KR101925442B1 - Macrophage Targeting Nanoparticles, compositions for coating medical equipment containing the same, and Medical equipment for anti-inflammation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대식세포 표적 나노입자, 이를 함유하는 의료장치 코팅용 조성물 및 항염증용 의료장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 나노입자는 항염증 약물을 대식세포에 선택적으로 전달할 수 있고, 이를 포함하는 의료장치 코팅용 조성물로 사용되어 의료장치가 적용된 국소 부위의 염증 반응을 효과적으로 저해할 수 있는 효과가 있다. 특히, 봉합사에 코팅시 봉합 부위의 염증 질환에 유용한 효과가 있다.The present invention relates to a macrophage target nanoparticle, a composition for coating a medical device containing the same, and a medical device for antiinflammation, wherein the nanoparticle according to the present invention is capable of selectively delivering an anti- inflammatory drug to macrophages, It can be effectively used as a composition for coating a medical device to effectively inhibit the inflammatory reaction of a local site to which a medical device is applied. Particularly, there is a useful effect on the inflammatory disease of the suture site when coated on the suture.
Description
본 발명은 대식세포 표적 나노입자, 이를 함유하는 의료장치 코팅용 조성물 및 항염증용 의료장치에 관한 것이다.The present invention relates to macrophage target nanoparticles, a composition for coating medical equipment containing the nanoparticles, and a medical device for antiinflammation.
수술용 봉합사는 외상이나 절개 부위 봉합을 위해 널리 사용되지만, 체내에서 유래된 물질이 아니기 때문에 이물 반응과 함께 그로 인한 염증 반응을 일으킨다. 이 염증 반응은 염증성 통증을 일으켜 환자에게 불편을 야기하며, 염증이 심해질 경우 상처 치료가 지연되고 각종 상처 합병증이 발생하는 등의 문제를 발생시킨다. 이를 방지하기 위해 소염진통제를 처방할 수 있지만, 생체이용률이 낮고 체내에서 빠르게 제거되기 때문에 반복적인 투여가 필요하며, 환자에 따라 부작용을 일으킬 수 있다.Surgical sutures are used extensively for trauma or incisional sutures, but because they are not derived from the body, they cause an inflammatory reaction as well as a foreign body reaction. This inflammation causes inflammatory pain, which causes discomfort to the patient. If the inflammation becomes worse, the wound is delayed and various wound complications arise. Anti-inflammatory analgesics can be prescribed to prevent this, but repeated administration is necessary because bioavailability is low and the body is quickly removed from the body, which can cause side effects depending on the patient.
이에, 봉합 부위 창상의 통증이나 염증의 치료에는 국부 약물전달이 최선이라는 점에서 환부에 이식되는 흡수성 봉합사 자체에 약물전달 기능을 부가함으로써 약물의 생체 이용도를 최대한 높이고, 기존의 경구 및 주사제를 통한 투여의 부작용을 최소화할 수 있다.In this regard, since local drug delivery is the best treatment for the pain or inflammation of the wound on the suture site, the bioavailability of the drug is maximized by adding a drug delivery function to the absorbable suture itself, which is implanted in the affected area, Adverse side effects of administration can be minimized.
이때, 봉합사에 약물전달 기능을 부여하기 위한 방법의 일환으로, 약물 자체를 봉합사에 코팅하여 국소 부위의 약물 전달체로 사용함으로써 약효를 높이려는 시도가 있었으나(특허문헌 1), 국소 부위 치료에 목적하는 수준으로 약효를 향상시키지 못하였고, 보다 장기간에 걸쳐 국소부위에 약물을 전달하기에는 지속력이 떨어지는 문제가 있었다. 이에, 국소 부위 치료에 요하는 높은 약효와 장기간에 걸쳐 약물을 방출할 수 있도록 서방형을 가지는 국소 부위 치료(예를 들어, 국소 부위의 염증 치료) 방안을 모색 중에 있다.As a method for imparting drug delivery function to the suture, there has been attempted to enhance the drug efficacy by coating the drug itself on the suture and using it as a drug delivery material in the local region (Patent Document 1) , And there was a problem that the sustained ability to deliver the drug to the local site over a longer period of time was inferior. Accordingly, a high drug efficacy for local site treatment and local area treatment (for example, treatment of inflammation of the local site) having a sustained release form so as to release the drug over a long period of time are being sought.
이에, 본 발명자들은 봉합사와 같은 의료장치에 약물을 담지한 나노입자 및 생체 적합하며, 분해 가능한 고분자를 코팅하여, 국소부위에 서방형으로 약물을 전달할 수 있고 원하는 수준의 약효를 나타낼 수 있는 방안을 개발하기 위해 노력하던 중, 본 발명에 따른 의료장치 코팅용 조성물이 의료장치에 코팅되어, 상기 의료장치가 적용되는 국소 부위에 서방형으로 항염증 약물을 전달할 수 있을 뿐 아니라, 코팅된 나노입자에 대식세포 선택성을 부여함으로써, 국소부위 치료에 목적하는 수준의 우수한 항염증 약효를 확인하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the inventors of the present invention have found that a nanoparticle carrying a drug and a biocompatible and degradable polymer are coated on a medical device such as a suture, and a drug can be delivered to a local site in a sustained release form, While trying to develop, the composition for coating a medical device according to the present invention is coated on a medical device so that not only the anti-inflammatory drug can be delivered to the local site to which the medical device is applied, By providing macrophage selectivity, the present invention has been accomplished by confirming excellent antiinflammatory activity at a level desired for local site treatment.
본 발명의 목적은 만노스가 수식된 고분자가 코팅되어 있으며, 항염증성 약물을 포함하는 나노입자를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide nanoparticles coated with a mannose-modified polymer and containing an anti-inflammatory drug.
본 발명의 다른 목적은 상기 나노입자를 유효성분으로 함유하는 염증성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating an inflammatory disease containing the nanoparticles as an active ingredient.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 나노입자를 유효성분으로 함유하는 의료장치 코팅용 조성물을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a composition for coating a medical device containing the nanoparticles as an active ingredient.
본 발명의 다른 목적은 상기 의료장치 코팅용 조성물이 최소 일부에 코팅된 의료장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a medical device in which the composition for coating a medical device is coated at least in part.
상기 목적을 달성하기 위해,In order to achieve the above object,
본 발명은 만노스가 수식된 고분자가 코팅되어 있으며, 항염증성 약물을 포함하는 나노입자를 제공한다.The present invention provides nanoparticles coated with a mannose-modified polymer and containing an anti-inflammatory drug.
또한, 본 발명은 상기 나노입자를 유효성분으로 함유하는 염증성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.The present invention also provides a pharmaceutical composition for preventing or treating an inflammatory disease containing the nanoparticles as an active ingredient.
나아가, 본 발명은 상기 나노입자를 유효성분으로 함유하는 의료장치 코팅용 조성물을 제공한다.Furthermore, the present invention provides a composition for coating a medical device containing the nanoparticles as an active ingredient.
또한, 본 발명은 상기 의료장치 코팅용 조성물이 최소 일부에 코팅된 의료장치를 제공한다.The present invention also provides a medical device wherein at least a portion of the composition for coating a medical device is coated.
본 발명에 따른 나노입자는 항염증 약물을 대식세포에 선택적으로 전달할 수 있고, 이를 포함하는 의료장치 코팅용 조성물로 사용되어 의료장치가 적용된 국소 부위의 염증 반응을 효과적으로 저해할 수 있는 효과가 있다. 특히, 봉합사에 코팅시 봉합 부위의 염증 질환에 유용한 효과가 있다.The nanoparticles according to the present invention are capable of selectively delivering an anti-inflammatory drug to macrophages and used as a composition for coating a medical device, thereby effectively inhibiting the inflammatory reaction of a local site to which the medical device is applied. Particularly, there is a useful effect on the inflammatory disease of the suture site when coated on the suture.
도 1은 실시예 1(만노스-PEG-PLGA-디클로페낙)의 TEM 사진이다.
도 2는 대식세포에 결합한 각각의 실시예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 나노입자가 나타내는 형광 신호(붉은색)를 형광 현미경(Nikon Instrument Inc., Japan)으로 촬영한 사진이다.
도 3은 대식세포에 결합한 각각의 실시예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 나노입자가 나타내는 형광 신호(붉은색) 세기를 수치화하여 그래프로 도시한 것이다.
도 4는 섬유아세포(L-929) 및 대식세포(Raw264.7) 각각에 대한 실시예 1 및 비교예 2의 나노입자가 나타내는 형광 신호(붉은색)를 형광 현미경(Nikon Instrument Inc., Japan)으로 촬영한 사진을 비교하여 나타낸 것이다.
도 5는 섬유아세포(L-929) 및 대식세포(Raw264.7) 각각에 대한 실시예 1 및 비교예 2의 나노입자가 나타내는 형광 신호(붉은색) 세기를 수치화하여 그래프로 도시한 것이다.
도 6은 실시예 1 및 비교예 2를 대식세포에 처리한 후, lysotracker deep red가 염색된 리소좀(좌)의 형광사진, DiO가 탑재된 나노입자(중간)의 형광사진, 및 상기 두 사진을 합한 사진을 나타내어 비교한 것이다.
도 7은 시간 경과에 따라, 본 발명의 디클로페낙 탑재 나노입자(실시예 1)의 약물 방출 정도를 백분율(%)로 나타낸 그래프이다.
도 8은 무처리, 실시예 1 나노입자, 비교예 2 나노입자 또는 디클로페낙만을 처리한 경우에 프로스타글란딘 E2 억제 효과(pg/mL)를 그래프로 도시하여 비교한 것이다.
도 9는 코팅 전 봉합사 및 본 발명의 실시예 1 나노입자가 코팅된 봉합사의 표면을 SEM으로 촬영한 사진을 나타낸 것이다.
도 10은 봉합사에 코팅 전 및 코팅 후 나노입자의 크기 분포를 나타낸 그래프이다.
도 11은 봉합사에 코팅 전 및 코팅 후 나노입자의 TEM 사진이다.
도 12는 봉합사에서 방출된 나노입자로부터 3시간, 6시간 및 12시간의 경과에 따른 대식세포의 형광 변화를 나타낸 사진이다.
도 13은 3시간, 6시간 및 12시간의 경과에 따른 봉합사에서 방출된 나노입자의 대식세포 표적 경향을 형광 강도로 수치화하여 나타낸 그래프이다.
도 14는 무처리, 실시예 1 나노입자가 코팅된 봉합사, 비교예 2 나노입자가 코팅된 봉합사 또는 디클로페낙만이 코팅된 봉합사가 처리된 경우, 프로스타글란딘 E2 억제 효과(pg/mL)를 그래프로 도시하여 비교한 것이다.
도 15는 코팅이 안된 시판용 봉합사(좌측 사진) 및 본 발명의 봉합사(실시예 1 나노입자가 코팅된 봉합사)(우측 사진)로 동물 모델의 절개 부위를 봉합한 뒤, 14일 후 나타난 조직에서의 염증 완화 효과를 나타낸 사진이다.Figure 1 is a TEM photograph of Example 1 (Mannose-PEG-PLGA-Diclofenac).
FIG. 2 is a photograph of a fluorescence signal (red color) of nanoparticles of Example 1, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 bound to macrophages with a fluorescence microscope (Nikon Instrument Inc., Japan).
FIG. 3 is a graph showing the fluorescence intensity (red color) intensity of nanoparticles of Example 1, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 bound to macrophages.
4 shows fluorescence signals (red color) of nanoparticles of Example 1 and Comparative Example 2 for each of fibroblast (L-929) and macrophage (Raw 264.7) under fluorescent microscope (Nikon Instrument Inc., Japan) As compared with the photographs taken by the photographer.
FIG. 5 is a graph showing the fluorescence intensity (red color) intensity of nanoparticles of Example 1 and Comparative Example 2 for fibroblasts (L-929) and macrophages (Raw264.7), respectively.
FIG. 6 is a graph showing the fluorescence spectra of lysosomes (left) stained with lysotracker deep red, fluorescence photographs of nanoparticles loaded with DiO (middle), and the photographs of the two photographs after Example 1 and Comparative Example 2 were treated with macrophages It is the comparison which showed the combined photograph.
FIG. 7 is a graph showing the degree of drug release of the diclofenac-loaded nanoparticles of the present invention (Example 1) as a percentage (%) over time.
Fig. 8 is a graph comparing the inhibitory effect (pg / mL) of prostaglandin E2 when only the untreated, Example 1 nanoparticles, Comparative Example 2 nanoparticles or diclofenac were treated alone.
FIG. 9 is a SEM photograph of the surface of the suture before coating and the suture coated with the nano-particle of Example 1 of the present invention.
10 is a graph showing the size distribution of nanoparticles before and after coating on a suture.
11 is a TEM photograph of the nanoparticles before and after coating the suture.
12 is a photograph showing fluorescence changes of macrophages with passage of 3 hours, 6 hours, and 12 hours from the nanoparticles released from the suture.
13 is a graph showing the macrophage target tendency of nanoparticles released from sutures with the elapsed time of 3 hours, 6 hours, and 12 hours in terms of fluorescence intensity.
Fig. 14 is a graph showing the prostaglandin E2 inhibitory effect (pg / mL) in the case of the untreated, Example 1 nano-coated suture, Comparative Example 2 nano-coated suture or diclofenac only coated suture Respectively.
FIG. 15 shows the results of suturing an incision site of an animal model with uncoated commercial suture (left image) and the suture of the present invention (Example 1 nano-particle coated suture) (right image) This is a photograph showing the effect of relieving inflammation.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
이하 설명은 발명의 이해를 돕기 위해서 제시하는 것이며, 본 발명이 이하 설명의 내용으로 제한되지 않는다.The following description is provided to assist the understanding of the invention, and the present invention is not limited to the following description.
본 발명은 만노스가 수식된 고분자가 코팅되어 있으며, 항염증성 약물을 포함하는 나노입자를 제공한다.The present invention provides nanoparticles coated with a mannose-modified polymer and containing an anti-inflammatory drug.
이때, 상기 만노스가 수식된 고분자에 있어서,At this time, in the mannose-modified polymer,
상기 고분자는 생분해성 또는 생흡수성 고분자로 알려진 모든 고분자를 말하며, 특히 본 발명에 있어서, 만노스(mannose)가 치환될 수 있는 작용기를 적어도 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자를 말한다. 이에 제한되지 않으나, 상기 고분자의 예로서 폴리아크릴산(Polyacrylic acid, PAA), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone, PVP), 폴리비닐알콜(Polyvinylalcohol, PVA) 및 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol, PEG), 젤라틴(Gelatin), 덱스트란(Dextran), 키토산(Chitosan), 플루란(Pullulan) 및 이들의 공중합체 및 배합물로 이루어진 군에서 선택되는 고분자를 사용할 수 있고, 가장 바람직하게 폴리에틸렌클리콜을 사용할 수 있다.The polymer refers to all polymers known as biodegradable or bioabsorbable polymers, and in the present invention, refers to a polymer comprising at least one functional group capable of substituting mannose. Examples of the polymer include polyacrylic acid (PAA), polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene glycol (PEG), gelatin Gelatin, Dextran, Chitosan, Pullulan, and copolymers and blends thereof. Most preferably, polyethylene glycol is used.
여기서, 상기 고분자에 만노스를 수식하는데, 하기 본 발명의 실시예와 같이 수행하여 만노스를 수식할 수 있고, 만노스가 고분자에 수식됨으로써, 대식세포 선택성을 갖게 되는 것이다. 보다 상세히, 상기 만노스가 수식된 고분자는 나노입자의 쉘을 이루거나, 바람직하게 나노입자의 쉘을 한번 더 코팅하는 방법으로 적용되어, 나노입자 최외각에 위치된다. 대식세포는 상기 만노스를 인식할 수 있고, 이로부터 나노입자가 대식세포 내로 흡수될 수 있는 것인데, 기존의 만노스가 수식되지 않은 나노입자에 비해, 월등한 수준의 대식세포 표적능력이 있는 것으로 본 발명에서 확인하였다.Here, mannose is modified in the polymer, and mannose can be modified in the same manner as in the embodiment of the present invention. Mannose is modified into a polymer to have macrophage selectivity. More specifically, the mannose-modified polymer is applied to the shell of the nanoparticle or preferably by coating the shell of the nanoparticle one more time, and is located at the outermost position of the nanoparticle. The macrophage is capable of recognizing the above mannose, from which nanoparticles can be absorbed into the macrophages, and has superior ability to target macrophages than the conventional mannose-unmodified nanoparticles. Respectively.
또한, 상기 항염증성 약물은 나노입자에 포함되는데, 바람직하게 상기 나노입자에 담지하여 대식세포로 전달된다. 이때, 상기 항염증성 약물은 대식세포의 프로스타글란딘 E2 방출을 억제하는 기능을 수행하여, 염증 반응을 억제할 수 있는 것이다. 기존의 만노스가 수식되지 않은 나노입자나, 또는 항염증성 약물만을 처리한 경우에는, 투여 약물 대비 염증 억제에 있어 비효율적이나, 본 발명의 대식세포 표적 나노입자에 항염증 약물을 포함시켜 적용한 경우, 염증 억제에 있어 월등한 수준으로 향상된 약효를 확인하였다(하기 실험예 참조).In addition, the anti-inflammatory drug is contained in nanoparticles, and is preferably carried on the nanoparticles and transferred to macrophages. At this time, the anti-inflammatory drug functions to inhibit the release of prostaglandin E2 from macrophages, thereby suppressing the inflammatory reaction. In the case where the existing mannose-modified nanoparticles or only the anti-inflammatory drug is treated, it is ineffective for suppressing inflammation compared to the administered drug. However, when the anti-inflammatory drug is applied to the macrophage target nanoparticle of the present invention, (See Experimental Examples below). ≪ tb > < TABLE >
상기 항염증 약물은 이에 제한되지 않으나, 인돌 및 인덴 아세트산(인도메타신, 설린닥 및 에토달락), 헤테로아릴 아세트산(톨메틴, 디클로페낙 및 케토롤락), 아릴프로피온산(이부프로펜 및 유도체), 안트라닐산(메페남산 및 메클로페남산), 에놀산(피록시캄, 테녹시캄, 페닐부타존 및 옥시펜타트라존), 나부메톤 및 금 화합물(오라노핀, 오로티오글루코오스, 금 소듐티오말레이트)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있고, 바람직하게, 디클로페낙을 사용할 수 있다.The antiinflammatory drugs include, but are not limited to, indole and indene acetic acid (indomethacin, sulindac and etodalac), heteroaryl acetic acids (tolmetin, diclofenac and ketololac), arylpropionic acid (ibuprofen and derivatives), anthranilic acid (Norbomene) and gold compounds (auranofin, aurothioglucose, and gold sodium thiomalate) in the presence of a reducing agent (e.g., mefenamic acid and mefenophenamic acid), enolic acid May be used, and preferably diclofenac may be used.
나아가, 본 발명의 상기 나노입자는 하기로부터 선택되는 1종 이상의 생분해성 고분자를 더 포함할 수 있다.Further, the nanoparticles of the present invention may further comprise at least one biodegradable polymer selected from the following.
이때, 상기 생분해성 고분자를 더 포함하는 것은 상기 만노스가 수식된 고분자가 나노입자의 쉘을 이루지 않는 경우에, 상기 생분해성 고분자로 나노입자의 쉘을 형성하기 위함이다. 기존에 알려진 생분해성 또는 생흡수성 고분자와 같은 생체에 적용가능한 고분자라면, 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게 상기 생분해성 고분자는 폴리락타이드계 중합체, 폴리글리콜라이드계 중합체, 폴리(α-하이드록시 에스테르), 예를 들면, 폴리(락트산), 폴리(글리콜산), 폴리(카프롤락톤), 폴리(p-디옥사논), 폴리(트리메틸렌 카보네이트), 폴리(옥사에스테르), 폴리(옥사아미드), 폴리(락타이드)-PLLA, 폴리(락타이드/글리콜라이드), 폴리(글리콜라이드/카프롤락톤)(75/25), 폴리(글리콜라이드/트리메틸렌 카보네이트), 티로신 유도 폴리 아미노산, 폴리(DTH 카보네이트), 폴리(아릴레이트), 폴리(이미노-카보네이트), 인 함유 중합체, 폴리(포스포에스테르) 및 폴리(포스파젠), 폴리(에틸렌 글리콜)계 블록 공중합체, PEG-PLA, PEG-폴리(프로필렌 글리콜), PEG-폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(α-말산), 폴리(에스테르 아미드), 폴리알카노에이트, 폴리(하이드록시부티레이트)(HB), 폴리(하이드록시발레레이트)(HV) 공중합체, 및 이들의 공중합체 및 배합물을 사용할 수 있고, 바람직하게 PLGA(Poly (lactic-co-glycolic) acid)를 사용할 수 있다.In this case, the biodegradable polymer is further included to form a nanoparticle shell with the biodegradable polymer when the mannose-modified polymer does not form a shell of nanoparticles. The biodegradable polymer is preferably a polylactide polymer, a polyglycolide polymer, a poly (alpha -hydroxy ester) polymer, or a poly (lactide polymer), although the polymer is not particularly limited as long as it is a polymer applicable to living bodies such as biodegradable or bioabsorbable polymers, Poly (trimellene carbonate), poly (oxaester), poly (oxamide), poly (lactic acid), poly , Poly (lactide) -PLLA, poly (lactide / glycolide), poly (glycolide / caprolactone) (75/25), poly (glycolide / trimethylene carbonate), tyrosine- (Ethylene glycol) block copolymer, PEG-PLA, PEG (phosphonoester), and poly (ethylene glycol) Poly (propylene glycol), PEG-poly (Hydroxybutyrate) (HV) copolymers, and copolymers thereof, such as poly (butylene terephthalate), poly (alpha -malic acid), poly (ester amide), polyalkanoate, And poly (lactic-co-glycolic) acid (PLGA) can be preferably used.
전술된 바와 같이, 상기 나노입자는 만노스가 수식된 고분자로 직접 쉘을 형성하여 사용할 수 있으나, 바람직하게 상기 생분해성 고분자로 나노입자의 쉘(shell)을 형성한 뒤, 이를 한번 더 만노스가 수식된 고분자로 코팅하는 것이 좋은데, 이는 나노입자 형상의 안정성을 향상시킬 수 있는 이점이 있기 때문이다. 본 발명에서는 PLGA에 항염증성 약물로 디클로페낙을 담지 시켜 나노입자를 형성한 뒤, 만노스가 수식된 PEG(폴리에틸렌글리콜)로 한번 더 코팅하여 본 발명의 나노입자를 완성하였다. 구체적인 제조방법은 하기 실시예 1을 참조할 수 있다.As described above, the nanoparticles can be formed by directly forming a shell with a mannose-modified polymer, but it is preferable to form a shell of nanoparticles with the biodegradable polymer, It is preferable to coat with a polymer because it has an advantage of improving the stability of nanoparticle shape. In the present invention, nanoparticles were formed by supporting diclofenac as an anti-inflammatory drug in PLGA, and then coated with mannose-modified PEG (polyethylene glycol) to complete the nanoparticles of the present invention. A specific manufacturing method can be referred to the following example 1.
여기서, 하기 실시예 1에서 제조된 나노입자는 하기 실험예에서 확인되는 바와같이, 대식세포 표적이 가능하고 이에 흡수되어, 디클로페낙을 서방형으로 방출하게 된다. 이때, 염증 반응을 유발하는 대식세포의 프로스타글란딘을 억제하여 본 발명의 항염증 효과를 나타내는데, 본 발명의 우수성은 약물만을 처리하거나, 대식세포 선택성이 없는 나노입자를 대조군으로 염증 억제 정도를 비교하여 알 수 있었다(하기 실험예 참조).Here, the nanoparticles prepared in the following Example 1 are capable of targeting macrophages and absorbing them to release diclofenac in a sustained release form, as shown in the following experimental examples. In this case, the anti-inflammatory effect of the present invention is shown by suppressing the prostaglandin of the macrophage that induces the inflammation reaction. The superiority of the present invention is achieved by treating the drug alone or by comparing nanoparticles having no macrophage selectivity as a control, (See experimental example below).
또한, 본 발명은 상기 나노입자를 유효성분으로 함유하는 염증성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.The present invention also provides a pharmaceutical composition for preventing or treating an inflammatory disease containing the nanoparticles as an active ingredient.
여기서, 상기 나노입자는 전술된 바와 같이 대식세포 표적이 가능하고 이로부터 효과적인 염증 억제 기능을 갖는데, 이를 유효성분으로 함유하는 약학적 조성물로 적용되어 염증성 질환의 예방 또는 치료용으로 유용하게 사용할 수 있다.Herein, the nanoparticles are capable of targetting macrophages as described above, and have an effective anti-inflammatory function from them. The nanoparticles can be used as a pharmaceutical composition containing the same as an effective ingredient for the prevention or treatment of inflammatory diseases .
상기 염증성 질환은 퇴행성 신경관절염, 류마티스성 관절염, 물리적 손상으로 인한 신경관절염, 염증성 창자염, 강직 척추염, 건선, 죽상동맥경화증, 동맥경화, 천식, 급성 통증, 만성 통증, 신경병적 통증, 수술 후 통증, 편두통 및 관절통과 같은 통증, 신경손상, 과민성 장증후군, 내독소에 의한 쇼크, 염증성 장 질환, 다발성 경화증 및 염증성 요통으로부터 선택될 수 있는 일반적인 염증성 질환부터, 특정 국소 부위의 외상 또는 내상으로부터의 염증, 및 생체의 면역체계로부터 유도되는 모든 염증 반응과 관련된 질환일 수 있다. 구체적으로 대식세포의 프로스타글란딘 방출로부터 유도되는 질환이라면, 본 발명의 나노입자, 이를 포함하는 약학적 조성물이 적용되어 유용한 효과를 나타낼 수 있다.Wherein said inflammatory disease is selected from the group consisting of degenerative neuropathic arthritis, rheumatoid arthritis, neural arthritis due to physical damage, inflammatory bowelitis, ankylosing spondylitis, psoriasis, atherosclerosis, arteriosclerosis, asthma, acute pain, chronic pain, neuropathic pain, Inflammatory bowel disease, inflammatory bowel disease, inflammatory bowel disease, multiple sclerosis and inflammatory backache, from inflammation such as migraine and migraine, nerve damage, irritable bowel syndrome, endotoxic shock, inflammatory bowel disease, , And diseases associated with all inflammatory reactions that are induced from the immune system of the body. Specifically, if the disease is caused by prostaglandin release of macrophages, the nanoparticles of the present invention and a pharmaceutical composition containing the nanoparticles may be applied to show a useful effect.
나아가, 본 발명은 상기 나노입자를 유효성분으로 함유하는 의료장치 코팅용 조성물을 제공한다.Furthermore, the present invention provides a composition for coating a medical device containing the nanoparticles as an active ingredient.
여기서, 상기 의료장치 코팅용 조성물은 상기 의료장치의 적어도 일부에 코팅될 수 있다. 또한, 상기 의료장치 코팅용 조성물은 바람직하게, 상기 나노입자와 함께 생분해성 고분자(매트릭스)를 더 포함하여 의료장치에 코팅될 수 있는데, 이는 의료장치에 본 발명의 나노입자를 안정적으로 코팅하기 위해서이며, 목적에 따라 흡수되는 나노입자의 양 또는 속도를 조절하기 위함일 수 있다. 예를 들어, 상기 의료장치 코팅용 조성물에 포함되는 생분해성 고분자(매트릭스)는 이에 제한되지 않으나, 본 발명의 하기 실시예 1과 같이 PVA(폴리비닐알코올)을 사용할 수 있다.Here, the composition for coating a medical device may be coated on at least a part of the medical device. In addition, the composition for coating a medical device may preferably be coated on a medical device, further comprising a biodegradable polymer (matrix) together with the nanoparticles, in order to stably coat the nanoparticles of the present invention on a medical device And may be to control the amount or rate of nanoparticles absorbed according to the purpose. For example, the biodegradable polymer (matrix) contained in the medical device coating composition is not limited thereto, but PVA (polyvinyl alcohol) may be used as in Example 1 of the present invention.
또한, 본 발명은 상기 의료장치 코팅용 조성물을 포함하는 의료장치를 제공한다. 이때, 바람직한 양태로 봉합사에 상기 의료장치 코팅용 조성물을 적어도 일부분에 코팅한 것으로, 코팅 방법은 이에 제한되지 않으나, 딥 코팅(dip coating) 방식을 사용하여 제조될 수 있다.The present invention also provides a medical device comprising the composition for coating a medical device. At this time, in a preferred embodiment, the suture is coated with at least a part of the composition for coating a medical device, and the coating method is not limited thereto, but it may be manufactured using a dip coating method.
한편, 의료장치는 신체 내에 삽입 또는 이식되는 의료장치부터 신체 외에 적용될 수 있는 의료장치 등을 포함하고, 구체적으로, 본 발명은 상기 의료장치의 목적하는 기능적 효과 또는 유효 수명을 달성한 후, 가속화된 분해를 통해서 원하는 질량 감손을 달성하기 위하여 생분해성 또는 생흡수성 재료의 배합물, 피복물 또는 층을 포함한 생분해성 또는 생흡수성 재료를 포함하는 복합 구조물로 만들어진 의료장치로 생각할 수 있다.On the other hand, the medical device includes a medical device that is inserted or implanted in the body, a medical device that can be applied to the body, etc. Specifically, the present invention achieves the desired functional effect or useful life of the medical device, May be considered as a medical device made of a composite structure comprising biodegradable or bioabsorbable materials including blends, coatings or layers of biodegradable or bioabsorbable materials to achieve the desired mass loss through degradation.
상기 의료장치는 의료행위와 관련하여 사용되는 임의의 장치를 포함하는 것으로, 이식용 및 비이식용 장치를 포함한다. 예를 들면 스텐트, 스텐트 그라프트, 카테터, 가이드 와이어, 신경혈관 비파열동맥류 코일, 벌룬, 필터 (예를 들면 백혈구 정화필터, 혈액정화필터, 정맥주사용 필터, 수혈용 필터 등), 창상 드레싱, 메디컬 스폰지, 치과용 섬유, 혈관 그라프트, 관내 포장 시스템 (intraluminal paving system), 심박조율기, 전극, 리드(lead), 세동제거기, 관절 및 골 임플란트, 척추 임플란트, 실리콘 임플란트, 접근포트(accessport), 대동맥내풍선펌프, 심장밸브, 봉합사, 인공심장, 인공혈관, 인공인대, 인공와우, 인공망막 및 기타 염증 억제 코팅이 필요한 의료장치를 포함하나 이로 제한하는 것은 아니다.The medical device includes any device used in connection with a medical practice, and includes a device for implantation and a device for non-implantation. For example, stents, stent grafts, catheters, guide wires, neurovascular non-ruptured aneurysm coils, balloons, filters (such as leukocyte purification filters, blood purification filters, intravenous filters, transfusion filters, The present invention relates to an implantable medical device comprising a medical sponge, a dental fiber, a vascular graft, an intraluminal paving system, a pacemaker, an electrode, a lead, a defibrillator, a joint and bone implant, a spinal implant, a silicone implant, But are not limited to, intra-aortic balloon pumps, heart valves, sutures, artificial heart, artificial blood vessels, artificial ligaments, cochlear implants, artificial retina and other medical devices that require anti-inflammatory coatings.
한편, 상기 의료장치에 포함되는 생체재료(생분해성 또는 생흡수성 재료)로 사용하기 위한 고분자(중합체)의 일반적 선택 기준은 기계적 특성과 분해시간이 이의 용도에 맞아야 한다는 것이다. 특정한 용도를 위한 이상적인 중합체는, (i) 용도에 맞는 기계적 특성을 가지면서 주변 조직이 치유될 때까지 충분한 강성을 유지하고, (ii) 염증 또는 독성 반응을 일으키지 않으며, (iii) 이의 목적을 달성한 후 흔적을 남기지 않고 체내에서 대사되며, (iv) 최종 산물의 형태로 용이하게 변화될 수 있고, (v) 허용 가능한 저장 수명을 가지며, (vi) 용이하게 멸균되도록 형성된다.On the other hand, the general selection criterion for polymers (polymers) for use as biomaterials (biodegradable or bioabsorbable materials) in the medical device is that their mechanical properties and degradation times must be suitable for their use. An ideal polymer for a particular application is one that (i) maintains sufficient rigidity until the surrounding tissue is healed, having mechanical properties appropriate for the application, (ii) does not cause an inflammatory or toxic response, and (iii) (Iv) can be easily changed in the form of a final product, (v) has an acceptable shelf life, and (vi) is formed to be easily sterilized.
생분해성 고분자의 기계적 성능에 영향을 미치는 인자들은 중합체 분야의 당업자에게 널리 공지되어 있으며, 단량체의 선택, 개시제의 선택, 공정 조건, 및 첨가제의 존재가 포함된다. 이들 인자는 중합체의 친수성, 결정도, 용융 및 유리 전이 온도, 분자량, 분자량 분포, 말단 그룹, 연쇄 분포(랜덤 대 블록), 및 잔류 단량체의 존재에 다시 영향을 미친다.Factors affecting the mechanical performance of biodegradable polymers are well known to those skilled in the polymer art and include the choice of monomers, the choice of initiator, the processing conditions, and the presence of additives. These factors again affect the hydrophilicity, crystallinity, melting and glass transition temperature, molecular weight, molecular weight distribution, terminal groups, chain distribution (random vs. block), and the presence of residual monomers of the polymer.
이때, 생분해성 재료를 다루는 고분자 분야의 당업자는 이러한 각각의 인자들이 생체분해에 미치는 영향에 대해 평가해야 한다. 생체분해는 주쇄 내에 가수분해 불안정성 결합을 갖는 중합체를 합성함으로써 달성된다. 이러한 특성을 갖는 가장 통상적인 화학적 관능 그룹은 에스테르, 안하이드라이드, 오르토에스테르 및 아미드이다.At this time, those skilled in the polymer field dealing with biodegradable materials should evaluate the effect of each of these factors on biodegradation. Biodegradation is achieved by synthesizing a polymer with hydrolytically labile linkages in the backbone. The most common chemical functional groups with these properties are esters, anhydrides, orthoesters and amides.
바람직하게는, 의료장치는 결정성, 반결정성 및 비결정성 특징을 갖는 1종 이상의 생분해성 또는 생흡수성 고분자로 만들어진 구조물, 성분 또는 부분을 갖는다. 반결정성의 생흡수성 중합체의 분해 기전은 주로 에스테르 결합 또는 다른 불안정한 결합 또는 가수분해 불안정성 주쇄의 가수분해에 의해서 이루어진다. 이것이 중합체 분해에 대한 가장 보편적인 기전이다. 일반적으로, 분해는 두 개의 단계로 일어난다. 첫 번째 단계에서는 비결정성 상의 가수분해가 일어나고 락트산과 같은 저분자량의 수용성 단편을 형성한다. 비결정성 상에서의 이러한 분자량의 감소는 결정성 영역이 구조물에 요구되는 강도를 제공하기 때문에 기계적 특성의 감소를 초래하지 않는다. 이어서, 결정성 상의 가수분해가 일어나고 분자량과 기계적 특성의 감손이 일어난다. 이후, 효소의 공격을 받아 단편들의 대사가 일어나고 중합체 질량 감손이 가속화하게 된다. 그런 다음, 이들 단편은 크렙 주기(Kreb's Cycle)에 들어가고 이산화탄소와 물로서 배출된다. 이 분해 과정은 수일 내지 수개월 내지 수년으로 다를 수 있으며 이는 중합체의 형태에 의존한다. 중합체 분해를 가속화하는 인자들은 친수성 주쇄 및 말단 그룹, 낮은 결정도, 높은 다공성 및 넓은 표면적, 배향의 부재, 물리적 노화의 부재, 낮은 밀도, 가소제 및 수용성 또는 가용성 재료와 같은 첨가제의 존재를 포함한다.Preferably, the medical device has a structure, component or portion made of one or more biodegradable or bioabsorbable polymers having crystalline, semi-crystalline and amorphous characteristics. The decomposition mechanism of semi-crystalline bioabsorbable polymers is mainly by hydrolysis of ester bonds or other unstable bonds or hydrolysis-labile backbones. This is the most common mechanism for polymer degradation. Generally, decomposition occurs in two steps. In the first step, hydrolysis of the amorphous phase takes place and forms low molecular weight water-soluble fractions such as lactic acid. This reduction in molecular weight in the amorphous phase does not result in a reduction in mechanical properties since the crystalline domains provide the required strength of the structure. Subsequently, hydrolysis of the crystalline phase takes place and molecular weight and mechanical properties deteriorate. Thereafter, metabolism of the fragments occurs due to the attack of the enzyme, which accelerates the degradation of the polymer mass. These fragments then enter the Kreb's cycle and exit as carbon dioxide and water. This decomposition process can vary from days to months to years, depending on the form of the polymer. Factors that accelerate polymer degradation include the presence of additives such as hydrophilic backbone and end groups, low crystallinity, high porosity and large surface area, absence of orientation, lack of physical aging, low density, plasticizer and water soluble or soluble materials.
또 다른 양태로, 생흡수성 또는 생분해성 고분자는 벌크 및 표면 침식성 재료로 이루어진다. 표면 침식 중합체는 전형적으로 수불안정성 결합을 갖는 소수성이다. 가수분해는 이러한 표면 침식 중합체의 표면에서 신속하게 일어나며 벌크 내로 물이 침투되지 않는 경향이 있다. 그러나, 이러한 표면 침식 중합체의 초기 강도는 낮은 경향이 있고 이러한 표면 침식 중합체는 상업적으로 용이하게 구입할 수 없는 경우가 흔히 있다. 표면 침식 중합체의 예로는 폴리(카복시페녹시 헥산-세박산), 폴리(푸마르산-세박산), 폴리(카복시페녹시 헥산-세박산), 폴리(이미드-세박산)(50-50), 폴리(이미드-카복시페녹시 헥산)(33-67), 및 폴리오르토에스테르(디케텐 아세탈계 중합체)와 같은 폴리무수물이 있다.In yet another embodiment, the bioabsorbable or biodegradable polymer is comprised of a bulk and surface erodable material. Surface erosion polymers are typically hydrophobic with water-labile bonds. Hydrolysis occurs rapidly at the surface of such surface erosion polymers and tends to prevent water from penetrating into the bulk. However, the initial strength of such surface erosion polymers tends to be low, and such surface erosion polymers are often commercially inaccessible. Examples of the surface erosion polymer include poly (carboxyphenoxyhexane-sebacic acid), poly (fumaric acid-sebacic acid), poly (carboxyphenoxyhexane-sebacic acid), poly (imide-sebacic acid) There are polyanhydrides such as poly (imide-carboxyphenoxyhexane) (33-67), and polyorthoesters (diketene acetal polymers).
반면, 벌크 침식 고분자는 전형적으로 수불안정성 결합을 갖는 친수성이다. 벌크 침식 중합체의 가수분해는 장치의 중합체 기질 전역에 걸쳐서 보다 균일한 속도로 일어나는 경향이 있다. 벌크 침식 중합체는 우수한 초기 강도를 나타내고 상업적으로 용이하게 구입할 수 있다.On the other hand, bulk erosion polymers are typically hydrophilic with water-labile bonds. The hydrolysis of bulk erosion polymers tends to occur at a more uniform rate throughout the polymer matrix of the apparatus. Bulk erosion polymers exhibit excellent initial strength and are commercially available commercially.
벌크 침식 고분자의 예로는 폴리(락트산), 폴리(글리콜산), 폴리(카프롤락톤), 폴리(p-디옥사논), 폴리(트리메틸렌 카보네이트), 폴리(옥사에스테르), 폴리(옥사아미드), 및 이들의 공중합체 및 배합물과 같은 폴리(α-하이드록시 에스테르)가 있다. 상업적으로 용이하게 구입할 수 있는 일부의 벌크 침식 고분자 및 통상적으로 관련된 이들의 의학적 용도는 폴리(디옥사논)[PDS R 봉합사, 제조원: Ethicon, Inc., Somerville, NJ], 폴리(글리콜라이드)[덱손 R 봉합사, 제조원: United States Surgical Corporation, North Haven, CT], 폴리(락타이드)-PLLA[골 수복], 폴리(락타이드/글리콜라이드)[비크릴 R (10/90) 및 Panacry R (95/5) 봉합사, 제조원: Ethicon, Inc., Somerville, NJ], 폴리(글리콜라이드/카프롤락톤(75/25)[Monocry R 봉합사, 제조원: Ethicon, Inc., Somerville, NJ], 및 폴리(글리콜라이드/트리메틸렌 카보네이트)[Maxon R 봉합사, 제조원: United States Surgical Corporation, North Haven, CT]를 포함한다.Examples of bulk erosion polymers include poly (lactic acid), poly (glycolic acid), poly (caprolactone), poly (p-dioxanone), poly (trimethylene carbonate) ), And poly ([alpha] -hydroxy esters) such as copolymers and blends thereof. Some of the commercially available commercially available bulk erosion polymers and their related medical uses include poly (dioxanone) [PDS R sutures (Ethicon, Inc., Somerville, NJ), poly (glycolide) (Lactide / glycolide) [Bicryl R (10/90) and Panacry R (10/90)], poly (lactide) (Ethicon, Inc., Somerville, NJ), poly (glycolide / caprolactone 75/25) [Monocry R suture, Ethicon, Inc., Somerville, (Glycolide / trimethylene carbonate) [Maxon R suture, manufactured by United States Surgical Corporation, North Haven, CT].
다른 벌크 침식 고분자는 티로신 유도 폴리 아미노산[예: 폴리(DTH 카보네이트), 폴리(아릴레이트), 및 폴리(이미노-카보네이트)], 인 함유 중합체[예: 폴리(포스포에스테르) 및 폴리(포스파젠)], 폴리(에틸렌 글리콜)[PEG] 기재 블록 공중합체[PEG-PLA, PEG-폴리(프로필렌 글리콜), PEG-폴리(부틸렌 테레프탈레이트)], 폴리(α-말산), 폴리(에스테르 아미드) 및 폴리알카노에이트[예: 폴리(하이드록시부티레이트)(HB) 및 폴리(하이드록시발레레이트)(HV) 공중합체]이다.Other bulk erosion polymers include but are not limited to tyrosine derived polyamino acids such as poly (DTH carbonate), poly (arylate), and poly (imino-carbonate), phosphorus containing polymers such as poly (phosphoester) PEG-PLA, PEG-poly (propylene glycol), PEG-poly (butylene terephthalate)], poly (alpha -malic acid), poly (ethylene glycol) Amide) and polyalkanoates such as poly (hydroxybutyrate) (HB) and poly (hydroxyvalerate) (HV) copolymers.
상기 의료장치는 특정한 형상에 제한되지는 않으나, 본 발명의 특정 양태에서 의료장치는 본 발명의 의료장치 코팅용 조성물이 코팅된 봉합사이다. 따라서, 상술된 본 발명의 의료장치의 형상은 내상 및 외상으로부터 상처 부위의 봉합 등에 사용되어 상처 부위의 회복과 함께 생체에 흡수되거나 생분해되어 적용할 수 있는 봉합사로 적합하다.The medical device is not limited to any particular shape, but in certain embodiments of the present invention the medical device is a suture coated with a composition for medical device coating of the present invention. Therefore, the above-described shape of the medical device of the present invention is suitable as a suture which can be used for suturing the wound site from the inner and outer contours, and is absorbed or biodegraded into the living body along with the recovery of the wound site.
상기 의료장치는 하나 이상의 층 또는 피복물 또는 배합물의 형태일 수 있는 생분해성 또는 생흡수성 고분자로 코팅되어 만들어진 구조물의 형상을 갖는다. 또한, 임의의 폴리에스테르와 같은 벌크 침식성 중합체(단중합체, 공중합체, 또는 중합체의 배합물)이다. 이것은 폴리(락트산), 폴리(글리콜산), 폴리(카프롤락톤), 폴리(p-디옥사논) 및 폴리(트리메틸렌 카보네이트), 및 이들의 공중합체 및 배합물을 포함한다. 생분해성 또는 생흡수성 재료로서 유용한 다른 중합체는 아미노산 유래 중합체[예: 폴리(이미노카보네이트)], 인 함유 중합체[예: 폴리(포스파젠, 폴리(포스포에스테르)] 및 폴리(에스테르아미드)를 포함한다.The medical device has the shape of a structure made of a biodegradable or bioabsorbable polymer which may be in the form of one or more layers or a coating or a combination. It is also a bulk erodible polymer such as any polyester (a combination of polymers, copolymers, or polymers). This includes poly (lactic acid), poly (glycolic acid), poly (caprolactone), poly (p-dioxanone) and poly (trimethylene carbonate), and copolymers and combinations thereof. Other polymers useful as biodegradable or bioabsorbable materials include polymers derived from amino acids such as poly (iminocarbonate), phosphorus containing polymers such as poly (phosphazene, poly (phosphoester), and poly (ester amide) .
생분해성 또는 생흡수성 고분자의 가수분해 속도는 벌크 침식성 중합체를 제조하는 데 사용된 단량체의 종류에 따라서 달라진다. 예를 들면, 흡수 시간(분해가 완료되거나 충분히 분해되는 데 걸리는 시간)은 다음과 같이 추정된다: 폴리(카프롤락톤), 폴리(트리메틸렌 카보네이트) 및 폴리(l-락트산)은 약 2 내지 4년 걸리고, 폴리(디옥사논)은 약 7개월 걸리며, 폴리(글리콜산)은 약 3 내지 6개월 걸린다.The rate of hydrolysis of biodegradable or bioabsorbable polymers depends on the type of monomer used to make the bulk erodible polymer. For example, the absorption time (time taken for decomposition to complete or fully decomposed) is estimated as follows: poly (caprolactone), poly (trimethylene carbonate) and poly (1- Poly (dioxanone) takes about 7 months, and poly (glycolic acid) takes about 3 to 6 months.
폴리(락트산-코-글리콜산), 폴리(글리콜산-코-카프롤락톤), 및 폴리(글리콜산-코-트리메틸렌 카보네이트)와 같은 단량체로부터 제조된 공중합체의 흡수 속도는 단량체의 몰량에 따라서 달라진다. 가수분해에 의해 중합체의 분해가 일어나며, 부산물은 전형적으로 중합체의 제조에 사용되는 단량체와 같은 수용성 단편[예를 들면, 폴리(락트산)으로부터 락트산, 폴리(글리콜산)으로부터 글리콜산]으로, 이 후에 이것은 효소의 공격을 받아 대사되어 크렙 주기로 진입하고 이산화탄소와 물로서 방출된다.The rate of absorption of a copolymer made from monomers such as poly (lactic acid-co-glycolic acid), poly (glycolic acid-co-caprolactone), and poly (glycolic acid-co-trimethylene carbonate) Therefore, it is different. Degradation of the polymer occurs by hydrolysis and the by-product typically is converted from a water soluble fraction such as monomers used in the preparation of the polymer (e.g., from poly (lactic acid) to lactic acid, poly (glycolic acid) to glycolic acid] It is metabolized by an enzyme attack and enters the Cref cycle and is released as carbon dioxide and water.
본 명세서에서 사용되는 "생분해성", "생체분해", "분해성", "분해", "분해된", "생체침식성", "침식성" 또는 "침식"의 용어들은 호환적으로 사용되며, 하나의 재료 또는 성분이 수일, 수주, 수개월 또는 수년에 걸쳐서 산물, 부산물, 성분 또는 부성분들로 해체 또는 변화되는 것을 의미한다.As used herein, the terms "biodegradable", "biodegradation", "degradability", "degradation", "degraded", "bioerodable", "erosion" or "erosion" are used interchangeably, By-product, component or sub-component over a matter of days, weeks, months, or years.
본 명세서에서 사용되는 "생흡수성", "흡수성", "재흡수성" 및 "생체재흡수성"의 용어들은 호환적으로 사용되며, 분해 산물이 대사 또는 분비에 의해 생물학적으로 소멸되는 것을 의미한다.As used herein, the terms "bioabsorbable", "absorbable", "reabsorbable", and "bioresorbable" are used interchangeably and refer to biodegradation of the degradation product by metabolism or secretion.
본 명세서에서 사용되는 "생분해성 재료", "생분해성 중합체", "생흡수성 재료", "생흡수성 중합체", "생체재료", "생분해성 또는 생흡수성 재료", 또는 "생분해성 또는 생흡수성 중합체"의 용어들은 호환적으로 사용되며, 체내에서 생체분해 또는 생체흡수될 수 있는 임의의 중합체 재료로서 정의된다.As used herein, the terms "biodegradable polymer", "biodegradable polymer", "bioabsorbable polymer", "bioabsorbable polymer", "biomaterial", "biodegradable or bioabsorbable material" Polymer "are used interchangeably and are defined as any polymeric material that can be biodegraded or bioabsorbed in the body.
본 명세서에서 사용되는 "약제", "치료제", "활성제", "약물", "활성 약물", 및 "약학적 조성물"의 용어들은 호환적으로 사용되며, 유익한 일부의 치료 효과를 제공하는 약제, 약물, 화합물, 조성물 또는 이들의 혼합물로서 정의된다.The terms "medicament", "therapeutic agent", "active agent", "drug", "active drug", and "pharmaceutical composition" as used herein are used interchangeably and refer to medicaments , A drug, a compound, a composition, or a mixture thereof.
또한, "약제", "치료제", "활성제", "약물", "활성 약물" 및 "약제"의 용어는 이의 모든 유도체, 동족체 및 염을 포함하며, 2종 이상의 이러한 약제, 치료제, 활성제, 약물, 활성 약물 또는 약제의 사용도 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.The terms "medicament", "therapeutic agent", "active agent", "medicament", "active agent" and "medicament" include all derivatives, homologs and salts thereof, and include two or more of such medicaments, It is to be understood that the use of drugs, active agents or agents is not excluded.
본 발명에서는 상기 대식세포 표적 나노입자 및 이와 함께 PVA(폴리비닐알코올)을 봉합사를 제조하여, 대식세포 선택성 및 흡수성, 약물 전달 효율, 동물 모델에서의 적용 등의 실험을 수행하였는데, 그 결과, 본 발명에 따른 나노입자는 대식세포에 선택적으로 흡수되어 약물(디클로페낙)을 서방형으로 방출함을 확인하였고, 이로부터 향상된 항염증 효과가 나타남을 알 수 있었다. 나아가, 상기 나노입자를 포함하여 제조한 본 발명의 봉합사는 나노입자 단독 사용에서의 효과(대식세포 선택성, 항염증 효과)를 그대로 유지할 뿐 아니라, 동물 모델에 적용한 실험에서도, 시판용 봉합사와 비교하여 우수한 항염증 효과가 있음을 확인할 수 있었다(하기 실험예 1 내지 7 참조).In the present invention, macrophage target nanoparticles and PVA (polyvinyl alcohol) sutures were prepared, and experiments on macrophage selectivity and absorption, drug delivery efficiency, and animal models were conducted. As a result, It was confirmed that nanoparticles according to the present invention were selectively absorbed into macrophages to release the drug (diclofenac) in a sustained release form, and it was found that the anti-inflammatory effect was enhanced. Furthermore, the suture of the present invention prepared with the nanoparticles not only retains the effects (macrophage selectivity, anti-inflammatory effect) in the use of the nanoparticles alone but also is superior to commercially available sutures It was confirmed that there was an anti-inflammatory effect (see Experimental Examples 1 to 7 below).
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Experimental Examples.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples and experimental examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
<< 실시예Example 1> 대식세포 선택성 나노입자의 제조 1> Production of macrophage selective nanoparticles
본 발명에서 나노입자가 코팅된 봉합사를 개발하기에 앞서, 대식세포에 효과적으로 작용할 수 있는 항염증 나노입자를 합성하였다.Prior to developing the nanoparticle-coated suture in the present invention, anti-inflammatory nanoparticles capable of effectively acting on macrophages were synthesized.
단계 1: Step 1: PLGAPLGA 나노입자의 제조 Manufacture of nanoparticles
4 mg의 PLGA(Poly (lactic-co-glycolic) acid, acid terminated 50:50, MW 7,000-17,000, Sigma Aldrich, USA)를 2 mL의 아세톤에 녹여 준비하였다. 나노입자에 형광 염료를 탑재하기 위해서는 에탄올에 용해되어 있는 1.25 μg/μL의 DiI(Invitrogen, USA) 또는 2.5 μg/μL의 DiO(Invitrogen, USA)를 각각 1.875 μg/mL 또는 3.75 μg/mL의 최종 농도가 되도록 PLGA 용액에 혼합하였다. 항염증 약물로는, 비스테로이드계 소염진통제인 디클로페낙(Diclofenac) 2 mg을 125 μL의 메탄올에 용해시킨 후, PLGA 용액에 최종 부피가 동일하도록 혼합하였다.4 mg PLGA (lactic-co-glycolic acid, acid terminated 50:50, MW 7,000-17,000, Sigma Aldrich, USA) was dissolved in 2 mL of acetone. To mount fluorescent dyes on nanoparticles, 1.25 μg / μL DiI (Invitrogen, USA) or 2.5 μg / μL DiO (Invitrogen, USA) dissolved in ethanol was added to the final solution of 1.875 μg / mL or 3.75 μg / mL ≪ / RTI > concentration. As anti-inflammatory drugs, 2 mg of non-steroidal anti-inflammatory analgesic agent Diclofenac (2 mg) was dissolved in 125 μL of methanol and mixed to the PLGA solution to have the same final volume.
전술된 과정으로부터 완성된 PLGA 용액을 교반 중인 0.5 %의 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol, PVA) 용액에 천천히 적하하였다. 이어서, 6시간 동안 교반하고, 아세톤을 모두 증발시킨 후, 남아있는 용액을 8500 rpm에서 원심 분리하여 가라앉은 나노입자를 따로 분리하였다.The PLGA solution obtained from the above-mentioned process was slowly dropped into a 0.5% polyvinyl alcohol (PVA) solution under agitation. Subsequently, stirring was performed for 6 hours, all the acetone was evaporated, and the remaining solution was centrifuged at 8500 rpm to separate the settled nanoparticles separately.
단계 2: Step 2: 만노스Mannos 도입 Introduction
상기 단계 1에서 제조된 나노입자에 대식세포 표적 물질인 만노스(mannose)를 부착하기 이전에, PEG(poly ethylene glycol)를 코팅하여 나노입자를 안정화시키고 말단 반응기를 교체하였다. 11.25 mg의 PEG 디아민(MW 2000, Sigma Aldrich, USA), sulfo-NHS 0.81 mg 및 EDC 0.72 mg을 MES 버퍼(pH 5.0, 50mM)에 녹여, 이것을 상기 단계 1의 PLGA 나노입자가 준비된 용액에 혼합하고 8시간 동안 반응시켰다. 말단이 아민기로 치환된 아민-PEG 나노입자는 9000 rpm의 원심 분리를 통해 불필요한 물질을 제거하였다. 3 mg의 과요오드산 소듐(sodium periodate) 및 3 mg의 만노스(mannose)를 MES 버퍼에 녹여 혼합하였다. 30분 동안 빛이 들지 않는 환경에서 반응시킨 후, 상기 아민-PEG 나노입자 용액과 혼합하여 8시간 동안 반응시켜 만노스-PEG 나노입자를 제조하였다.Before attaching the macrophage target material, mannose, to the nanoparticles prepared in the step 1, PEG (poly ethylene glycol) was coated to stabilize the nanoparticles and the end reactors were replaced. Dissolve 11.25 mg of PEG diamine (
상기 실시예 1(만노스-PEG-PLGA-디클로페낙), 이의 중간 생성물인 비교예 1 및 2(PLGA-디클로페낙 및 아민-PEG-PLGA-디클로페낙), 및 만노스가 아닌 이의 다당류 형태로 만난(mannan)이 수식된 비교예 3(만난-PEG-PLGA-디클로페낙)에 대한 나노입자 크기 및 표면 전하를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 실시예 1의 TEM 사진을 도 1에 나타내었다.(Mannose-PEG-PLGA-diclofenac), the intermediate products thereof (PLGA-diclofenac and amine-PEG-PLGA-diclofenac), and mannan in its polysaccharide form other than mannose The nanoparticle size and surface charge for the modified Comparative Example 3 (mannan-PEG-PLGA-Diclofenac) are shown in Table 1 below. Further, a TEM photograph of Example 1 is shown in Fig.
(Z-average, nm)Nanoparticle size
(Z-average, nm)
(Z-potential, mV)Surface charge
(Z-potential, mV)
도 1은 실시예 1(만노스-PEG-PLGA-디클로페낙)의 TEM 사진이다.Figure 1 is a TEM photograph of Example 1 (Mannose-PEG-PLGA-Diclofenac).
표 1을 살펴보면, 본 발명에 따른 실시예 1 나노입자의 크기는 약 100 nm이며, -32 mV의 표면전하를 가지고 있는 것으로 확인되고, 비교예 1 내지 3은 실시예 1보다 작은 크기의 나노입자크기 및 표면전하를 갖는 것으로 확인된다.As shown in Table 1, the nanoparticles of Example 1 according to the present invention were found to have a surface charge of about 100 nm and a surface charge of -32 mV. In Comparative Examples 1 to 3, nanoparticles Size and surface charge.
<< 실험예Experimental Example 1> 대식세포 표적능력 평가 1> Evaluation of Macrophage Targeting Ability
<< 실험예Experimental Example 1-1> 1-1> Raw264Raw264 .7 표적능력 평가.7 Evaluation of the target ability
본 발명에 따른 나노입자의 대식세포 표적능력을 평가하기 위해, 다음과 같이 실험하였다.In order to evaluate the macrophage targeting ability of the nanoparticles according to the present invention, the following experiment was conducted.
구체적으로, 생쥐의 대식세포 세포주 Raw264.7를 24 웰 플레이트에 40,000 세포씩 배양하고 24시간 후, 12시간 동안 LPS(Lipopolysaccharide)를 100 ng/mL의 농도로 처리하여, 염증 반응과 유사한 형질을 나타내도록 활성화시켰다. 각각의 나노입자 샘플(실시예 1 및 비교예 2 내지 3)을 세포에 처리하고 6시간 후, 배지를 갈아 세포에 붙지 않은 나노입자를 씻어 주었다. 2 μg/mL의 Hoechst 33342 (Invitrogen, USA)를 20분 동안 처리하여 핵을 염색한 후, 형광 현미경(Nikon Instrument Inc., Japan)을 사용하여 이미지를 촬영하였다. 형광 이미지로부터 대식세포에 결합한 형광 나노입자의 형광 신호(붉은색) 세기를 분석하여 나노입자의 대식세포 표적능력을 평가하였고, 그 결과를 도 2 및 도 3에 나타내었다.Specifically, mouse macrophage cell line Raw264.7 was cultured in a 24-well plate at 40,000 cells. After 24 hours, LPS (Lipopolysaccharide) was treated at a concentration of 100 ng / mL for 12 hours, Respectively. Each of the nanoparticle samples (Example 1 and Comparative Examples 2 to 3) was treated with cells, and after 6 hours, the medium was changed and the nanoparticles not attached to the cells were rinsed. The nuclei were stained with 2 μg / mL Hoechst 33342 (Invitrogen, USA) for 20 min and images were taken using a fluorescence microscope (Nikon Instrument Inc., Japan). The fluorescent signal (red color) intensity of fluorescent nanoparticles bound to macrophages from the fluorescence image was analyzed to evaluate the macrophage targeting ability of the nanoparticles. The results are shown in FIG. 2 and FIG.
도 2는 대식세포에 결합한 각각의 실시예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 나노입자가 나타내는 형광 신호(붉은색)를 형광 현미경(Nikon Instrument Inc., Japan)으로 촬영한 사진이다.FIG. 2 is a photograph of a fluorescence signal (red color) of nanoparticles of Example 1, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 bound to macrophages with a fluorescence microscope (Nikon Instrument Inc., Japan).
도 3은 대식세포에 결합한 각각의 실시예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 나노입자가 나타내는 형광 신호(붉은색) 세기를 수치화하여 그래프로 도시한 것이다.FIG. 3 is a graph showing the fluorescence intensity (red color) intensity of nanoparticles of Example 1, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 bound to macrophages.
도 2 및 도 3을 살펴보면, 만노스가 수식된 본 발명의 실시예 1 나노입자가 만노스가 수식되지 않은 비교예 2 및 비교예 3보다 월등하게 높은 붉은 형광을 나타내는 것을 확인할 수 있고, 수치상으로 나타낸 그래프에서도 월등히 높은 형광 강도가 나타남을 분명히 확인할 수 있다.2 and 3, it can be seen that the Example 1 nanoparticle of the present invention in which mannose was modified exhibited significantly higher red fluorescence than that of Comparative Example 2 in which mannose was not modified and Comparative Example 3, It can clearly be confirmed that a significantly higher fluorescence intensity is exhibited.
따라서, 본 발명에 따른 대식세포 표적 나노입자는 만노스가 부착되어 있고, 이로부터 월등한 대식세포 표적능력을 가지는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 대식세포 표적 나노입자에 항염증 약물을 담지할 경우, 대식세포의 항염증 반응을 효과적으로 억제할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the macrophage target nanoparticles according to the present invention have mannose attached thereto, which has superior ability to target macrophages. In addition, it can be seen that when the anti-inflammatory drug is loaded on the macrophage target nanoparticle according to the present invention, the anti-inflammatory reaction of macrophages can be effectively inhibited.
<< 실험예Experimental Example 1-2> L-929 표적능력 평가 1-2> L-929 Target Ability Assessment
본 발명에 따른 나노입자의 대식세포 선택성을 평가하기 위해, 대식세포가 아닌 생쥐의 섬유아세포 세포주 L-929를 사용하여 상기 실험예 1-1과 동일한 조건으로 실험을 수행하였다. 형광 이미지로부터 섬유아세포에 결합한 형광 나노입자의 형광 신호(붉은색) 세기를 분석하여 나노입자의 섬유아세포 표적능력을 평가하였고, 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다.In order to evaluate the macrophage selectivity of the nanoparticles according to the present invention, experiments were conducted under the same conditions as Experimental Example 1-1 using fibroblast cell line L-929 of non-macrophage mice. The fluorescent signal intensity (red color) of the fluorescent nanoparticles bound to the fibroblasts from the fluorescence image was analyzed to evaluate the fibroblast targeting ability of the nanoparticles. The results are shown in FIG. 4 and FIG.
도 4는 섬유아세포(L-929) 및 대식세포(Raw264.7) 각각에 대한 실시예 1 및 비교예 2의 나노입자가 나타내는 형광 신호(붉은색)를 형광 현미경(Nikon Instrument Inc., Japan)으로 촬영한 사진을 비교하여 나타낸 것이다.4 shows fluorescence signals (red color) of nanoparticles of Example 1 and Comparative Example 2 for each of fibroblast (L-929) and macrophage (Raw 264.7) under fluorescent microscope (Nikon Instrument Inc., Japan) As compared with the photographs taken by the photographer.
도 5는 섬유아세포(L-929) 및 대식세포(Raw264.7) 각각에 대한 실시예 1 및 비교예 2의 나노입자가 나타내는 형광 신호(붉은색) 세기를 수치화하여 그래프로 도시한 것이다.FIG. 5 is a graph showing the fluorescence intensity (red color) intensity of nanoparticles of Example 1 and Comparative Example 2 for fibroblasts (L-929) and macrophages (Raw264.7), respectively.
도 4 및 도 5를 살펴보면, 대식세포(Raw264.7)의 경우, 만노스가 수식된 본 발명의 실시예 1 나노입자가 만노스가 수식되지 않은 비교예 2보다 월등하게 높은 대식세포 표적능력을 나타내는 것을 확인할 수 있고, 섬유아세포(L-929)의 경우, 실시예 1 및 비교예 2 모두 붉은 형광이 거의 나타나지 않았으며, 형광 강도를 도시한 그래프에서도 실시예 1 및 비교예 2 모두 형광 강도가 현저히 낮은 것으로 나타나, 실시예 1 및 비교예 1이 섬유아세포에 대해서는 표적능력이 없는 것을 확인할 수 있었다.4 and 5, in the case of the macrophage (Raw 264.7), the Example 1 nanoparticle of the present invention in which mannose was modified exhibited remarkably higher macrophage targeting ability than Comparative Example 2 in which mannose was not modified In the case of the fibroblast (L-929), red fluorescence was hardly observed in both of the example 1 and the comparative example 2, and in the graph showing the fluorescence intensity, the fluorescence intensity in both of the example 1 and the comparative example 2 was remarkably low And it was confirmed that Example 1 and Comparative Example 1 had no target ability for fibroblasts.
따라서, 상기 실험예 1-2에서 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 대식세포 표적 나노입자는 대식세포 표적능력을 가지나, 대식세포 이외의 예를 들어, 섬유아세포에 대해서는 표적능력이 없는 것으로 확인되어, 본 발명에 따른 대식세포 표적 나노입자는 대식세포에만 특이적으로 작용할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, as shown in Experimental Example 1-2, the macrophage target nanoparticle according to the present invention has macrophage targeting ability, but it was confirmed that there is no targeting ability for fibroblasts other than macrophages, for example, It can be seen that the macrophage target nanoparticles according to the invention can act specifically on macrophages.
<< 실험예Experimental Example 2> 2> 공초점Confocal 현미경 평가 Microscopic evaluation
본 발명에 따른 대식세포 표적 나노입자가 실제로 대식세포에 잘 흡수 되었는지 평가하기 위해, 다음과 같이 실험하였다.In order to evaluate whether macrophage target nanoparticles according to the present invention were actually well absorbed into macrophages, the following experiment was conducted.
구체적으로, 상기 실시예 1-1과 유사하게 녹색 형광 물질인 DiO가 탑재된 나노입자(실시예 1 및 비교예 2 나노입자)를 대식세포에 처리한 후, lysotracker deep red(Life Technologies Corporation, CA)로 리소좀(lysosome)을 추가로 염색하였고, 공초점 현미경으로 대식세포를 관찰하였고, 그 결과를 도 6에 나타내었다.Specifically, nanoparticles (Example 1 and Comparative Example 2) loaded with a green fluorescent substance DiO (Example 1 and Comparative Example 2) were treated with macrophages and lysotracker deep red (Life Technologies Corporation, CA ), Lysosomes were further stained, and macrophages were observed with a confocal microscope. The results are shown in Fig.
도 6은 실시예 1 및 비교예 2를 대식세포에 처리한 후, lysotracker deep red가 염색된 리소좀(좌)의 형광사진, DiO가 탑재된 나노입자(중간)의 형광사진, 및 상기 두 사진을 합한 사진을 나타내어 비교한 것이다.FIG. 6 is a graph showing the fluorescence spectra of lysosomes (left) stained with lysotracker deep red, fluorescence photographs of nanoparticles loaded with DiO (middle), and the photographs of the two photographs after Example 1 and Comparative Example 2 were treated with macrophages It is the comparison which showed the combined photograph.
도 6을 살펴보면, 비교예 2 나노입자와 비교하여, 실시예 1 나노입자를 처리한 세포에서 리소좀이 훨씬 더 많이 발견되며, 나노입자 형광 신호와 리소좀 형광 신호가 상호 잘 겹쳐지는 것에서 나노입자가 대식세포 내로 잘 흡수되었음을 확인할 수 있다.6, lysosomes were much more found in the cells treated with the Example 1 nanoparticles compared to the Comparative Example 2 nanoparticles, and the nanoparticle fluorescence signal and the lysosome fluorescence signal were superimposed on each other, It can be confirmed that it is well absorbed into phagocytes.
따라서, 본 발명에 따른 대식세포 표적 나노입자는 대식세포 내로 잘 흡수될 수 있으며, 이로부터 대식세포 내로 나노입자에 담지된 약물을 전달할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, the macrophage target nanoparticle according to the present invention can be well absorbed into the macrophages, and it is possible to transfer the nanoparticle-loaded drug into macrophages.
<< 실험예Experimental Example 3> 나노입자의 약물 방출능력 평가 3> Evaluation of drug release ability of nanoparticles
본 발명에 따른 대식세표 표적 나노입자의 약물 방출능력을 평가하기 위해, 다음과 같이 실험하였다.In order to evaluate the drug releasing ability of the macro tagged target nanoparticles according to the present invention, the following experiment was conducted.
구체적으로, 본 발명에서 사용한 디클로페낙 탑재 나노입자(실시예 1)의 약물 방출 능력을 생체 외에서 평가하였다. 디클로페낙 탑재 나노입자 용액을 투석막에 넣고, 15 mL의 37℃ PBS 용액에 담근다. 용액을 진탕하면서 매시간 마다 투석막 밖으로 방출된 디클로페낙의 양을 흡광도를 통해 측정하였고, 그 결과를 도 7에 나타내었다.Specifically, the drug releasing ability of the diclofenac loaded nanoparticles (Example 1) used in the present invention was evaluated in vitro. Add the solution of diclofenac loaded nanoparticles into the dialysis membrane and immerse in 15 mL of 37 ° C PBS solution. The amount of diclofenac released out of the dialysis membrane every hour while shaking the solution was measured through the absorbance, and the result is shown in Fig.
도 7은 시간 경과에 따라, 본 발명의 디클로페낙 탑재 나노입자(실시예 1)의 약물 방출 정도를 백분율(%)로 나타낸 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing the degree of drug release of the diclofenac-loaded nanoparticles of the present invention (Example 1) as a percentage (%) over time.
도 7을 살펴보면, 본 발명의 디클로페낙 탑재 나노입자(실시예 1)는 약 4일 동안 디클로페낙을 서방형으로 방출하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be confirmed that the diclofenac loaded nanoparticles of the present invention (Example 1) release diclofenac in a sustained release form for about 4 days.
<< 실험예Experimental Example 4> 나노입자의 항염증 평가 4> Evaluation of anti-inflammatory properties of nanoparticles
본 발명에 따른 대식세포 표적 나노입자의 항염증 효과를 평가하기 위해, 다음과 같이 실험하였다.In order to evaluate the anti-inflammatory effect of the macrophage target nanoparticles according to the present invention, the following experiment was conducted.
구체적으로, 본 발명에서 사용한 디클로페낙 탑재 나노입자의 항염증 효과를 세포 배양환경에서 평가하기 위해, 프로스타글란딘 E2의 방출량을 측정하였다. 상기 실험예 1의 대식세포 표적 실험과 동일한 조건으로 배양하고 활성화된 Raw264.7 세포에 무처리, 실시예 1 나노입자, 비교예 2 나노입자 또는 디클로페낙만을 처리하고, 6시간 후, 배지를 갈아주었다. 이후 24시간 동안 추가로 배양하고 배지에 방출된 프로스타글란딘 E2의 양을 효소면역분석 키트(Life Technologes Corporation, CA)를 사용해 측정하였고, 그 결과를 도 8에 나타내었다.Specifically, in order to evaluate the anti-inflammatory effect of the diclofenac loaded nanoparticles used in the present invention in a cell culture environment, the release amount of prostaglandin E2 was measured. The cells were cultured under the same conditions as those of the macrophage target experiment of Experimental Example 1, and the activated Raw264.7 cells were treated with only the untreated, Example 1 nanoparticles, Comparative Example 2 nanoparticles or Diclofenac, and after 6 hours, the medium was changed . The culture was further incubated for 24 hours, and the amount of prostaglandin E2 released into the medium was measured using an enzyme immunoassay kit (Life Technologes Corporation, CA). The results are shown in FIG.
도 8은 무처리, 실시예 1 나노입자, 비교예 2 나노입자 또는 디클로페낙만을 처리한 경우에 프로스타글란딘 E2 억제 효과(pg/mL)를 그래프로 도시하여 비교한 것이다.Fig. 8 is a graph comparing the inhibitory effect (pg / mL) of prostaglandin E2 when only the untreated, Example 1 nanoparticles, Comparative Example 2 nanoparticles or diclofenac were treated alone.
도 8을 살펴보면, 실시예 1 나노입자가 대식세포를 표적하지 않는 비교예 2 나노입자보다 프로스타글란딘 E2 억제 효과가 뛰어났으며, 동일한 양의 디클로페낙만의 약물 처리군과 비교했을 경우에도 억제 효과가 확연히 높은 것을 확인할 수 있다.8, the effect of inhibiting prostaglandin E2 was better than that of Comparative Example 2 nanoparticles in which the nanoparticles of Example 1 did not target macrophages, and even when compared with the same amount of drug treatment group of diclofenac, High.
따라서, 본 발명에 따른 대식세포 표적 나노입자는 디클로페낙과 같은 항염증 약물을 담지하여 대식세포에 선택적으로 결합하여 약물을 전달할 수 있어, 항염증 반응을 일으키는 프로스타글란딘 E2를 효과적으로 억제할 수 있는 것으로 확인되어, 비 표적형 나노입자 또는 약물만 처리한 경우보다 투여량 대비 약효의 측면에서 월등한 항염증 효과를 나타낼 수 있음을 알 수 있다.Therefore, the macrophage target nanoparticle according to the present invention is capable of effectively inhibiting prostaglandin E2 that causes an anti-inflammatory reaction because it can carry an anti-inflammatory drug such as diclofenac and selectively bind to macrophages to deliver a drug , The non-target type nanoparticles or the drug alone, it is possible to show a superior anti-inflammatory effect in terms of the dose-to-dose effect.
<< 실험예Experimental Example 5> 봉합사 코팅 5> Suture Coating
본 발명에 따른 대식세포 표적 나노입자를 의료장치에 적용하기 위해, 다음과 같이 실험하였다.In order to apply macrophage target nanoparticles according to the present invention to a medical device, the following experiment was conducted.
구체적으로, 항염증 효과에 최적화된 본 발명의 나노입자(실시예 1)를 의료장치(봉합사)에 코팅하기 위해서, 실시예 1 나노입자를 0.5 % PVA 용액에 준비하였다. 코팅은 딥 코팅(dip coating) 방식을 이용하였으며, 50 μL 나노입자 용액에 봉합사를 반복적으로 통과시키며 서서히 건조시켰다. 봉합사는 시판되는 Vicryl®을 이용하였고, 코팅 속도는 약 100 cycle/hour로 이루어졌으며, 나노입자 용액은 30분마다 채워주었다. 5시간 동안 코팅 과정을 거친 후, 봉합사를 충분히 건조하여 수집하였다. 나노입자 코팅이 잘 이루어 졌는지 확인하기 위해, 상기 코팅된 봉합사의 표면을 SEM으로 촬영하였고, 그 결과를 도 9에 나타내었다.Specifically, Example 1 nanoparticles were prepared in a 0.5% PVA solution in order to coat the medical device (suture) with nanoparticles of the present invention (Example 1) optimized for anti-inflammatory effects. The coating was applied by dip coating and slowly dried by passing the suture through a 50 μL nanoparticle solution repeatedly. The suture was made using commercially available Vicryl®, the coating rate was about 100 cycles / hour, and the nanoparticle solution was filled every 30 minutes. After 5 hours of coating, the suture was fully dried and collected. The surface of the coated suture was photographed by SEM to confirm that the nanoparticle coating was well performed and the results are shown in FIG.
도 9는 코팅 전 봉합사 및 본 발명의 실시예 1 나노입자가 코팅된 봉합사의 표면을 SEM으로 촬영한 사진을 나타낸 것이다.FIG. 9 is a SEM photograph of the surface of the suture before coating and the suture coated with the nano-particle of Example 1 of the present invention.
도 9를 살펴보면, 코팅 전과 달리 코팅 후에는 봉합사 표면에 얇은 PVA 층이 덮여있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 확대된 이미지에서 코팅 후의 표면에서는 나노 스케일의 수많은 구형 구조들이 발견되었으며, 이것이 PVA와 함께 봉합사에 달라붙은 나노입자로 생각된다.9, it can be seen that a thin PVA layer is covered on the surface of the suture after coating, unlike before coating. Also, in the enlarged image, a number of spherical structures of nanoscale were found on the surface after coating, which is thought to be nanoparticles attached to the suture together with PVA.
<< 실험예Experimental Example 6> 대식세포 표적형 항염증 기능성 봉합사 평가 6> Evaluation of macrophage target anti-inflammatory functional suture
<< 실험예Experimental Example 6-1> 나노입자 평가 6-1> Evaluation of nanoparticles
본 발명의 대식세포 표적형 항염증 기능성 봉합사에 코팅된 나노입자가 코팅 전과 같은 입자크기, 크기분포 등을 유지하는지 평가하기 위해, 다음과 같이 실험하였다.In order to evaluate whether the nanoparticles coated on the macrophage target anti-inflammatory functional suture of the present invention maintain the same particle size, size distribution and the like as before coating, the following experiment was conducted.
구체적으로, 봉합사에 코팅된 나노입자가 코팅 후에도 여전히 코팅 전과 같은 성질을 안정적으로 유지하는지 확인하기 위해, DLS(Dynamic Light Scattering) 기기로 코팅 전과 코팅 후의 크기 분포를 측정하였고, 그 결과를 도 10 및 도 11에 나타내었다.Specifically, the size distribution before and after coating with a DLS (Dynamic Light Scattering) instrument was measured to confirm that the nanoparticles coated on the suture still maintained the same properties as before the coating, even after coating, 11.
도 10은 봉합사에 코팅된 나노입자의 크기 분포를 나타낸 그래프이다.10 is a graph showing the size distribution of the nanoparticles coated on the suture.
도 11은 봉합사에 코팅된 나노입자의 TEM 사진이다.11 is a TEM photograph of nanoparticles coated on a suture.
도 10 및 도 11을 살펴보면, 코팅 후 다시 방출된 나노입자가 코팅 전과의 나노입자 크기분포 비교시, 여전히 비슷한 크기를 유지하는 것을 확인할 수 있고, TEM 사진에서도 코팅 후 방출된 나노입자가 동일한 구형의 형태를 유지하고 있는 모습을 확인할 수 있다.10 and 11, it can be seen that the nanoparticles re-released after coating maintain a similar size in comparison with the nanoparticle size distribution before coating, and in the TEM photograph, the nanoparticles released after coating show the same spherical shape You can see how it keeps its shape.
따라서, 본 발명에 따른 대식세포 표적 나노입자는 봉합사에 코팅된 후에도, 나노입자로서 형상을 잘 유지할 수 있고, 이로부터 봉합사와 같은 의료장치에 적용시 본연의 특성을 잃지 않으며, 본 발명의 대식세포 표적 나노입자가 코팅된 의료장치가 국소부위의 항염증 효과를 나타내는데 있어 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.Therefore, the macrophage target nanoparticle according to the present invention can maintain its shape well as nanoparticles even after being coated on the suture, and does not lose its inherent characteristics when applied to a medical device such as a suture, It can be seen that the medical device coated with the target nanoparticles can be usefully used for showing the anti-inflammatory effect of the local site.
<< 실험예Experimental Example 6-2> 나노입자의 대식세포 흡수 평가 6-2> Evaluation of Macrophage Absorption of Nanoparticles
본 발명의 대식세포 표적형 항염증 기능성 봉합사에 코팅된 나노입자가 코팅 전과 같이 대식세포에 잘 흡수되는지 평가하기 위해, 다음과 같이 실험하였다.In order to evaluate whether the nanoparticles coated on the macrophage-targeted anti-inflammatory functional suture of the present invention were well absorbed into the macrophages as before the coating, the following experiment was conducted.
구체적으로, 봉합사에서 방출된 나노입자가 대식세포에 잘 흡수가 되는지를 확인하기 위해, 실시예 1 나노입자가 코팅된 봉합사를 Raw264.7 세포가 배양되고 있는 배양액에 넣고, 시간에 따른 형광 신호 변화를 관찰하였고, 그 결과를 도 12 및 도 13에 나타내었다.Specifically, in order to confirm whether the nanoparticles released from the suture were well absorbed into the macrophages, the suture coated with the Example 1 nanoparticles was placed in a culture medium in which Raw264.7 cells were cultured, and fluorescence signal changes And the results are shown in Figs. 12 and 13. Fig.
도 12는 봉합사에서 방출된 나노입자로부터 3시간, 6시간 및 12시간의 경과에 따른 대식세포의 형광 변화를 나타낸 사진이다.12 is a photograph showing fluorescence changes of macrophages with passage of 3 hours, 6 hours, and 12 hours from the nanoparticles released from the suture.
도 13은 3시간, 6시간 및 12시간의 경과에 따른 봉합사에서 방출된 나노입자의 대식세포 표적 경향을 형광 강도로 수치화하여 나타낸 그래프이다.13 is a graph showing the macrophage target tendency of nanoparticles released from sutures with the elapsed time of 3 hours, 6 hours, and 12 hours in terms of fluorescence intensity.
도 12 및 도 13을 살펴보면, 본 발명의 따른 대식세포 표적 나노입자는 코팅 전과 비슷한 경향으로 시간에 따라 세포에 점점 사진의 붉은색 형광강도가 강해지고, 이는 형광 강도 수치로도 확인되고, 이로부터 대식세포 내로 본 발명의 나노입자가 잘 흡수됨을 알 수 있다.12 and 13, the macrophage target nanoparticles according to the present invention tend to have a similar tendency to that before coating, and the red fluorescence intensity of the photograph gradually becomes stronger with time, which is also confirmed by the fluorescence intensity value, It can be seen that the nanoparticles of the present invention are well absorbed into macrophages.
따라서, 본 발명에 따른 대식세포 표적 나노입자는 봉합사에 코팅된 후에도, 나노입자가 대식세포 내로 잘 흡수되는 것을 알 수 있고, 이로부터 봉합사와 같은 의료장치에 적용시 본연의 특성을 잃지 않으며, 본 발명의 대식세포 표적 나노입자가 코팅된 의료장치가 국소부위의 항염증 효과를 나타내는데 있어 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.Therefore, the macrophage target nanoparticles according to the present invention can be seen that the nanoparticles are well absorbed into the macrophages even after being coated on the suture, and they do not lose their inherent properties when applied to medical devices such as sutures, It can be seen that the medical device coated with the macrophage target nanoparticles of the present invention can be usefully used for showing the antiinflammatory effect of the local site.
<< 실험예Experimental Example 6-3> 봉합사의 항염증 약물 탑재량 평가 6-3> Evaluation of anti-inflammatory drug loadings of suture
본 발명에 따른 대식세포 표적형 항염증 기능성 봉합사의 약물 탑재량을 평가하기 위해, 다음과 같이 실험하였다.In order to evaluate the drug loadings of the macrophage-targeted anti-inflammatory functional suture according to the present invention, the following experiment was conducted.
구체적으로, 항염증 약물 디클로페낙 탑재 나노입자가 코팅된 봉합사의 약물 탑재량은 고성능액체크로마토그래피(HPLC)를 사용하여 측정하였다. 나노입자 코팅 봉합사를 디메틸 포름아미드에 넣은 후, 60분 동안 초음파 처리하여 PVA 코팅층을 부수고, PLGA 고분자 나노입자와 디클로페낙을 디메틸 포름아미드에 녹여냈다. 상기 디메틸 포름아미드 용액 내 디클로페낙의 양을 HPLC를 사용하여 측정하였고, 그 결과 약 6.9 μg/cm의 약물이 코팅된 것으로 나타났다.Specifically, drug loadings of sutures coated with the anti-inflammatory drug diclofenac loaded nanoparticles were measured using high performance liquid chromatography (HPLC). The nanoparticle-coated suture was placed in dimethylformamide, sonicated for 60 minutes to break the PVA coating layer, and the PLGA polymer nanoparticles and diclofenac were dissolved in dimethylformamide. The amount of diclofenac in the dimethylformamide solution was measured using HPLC and it was found that the drug was coated at about 6.9 μg /
<< 실험예Experimental Example 6-4> 봉합사의 6-4> 프로스타글란딘Prostaglandin E2 억제 평가 E2 inhibition assessment
본 발명에 따른 대식세포 표적형 항염증 기능성 봉합사의 프로스타글란딘 E2 억제활성을 평가하기 위해, 다음과 같이 실험하였다.In order to evaluate the prostaglandin E2 inhibitory activity of the macrophage-targeted anti-inflammatory functional suture according to the present invention, the following experiment was conducted.
구체적으로, 본 발명에서 사용한 디클로페낙 탑재 나노입자의 항염증 효과를 세포 배양환경에서 평가하기 위해, 프로스타글란딘 E2의 방출량을 측정하였다. 상기 실험예 1의 대식세포 표적 실험과 동일한 조건으로 배양하고 활성화된 Raw264.7 세포에 무처리, 디클로페낙만이 코팅된 봉합사, 실시예 1 나노입자가 코팅된 봉합사, 비교예 2 나노입자가 코팅된 봉합사(봉합사를 투여량에 맞게 절단하여 세포와 함께 배양)를 처리하고 6시간 후, 배지를 갈아주었다. 이후 24시간 동안 추가로 배양하고 배지에 방출된 프로스타글란딘 E2의 양을 효소면역분석 키트(Life Technologes Corporation, CA)를 사용해 측정하였고, 그 결과를 도 14에 나타내었다.Specifically, in order to evaluate the anti-inflammatory effect of the diclofenac loaded nanoparticles used in the present invention in a cell culture environment, the release amount of prostaglandin E2 was measured. The cells were cultured under the same conditions as the macrophage target experiment of Experimental Example 1, and the activated Raw264.7 cells were treated with untreated, diclofenac only coated suture, Example 1 nano-coated suture, Comparative Example 2 coated with nanoparticles The suture (suture was cut to the dose and incubated with the cells) was treated, and after 6 hours, the medium was changed. Then, the culture was further cultured for 24 hours, and the amount of prostaglandin E2 released into the medium was measured using an enzyme immunoassay kit (Life Technologes Corporation, CA), and the results are shown in FIG.
도 14는 무처리, 실시예 1 나노입자가 코팅된 봉합사, 비교예 2 나노입자가 코팅된 봉합사 또는 디클로페낙만이 코팅된 봉합사가 처리된 경우, 프로스타글란딘 E2 억제 효과(pg/mL)를 그래프로 도시하여 비교한 것이다.Fig. 14 is a graph showing the prostaglandin E2 inhibitory effect (pg / mL) in the case of the untreated, Example 1 nano-coated suture, Comparative Example 2 nano-coated suture or diclofenac only coated suture Respectively.
도 14를 살펴보면, 앞서 나노입자만을 이용한 결과와 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 실시예 1 나노입자가 코팅된 봉합사가 비교예 2 나노입자가 코팅된 봉합사, 약물만 코팅된 봉합사보다 프로스타글란딘 E2 억제 효과가 뛰어난 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 14, results similar to those obtained using only nanoparticles were obtained. Example 1 It can be seen that the suture coated with nanoparticles is superior to the suture coated with the nanoparticle-coated suture and the drug coated suture with the prostaglandin E2 inhibitory effect.
따라서, 본 발명에 따른 대식세포 표적형 항염증 기능성 봉합사는 코팅 전, 후 변함없이 나노입자 자체의 대식세포 선택성을 유지하고, 이로부터 프로스타글란딘 E2를 효과적으로 억제할 수 있어, 의료장치가 적용되는 국소부위에서 우수한 항염증 효과를 나타낼 수 있음을 알 수 있다.Therefore, the macrophage-targeted anti-inflammatory functional suture according to the present invention maintains the macrophage selectivity of the nanoparticles themselves before and after the coating, effectively inhibits prostaglandin E2 from the macrophages, And thus, it is possible to show an excellent anti-inflammatory effect.
<< 실험예Experimental Example 7> 생체 내 항염증 평가 7> Evaluation of antiinflammation in vivo
본 발명에 따른 대식세포 표적형 항염증 기능성 봉합사의 생체 내 항염증 효과를 평가하기 위해, 다음과 같이 실험하였다.To evaluate the in vivo anti-inflammatory effect of the macrophage-targeted anti-inflammatory functional suture according to the present invention, the following experiment was conducted.
구체적으로, 실제 조직 내에서의 효과를 평가하기 위해 렛트 동물 모델을 이용하였다. 렛트의 대퇴 피부를 절개한 후, 대퇴사두근을 3 cm 깊이, 3 cm 길이로 절개하여 근육통증 모델을 제조하였다. 이후, 절개된 조직을 본 발명의 봉합사(실시예 1 나노입자가 코팅된 봉합사)로 봉합하고, 14일 후 봉합사 주변 조직을 채취하여 분석하였다.Specifically, a rat animal model was used to evaluate the effect in actual tissues. After the incision of the femur skin of the lattice, the muscular pain model was prepared by incising the
염증 반응의 정도를 평가하기 위해 봉합사 주변 다핵세포의 수를 계측하였으며, 코팅이 안된 시판 봉합사를 대조군으로 사용하여 비교하였고, 그 결과를 도 15에 나타내었다.To evaluate the degree of inflammation, the number of polynuclear cells around the sutures was measured, and a commercially available suture without coating was used as a control group. The results are shown in Fig.
도 15는 코팅이 안된 시판용 봉합사(좌측 사진) 및 본 발명의 봉합사(실시예 1 나노입자가 코팅된 봉합사)(우측 사진)로 동물 모델의 절개 부위를 봉합한 뒤, 14일 후 나타난 조직에서의 염증 완화 효과를 나타낸 사진이다.FIG. 15 shows the results of suturing an incision site of an animal model with uncoated commercial suture (left image) and the suture of the present invention (Example 1 nano-particle coated suture) (right image) This is a photograph showing the effect of relieving inflammation.
도 15를 살펴보면, 코팅이 안된 시판용 봉합사(170 ± 15개의 염증 세포)에 비해, 본 발명의 대식세포 표적형 항염증 기능성 봉합사(84 ± 6개의 염증 세포)를 사용시, 염증 세포의 수가 약 절반가량으로 감소한 것을 확인할 수 있다.15, when the macrophage target anti-inflammatory functional suture of the present invention (84 ± 6 inflammatory cells) was used, the number of inflammatory cells was about half of that of the uncoated suture suture (170 ± 15 inflammatory cells) As shown in Fig.
따라서, 본 발명에 따른 대식세포 표적형 항염증 기능성 봉합사는 전술된 생체 외 실험에서 확인된 항염증 효과 및 생체 내 실험에서 확인된 항염증 효과로부터 알 수 있듯이, 대식세포 표적형 나노입자를 의료장치(봉합사)에 코팅함으로서 의료장치가 적용되는 부분에서의 염증 반응을 우수하게 억제할 수 있으며, 이로부터 국소부위의 염증 치료에 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.Therefore, the macrophage-targeted anti-inflammatory functional suture according to the present invention can be applied to a medical device such as a medical device or a medical device, as shown in the anti-inflammatory effect confirmed in the above-described in vitro test and the anti- (Suture), it is possible to excellently inhibit the inflammatory reaction in the portion where the medical device is applied, and thus it can be used effectively for treating inflammation in the local region.
Claims (10)
여기서, 상기 나노입자는 만노스가 수식된 고분자로 코팅되어 있으며, 항염증성 약물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 봉합사.
A composition for coating a suture comprising nanoparticles selectively binding to macrophages and inhibiting prostaglandin release of macrophages is a suture coated on at least a portion of the suture,
Wherein the nanoparticles are coated with a mannose-modified polymer and include an anti-inflammatory drug.
상기 만노스가 수식된 고분자에 있어서,
상기 고분자는 폴리아크릴산(Polyacrylic acid, PAA), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone, PVP), 폴리비닐알콜(Polyvinylalcohol, PVA) 및 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol, PEG), 젤라틴(Gelatin), 덱스트란(Dextran), 키토산(Chitosan), 플루란(Pullulan) 및 이들의 공중합체 및 배합물로 이루어진 군에서 선택되는 고분자인 것을 특징으로 하는 봉합사.
The method according to claim 1,
In the mannose-modified polymer,
The polymer may be selected from the group consisting of polyacrylic acid (PAA), polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA) and polyethylene glycol (PEG), gelatin, dextran ), Chitosan, pullulan, and copolymers and combinations thereof. ≪ Desc / Clms Page number 13 >
상기 항염증성 약물은,
인도메타신, 설린닥, 에토달락, 톨메틴, 디클로페낙, 케토롤락, 이부프로펜, 메페남산, 메클로페남산, 피록시캄, 테녹시캄, 페닐부타존, 옥시펜타트라존, 오라노핀, 오로티오글루코오스, 및 금 소듐티오말레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 봉합사.
The method according to claim 1,
The anti-
But are not limited to, indomethacin, sulindac, etodalac, tolmetin, diclofenac, ketorolac, ibuprofen, mefenamic acid, meclofenamic acid, piroxycam, tenoxycam, phenylbutazone, oxipentatrazone, auranopine, ≪ / RTI > glucose, and gold sodium thiomalate.
상기 나노입자는 하기로부터 선택되는 1종 이상의 생분해성 고분자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 봉합사:
PLGA(Poly (lactic-co-glycolic) acid), 폴리(락트산), 폴리(글리콜산), 폴리(카프롤락톤), 폴리(p-디옥사논), 폴리(트리메틸렌 카보네이트), 폴리(옥사에스테르), 폴리(옥사아미드), 폴리(락타이드)-PLLA, 폴리(락타이드/글리콜라이드), 폴리(글리콜라이드/카프롤락톤)(75/25), 폴리(글리콜라이드/트리메틸렌 카보네이트), 티로신 유도 폴리 아미노산, 폴리(DTH 카보네이트), 폴리(아릴레이트), 폴리(이미노-카보네이트), 인 함유 중합체, 폴리(포스포에스테르) 및 폴리(포스파젠), 폴리(에틸렌 글리콜)계 블록 공중합체, PEG-PLA, PEG-폴리(프로필렌 글리콜), PEG-폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(α-말산), 폴리(에스테르 아미드), 폴리알카노에이트, 폴리(하이드록시부티레이트)(HB), 폴리(하이드록시발레레이트)(HV) 공중합체, 및 이들의 공중합체 및 배합물.
The method according to claim 1,
Wherein the nanoparticles further comprise one or more biodegradable polymers selected from the group consisting of:
Poly (trimethylene carbonate), poly (lactic-co-glycolic acid), poly (lactic acid), poly (glycolic acid), poly (caprolactone) Poly (lactide) / glycolide), poly (glycolide / caprolactone) (75/25), poly (glycolide / trimethylene carbonate) , A poly (imino-carbonate), a phosphorus containing polymer, a poly (phosphoester) and a poly (phosphazene), a poly (ethylene glycol) based block (Butyl acrylate), poly (propylene glycol), PEG-poly (butylene terephthalate), poly (alpha -malic acid), poly (ester amide), polyalkanoate, poly HB), poly (hydroxyvalerate) (HV) copolymers, and copolymers and blends thereof.
상기 봉합사 코팅용 조성물은 생분해성 고분자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 봉합사.
The method according to claim 1,
Wherein the suture coating composition further comprises a biodegradable polymer.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |