example 4 in mice injected with skin cancer cells. After administration, the survival rate of the mice is shown.
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