시플로플록사신이 담지된 저분자량 수용성 키토산 미립자에고분자가 코팅된 다중입자 및 이의 제조방법 document_id A220623049840

박테리아에 의한 인간의 감염은 인류의 생존을 위협하는 가장 위험한 질병 중의 하나이다. 이에 퀴놀론계 항생제를 비롯하여 수많은 항생제가 이러한 질병을 치료하기 위해 개발되고 사용되어 왔다. 상기 퀴놀론계 항생제는 광범위한 항박테리아 성능을 가지는 것으로 알려져 있으며 요도염(urinary tract infections), 장관염(respiratory tract infections), 전염성 성질환(sexually transmitted diseases), 피부감염증(skin infections), 만성 골수염(chronic osteomyelitis) 등에 특히 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 그중 시프로플록사신은 가장 널리 사용되는 퀴놀론계 항생제 중의 하나이며 임상적으로 중요한 그람음성(Gram-negative), 그람양성(Gram-positive) 병원균에 효과가 있는 것으로 알려져 있으며 요도염, 장관염, 전염성 성질환, 피부감염증, 골수염 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 상기 시프로플록사신은 동물 탄저(炭疽)에 항생 효과가 높아 미국식품의약국(FDA)에서 유일한 탄저병 치료제로 인정받은 제품이다. 일반적으로 경구용 시프로플록사신 제제는 하루에 두 번 투약하게 되어 있으며 주사제 또한 하루에 한 번씩 주사하도록 되어 있다. 그러나, 예를 들어 탄저균에 감염되면 고단위로 60일 정도 계속 투여해야 하며, 장기 투여시 관절 손상 등의 부작용이 발생할 수 있다는 문제가 있기 때문에 복용방법을 간편하게 하는 것이 그의 약효 못지 않게 중요하다. 따라서, 1일 1회의 투여만으로도 30일 이상 치료학적으로 유효한 혈중농도가 지속적으로 유지될 수 있도록 서방화 제제로 제형화시키는 것이 필요하다. 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래기술에는 서방성 제제로서 다양한 미립자 및 이를 제조하는 방법이 보고되어 있다. 일례로 대한민국 등록특허 제59710호에는 지효성 미크로 캡슐의 제조방법이 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허 제202073호에는 마이크로캡슐형 서방성 제제 및 그 제조법이 개시되어 있다. 그러나, 상기 방법으로 제조된 미립자는 입자의 크기분포가 5 ~ 100 마이크로미터로 지나치게 광범위하므로 약물의 방출 속도제어가 상대적으로 어려운 점이 있고, 입자의 형태가 일정하지 않으므로 미립자의 분해속도 및 약물 방출속도 등을 예측하기 어렵다. 또한, 수용성인 약물을 고농도로 입자내에 봉입하기가 어려워 봉입효율이 낮기 때문에 제조과정에서 비싼 가격의 약물의 소실을 초래할 수 있다. 나아가, 상기 방법은 단순히 약물의 지속적인 방출이 목적이므로 주로 국부에 한정하여 투여할 수 밖에 없는 문제가 있다. 약물의 봉입효율을 높이는 종래 방법으로는 대한민국 등록특허 제162872호에 용매추출법을 이용하여 수용성 약물의 봉입효율을 높이는 방법이 개시되었으나 이 경우 용매의 완전한 제거가 힘들어 잔류 용매가 미립자내에 남아 있을 가능성이 있으며 입자의 크기분포를 조절하기 어려워 역시 약물의 조절방출이 어렵다는 문제가 있다. 대한민국 등록특허 제481540호에는 치료약물이 함유된 나노입자의 제조방법으로써 유화중합법에 의하여 나노입자를 제조시 약물을 봉입하는 방법이 개시되어 있다. 상기 방법은 50~300 nm의 크기로 나노입자의 제조가 가능하지만 중합시의 온도가 40~90 ℃ 사이에서 이루어지기 때문에 이러한 높은 온도에서는 약물이 쉽게 활성을 잃을 수 있으며 중합개시제 및 계면활성제의 제거가 용이하지 않아 실제 치료용으로 사용하는 데 제약이 있다. 또한, 상기 방법 역시 제조과정에서 다량의 약물이 소실될 수 있다는 문제가 있다. 한편, 키토산은 게, 가재 또는 새우 껍데기에 들어 있는 키틴을 탈아세틸화하여 얻어낸 물질로서 D-글루코사민이 β-1,4결합을 하고 있으며 2번 탄소 위치에 아민기를 가지고 있는 천연고분자이다. 키토산은 생리활성물질로서 면역활성(Y. Shigemasa et al., Chitin derivatives in Life Science, Japanese Society for Chitin/Chitosan, p86 (1992)), 콜레스테롤 저하작용(I. Ikeda et al., J. Agric. Food Chem., 41 , 431 (1993)), 및 상처치유작용(R.A.A. Muzzarelli et al., Carbohydr. Res., 8 , 433 (1987))등과 같은 생체 기능성이 있으므로 건강식품, 식품보존제, 식물의 생장촉진제 및 인공피부, 의료용 재료 등으로 이용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 키토산은 천연고분자 가운데 유일하게 아민기(NH2)를 가지고 있기 때문에 양이온(+)을 가진다. 양이온(+)은 화학적 성질로 음이온(-)과 결합하기 쉬운 성질을 가지고 있으므로 유전자 전달체(J. M. Dang and K.W. Leong, Adv. Drug Del. Rev. 58 , 487, (2006))로서 뛰어난 성질을 가지고 있는 것으로 알려졌다. 흥미롭게 박테리아는 세포 표면에 (-)이온 성질을 가지는 카르복실기 (COOH)를 가지고 있어 (+)이온을 가지고 있는 키토산을 만나면 서로 결합하여 세균의 생육이 저지되고 결국 사멸에 이르게 되어 무해화된 형태로 체외로 배출된다. 특히 1,000~100,000 이내의 저분자량 수용성 키토산은 분자량이 큰 고분자량의 키토산보다 항균능력이 월등히 뛰어난 것으로 알려져 있다(표 3 참조). 그러나, 상술한 특징 및 장점을 갖는 키토산은 서로 이웃하는 분자가 강한 수소결합으로 견고하게 결합되어 물에 녹지 않는 불용성 물질로서, 종래 키토산을 녹이기 위하여 젖산, 초산, 프로피온산, 포름산, 아스코르브산, 및 주석산을 포함하는 유기산 및 염산, 질산 및 황산으로 구성되는 무기산을 사용함으로 생체에 응용하는 데 제한을 주고 있다는 문제점이 있었다. 본 발명자들은 이러한 문제를 해결할 수 있는 획기적인 수용성 키토산을 개발하고 이를 특허출원하여 등록받은 바 있다(대한민국 등록특허 제441270호). 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 상기 대한민국 등록특허 제441270호는 "1) 키토산 올리고당의 유기산 또는 무기산 염의 용액을 염기인 트리알킬 아민으로 처리하고, 2) 상기 용액에 유기용매를 첨가하여 키토산 올리고당에 결합되어 있는 유기산 또는 무기산이 트리알킬 아민 염의 형태로 제거된 키토산 올리고당을 회수하고, 3) 상기에서 산이 제거된 키토산 올리고당 용액을 무기산 처리 후, 활성화된 탄소/이온교환수지(activated carbon/ion exchange resin) 컬럼으로 정제하여 1,000 ～100,000 Da의 분자량을 가진 순수한 수용성 유리 아민 키토산을 제조하는 방법"을 개시하고 있다. 이에 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하고 약효 및 서방성이 향상되는 항생제를 개발하기 위하여 연구한 결과, 시프로플록사신을 저분자량 수용성 키토산으로 봉입한 미립자를 고분자로 코팅한 다중입자에서 약효 및 서방성이 향상되는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.