약물의 투여방법은 다양하다. 경구투여(경구제), 주사투여(주사제) 및 기타투여(외용제)로 나눌 수 있다. 이 중 환자편리성 및 보관성을 고려하여 경구제 중 정제 개발이 보편적이다.¹⁾ 최근 개발된 약물들은 난용성약물의 비율이 높아 약물의 가용화는 필수적이다.²⁾ 난용성약물의 제형을 정제로 개발 시 중요점은 약물의 가용화 후 고체상태로 제조되어야 한다. 고체분산체는 100년의 역사가 있으며, 1-3세대를 거쳐 진화하고 있다.³⁾ 1-2세대는 약물의 가용화에만 집중을 했다면, 3세대는 계면활성제-고분자 및 고분자-고분자를 통해 약물의 가용화뿐만 아니라 약물의 안정화에도 집중하였다. 즉, 약물의 가용화는 대부분 무정형 고분자를 이용하여 결정형 약물을 무정형으로 변화시키는 것이고, 약물의 안정화는 무정형으로 변화된 약물이 다시 결정형 약물로 변화하는 것을 방지하는 것이다.⁴⁾ 고체분산체의 장점은 고분자, 가용화제 및 계면활성제에 의해 결정형 약물을 무정형 약물로 변화시켜 약물의 용해도 개선 및 약물의 재결정화 방지 등이다.^3,4)

고체분산체의 제조방법은 용융법(melting method), 용매증발법(solvent evaporation method) 및 분쇄법(grinding method)으로 나눌 수 있다.⁵⁾ 용융법은 약물이나 약물-고분자의 용융점보다 높은 온도에서 녹인 후 실온이나 냉각을 통해 고체분산체를 제조하며, 사용기기는 hot-melt extrusion (HME), KinetiSol^®, Threedimensional(3D) printing, microwave heating 등이다. 제조온도가 약물의 용융점보다 낮더라도 낮은 용용점은 갖는 고분자의 용융점보다 높은 온도에서는 고분자가 먼저 용융되어 약물을 용융시키기도 한다.^6-8) 용매증발법은 휘발성 유기용매나 수용액을 이용하여 약물을 용해시킨 후 증발시켜 고체분산체를 제조하는 것이며, 사용기기는 dry oven, rotary evaporator, spray drying, electrospraying, fluidized bed technology, supercritical fluids, spray-freeze-drying 등이다.^5,9) 분쇄법은 약물의 입자크기를 감소시켜 부형제와의 접촉면과의 마찰을 통해 고체분산체를 제조하는 것이며, 사용기기는 milling 및 cryogrinding 등이다.¹⁰⁾ 분쇄법을 통해 감소된 약물입자크기는 약물의 표면적이 증가하여 약물의 용해도를 향상시킨 사례도 있다.^11,12)

본 연구에서 사용한 모델 약물은 칸데사르탄 실렉세틸(candesartan cilexetil, CDST)로 고혈압 치료제이며, 안지오텐신II 수용체 길항제이다(약학정보원). 경구제로 개발된 Atacand^®Tab (16 mg)은 미국식품의약국(US-FDA)에 2002년 승인되었다. 1일 1회 복용으로 4, 8, 16 및 32mg 용량이 있으며, 제제처방에 가용화제 및 계면활성제와 같은 특별한 첨가제는 사용되지 않았다(Atacand^®Tab in Rxlist). CDST는 BCS classII (난용성 약물)로 용출액에 0.35% poylsorabe20 (Tween^®20)이 포함되어있어 제제처방에 특별한 가용화제 및 계면활성제가 추가되지 않은 것으로 사료된다(CDST, US-FDA dissolution method).

최근 CDST 가용화 연구는 다음과 같다. 첫 번째 제제는 CDST, Kollidon^®30, sodium carbonate 구성으로 spray drying법을 이용하여 제조하였다.¹³⁾ 두 번째 제제는 CDST와 mannitol 구성으로 planetary ball milling법을 이용하여 제조하였다.¹⁴⁾ 세 번째 제제는 CDST와 PEG6000 구성으로 melting법을 이용하여 제조하였고, 최종 정제로 개발되었다.¹⁵⁾ 네 번째 제제는 CDST:Eudragit E100^® 구성으로 solvent evaporation법으로 제조하였다.¹⁶⁾ 다양한 방법 및 전략을 통해 CDST가용화 연구가 수행된 것을 확인하였다.

메타규산알루민산마그네슘(Neusilin^®UFL²⁾은 비결정성 화합물이며 우수한 흡착성을 갖고 있다. 제약산업에서는 pH를 상승시키는 작용이 있어 제산제로 사용된다. Neusilin^®UFL2은 높은 흐름성, 표면적, 흡착성 및 분산성을 갖는다는 장점이 있다(Neusilin^® techninal data sheet). pH-의존성 약물에 캐리어 및 pH 증가제로 Neusilin^®을 사용한 사례는 celecoxib17) 및 febuxostat5,8)가 있다.

Kolliphor^®P188은 미국식품의약국에 승인된 생체적합한 공중합체 고분자이며 무극성으로 친수-친유 밸런스(hydrophile-lipophile balance) 값이 29이며, 주로 가용화제로 사용된다.¹⁸⁾ 최근 약물가용화에 사용된 예로는 paclitaxel,¹⁹⁾ tedizolid phosphate20) 및 atorvastatin²¹⁾ 등이 있다.

본 연구목적은 안정성이 확보된 CDST 고체분산제제를 개발하는 것이다. 이에 대한 전략은 캐리어(10종) 및 고분자(11종)을 스크리닝법을 이용하여 제조하였다. 사전용출평가로 CDST의 사전용출율이 개선된 캐리어 및 고분자로 제제를 선정 후 안정성 평가를 하는 것이다. 연구가설로는 높은 pH 영역에서 높은 용해도를 갖는 CDST의 특성에 따라 캐리어 선정 시 pH를 높여주는 Neusilin^® 계열이 용출율 개선이 높을 것으로 예상되며, 고분자 선정을 통해 용출율 개선을 극대화하고 안정성 확보에도 기여할 것이다. CDST 고체분산체의 제조방법은 간단한 기기인 멀티가열교반기 및 건조오븐을 이용한 용매증발법으로 선정하였다. 또한, 용매증발법은 제제의 혼합불균일을 감소시키는 장점도 있을 것으로 판단되었다. 모든 제제의 평가는 사전용출평가로 대체 후 최종제제만 용출평가를 하였다. 최종제제는 물리화학적특성 및 안정성 평가를 수행하였다.

시약 및 재료

칸데사르탄 실렉세틸(candesartan cilexetil, CDST)는 GC녹십자㈜으로부터 제공받았다(Chungcheongbuk-do, South Korea). Neusilin^® (US2 및 UFL2) 는 Fuji Chemical Industries Co., Ltd에서 제공받았다(Toyoma, Japan). Fumed silica Aerosil^® (200 및 300) Evonik에서 제공받았다(Essen, Germany). Pearlitol^®160C, microcrystalline cellulose, Flowlac^®, Starch#1500, granular dicalcium phosphate anhydrate (DCP-A), granular dicalcium phosphate dihydrate (DCP-D)는 화원약품에서 제공받았다(Seoul, Korea). Kolliphor^® (P188 및 P407), PEG6000, Kollicoat^® (IR), Kollidon^®K12, Kolliphor^® (HS 15), Soluplus^®, 및 TPGS는 BASF에서 제공받았다(Ludwigshafen, Germany). Gelucire^® (44/14 및 50/13)는 Gattefossé에서 제공받았다(Saint-Priest, France). PVP/VA S630은 ISP Technologies Inc.에서 구매하였다(Wayne, NJ, USA). 아세토니트릴은 삼전순약에서 구매하였다(Pyeongtaek, Korea).

고체분산체 개발

CDST 고체분산체는 용매증발법으로 제조하였다.⁵⁾ 먼저, 유리바이알에 아세토니트릴 5mL을 넣고 멀티가열교반기에서 500 rpm으로 30분 동안 교반한다(MS-53MH, JEIO TECH, Korea). 이때 온도는 37±1°C를 유지한다. SB-F (1-10) 제제는 10종의 캐리어에 대한 사전용출율 개선을 비교하고자 제조하였다(Table 1). SB-FP (1-11) 제제는 11종의 고분자에 대한 사전용출율개선을 비교하고자 제조하였다(Table 2). 모든 제제는 약 18시간 이상 80°C 건조오븐에서 건조하였다. 용매증발 후 고체화를 위해 데시게이터에서 약 18시간 이상 추가적으로 건조 시킨 후 20호체로 체과하였다.

Table 1 Composition of SB-F formulations (in milligrams, one batch [1T])

	SB-F1	SB-F2	SB-F3	SB-F4	SB-F5	SB-F6	SB-F7	SB-F8	SB-F9	SB-F10
Candesartan cilexetil	16	16	16	16	16	16	16	16	16	16
Aerosil®200	80
Aerosil®300		80
Pearlitol®160C			80
Microcrystalline cellulose				80
Flowlac®					80
Starch#1500						80
Dicalcium phosphate anhydrate granular							80
Dicalcium phosphate dihydrate granular								80
US2®									80
UFL2®										80
Total	96	96	96	96	96	96	96	96	96	96

Table 2 Composition of SB-FP formulations (in milligrams, one batch [1T])

	SB-FP1	SB-FP2	SB-FP3	SB-FP4	SB-FP5	SB-FP6	SB-FP7	SB-FP8	SB-FP9	SB-FP10	SB-FP11
Candesartan cilexetil	16	16	16	16	16	16	16	16	16	16	16
UFL2®	80	80	80	80	80	80	80	80	80	80	80
P188®	80
P407®		80
PEG6000			80
Soluplus®				80
IR®					80
PVP/VA S630						80
K12®							80
TPGS								80
HS 15									80
Gelucire®44/14										80
Gelucire®50/13											80
Total	176	176	176	176	176	176	176	176	176	176	176

사전용출결과에 따라 최종제제는 SB-FP1 (SB-SD1)로 선정하고, 이 제제의 주요 인자를 파악하기 위해 구성성분을 하나씩 제외한 SB-SD(2-4) 제제를 동일 방법(기존의 10배 분량)으로 제조하였다(Table 3).

Table 3 Composition of SB-SD formulations (in milligrams, one batch [10T])

	SB-SD1	SB-SD2	SB-SD3	SB-SD4
Candesartan cilexetil	160	160	160
UFL2®	800		800	800
P188®	800	800		800
Total	1760	960	960	1600

안식각평가

안식각평가를 위해 실험대에 깔대기 끝이 5 cm 높이가 되도록 고정시킨다. 모든 샘플들을 일정량을 취해 깔대기를 통과시킨다. 형성된 원뿔모양의 샘플의 경사각을 측정한다.^8,22)

UV-Vis spectrophotometry

CDST 제제는 UV-Vis 분광광도계로 254 nm에서 분석하였다(X-ma 1000; Human Co., Korea). 표준액은 CDST를 0.39-50.0 μg/mL의 범위 안에 9가지 농도로 아세토니트릴에 용해시켜 검량선을 만들었다(R2=0.9999). 이 검량선을 이용하여 샘플농도계산을 하였다(USP monograph; candesartan cilexetil tablets). 모든 샘플은 원심분리(10,000 rpm, 10 min) 후 상층액을 측정한다.

사전용출평가

사전용출평가는 용출기를 통해 평가하지 않고, 비이커 및 멀티교반기를 이용하여 대략적인 용출패턴을 확인하기 위한 쉽고 간단한 평가방법이다.²²⁾ 정제수 90mL이 들어있는 비이커에 칭량된 CDST 제제를 (CDST로써 1.6mg 해당량) 첨가하여 60분 동안 멀티가열교반기에서 400 rpm으로 37±1°C 항온하에 평가한다. 모든 샘플은 15, 30, 45, 60분에 각 1mL씩 채취한다(n=3).

용출평가

최종 제제(SB-SD1), 최종제제와 동일한 물리적 혼합물(SBPM1), CDST (순수물질), 및 Atacand^®Tab (16 mg, 아타칸정 16 mg)은 분쇄 후 CDST로써 16mg 해당량을 칭량하여 분말상태로 900 mL의 용출액에서 용출평가 하였다. 용출조건은 37±1°C 항온하에 제2법인 패들법(100 rpm)으로 용출기로(Distek 6300; New Brunswick, NJ, USA) 평가하였고, 5, 15, 30, 45, 및 60분에 각 1mL씩 샘플 채취하였다(n=6). 용출액은 pH 1.2 용액, 정제수 및 pH 6.8 완충용액이며, 모든 용출액은 CDST 표준용출액에 함유된 가용화제(Tween^®20)를 제외하였다.

물리화학적평가

물리화학적평가는 열적평가, 구조적평가 및 결정성평가를 하였다. 샘플은 CDST (순수물질), UFL2^®, P188^®, SB-BM1 (플라시보제제), SB-PM1 (물리적혼합물), 및 SB-SD1 (고체분산제제)이다.

열적평가는 시차조사열량계(60A Shimadzu, Japan)를 이용하여 5-350°C 온도범위에서 분당 10°C로 승온하면서 평가하였다. 구조적평가는 퓨리에변환적외선 분광기(Nicolet6700, Thermo Scientific, USA)를 이용하여 4,000-500 cm−1 (분리도 2 cm−1) 측정범위에서 평가하였다. 결정성평가는 다기능 X-선회절분석기(X'pert Pro MRD, PANalytical, Netherlands)를 이용하여 5°-70°의 2θ 범위에서 평가하였다(step size; 0.02° 및 scanning time; 1s).

안정성 평가

최종제제(SB-SD1) 및 구성성분을 하나씩 제외하여 제조된 SB-SD2 (UFL2^® 제외) 및 SB-SD3 (P188^® 제외)를 안정성 평가를 수행하였다. 안정성 평가항목으로는 성상평가, 함량평가 및 사전용출평가로 총 6개월간 수행하였다. 안정성 샘플은 20mL 유리바이알에 넣고 캡을 닫은 다음 디지털 데시게이터에서 실온조건(RH 30%)에서 보관하였다(Daihan Scientific Co., Wonju, Korea).

통계분석

통계처리는 Student’s t-test로 분석하였고, 모든 데이터는 평균±표준편차(standard deviation)로 표현하였다(SigmaPlot, ver. 12.5; SYSTAT, Inc., Chicago, IL, USA). 모든 분석에서 ***p<0.005, **p<0.01, *p<0.05가 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다.

고체분산체 성상평가

CDST는 난용성약물로 용출액에 가용화제인 Tween20^®이(0.35% 및 0.70%, w/v) 첨가되어 있다(US-FDA dissolution method). 일반적인 약물이 아닌 난용성 약물의 경우 용출액에서 가용화제를 제외하면 용출율이 현저히 낮아진다. 본 연구는 가용화제가 없는 용출액에서의 CDST의 용출율을 개선하고자 한다. 따라서, 다양한 캐리어 및 고분자에 대한 조사가 필요하다. SB-F (1-10) 제제는 약물-캐리어로 구성된 제제로 기본적으로 캐리어가 CDST의 용출율 향상에 기여하는 정도를 확인하기 위함이다. SB-FP (1-11) 제제는 선정된 약물-캐리어베이스에 고분자를 첨가하여 용출율 향상을 확인하기 위함이다.

SB-F (1-10) 및 SB-FP (1-11) 제제들은 모두 흰색으로 고체형태로 개발되었다(Fig. 1, 2). 반면에, SB-SD2 제제는 약물-고분자 구성으로 투명한 필름형태로 제조되었다. 스페츄라로 긁어내 면 P188^® 특성인 흰색의 점성이 있는 제제로 변화하여 유리바이알을 뒤집었을 경우 바닥면에 붙어있는 것을 확인하였다(Fig. 5a). SB-F (1-10) 제제는 각각의 캐리어의 성상과 일치하였다.

Fig. 1. Pre-dissolution of carrier based SB-F (1-10) formulations.
F formulations were used for the dissolution test in distilled water at 37±1°C for 60 min. Data are expressed as mean±standard deviation (n=3).

Fig. 2. Pre-dissolution of polymer-carrer based SB-FP (1-11) formulations.
FP formulations were used for the dissolution test in distilled water at 37±1°C for 60 min. Data are expressed as mean± standard deviation (n=3).

Fig. 5. Stability test.
The SB-formulations (F, FP, and SD) were evaluated the appearance change (a) and pre-dissolution test of SB-SD (1-3) formulations (b) in storage condition for six months. Data are expressed as mean±standard deviation (n=3).

SB-F (1-10) 제제들의 안식각은 45.0±5.0° (F1), 35.0±5.0° (F2), 56.7±2.9° (F3), 51.7±2.9° (F4), 50.0±5.0° (F5), 53.3±5.8° (F6), 48.3±2.9° (F7), 48.3±2.9° (F8), 38.3±2.9° (F9), 38.3±2.9°(F10)이다. 특성이 비슷한 캐리어들은 안식각이 유사했으나(F [7-8] 및 F [9-10]), 다른 종류의 캐리어에 대한 안식각의 차이가 크게 나 타났다(35°-56.7°). 안식각에 따른 분류로 F2 (good), F9-F10 (fair), F1 (possible), F4-F8 (poor), F3 (very poor)이다.

SB-FP (1-11) 제제들의 안식각은 38.3±2.9° (FP1), 38.3±2.9 (FP2), 40.0±5.0° (FP3), 43.3±2.9° (FP4), 46.7±2.9° (FP5), 43.3±2.9° (FP6), 47.7±2.5° (FP7), 43.3±2.9° (FP8), 43.3±2.9° (FP9), 47.7±2.5° (FP10), 47.0±1.7° (FP11)이다. 고분자들로 인한 고체분산체 제제의 안식각 차이는 10° 이하이다. 안식각에 따른 분류로FP1-FP3 (fair), FP4, FP6, FP8-9 (possible), FP5, FP7, FP10-11 (poor)이다.

SB-SD (1-4) 제제들의 안식각은 38.3±2.9° (SD1), 58.3±2.9 (SD2), 39.3±1.2° (SD3), 39.3±1.2° (SD4)이며, 캐리어인 UFL2^®를 제제에서 제외 시 안식각이 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. 안식각에 따른 분류로 SD1, SD3-4 (fair), SD2 (very poor)이다.

고체분산체 사전용출평가

SB-F (1-10) 제제는 여러 종류의 캐리어를 적용하여 약물의 용출율개선효과를 사전용출평가로 평가하였다. CDST의 사전용출율은 0%이며, SB-F (3-6) 제제도 0%이다. SB-F (1-2) 제제는 Aerosil^®로 3.3±0.4% 및 6.3±1.4%이며, SB-F (7-8) 제제는 dicalcium phosphate로 2.1±0.8% 및 2.8±0.6%이다. SB-F (9-10) 제제는 다른제제와 비교하여 사전용출율이 개선되었으며, 캐리어는 Neusilin^®이다(43.3±1.7% 및 47.9±0.9%). 상기 결과에 따라 SB-F10 (Neusilin^®UFL2) 제제를 선정하였다(Fig. 1). SB-F10 제제의 사전용출율은 다른 SB-F 제제들과 비교하여 p-value가 0.005 이하이다(제외, SB-F9=0.016). 사전용출평가 후 정제수의 pH를 다음과 같이 측정하였다. SB-F (1-10) 제제의 pH값은 5.65±0.05 (SB-F1), 5.41±0.04 (SB-F2), 5.39±0.05 (SB-F3), 5.33±0.02 (SBF4), 5.24±0.06 (SB-F5), 5.21±0.09 (SB-F6), 6.06±0.10 (SB-F7), 6.08±0.11 (SB-F8), 6.15±0.05 (SB-F9), 6.19±0.14 (SB-F10)이다. SB-F (1-2) 제제(Aerosil^®)는 pH는 낮으나, 분산성으로 사전용출율이 증가한 것으로 보이며, SB-F (7-8) 제제(dicalcium phosphate)는 pH가 증가하면서 사전용출율이 증가한 것으로 사료된다. SBF (9-10) 제제(Neusilin^®)는 pH 및 분산성이 증가하면서 사전용출율이 현저하게 개선된 것으로 사료된다.

SB-FP (1-11) 제제의 사전용출율은 75.6±1.8% (SB-FP1), 69.8±6.1% (SB-FP2), 26.4±8.8% (SB-FP3), 22.3±1.4% (SBFP4), 31.8±3.1% (SB-FP5), 52.2±1.9% (SB-FP6), 53.4±7.8% (SB-FP7), 69.9±3.1% (SB-FP8), 64.2±3.3% (SB-FP9), 47.7±5.2% (SB-FP10), 66.1±0.7% (SB-FP11)이다(Fig. 2). SB-F10 제제보다 개선된 제제로는 SB-FP (1-2, 6-9, 11)이며, 고분자에 따라 사전용출율의 증가 또는 감소하는 것으로 사료된다. 폴록사머(P188^® 및 P407^®)와 D-α-Tocopheryl polyethylene glycol 1000 succinate (TPGS)가 높은 사전용출율을 보였다.

SB-FP1 제제의 사전용출율은 다른 SB-FP 제제들과 비교하여 p-value가 0.005 이하이다(제외, SB-FP2=0.104 및 SB-FP7=0.008). SB-FP1 제제를 초반사전용출율 및 표준편차를 고려하여 최종선정하였다. 사전용출평가 후 정제수의 pH를 다음과 같이 측정하였다. SB-FP (1-11) 제제의 pH값은 6.08±0.03 (SB-FP1), 6.02±0.06 (SB-FP2), 6.02±0.09 (SB-FP3), 6.11±0.05 (SB-FP4), 6.18±0.08 (SB-FP5), 6.16±0.05 (SB-FP6), 6.20±0.03 (SB-FP7), 6.13±0.05 (SB-FP8), 6.09±0.02 (SB-FP9), 5.90±0.09 (SB-FP10), 6.01±0.05 (SB-FP11)이다. 상기 결과에 따라, 고분자는 제제가 함유된 정제수의 pH에 영향이 거의 없는 것으로 사료된다.

용출평가

용출 샘플은 CDST, 아타칸정^®, 물리적혼합물(SB-PM1) 및 고체분산체제제(SB-SD1)이며, 아타칸정^®은 막자와 막자사발을 이용하여 분쇄 후 평가하였다(Fig. 3).

Fig. 3. Dissolution of SB-SD1 formulation.
CDST pure, Atacand^®Tab, physical mixture (SB-PM1), and solid dispersion formulation (SB-SD1) were evaluated in pH 1.2 media (a), distilled water (DW) (b), and pH 6.8 buffer (c) (n=6).

용출결과는(pH 1.2 용액) 다음과 같다. 0% (CDST), 1.1±0.2%(아타칸정^®), 0% (SB-PM1), 4.6±1.9% (SB-SD1)로 낮은 용출결과를 나타냈다. 이는 CDST의 pH-의존성(낮은 pH는 낮은 용해도 및 높은 pH에서는 높은 용해도) 특성으로 낮은 pH에서의 낮은 용해도와 유사한 결과를 보여준다.²³⁾ SB-SD1 제제의 용출율은 4.1-배(아타칸정^®) 증가하였다. SB-SD1의 최종 용출율은 다른 샘플과 비교하여 p-value가 0.005 이하이다(p=0.036, 아타칸정^®)(Fig. 3a).

용출결과는(정제수) 다음과 같다. 0% (CDST), 3.3±0.6% (아타칸정^®), 0.2±0.5% (SB-PM1), 71.2±4.1% (SB-SD1)로 나타났다. SB-SD1 제제의 용출율은 다른 샘플과 비교하여 확연하게 향상된 용출결과를 보였다. SB-SD1 제제의 용출율은 21.6-배(아타칸정^®) 및 124.9-배(SB-PM1) 증가하였다. SB-SD1 제제의 최종 용출율은 다른 샘플과 비교하여 p-value가 0.005 이하이다(Fig. 3b).

용출결과는(pH 6.8 완충용액) 다음과 같다. 0% (CDST), 3.7±1.2%(아타칸정^®), 1.5±1.2% (SB-PM1), 73.5±2.4% (SB-SD1)로 나타났다. SB-SD1 제제의 용출율은 다른 샘플과 비교하여 확연하게 향상된 용출결과를 보였다. SB-SD1 제제의 용출율은 19.8-배(아타칸정^®) 및 49.0-배(SB-PM1) 증가하였다. SB-SD1 제제의 최종 용출율은 다른 샘플과 비교한 결과 p-value가 0.005 이하이다(Fig. 3c). 종합적으로, SB-SD1의 용출율결과는 아타칸정^®과 비교하여 4.1-배(pH 1.2 용액), 21.6-배(정제수), 19.8-배(pH 6.8 완충용액) 용출율이 향상되었다.

이전 연구는 다음과 같다. 첫 번째 연구결과는 CDST 제제(CDST, polyvinylpyrrolidone (K30^®), sodium carbonate)로 pH 6.8 완충용액에서 80%의 용출율을 나타냈다.¹³⁾ 두 번째 연구결과는 CDST 제제(CDST, mannitol)로 pH 6.8 완충용액 60%의 용출율을 나타냈다.¹⁴⁾ 세 번째 연구결과는 CDST 제제(CDST, Eudragit E100)로 pH 6.8 완충용액 30%의 용출율을 나타냈다.¹⁶⁾ 본 연구결과는 정제수 뿐만 아니라 pH 6.8 완충용액에서 70% 이상 용출율을 나타냈고 상기 연구들과 비교하여 확연하게 높거나 유사한 결과를 나타냈다.

물리화학적평가

최종제제(SB-SD1) 구성성분의 물리화학적 평가는 열분석, 구조분석, 결정성분석을 하였다(Fig. 4).

Fig. 4. Physicochemical properties of SB-SD1 formulation.
CDST pure, Atacand^®Tab, UFL2^®, P188^®, blank formulation (SB-BM1), physical mixture (SB-PM1), and solid dispersion formulation (SB-SD1) were evaluated using differential scanning calorimetry (a), Fourier transform infrared spectroscopy (b), and powder X-ray diffraction (c).

시차주사열량계(Differential Scanning Calorimetry; DSC) 분석으로 SB-SD1 제제의 열분석을 수행하였다. SB-SD1 제제의 구성성분들의 용융점은 172.5°C (CDST), 55.5°C (P188^®), 브로드피크인 64.1°C 및 273.6°C (UFL2^®), 49.3°C 및 브로드피크인 251.1°C (플라시보제제, BM1), 53.6°C 및 178.4°C (물리적혼합물, SB-PM1), 49.8°C 및 브로드피크인 250.4°C (SB-SD1)이다. SB-SD1 제제는 SB-BM1 제제와 피크가 거의 일치하고, P188^® 및 UFL2^® 피크만 관찰되었다. PM1은 물리적혼합물로 P188^® 및 CDST의 원래의 용융점이 관찰된다. 이러한 결과에 따라, SB-SD1은 CDST의 피크가 사라졌고, SB-PM1과는 확연한 차이를 보여 열적변화가 있는 것으로 사료된다.

퓨리에변환적외선분광기(Fourier transform infrared Spectrometer, FT-IR) 분석으로 SB-SD1 제제의 구조분석을 수행하였다. SB-SD1 제제의 구성성분들의 주요 C=O 밴드는 1752.1/1715.8 cm^-1 (CDST), 1637.0 cm^-1 (P188^® ), 1636.4 cm^-1 (UFL2^®), 1636.9 cm^-1 (SB-BM1), 1752.1/1717.9 cm^-1/1636.9 cm^-1 (SB-PM1), 1752.5/1718.3 cm^-1/1636.7 cm^-1 (SB-SD1)에 나타난다. 이러한 결과에 따라, SB-SD1 제제의 약물과 부형제간의 상호작용을 관찰되지 않았다.

X선 회절(X-ray DiffractionXRD) 분석으로 SB-SD1제제의 결정성 분석을 수행하였다. CDST 및 P188^®은 결정형물질, UFL2^®는 무정형물질이다. SB-BM1 및 SB-SD1 제제에서는 P188^®의 결정형 피크만 관찰되었지만, SB-PM1에서는 P188^® 뿐만 아니라 CDST 결정형 피크도 존재한다. 따라서, SB-SD1 제제의 CDST는 결정형이 무정형으로 변화된 것으로 사료된다.

안정성평가

6개월 동안의 SB-제제들의 (F, FP, SD) 성상변화는 관찰되지 않았다(Fig. 5a).

SB-SD1 제제와 SB-SD2 (UFL2^® 제외), SB-SD3 (P188^® 제외) 및 SB-SD4 (CDST 제외) 제제들을 개발하였다. SB-SD (1-3) 제제의 함량은 모두 98% 이상으로 유지되었다. SB-SD4 제제는 약물무첨가제제로 UV-Vis spectrophotometry에 분석되지 않았다. 초기(initial)/6개월 사전용출율은 73.5±1.4%/72.1±2.0% (SB-SD1), 50.9±2.8%/41.0±8.0% (SB-SD2), 47.7±1.5%/41.7±1.1% (SB-SD3)이다(Fig. 5b). SB-SD1 제제는 6개월 동안의 안정성이 확인되었고, 추가적인 실험이 필요할 것으로 생각된다. 사전용출수용액의 pH 결과는 6.07±0.04 (SB-SD1), 6.01±0.07 (SB-SD2), 6.16±0.11 (SB-SD3), 6.35±0.02 (SB-SD4)이다.

칸데사르탄 실렉세틸(CDST)의 가용화연구를 위해 캐리어 및 고분자를 스크리닝하였다. 본 연구는 CDST의 혼합불균일을 방지하기위해 용매증발법으로 개발하였다. 개발전략으로 캐리어 스크리닝을 통해 UFL2^®를 선정하였고, 고분자 스크리닝을 통해 P188^®을 선정하였다. 최종 선정된 SB-SD1 제제는 CDST:UFL2^®: P188^®=1:5:5 (w/w) 구성으로, 용출평가결과는 아타칸정^®과 비교하여 4.1-배(pH 1.2 용액), 21.6-배(정제수), 19.8-배(pH 6.8 완충용액) 용출율이 향상되었다. 또한, 물리화학적 평가를 통해 열적변화 및 결정성변화가 관찰되었다. 그리고 SB-SD1 제제는 6개월간의 안정성이 확인되었다.본 연구를 통해 간단한 공정으로 CDST의 가용화에 성공하였고, 특히 약염기화제를 사용하지 않은 제제이다. 향후 pH 1.2 용액에서의 용출율을 개선할 수 있는 신규방법을 고안할 계획이 있다.

이 연구는 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(No. IRIS RS-2023-00277126).

모든 저자는 이해 상충을 가지고 있지 않음을 선언한다.

Su Bin Lim : Student

Jin-Seok Choi : Professor