항암물질로서 수요가 계속해서 늘어나고 있는 Paclitaxel은 식물세포배양법을 통해 기후, 환경 등에 영향을 받지 않고 일정한 품질로 생산할 수 있다. 그러나 Paclitaxel은 BCS class IV 의약품 즉, 물에 대한 용해도가 낮아 입자 크기를 줄여야 하는데, 이온교환수지를 이용한 표면적이 증가된 분별침전 공정을 거치면 Paclitaxel의 입자 크기를 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 생각된다. 따라서 본 연구는 이온교환수지가 포함된 분별침전 공정을 PVA, HPMC 2910, PVP-L 90 세 종류의 고분자물질을 첨가하여 진행하고 Paclitaxel 입자의 성장 양상을 조사하여 그 크기를 줄일 수 있는지 평가하였다.
<h1>서 론</h1> <p>Paclitaxel은 현재 난소암, 유방암, 카포시 종양(Kaposi's sarcoma) 및 비소세포성 폐암(non-small cell lung cancer) 치료에 가장 효과 있는 항암물질이며 적응증(류마티스성 관절염 및 알츠하이머 치료)과 처방 방식의 확대로 향후 그 수요는 계속 늘어날 전망이다. Paclitaxel의 주요 생산 방법에는 주목나무(yew tree)에서 직접 추출하는 방법, 주목나무에서 전구체(baccatin III, 10-deacetylpaclitaxel 등)를 얻어 반합성하는 방법, 주목나무에서 유도된 식물세포를 배양하는 방법이 있다. 식물세포배양법은 기후, 환경 등에 의한 영향을 받지 않고 생물반응기 내에서 안정적으로 생산이 가능하기 때문에 일정한 품질의 paclitaxel을 대량 생산할 수 있다는 장점이 있다.</p> <p>일반적으로 물에 잘 녹지 않는 원료의약품(active pharmaceutical ingredient, API)의 경우 입자 크기를 작게 하여 그 활용도를 높이고자 한다. 입자 크기가 작아질수록 제형 시 용해 속도, 약물 분산의 균일성, 경구 생체 이용률 등을 향상시킬 수 있다. 또한 정제 후 건조 단계에서 잔류수 분 및 잔류용매 제거에도 상당히 도움이 된다. Paclitaxel 은 Biopharmaceutics classification system(BCS) class IV 의약품으로 분류되어 물에 대한 용해도가 매우 낮아 그 활용도에 많은 제한이 있다. 입자 크기를 줄이기 위하여, "top-down(breaking-down)"과 "bottom-up(building-up)" 기술이 이용되고 있다. 이미 제조된 큰 입자의 의약품을 다양한 방식의 milling이나 고압호모게나이저에 의해 작은 입자로 분쇄하는 top-down 기술은 조업 과정에서 많은 에너지가 요구되고 의약품의 오염이나 분해가 발생할 수 있다. 반면 분자 수준의 의약품을 분무건조, 증발, 초임계안티솔벤트 등 이 접목된 침전 기법에 의해 작은 입자의 의약품을 제조하는 bottom-up 기술은 낮은 수율과 높은 장비 비용이 발생할 수 있다. 본 연구에서 시도되는 분별침전은 bottom-up 기술에 포함된다.</p> <p>기존 문헌에 의하면 분별침전 시 다양한 종류의 이온교환 수지를 사용하여 반응액 부피당 표면적을 증가시킴으로써 paclitaxel의 입자 크기를 감소시킬 뿐만 아니라 침전 효율 (침전시간 단축)을 향상시킬 수 있었다. 또한 침전 공정에 고분자물질을 첨가해 줌으로써 megestrol acetate의 입자 크기를 감소시킬 수 있는 연구결과가 보고되었다. 이러한 연구결과로부터 이온교환수지와 고분자물질을 접목하여 분별침전을 수행할 경우 시너지 효과에 의해 좀 더 효과적으로 작은 입자의 paclitaxel을 제조할 수 있을 것으로 예상된다. 즉, 이온교환수지를 이용한 표면적이 증가된 분별침전 공정에 고분자물질을 첨가함으로써 paclitaxel의 입자 크기를 효율적으로 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 이온교환수지(Amberlite IRA 400 OH)을 이용한 표면적이 증가된 분별침전 공정에 세 종류의 고분자물질[PVA(polyvinyl alcohol, MW 31,000-50,000), HPMC 2910(hydroxypropyl methylcellulose 2910), PVP-K 90 (polyvinylpyrrolidone-K 90)]]를 각각 첨가하여 분별침전 시간에 따른 paclitaxel 입자 성장 양상을 조사하고 궁극적으로 입자 크기를 효과적으로 감소시킬 수 있는지를 평가하였다.</p>