(72) 발명자크루쉬마티아스독일 허쉬혼암훙거베르크 15 페터더크독일 하이델베르크루돌프-켈-슈트라쎄 18 포크트토비아스 독일 하이델베르크암젤가쎄

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1 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) A61K 47/48 ( ) A61K 47/10 ( ) A61K 9/00 ( ) C08J 3/075 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 ( 국제 ) 2010 년 07 월 30 일 심사청구일자 2015 년 06 월 23 일 (85) 번역문제출일자 2012 년 02 월 28 일 (65) 공개번호 (43) 공개일자 2012 년 08 월 16 일 (86) 국제출원번호 PCT/EP2010/ (87) 국제공개번호 WO 2011/ 국제공개일자 (30) 우선권주장 2011 년 02 월 03 일 년 07 월 31 일유럽특허청 (EPO)(EP) 년 10 월 06 일유럽특허청 (EPO)(EP) (56) 선행기술조사문헌 WO A1* * 는심사관에의하여인용된문헌 (45) 공고일자 2017년08월23일 (11) 등록번호 (24) 등록일자 2017년08월17일 (73) 특허권자 아센디스파마에이에스 덴마크디케이 헬러룹투보그불러바드 12 (72) 발명자 라우하랄트 독일 하이델베르크슈바르츠발트슈트라쎄 51/2 헤르셀울리히 독일 하이델베르크프리츠 - 프라이 - 슈트라쎄 8 ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 김태홍, 김진회 전체청구항수 : 총 17 항심사관 : 이재정 (54) 발명의명칭폴리에틸렌글리콜기반의생분해성수불용성하이드로겔 (57) 요약 본발명은가수분해에의한분해성결합에의해상호연결된백본모이어티를포함하는폴리에틸렌글리콜을기반으로하는생분해성수불용성하이드로겔에관한것으로서, 상기백본모이어티는반응성작용기를추가로포함하고, 상기수불용성하이드로겔은분해성결합의가수분해에의해하이드로겔이하나이상의백본모이어티를포함하는수용성분해산물로완전분해되는기간과하이드로겔중백본모이어티의총량을기준으로하나이상의백본모이어티를포함하는수용성분해산물의첫 10 몰 % 가방출되는기간간의비가 1 초과 2 이하인것을특징으로한다. 본발명은또한상기하이드로겔과리간드또는연결기의접합체, 프로드럭및약학조성물, 및의약에있어서의이들의용도에관한것이다. 대표도 - 도 1-1 -

2 (72) 발명자크루쉬마티아스독일 허쉬혼암훙거베르크 15 페터더크독일 하이델베르크루돌프-켈-슈트라쎄 18 포크트토비아스 독일 하이델베르크암젤가쎄

3 명세서청구범위청구항 1 가교제모이어티가스페이서모이어티의양말단을연결하고, 스페이서모이어티및가교제모이어티에의해상호연결된백본모이어티를포함하는폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 을포함하는생분해성수불용성하이드로겔로서, 상기백본모이어티는분자량이 1 kda 20 kda 범위이고, 하기구조를가지는것을특징으로하는생분해성하이드로겔 : 상기식에서, C * 는분지코어 (branching core) 이고, A는폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 을포함하는폴리머사슬이며, Hyp는과분지형수지상모이어티이고, x는 3 16의정수이며 ; 여기서, 과분지형수지상모이어티는백본모이어티를상호연결하기위하여스페이서모이어티를통하여가교제모이어티에연결된작용기및반응성작용기를추가로포함하고, 가교제모이어티는 2 이상의가수분해에의한분해성결합을가지며, 각가교제모이어티는 2 이상의가수분해에의한분해성결합에의하여스페이서모이어티에연결된다. 청구항 2 제1항에있어서, 가교제모이어티의분자량이 0.5 kda 5 kda 범위이고, 각각의가교제모이어티가 PEG-포함가교제모이어티인것인생분해성하이드로겔. 청구항 3 제1항또는제2항에있어서, 각각의백본모이어티가스페이서모이어티를통하여가교제모이어티에연결된, 작용기및반응성작용기를총 16개이상포함하는것인생분해성하이드로겔. 청구항 4 제3항에있어서, 백본모이어티가하기화학식의 4차탄소를가지는것인생분해성하이드로겔 : 상기식에서, 각각의 A는독립적으로폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 을포함하는폴리머사슬로서, 그말단은영구공유결합에의해 4차탄소에부착되고, 상기폴리머사슬의원위단부는수지상모이어티 Hyp에공유결합되며, 각각의수지상모이어티 Hyp는스페이서모이어티를통하여가교제모이어티에연결된작용기및반응성작용기를총 4개이상갖는다. 청구항 5 제4항에있어서, 백본모이어티가하기화학식의분지코어를포함하는것인생분해성하이드로겔 : 상기식에서, 점선은백본모이어티의나머지부분에부착됨을나타낸다

4 청구항 6 제 5 항에있어서, 백본모이어티가하기화학식의구조를포함하는것인생분해성하이드로겔 : 상기식에서, n 은 5 50 의정수이고, 점선은분자의나머지부분에부착됨을나타낸다. 청구항 7 제 5 항에있어서, 백본모이어티가하기화학식의과분지형모이어티 Hyp 를포함하는것인생분해성하이드로겔 : 상기식에서, C(O) 옆의점선은백본모이어티 C(A-Hyp) 4 의 A에부착됨을나타내고, 다른점선은스페이서모이어티또는수소에부착됨을나타내고, 별표로표시된탄소원자는 S-입체배치를나타낸다. 청구항 8 제5항에있어서, 스페이서모이어티가하기화학식을포함하는것인생분해성하이드로겔 : 상기식에서, 점선중하나는백본모이어티에부착됨을나타내고, 다른점선은가교제모이어티에부착됨을나타내며, m은 2 4의정수이다. 청구항 9 제5항에있어서, 가교제모이어티가하기구조를포함하는것인생분해성하이드로겔 : 상기식에서, q는 3 100의정수이다. 청구항 10 제1항의생분해성하이드로겔을포함하는접합체 (Conjugate) 로서, 상기하이드로겔은가수분해에의한분해성결합에의해상호연결되고스페이서모이어티또는차단기또는이들의조합에대한영구결합을추가로가지는백본모이어티로이루어지는것인접합체

5 청구항 11 제1항의생분해성하이드로겔을포함하는접합체로서, 상기하이드로겔은가수분해에의한분해성결합에의해상호연결되고리간드또는킬레이트기에대한영구결합을추가로가지는백본모이어티로이루어지는것인접합체. 청구항 12 제1항의생분해성하이드로겔을담체로서포함하는담체결합프로드럭으로서, 생물학적활성모이어티 D가공유결합된일시적프로드럭링커 L과백본모이어티사이에다수의영구결합이존재하는것인담체결합프로드럭. 청구항 13 제12항에있어서, D와 L 사이의일시적결합이카바메이트, 카보네이트, 아미드또는에스테르결합인담체결합프로드럭. 청구항 14 제 12 항에있어서, 일시적프로드럭링커 L 이모이어티 L 2 로치환되는모이어티 L 1 을포함하고, 상기 L 2 는담체기 Z 에결합되며, 담체기 Z 는제 1 항의생분해성하이드로겔인것인담체결합프로드럭. 청구항 15 제 14 항에있어서, L 2 가하기구조를가지는말단기를통해 Z 에부착되는것인담체결합프로드럭 : 상기식에서, 점선은각각 L 2 및 Z에부착됨을나타낸다. 청구항 16 하이드로겔의제조방법으로서, (a) 하기화학식 : [ 상기식에서, n 은 의정수이다 ] - 5 -

6 의백본시약을하기화학식 : [ 상기식에서, q는 3 100의정수이고 ; 각각의 m은독립적으로 2 4의정수이다 ] 의가교제시약과 2:1 1.05:1의아민 / 활성에스테르비로반응시키는단계를포함하고, 상기시약들을염기의존재하에비프로톤성용매중에용해시키는것인제조방법. 청구항 17 제1항에있어서, 코팅, 메쉬, 스텐트또는마이크로입자형태인것인생분해성하이드로겔. 청구항 18 삭제청구항 19 삭제청구항 20 삭제청구항 21 삭제청구항 22 삭제청구항 23 삭제청구항 24 삭제청구항 25 삭제청구항 26 삭제청구항 27 삭제청구항

7 삭제청구항 29 삭제청구항 30 삭제청구항 31 삭제청구항 32 삭제청구항 33 삭제청구항 34 삭제청구항 35 삭제청구항 36 삭제청구항 37 삭제청구항 38 삭제청구항 39 삭제청구항 40 삭제청구항 41 삭제청구항 42 삭제청구항 43 삭제청구항

8 삭제청구항 45 삭제청구항 46 삭제청구항 47 삭제청구항 48 삭제청구항 49 삭제청구항 50 삭제청구항 51 삭제청구항 52 삭제청구항 53 삭제청구항 54 삭제청구항 55 삭제청구항 56 삭제청구항 57 삭제청구항 58 삭제청구항 59 삭제청구항

9 삭제청구항 61 삭제청구항 62 삭제청구항 63 삭제청구항 64 삭제청구항 65 삭제청구항 66 삭제청구항 67 삭제청구항 68 삭제청구항 69 삭제청구항 70 삭제청구항 71 삭제청구항 72 삭제청구항 73 삭제 발명의설명 [0001] 기술분야본발명은폴리에틸렌글리콜을기반으로한생분해성수불용성하이드로겔에관한것이다. 본발명은또한이러한생분해성하이드로겔과친화성리간드또는킬레이트기또는이온교환기의접합체, 본발명의생분해성하이드로겔이담체인담체결합프로드럭및약학조성물, 및의약에있어서이들의용도에관한것이다. 배경기술 - 9 -

10 [0002] [0003] [0004] [0005] [0006] [0007] [0008] [0009] [0010] 폴리 ( 에틸렌글리콜 )(PEG) 기반하이드로겔은상처봉합, 조직공학및약물전달과같은약학적응용에관심사이다. PEG 기반하이드로겔은다량의물을흡수할수있는 3차원가교화분자네트워크이다. PEG 기반하이드로겔은전형적으로폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 사슬을고비율로함유한다. PEG 기반하이드로겔은업계에알려져있다. 비PEG 폴리머를실질적으로함유하지않는 PEG를기반으로한하이드로겔이 WO-A 99/14259호에개시되었다. 여기에는, 반감기제어가입증된분해성 PEG 기반하이드로겔이기술되었다. 생분해성 PEG 기반하이드로겔은많은생체내용도에유익하다. 인간에사용하도록의도되는경우에는, 특히안전성을이유로, PEG 하이드로겔에생분해성을도모하는것이매우바람직하다. 생분해성은수성생체내환경에서자발적또는효소적가수분해를겪는에스테르결합에의해하이드로겔로도입될수있다. 실제중합단계를수행하는데상이한타입의반응이이용될수있으며, 중합화학의선택이매크로머출발물질의구조를결정한다. 예를들어, 라디칼중합이 PEG 기반수지제조및생체적합성하이드로겔생성에널리이용되고있다 ( 참조예 : EP-A ). 또한부가반응이 PEG 기반매크로머로부터하이드로겔의중합에적용되고있다 (WO-A 2008/125655호 ). 다른한편으로, 에스테르, 카바메이트, 카보네이트또는이민형성의필요성에따라하이드로겔중합을위한축합또는라이게이션 (ligaton) 타입반응이알려졌다. 이들결합을이용하여불안정한방향족카바메이트 (WO-A 01/47562호 ) 또는카보네이트 (US-A 2003/ ), 에스테르또는이민 (WO-A 99/14259호 ) 으로하이드로겔에분해성을유도할수있다. 중합단계동안가수분해적으로불안정한결합을형성하는것과대조적으로, 매크로머출발물질중하나에가수분해적으로불안정한에스테르결합의존재로생분해성이 PEG 기반하이드로겔에도모될수있다. 이러한에스테르함유매크로머가사용되는경우, 하이드로겔형성을위해사용되는효율적인반응은아미드결합형성이다. 이에의해, 활성화카복실과아민작용기사이에축합반응이일어나가수분해적으로안정한아미드결합에의해 3차원네트워크가형성됨으로써하이드로겔이생성된다. 이어하이드로겔네트워크로도입된적어도하나의출발물질에의해제공되는에스테르기의가수분해를통해생분해가진행될수있다. 아미드결합형성을통해생성된생분해성 PEG 기반하이드로겔은두상이한매크로머출발물질, 백본시약으로적합한 2개초과의아미노작용기를갖는매크로머및적어도 2개의활성화카복실작용기를제공하는보통가교제시약으로불리는상이한매크로머로부터제조될수있다. 생분해성에스테르결합은가교제시약과같은매크로머중하나에도입될수있다. 이러한시스템에서, 하이드로겔분해속도는하이드로겔로부터비분해성매크로머모이어티의방출을시간에따라플롯팅함으로써기록될수있다. 방출된비분해성매크로머는에스테르함유분해성매크로머가에스테르-가수분해에의해분해됨으로써남는기에아미드결합을통해접합될것으로판단된다. 자오 (Zhao) 및해리스 (Harris) 등에의한문헌 [J. Pharmaceutical Sciences 87 (1998) ] 에 PEG 기반하이드로겔의분해속도에대해기술되었다. 하이드로겔형성을위해, 에스테르함유, 아민반응성 PEG 유도체가제1 매크로머로사용되었고, 분지형 PEG 아민또는단백질이제2 비분해성매크로머로사용되었다. 상기자오및해리스등에의한문헌의도면 3은분해성 PEG 기반하이드로겔로부터형광표지된소혈청알부민매크로머의방출에대해상세히나타내었다. 이연구에서는, 4암 PEG 테트라아민, 또는 8암 PEG 옥타아민, 또는인간혈청알부민과함께표지된소혈청알부민이전구체로사용되었다. 분해프로파일이완충제 (ph 7, 37 에서 ) 에서시간에따라기록되었으며, 분해말기에 " 폭발적방출 (burst)" 이특징이다. 이폭발상동안, 비분해성매크로머의 40% 최대 60% 가매우짧은기간, 즉수시간내에방출되는반면에, 하이드로겔분해의선행지체기는 100 내지최대 400 시간동안지속되었다. 본조사에서, 초점은이러한방식으로하이드로겔조작에맞추어졌기때문에, " 바람직하지않은말기폭발적방출 " 을피할수있었다. 상기저자들은하이드로겔형성동안겔화시간을단축시킴으로써그들의성과를일구었고, 비분해성매크로머의거의 0차방출프로파일을이룰수있었다. 그러나, 이러한하이드로겔을기반으로한프로드럭에의해서는약물방출동안하이드로겔이장시간분절되기때문에, 상기하이드로겔의분해프로파일은프로드럭전달분야에불리하다. [0011] [0012] 발명을실시하기위한구체적인내용따라서, 본발명의한가지목적은업계에기술된분해성하이드로겔보다더욱편리한분해프로파일을가지는하이드로겔을제공하는것이다. 이같은목적은가수분해에의한분해성결합에의해상호연결된작용기및반응성작용기를추가로포함하는백

11 본모이어티 (backbone moiety) 를포함한, 폴리에틸렌글리콜을기반으로한생분해성수불용성하이드로겔로이루어지며, 상기수불용성하이드로겔은분해성결합의가수분해에의해하이드로겔이하나이상의백본모이어티를포함하는수용성분해산물로완전분해되는기간과하이드로겔중백본모이어티의총량을기준으로하나이상의백본모이어티를포함하는수용성분해산물의첫 10 몰 % 가방출되는기간간의비가 1 초과 2 이하, 바람직하게는 1 초과 1.5 이하인것을특징으로한다. [0013] [0014] [0015] [0016] [0017] [0018] [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] 특히약물전달분야에서는폴리머담체물질이의도하는치료효과를이루는데필요한양의약물을방출하는데필요한것보다길지않게존재하는것이바람직한것으로밝혀졌다. 예를들어, PEG 하이드로겔이담체결합프로드럭에대한폴리머담체로사용되는경우, 하이드로겔물질의붕해가일어나기전에하이드로겔에그의약물로딩을대폭감소시키는것이바람직하다. 따라서, 분해성결합의가수분해에의해하이드로겔이하나이상의백본모이어티를포함하는수용성분해산물로완전분해되는기간이하이드로겔중반응성작용기의총량을기준으로반응성작용기의첫 10 몰 % 가방출되는기간의최대 2배이거나또는그미만인상기언급된분해프로파일을나타내어, 하이드로겔분해동안매우뛰어난폭발효과를나타내는하이드로겔을사용하는것이바람직하다. 놀랍게도, 본발명에따라서작용기를 (90% 이상 ) 가지는백본모이어티의방출이백본모이어티의첫 10% 가방출되는선행지체기에비해매우짧은시간내에일어날수있도록반응성생분해성 PEG 하이드로겔을조작할수있다는것을발견하였다. 용어 " 하이드로겔 " 은다량의물을흡수할수있는 3차원의친수성또는양쪽친매성폴리머네트워크를의미한다. 이네트워크는호모폴리머또는코폴리머로구성될수있으며, 공유화학또는물리적 ( 이온성, 소수성상호작용, 엉킴 ) 가교의존재로인해불용성이다. 가교는네트워크구조및물리적무결성을제공한다. 하이드로겔은물과열역학적상용성을나타내어이를수성매질에서팽윤할수있게한다. 네트워크의사슬은기공이존재하고, 이들기공의상당부분이 1 nm 1000 nm의치수를가지도록연결되어있다. 용어 " 가수분해에의한분해성 ", 가수분해에의해분해가능한 ", " 생분해성 " 또는 " 가수분해에의해절단가능한 ", " 절단성 ", " 자가절단성 ", 또는 " 자기절단 ", " 자기절단성 ", " 가역성 ", " 일시적 " 또는 " 단기적 " 은본발명내에서생리학적조건 (ph 7.4, 37 에서수성완충제 ) 하에반감기범위가 1 시간내지 3 개월이며비효소적, 가수분해에의해분해가능하거나절단가능한결합및연결에대한것으로서, 아코니틸, 아세탈, 아미드, 카복실산무수물, 에스테르, 이민, 하이드라존, 말레암산아미드, 오르토에스테르, 포스파미드, 포스포에스테르, 포스포실릴에스테르, 실릴에스테르, 설폰산에스테르, 방향족카바메이트, 이들의조합등을포함하나이들에만한정되지는않는다. 상호연결된분해성작용기로서발명에따른하이드로겔에존재하는경우, 바람직한생분해성결합은카복실산에스테르, 카보네이트, 포스포에스테르및설폰산에스테르이며, 가장바람직한것은카복실산에스테르또는카보네이트이다. 시험관내연구를위해예를들어, ph 9, 37, 수성완충제등의가속조건이실용목적으로사용될수있는것으로고려된다. ph 만을변화시킨 ( 각각 ph 7.4 또는 ph 9) 두병행연구를행함으로써, ph 9에서추후실험수행에사용될수있는인자를계산하여 ph 7.4에서수행된실험의등가반응속도를산출할수있다. 영구결합은반감기가 6 개월이상으로생리학적조건 (ph 7.4, 37 에서수성완충제 ) 하에서비효소적, 가수분해적으로분해가능하며, 예로아미드를들수있다. 용어 " 시약 (reagent)" 은본발명의생분해성하이드로겔, 접합체및프로드럭으로이어지는어셈블리공정에사용되는중간체또는출발시약을의미한다. 용어 " 화학작용기 " 은카복실산및활성화유도체, 아미노, 말레이미드, 티올및유도체, 설폰산및유도체, 카보네이트및유도체, 카바메이트및유도체, 하이드록실, 알데히드, 케톤, 하이드라진, 이소시아네이트, 이소티오시아네이트, 인산및유도체, 포스폰산및유도체, 할로아세틸, 알킬할라이드, 아크릴로일및다른알파-베타불포화마이클 (Michael) 수용체, 아릴플루오라이드등의아릴화제, 하이드록실아민, 피리딜디설파이드등의디설파이드, 비닐설폰, 비닐케톤, 디아조알칸, 디아조아세틸화합물, 옥시란, 및아지리딘을나타낸다. 화학작용기가다른화학작용기에커플링되는경우, 생성된화학구조를 " 결합 " 이라한다. 예를들어, 아민기와카복실기의반응으로아미드결합이생성된다. " 반응성작용기 " 는과분지형모이어티에연결된백본모이어티의화학작용기이다

12 [0024] [0025] [0026] [0027] [0028] [0029] [0030] [0031] [0032] [0033] [0034] [0035] " 작용기 " 는 " 반응성작용기 ", " 상호연결된분해성작용기 ", 또는 " 접합작용기 " 에대해서사용되는총괄적인용어이다. " 상호연결된분해성작용기 " 는한쪽이백본모이어티에연결된스페이서모이어티에연결되고, 다른쪽이가교화모이어티에연결된생분해성결합을포함하는연결이다. 용어 " 상호연결된분해성작용기 ", " 상호연결된생분해성작용기 ", " 상호연결된생분해성작용기 " 및 " 상호연결된작용기 " 는동의어로사용된다. " 접합작용기 " 는친화성리간드또는킬레이트기또는이온교환기및친화성리간드또는킬레이트기를백본모이어티의과분지형모이어티에연결하는영구결합을포함한다. 용어 " 차단기 " 또는 " 캡핑기 " 는동의어로사용되며, 반응성작용기에비가역적으로 ( 특히영구 ) 결합되어예를들어화학작용기와의반응이불가능한모이어티를나타낸다. 용어 " 보호기 " 또는 " 보호성기 " 는반응성작용기에가역적으로연결되어예를들어화학작용기와의반응이가능한모이어티를나타낸다. 용어 " 상호연결가능한작용기 " 는라디칼중합반응에참여하고가교제시약또는백본시약의일부인화학작용기를나타낸다. 용어 " 중합가능한작용기 " 는라이게이션타입중합반응에참여하고가교제시약및백본시약의일부인화학작용기를나타낸다. 백본모이어티는한쪽말단이백본모이어티에연결되고, 다른쪽이가교화모이어티에연결된스페이서모이어티를포함할수있다. 용어 " 유도체 " 는보호및 / 또는활성기로적절히치환된화학작용기또는당업자들에게알려진상응하는화학작용기의활성화형태를나타낸다. 예를들어, 카복실기의활성화형태는활성에스테르, 예컨대숙신이미딜에스테르, 벤조트리아질에스테르, 니트로페닐에스테르, 펜타플루오로페닐에스테르, 아자벤조트리아질에스테르, 아실할로게나이드, 혼합또는대칭무수물, 아실이미다졸을포함하나이들에만한정되지는않는다. 용어 " 비효소적으로절단가능한링커 " 는생리학적조건하에효소적활성없이가수분해에의해분해가능한링커를나타낸다. " 비생물학적활성링커 " 는생물학적활성모이어티로부터유도된약물 (D-H) 의약리효과를나타내지않는링커를나타낸다. 용어 " 스페이서 ", " 스페이서기 ", " 스페이서분자 " 및 " 스페이서모이어티 " 는상호호환적으로사용되며두모이어티를연결하기에적합한임의의모이어티, 예컨대단편이 -NH-, -N(C 1-4 알킬 )-, -O-, -S-, -C(O)-, -C(O)NH-, -C(O)N(C 1-4 알킬 )-, -O-C(O)-, -S(O)-, -S(O) 2 -, 4 7 원헤테로사이클릴, 페닐또는나프틸로부터선택된하 나이상의기로임의로차단된 C 1-50 알킬, C 2-5O 알케닐또는 C 2-5O 알키닐을나타낸다. [0036] [0037] [0038] 용어 " 말단 ", " 말미 " 또는 " 원위단부 " 는분자또는모이어티내작용기또는결합의위치를나타내며, 상기작용기는화학작용기일수있고, 결합은분해성또는영구결합일수있으며, 두모이어티사이의결합또는올리고머또는폴리머사슬말단에인접하거나이안에위치하는것을특징으로한다. 용어 " 약물 ", " 약물모이어티 ", " 생물학적활성분자 ", " 생물학적활성모이어티 ", " 생물학적활성제 " 등은동의어로사용되며, 바이러스, 박테리아, 진균, 식물, 동물및인간을예로들수있으나이들에만한정되지않는생물학적유기체의임의의물리적또는생화학적특성에영향을미칠수있는임의의물질을의미한다. 특히, 본원에사용되는경우생물학적활성분자는인간또는다른동물에서질환을진단, 치유, 완화, 치료또는예방하고자하거나, 또는인간또는동물의신체적또는정신적건강을증진시킬수있는임의의물질을포함한다. 생물학적활성분자의예로는펩티드, 단백질, 효소, 소분자약물 ( 예 : 비펩티드성약물 ), 염료, 리피드, 뉴클레오시드, 올리고뉴클레오타이드, 폴리뉴클레오타이드, 핵산, 세포, 바이러스, 리포솜, 마이크로입자및미셀을포함하나, 이들에만한정되지는않는다. 본발명에사용하기에적합한부류의생물학적활성제는항생제, 살진균제, 항바이러스제, 항염증제, 항종양제, 심혈관제, 항불안제, 호르몬, 성장인자, 스테로이드제등을포함하나, 이들에만한정되지는않는다. 문구 " 결합형태 " 또는 " 모이어티 " 는대형분자의일부인하위구조를나타낸다. 문구 " 결합형태 " 는시약, 출발물질또는업계에알려져있는가상출발물질의명명또는열거로모어어티를간략하게나타내기위해사용되

13 며, 따라서 " 결합형태 " 는예를들어시약또는출발물질에존재하는하나이상의수소라디칼 (-H), 또는하나 이상의활성화또는보호기가모이어티에존재하지않음을의미한다. [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] [0048] [0049] [0050] 폴리머모이어티를포함하는모든시약및부분은분자량, 사슬길이또는중합도, 또는작용기의수와관련하여가변성을나타내는것으로알려진매크로분자실체를의미하는것으로이해하여야한다. 백본시약, 백본모이어티, 가교제시약및가교제모이어티 (crosslinker moiety) 를위해나타낸구조는단지대표적인예일뿐이다. 용어 " 수용성 " 은여과에의해수불용성분해산물로부터분리된본발명의생분해성하이드로겔의분해산물에적용된다. 시약또는모이어티는선형또는분지형일수있다. 시약또는모이어티가두말단기를가지는경우, 이는선형시약또는모이어티로서언급된다. 시약또는모이어티가 2개를초과하여말단기를가지는경우, 이는분지형또는다작용성시약또는모이어티로서간주된다. 출발물질본발명의생분해성하이드로겔은라디칼중합, 이온중합또는라이게이션반응으로중합될수있다. 본발명의생분해성하이드로겔이라디칼또는이온중합으로진행되는경우, 본발명의생분해성하이드로겔의적어도두출발물질은가교화매크로모노머또는가교화모노머 ( 가교제시약으로언급됨 ) 및다작용성매크로모노머 ( 백본시약으로언급됨 ) 이다. 가교제시약은적어도두개의상호연결가능한작용기를가지며, 백본시약은중합단계에참여하지않는것으로의도되는적어도하나의화학작용기및적어도하나의상호연결가능한작용기를갖는다. 추가의희석제모노머가존재하거나존재하지않을수있다. 유용한상호연결가능한작용기는비닐, 비닐-벤젠, 아크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴레이트, 메타크릴아미드등의라디칼중합성기및옥세탄, 아지리딘및옥시란등의이온중합성기를포함하나이들에만한정되지는않는다. 또다른제조방법으로, 본발명에따른생분해성하이드로겔은화학라이게이션반응으로생성된다. 이반응에서, 출발물질은축합또는부가반응과같은반응을겪는상보성작용기를가지는적어도하나의매크로분자출발물질이다. 일례로, 다수의중합가능한작용기를포함하는헤테로다작용성백본시약인단하나의매크로분자출발물질이사용된다. 다른한편으로, 2 이상의매크로분자출발물질인경우, 이들출발물질중하나는적어도두개의동일한중합가능한작용기를가지는가교제시약이고, 다른출발물질은다수의중합가능한작용기를또한포함하는호모다작용또는헤테로다작용성백본시약이다. 가교제시약상에존재하는적합한중합가능한작용기는 1차및 2차아미노, 카복실산및유도체, 말레이미드, 티올, 하이드록실및다른알파, 베타불포화마이클수용체, 예컨대비닐설폰기, 바람직하게는말단 1차또는 2차아미노, 카복실산및유도체, 말레이미드, 티올, 하이드록실및다른알파, 베타불포화마이클수용체, 예컨대비닐설폰기를포함한다. 백본시약에존재하는적합한중합가능한작용기는 1차및 2차아미노, 카복실산및유도체, 말레이미드, 티올, 하이드록실및비닐설폰기등의다른알파, 베타불포화마이클수용체를포함하나이들에만한정되지는않는다. 바람직하게는, 백본모이어티는그로부터적어도세개의 PEG 기반폴리머사슬이연장되는분지코어 (branching core) 를가지는것이특징이다. 따라서, 본발명의바람직한측면으로, 백본시약은그로부터적어도세개의 PEG 기반폴리머사슬이연장되는분지코어를포함한다. 이러한분지코어는결합형태의폴리- 또는올리고알콜, 바람직하게는펜타에리스리톨, 트리펜타에리스리톨, 헥사글리세린, 수크로스, 소르비톨, 프럭토스, 만니톨, 글루코스, 셀룰로스, 아밀로스, 전분, 하이드록시알킬전분, 폴리비닐알콜, 덱스트란, 히알루로난을포함할수있거나, 또는분지코어는결합형태의폴리- 또는올리고아민, 예컨대오르니틴, 디아미노부티르산, 트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신, 옥타라이신, 노나라이신, 데카라이신, 운데카라이신, 도데카라이신, 트리데카라이신, 테트라데카라이신, 펜타데카라이신또는올리고라이신, 폴리에틸렌이민, 폴리비닐아민을포함할수있다. 바람직하게는, 분지코어에서는 3 16개, 더욱바람직하게는 4 8개의 PEG 기반폴리머사슬이연장된다. 바람직한분지코어는결합형태의펜타에리스리톨, 트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신또는올리고라이신, 저분자량 PEI, 헥사글리세린, 트리펜타에리스리톨을포함할수있다. 바람직하게는, 분

14 지코어에서 3 16 개, 더욱바람직하게는 4 8 개의 PEG 기반폴리머사슬이연장된다. 바람직하게는, PEG 기반 폴리머사슬은적절히치환된폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 유도체이다. [0051] [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] [0057] [0058] [0059] [0060] [0061] [0062] [0063] 용어 " 폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반폴리머사슬 " 또는 "PEG 기반사슬 " 은올리고- 또는폴리머분자사슬을의미한다. 바람직하게는, 상기폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반폴리머사슬은분지코어에연결되며, 한쪽말미가분지코어에연결되어있고다른말미는과분지형수지상모이어티에연결되어있는선형폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 사슬이다. PEG 기반사슬은헤테로원자및화학작용기에의해임의로치환된알킬또는아릴기로종결또는차단될수있는것으로이해하여야한다. 용어 " 폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반폴리머사슬 " 이가교제시약과관련하여사용되는경우, 이는에틸렌글리콜부분을적어도 20 중량 % 포함하는가교제모이어티또는사슬을의미한다. 백본시약에적합한분지코어로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬을포함하는바람직한구조는예를들어, 젠켐테크놀로지 (JenKem Technology, USA) 의산물목록 ( 7월 28일 ) 으로부터다운로드하여이용가능 ) 에상세히기술되어있는멀티암 PEG 유도체, 4ARM-PEG 유도체 ( 펜타에리스리톨코어 ), 8ARM-PEG 유도체 ( 헥사글리세린코어 ) 및 8ARM-PEG 유도체 ( 트리펜타에리스리톨코어 ) 이다. 4암 PEG 아민 ( 펜타에리스리톨코어 ) 및 4암 PEG 카복실 ( 펜타에리스리톨코어 ), 8암 PEG 아민 ( 헥사글리세린코어 ), 8암 PEG 카복실 ( 헥사글리세린코어 ), 8암 PEG 아민 ( 트리펜타에리스리톨코어 ) 및 8암 PEG 카복실 ( 트리펜타에리스리톨코어 ) 이가장바람직하다. 백본시약에서이러한멀티암 PEG 유도체에바람직한분자량은 1 kda 20 kda, 더욱바람직하게는 1 kda 15 kda 및더욱더바람직하게는 1 kda 10 kda이다. 말단아민기를추가로접합하여백본모이어티의상호연결된작용기및반응성작용기를제공할수있는것으로이해하여야한다. 용어 " 분지코어 " 및 " 코어 " 는상호호환적으로사용된다. 과분지형수지상모이어티는중합가능한작용기를제공한다. 바람직하게는, 각각의수지상모이어티는분자량이 0.4 kda 4 kda, 더욱바람직하게는 0.4 kda 2 kda 범위이다. 바람직하게는, 각각의수지상모이어티는적어도 3개의분지및적어도 4개의중합가능한작용기, 및최대 63개의분지및 64개의중합가능한작용기를가지며, 적어도 7개의분지및적어도 8개의중합가능한작용기및최대 31개의분지및 32개의중합가능한작용기를가지는것이바람직하다. 이러한수지상모이어티에대한예로는트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신, 옥타라이신, 노나라이신, 데카라이신, 운데카라이신, 도데카라이신, 트리데카라이신, 테트라데카라이신, 펜타데카라이신, 헥사데카라이신, 헵타데카라이신, 옥타데카라이신, 노나데카라이신, 오르니틴및디아미노부티르산을들수있다. 바람직한수지상모이어티에대한예는트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신, 가장바람직하게는결합형태의트리라이신, 펜타라이신또는헵타라이신이다. 가교제시약은선형또는분지형분자일수있으며, 바람직하게는선형분자이다. 가교제시약이두중합가능한작용기를가지는경우, 이는 " 선형가교제시약 " 으로언급되며 ; 가교제시약이 2개초과의중합가능한작용기를가지는경우에는 " 분지형가교제시약 " 으로간주된다. 가교제시약은두중합가능한작용기로종결되며, 생분해성기를포함하지않을수있거나, 적어도하나의생분해성결합을포함할수있다. 바람직하게는, 가교제시약은적어도하나의생분해성결합을포함한다. 일구체예로, 가교제시약은폴리머로구성된다. 바람직하게는, 가교제시약의분자량은 60 Da 5 kda, 더욱바람직하게는, 0.5 kda 4 kda, 더욱더바람직하게는 1 kda 4 kda, 더더욱바람직하게는 1 kda 3 kda 범위이다. 올리고머또는폴리머가교화시약외에, 특히생분해성하이드로겔의형성에친수성고분자량백본모이어티가사용되는경우에는저분자량가교화시약이사용될수있다. 일구체예로, 가교제시약은생분해성결합에의해연결된모노머를포함하며, 즉가교제시약은생분해성결합에의해연결된모노머로부터형성된다. 이러한폴리머가교제시약은가교제시약의분자량및모노머단위의분자량에따라, 최대 100개또는그이상의생분해성결합을가질수있다. 이러한가교제시약의예로서폴리 ( 락트산 ) 또는폴리 ( 글리콜산 ) 기반폴리머를포함할수있다. 바람직하게는, 가교제시약은바람직하게는단하나의 PEG 기반분자사슬로나타내어지는 PEG 기반의것이다

15 바람직하게는, 폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제시약은연결된에틸렌글리콜단위를포함하는탄화수소사슬이며, 상기폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제시약은적어도각 m개의에틸렌글리콜단위를포함하며, 여기서, m은 3 100, 바람직하게는 범위의정수이다. 바람직하게는, 폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제시약은분자량범위가 0.5 kda 5 kda이다. [0064] [0065] [0066] [0067] [0068] [0069] [0070] [0071] [0072] [0073] [0074] [0075] [0076] [0077] 사용된용어들을나타내기위해간략화한백본시약의일례를도 1에나타내었다. 중심분지코어 (c) 에서네개의 PEG 기반폴리머사슬 ( 가는흑색선 ) 이연장되었으며, 이말단에과분지형수지상모이어티 ("Hyp"; 타원형 ) 가부착되었다. 과분지형수지상모이어티는중합가능한작용기 ( 작은백색원 ) 를가지며, 선택부분만을예시하였는데, 즉과분지형수지상모이어티는도 1에나타낸것보다많은반응성작용기를포함한다. 도 2는 4개의예시적인가교제시약을나타낸다. 그의중합가능한작용기 ( 작은백색원 ) 외에, 가교화시약은생분해성결합을포함하는하나이상의생분해성결합 ( 백색화살표 ) 을포함할수있다. 가교제시약 2A는생분해성결합을포함하지않는다. 이러한가교제시약이생분해성하이드로겔합성에사용되는경우, 가교제시약의중합가능한작용기와백본시약의중합가능한작용기의반응을통해생분해성결합이형성된다. 가교제시약 2B는하나의생분해성결합을포함하며, 가교제시약 2C는 2개의생분해성결합을포함하고, 가교제시약 2D는 4개의생분해성결합을포함한다. 중합가능한기와제1 생분해성결합사이의부분은스페이서로언급되며, 해당하는경우상이한가교제모이어티에서별표로표시된다. 반응성생분해성하이드로겔본발명의반응성생분해성하이드로겔은다작용기화물질로서, 수팽윤성 3차원가교화매트릭스에반응성작용기및상호연결된작용기를포함함을의미한다. 반응성생분해성하이드로겔은가수분해에의한분해성결합으로상호연결된백본모이어티로구성되며, 백본모이어티는가교제모이어티를통해서로연결될수있다. 일구체예로, 반응성생분해성하이드로겔의백본모이어티는직접, 즉가교제모이어티없이연결될수있다. 이러한반응성생분해성하이드로겔의두백본모이어티의과분지형수지상모이어티는두과분지형수지상모이어티를연결하는상호연결된작용기를통해직접결합될수있다. 다른한편으로, 두상이한백본모이어티의두과분지형수지상모이어티는상호연결된작용부분에의해분리된두스페이서모이어티를통해상호연결될수있다. 바람직하게는, 반응성생분해성하이드로겔은가수분해에의한분해성결합에의해상호연결된백본모이어티로구성되며, 백본모이어티는가교제모이어티를통해서로연결된다. 용어생분해성또는가수분해에의한분해성결합은생리학적조건 (ph 7.4, 37 에서수성완충제 ) 하에서반감기가 1 시간내지 3 개월인비효소적으로, 가수분해에의해분해가능한결합을의미하며, 아코니틸, 아세탈, 카복실산무수물, 에스테르, 이민, 하이드라존, 말레암산아미드, 오르토에스테르, 포스파미드, 포스포에스테르, 포스포실릴에스테르, 실릴에스테르, 설폰산에스테르, 방향족카바메이트, 이들의조합등을포함하나, 이들에만한정되지는않는다. 바람직한생분해성결합은에스테르, 카보네이트, 포스포에스테르및설폰산에스테르이고, 가장바람직한결합은에스테르또는카보네이트이다. 본발명의반응성생분해성하이드로겔에서, 백본모이어티와가교제모이어티간생분해성결합의가수분해속도는과분지형모이어티및상호연결된작용기사이스페이서모이어티의연결된원자수및타입에영향을받거나, 이로결정된다. 예를들어, 가교제 PEG 에스테르형성을위한숙신산, 아디프산또는글루타르산의선택으로반응성생분해성하이드로겔의분해반감기를다양화할수있다. 각각의가교제모이어티는적어도두가수분해에의한분해성결합에의해종결된다. 종결생분해성결합외에, 가교제모이어티는추가의생분해성결합을함유할수있다. 즉, 백본모이어티에연결된가교제모이어티의각말미는가수분해에의한분해성결합을포함하고, 추가의생분해성결합이임의로가교제모이어티에존재할수있다. 반응성생분해성하이드로겔은하나이상의상이한타입, 바람직하게는하나의가교제모이어티를포함할수있다. 가교제모이어티는선형또는분지형분자일수있으며, 바람직하게는선형분자이다. 본발명의바람직한

16 구체예에있어서, 가교제모이어티는적어도두생분해성결합에의해백본모이어티에연결된다. [0078] [0079] [0080] [0081] [0082] [0083] [0084] [0085] [0086] [0087] [0088] [0089] 바람직하게는, 가교제모이어티의분자량은 60 Da 5 kda, 더욱바람직하게는, 0.5 kda 4 kda, 더욱더바람직하게는 1 kda 4 kda, 더더욱바람직하게는 1 kda 3 kda 범위이다. 일구체예로, 가교제모이어티는폴리머로구성된다. 다른한편으로, 특히, 반응성생분해성하이드로겔의형성에친수성고분자량백본모이어티가사용되는경우, 저분자량가교제모이어티가사용될수있다. 일구체예로, 폴리머가교제모이어티를이루는모노머는생분해성결합으로연결된다. 이러한폴리머가교제모이어티는가교제모이어티의분자량및모노머단위의분자량에따라, 최대 100개또는그이상의생분해성결합을함유할수있다. 이러한가교제모이어티에대한예로는폴리 ( 글리콜산 ) 기반폴리머가있다. 이러한폴리 ( 락트산 ) 또는폴리 ( 글리콜산 ) 사슬은헤테로원자및화학작용기에의해임의로치환될수있는알킬또는아릴기로종결또는차단될수있는것으로이해하여야한다. 바람직하게는, 가교제모이어티는바람직하게는단하나의 PEG 기반분자사슬로나타내어지는 PEG 기반의것이다. 바람직하게는, 폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제모이어티는에틸렌글리콜단위를포함하며, 화학작용기를추가로포함하는탄화수소사슬이며, 상기폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제모이어티는적어도각 m개의에틸렌글리콜단위를포함하며, 여기서, m은 3 100, 바람직하게는 범위의정수이다. 바람직하게는, 폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제모이어티는분자량범위가 0.5 kda 5 kda이다. 가교제모이어티또는분지코어에연결된 PEG 기반폴리머사슬과관련하여사용되는경우, 용어 "PEG 기반 " 은적어도 20 중량 % 의에틸렌글리콜부분을포함하는가교제모이어티또는 PEG 기반폴리머사슬을의미한다. PEG 기반폴리머사슬은헤테로원자및화학작용기에의해임의로치환된알킬또는아릴기로종결또는차단될수있는것으로이해하여야한다. 본발명의바람직한구체예에있어서, 가교제모이어티는영구아미드결합을통해과분지형수지상모이어티에연결된백본모이어티에의해제공되는두알파, 오메가-지방족디카복실스페이서에에스테르결합을통해대칭적으로연결된 PEG로구성된다. 스페이서모이어티의디카복실산은 3 12개의탄소원자, 가장바람직하게는 5 8개의탄소원자로이루어지며, 하나이상의탄소원자에서치환될수있다. 바람직한치환기는알킬기, 하이드록실기또는아미도기또는치환된아미노기이다. 지방족디카복실산의메틸렌기에서하나이상은 O 또는 NH 또는알킬치환된 N에의해임의로치환될수있다. 바람직한알킬은탄소원자수 1 6의선형또는분지형알킬이다. 바람직하게는, 백본모이어티는그로부터적어도세개의 PEG 기반폴리머사슬이연장되는분지코어를가지는것이특징이다. 따라서, 본발명의바람직한측면으로, 백본모이어티는그로부터적어도세개의 PEG 기반폴리머사슬이연장되는분지코어를포함한다. 이러한분지코어는결합형태의폴리- 또는올리고알콜, 바람직하게는펜타에리스리톨, 트리펜타에리스리톨, 헥사글리세린, 수크로스, 소르비톨, 프럭토스, 만니톨, 글루코스, 셀룰로스, 아밀로스, 전분, 하이드록시알킬전분, 폴리비닐알콜, 덱스트란, 히알루로난을포함할수있거나, 또는분지코어는트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신, 옥타라이신, 노나라이신, 데카라이신, 운데카라이신, 데데카라이신, 트리데카라이신, 테트라데카라이신, 펜타데카라이신또는올리고라이신, 폴리에틸렌이민, 폴리비닐아민과같은결합형태의폴리- 또는올리고아민을포함할수있다. 바람직하게는, 분지코어에서는 3 16개, 더욱바람직하게는 4 8개의 PEG 기반폴리머사슬이연장된다. 바람직한분지코어는결합형태의펜타에리스리톨, 오르니틴, 디아미노부티르산, 트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신또는올리고라이신, 저분자량 PEI, 헥사글리세린, 트리펜타에리스리톨을포함할수있다. 바람직하게는, 분지코어에서 3 16개, 더욱바람직하게는 4 8개의 PEG 기반폴리머사슬이연장된다. 바람직하게는, PEG 기반폴리머사슬은적절히치환된폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 유도체이다. 바람직하게는, 분지코어에연결된상기 PEG 기반폴리머사슬은한쪽말미가분지코어에연결되어있고다른말미는과분지형수지상모이어티에연결되어있는선형폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 사슬이다. PEG 기반사슬은헤테로원자및화학작용기에의해임의로치환된알킬또는아릴기로종결또는차단될수있는것으로이해하여야한다. 백본모이어티에적합한분지코어로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬을포함하는바람직한구조는예를들어, 젠켐테크놀로지 (JenKem Technology, USA) 의산물목록 ( 7월 28일 ) 으로부터다운로드

17 하여이용가능 ) 에상세히기술되어있는멀티암 PEG 유도체, 4ARM-PEG 유도체 ( 펜타에리스리톨코어 ), 8ARM-PEG 유도체 ( 헥사글리세린코어 ) 및 8ARM-PEG 유도체 ( 트리펜타에리스리톨코어 ) 이다. 4암 PEG 아민 ( 펜타에리스리톨코어 ) 및 4암 PEG 카복실 ( 펜타에리스리톨코어 ), 8암 PEG 아민 ( 헥사글리세린코어 ), 8암 PEG 카복실 ( 헥사글리세린코어 ), 8암 PEG 아민 ( 트리펜타에리스리톨코어 ) 및 8암 PEG 카복실 ( 트리펜타에리스리톨코어 ) 가가장바람직하다. 백본시약에서이러한멀티암 PEG 유도체에바람직한분자량은 1 kda 20 kda, 더욱바람직하게는 1 kda 15 kda 및더욱더바람직하게는 1 kda 10 kda이다. 상기언급된멀티암분자의말단아민기는백본모이어티의상호연결된작용기및반응성작용기를추가제공하기위해백본모이어티에결합형태로존재하는것으로이해하여야한다. [0090] [0091] [0092] [0093] [0094] [0095] [0096] [0097] [0098] [0099] 상기추가의작용기는수지상모이어티에의해제공될수있다. 바람직하게는, 각각의수지상모이어티는분자량이 0.4 kda 4 kda, 더욱바람직하게는 0.4 kda 2 kda 범위이다. 바람직하게는, 각각의수지상모이어티는적어도 3개의분지및적어도 4개의반응성작용기, 및최대 63개의분지및 64개의반응성작용기를가지며, 적어도 7개의분지및적어도 8개의반응성작용기및최대 31개의분지및 32개의반응성작용기를가지는것이바람직하다. 이러한수지상모이어티에대한예는결합형태의트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신, 옥타라이신, 노나라이신, 데카라이신, 운데카라이신, 도데카라이신, 트리데카라이신, 테트라데카라이신, 펜타데카라이신, 헥사데카라이신, 헵타데카라이신, 옥타데카라이신, 노나데카라이신을포함한다. 바람직한수지상모이어티에대한예는트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신을포함하며, 가장바람직한것은결합형태의트리라이신, 펜타라이신또는헵타라이신이다. 백본모이어티의반응성작용기와상호연결된작용기의총합이분지코어로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬의수로동일하게나누어지는것이바람직하다. 예를들어, 32개의상호연결된작용기및반응성작용기가있는경우, 바람직하게는각 PEG 기반폴리머사슬의말미에부착된수지상모이어티에의해코어로부터연장된각 4개의 PEG 기반폴리머사슬로 8개의기가제공될수있다. 다른한편으로, 코어로부터연장된각 8개의 PEG 기반폴리머사슬로 4개의기, 또는각 16개의 PEG 기반폴리머사슬에의해두기가제공될수있다. 분지코어로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬의수가동일하게분포되지않을경우, PEG 기반폴리머사슬당상호연결된작용기와반응성작용기의총합평균수로부터편차가최소로유지되는것이바람직하다. 반응성작용기는친화성리간드, 킬레이트기, 이온교환기, 약물, 프로드럭, 담체결합프로드럭, 차단기, 캡핑기등의직접또는간접결합에대한부착점으로제공될수있다. 이상적으로, 반응성작용기는반응성생분해성을통해균일하게분포되며, 반응성생분해성하이드로겔의표면상에존재하거나존재하지않을수있다. 이러한반응성작용기의예로는다음과같은과분지형수지상모이어티에연결된화학작용기들이포함되나이들에만한정되지는않는다 : 카복실산및활성화유도체, 아미노, 말레이미드, 티올및유도체, 설폰산및유도체, 카보네이트및유도체, 카바메이트및유도체, 하이드록실, 알데히드, 케톤, 하이드라진, 이소시아네이트, 이소티오시아네이트, 인산및유도체, 포스폰산및유도체, 할로아세틸, 알킬할라이드, 아크릴로일및다른알파-베타불포화마이클수용체, 아릴플루오라이드등의아릴화제, 하이드록실아민, 피리딜디설파이드등의디설파이드, 비닐설폰, 비닐케톤, 디아조알칸, 디아조아세틸화합물, 옥시란, 및아지리딘. 바람직한반응성작용기는티올, 말레이미드, 아미노, 카복실산및유도체, 카보네이트및유도체, 카바메이트및유도체, 알데히드및할로아세틸을포함한다. 바람직하게는, 반응성작용기는 1차아미노기또는카복실산이고, 가장바람직한것은 1차아미노기이다. 상기반응성작용기는다른작용기의존재하에화학선택적으로다루어질수있는것이특징이며, 이러한반응성생분해성하이드로겔중반응성작용기의농도는반응성생분해성하이드로겔의완전분해에필요한시간의 1/2 동안거의일정한것이또다른특징이다. " 거의일정한 " 수준이되기위해, 상기반응성작용기의중량농도는반응성생분해성하이드로겔의완전분해에필요한시간의 1/2 내에원래농도의 90% 아래로떨어지지않아야한다. 반응성작용기는적합한보호시약으로캡핑될수있다. 가장바람직하게는, 본발명의반응성생분해성하이드로겔은백본모이어티가식 C(A-Hyp) 4 [ 여기서, 각각의 A 는독립적으로말단이영구공유결합에의해 4 차탄소에부착되고 PEG 기반폴리머사슬의원위단부는수지상 모이어티 Hyp 에공유결합되는폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반폴리머사슬이고, 각각의수지상모이어티 Hyp 는상호

18 연결된작용기및반응성작용기를나타내는적어도 4 개의작용기를갖는다 ] 의 4 차탄소를가지는것이특징이 다. [0100] 바람직하게는, 각각의 A 는독립적으로식 -(CH 2 ) n1 (OCH 2 CH 2 ) n X- 로부터선택되며, 여기서, n1 은 1 또는 2 이고 ; n 은 5 50 범위의정수이며 ; X 는 A 및 Hyp 를공유결합하는화학작용기이다. [0101] [0102] 바람직하게는, A 및 Hyp는아미드결합에의해공유결합된다. 바람직하게는, 수지상모이어티 Hyp는과분지형폴리펩티드이다. 바람직하게는, 과분지형폴리펩티드는결합형태의라이신으로이루어진다. 바람직하게는, 각각의수지상모이어티 Hyp의분자량은 0.4 kda 4 kda 범위이다. 백본모이어티 C(A-Hyp) 4 는동일하거나상이한수지상모이어티 Hyp으로구성될수있고각 Hyp는독립적으로 선택될수있는것으로이해하여야한다. 각각의모이어티 Hyp 는 5 32 개의라이신, 바람직하게는적어도 7 개의 라이신으로구성되며, 즉, 각 Hyp 모이어티는 5 32 개의결합형태의라이신, 바람직하게는적어도 7 개의결합 형태의라이신으로구성된다. 가장바람직하게는, Hyp 는헵타라이시닐로구성된다. [0103] [0104] 바람직하게는, 과분지형수지상모이어티와스페이서모이어티사이에영구아미드결합이존재한다. 바람직하게는, C(A-Hyp) 4 의분자량은 1 kda 20 kda, 더욱바람직하게는 1 kda 15 kda 및더욱더바람직하게 는 1 kda 10 kda 범위이다. [0105] [0106] [0107] [0108] [0109] [0110] [0111] [0112] [0113] [0114] [0115] [0116] 본발명에따른반응성생분해성하이드로겔에서, 백본모이어티는상호연결된생분해성기및반응성작용기로구성되는다수의작용기를특징으로한다. 바람직하게는, 상호연결된생분해성기와반응성작용기의총합은 16 이상, 바람직하게는 이며, 이바람직하고, 20 40도또한바람직하며, 24 80이더욱바람직하고, 28 32도또한더욱바람직하며, 30 60이더욱더바람직하고 ; 30 32가가장바람직하다. 상호연결된작용기및반응성작용기외에, 또한보호기가존재할수있는것으로이해하여야한다. 도 3은본발명의반응성생분해성하이드로겔중에서두백본모이어티가상호연결될수있는상이한방식의개략도이다. 과분지형수지상모이어티 ("Hyp", 타원형 ) 는다수의반응성작용기 ( 흑색점 ) 및영구결합 ( 백색다이아몬드 ) 을포함한다. 각과분지형모이어티는도 3에예시된것보다더많은반응성작용기및영구결합을포함하며, 도 3은단지설명만을목적으로이용된것으로이해하여야한다. 스페이서모이어티는별표로표시되었고, 상호연결된작용기는백색화살표로나타내었다. 점선은예시되지않은더큰모이어티에대한부착점을표시한다. 도 3a는개별백본모이어티가생분해성결합을포함하는상호연결된작용기를통해직접상호연결된반응성생분해성하이드로겔의단면을나타낸다. 도 3b에서두상이한백본모이어티의과분지형수지상모이어티는스페이서모이어티를통해분리된두상호연결된작용기를통해상호연결된다. 도 3c에서두상이한백본모이어티의과분지형수지상모이어티는두스페이서모이어티및하나의상호연결된작용기를통해상호연결된다. 도 3d 및 3e는두과분지형수지상모이어티가 "#" 로표시된가교제모이어티를통해상호연결된반응성생분해성하이드로겔의단면을나타낸다. 가교제모이어티는적어도하나의상호연결된작용기를포함하거나포함하지않을수있다 ( 각각도 3d 및 3e 참조 ). 가는흑색선은분지코어 ( 도시되지않음 ) 로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬을나타낸다. 변형된반응성생분해성하이드로겔본발명의다른측면은가수분해에의한분해성결합에의해상호연결되고스페이서분자, 차단기, 보호기, 또는다작용성모어이티에대한영구결합을추가로가지는백본모이어티로이루어지는것이특징인본발명의변형된반응성생분해성하이드로겔을포함하는접합체이다. 반응성생분해성하이드로겔의백본모이어티의반응성작용기는스페이서분자, 차단기, 보호기, 또는다작용성모이어티의부착점으로제공된다. 보호기는업계에알려져있으며, 합성과정동안화학작용기의가역적보호를위해사용된다. 아민작용기에적합한보호기는 fmoc 기이다

19 [0117] [0118] 오르소고날 (orthogonal) 보호가제공되도록, 단한타입의보호기또는 2 이상의상이한보호기가사용될수있으며, 즉상이한보호기는상이한조건하에제거될수있는것으로이해하여야한다. 본발명에따른변형된반응성생분해성하이드로겔은동일한반응성작용기를가지는스페이서로작용기화될수있다. 예를들어, 헤테로이작용성스페이서, 예컨대적절히활성화된 COOH-(EG) 6 -NH-fmoc (EG = 에틸렌글리 콜 ) 를커플링시키고, fmoc-보호기를제거함으로써아미노기가변형된반응성생분해성하이드로겔에도입될수있다. 이러한반응성생분해성하이드로겔은추가로상이한작용기, 예컨대말레이미드기를가지는스페이서에연결될수있다. 따라서, 변형된반응성생분해성하이드로겔은링커모이어티상에반응성티올기를가지는약물-링커시약에추가로접합될수있다. [0119] [0120] [0121] [0122] [0123] [0124] [0125] [0126] [0127] [0128] [0129] [0130] 상기변형된반응성생분해성하이드로겔에서, 모든잔여반응성작용기는적합한차단시약으로캡핑될수있다. 본발명의또다른구체예에있어서, 다작용성모이어티를중합반응성생분해성하이드로겔의반응성작용기에커플링하여반응성작용기의수를증가시킴으로써예를들어본발명에따른생분해성하이드로겔의약물로딩을증가시킬수있다. 상기다작용성모이어티는결합형태의라이신, 디라이신, 트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신, 또는올리고라이신, 저분자량 PEI로구성될수있다. 바람직하게는, 다작용성모이어티는결합형태의라이신으로구성된다. 임의로, 이러한다작용성모이어티는보호기로보호될수있다. 상기변형된반응성생분해성하이드로겔에서, 모든잔여반응성작용기는적합한차단시약으로캡핑될수있다. 도 4는변형된반응성생분해성하이드로겔단면의개략도를나타낸다. 과분지형모이어티 ( 타원형, "Hyp") 는스페이서분자또는차단기로변형된다수의반응성작용기를포함한다 ( 반달모양의구조를지닌흑색점 ). 가는흑색선은분지코어 ( 도시되지않음 ) 로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬을나타내고, 굵은흑색선은영구결합 ( 백색다이아몬드 ) 을통해과분지형모이어티에부착된스페이서모이어티를나타낸다. 백색화살표는상호연결된작용기를나타낸다. 점선은더큰부분에대한부착을나타내며, 간단하게하기위해완전히나타내지는않았다. 접합작용기를포함하는생분해성하이드로겔본발명의다른측면은가수분해에의한분해성결합에의해상호연결되고, 예를들어리간드또는킬레이트기또는이온교환기를포함하는접합작용기에대한영구결합을추가로가지는백본모이어티로이루어지는것이특징인본발명의생분해성하이드로겔을포함하는접합체이다. 따라서, 본발명의접합작용기를포함하는생분해성하이드로겔은가수분해에의한분해성결합에의해상호연결되고, 예를들어리간드또는킬레이트기또는이온교환기를포함하는접합작용기에대한영구결합을추가로가지는백본모이어티를포함한다. 반응성생분해성하이드로겔및변형된반응성생분해성하이드로겔의백본모이어티의반응성작용기는친화성리간드또는킬레이트기또는이온교환기또는이들조합의직접또는간접결합을위한부착점으로제공된다. 이상적으로는, 리간드또는킬레이트기또는이온교환기는본발명에따른하이드로겔을통해균일하게분포되며, 본발명에따른하이드로겔의표면상에존재하거나존재하지않을수있다. 친화성리간드또는킬레이트또는이온교환기에연결되지않은나머지반응성작용기는적합한차단시약으로캡핑될수있다. 상기친화성리간드또는킬레이트기또는이온교환기는상기본발명에따른하이드로겔에서친화성리간드또는킬레이트기또는이온교환기의농도가본발명에따른하이드로겔의완전분해에필요한시간의 1/2 동안거의일정한것이특징이다. " 거의일정한 " 수준이되기위해, 상기친화성리간드또는킬레이트기또는이온교환기의중량농도는본발명에따른하이드로겔의완전분해에필요한시간의 1/2 내에원래농도의 90% 아래로떨어지지않아야한다. 본발명에따른친화성리간드또는킬레이트기또는이온교환기를가지는하이드로겔에서, 백본모이어티는상호연결된작용기및친화성리간드또는킬레이트기또는이온교환기를포함하는접합작용기로구성되는다수의작용기를특징으로한다. 바람직하게는, 상호연결된작용기와친화성리간드또는킬레이트기또는이온교환기를가지는접합작용기의총합은 , 바람직하게는 , 더욱바람직하게는 24 80, 가장바람

20 직하게는 이다. 상호연결된작용기및반응성작용기외에, 또한차단기가존재할수있는것으로이해 하여야한다. [0131] [0132] [0133] [0134] [0135] [0136] [0137] 바람직하게는, 백본모이어티의상호연결된작용기및친화성리간드또는킬레이트기또는이온교환기를가지는접합작용기의총합이분지코어로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬의수로동일하게나누어지는것이바람직하다. 예를들어, 32개의상호연결된작용기및친화성리간드또는킬레이트기또는이온교환기를가지는접합작용기가있는경우, 바람직하게는각 PEG 기반폴리머사슬의말미에부착된수지상모이어티에의해코어로부터연장된각 4개의 PEG 기반폴리머사슬로 8개의기가제공될수있다. 다른한편으로, 코어로부터연장된각 8개의 PEG 기반폴리머사슬로 4개의기, 또는각 16개의 PEG 기반폴리머사슬에의해두기가제공될수있다. 분지코어로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬의수가동일하게분포되지않을경우, PEG 기반폴리머사슬당상호연결된작용기와친화성리간드또는킬레이트기또는이온교환기를가지는접합작용기의총합평균수로부터편차가최소로유지되는것이바람직하다. 또한바람직하게는, 상호연결된생분해성작용기및리간드또는킬레이트기또는이온교환기를가지는접합작용기에대한영구결합, 또는임의로스페이서분자, 또는차단기의총합은 16 이상, 바람직하게는 20 40, 더욱바람직하게는 및가장바람직하게는 30 32이다. 가장간단한경우로, 이온교환기를가지는하이드로겔은반응성생분해성하이드로겔과동일하다. 본발명의접합작용기를포함하는생분해성하이드로겔에서결합형태로존재하는적합한리간드는예를들면비오틴등의친화성리간드이다. 추가의리간드는예를들어다음과같은친화성리간드이다 : 4-아미노벤즈아미딘, 3-(2'-아미노벤즈하이드릴옥시 ) 트로판, ε-아미노카프로일-p-클로로벤질아미드, 1-아미노-4-[3-(4,6-디클로로트리아진-2-일아미노 )-4-설포페닐아미노] 안트라퀴논-2-설폰산, 2-(2'-아미노-4'-메틸페닐티오 )-N,N-디메틸벤질아민디하이드로클로라이드, 안지오포이에틴-1, 앱타머, 아로티노이드산, 아비딘, 비오틴, 칼모듈린, 코카에틸렌, 사이토스포론 B, N,N-디헥실-2-(4-플루오로페닐 ) 인돌-3-아세트아미드, N,N-디프로필-2-(4-클로로페닐 )- 6,8-디클로로-이미다조 [1,2-a] 피리딘-3-아세트아미드, 5-플루오로-2'-데옥시우리딘 5'-(p-아미노페닐 ) 모노포스페이트, S-헥실-L-글루타티온, (S,S)-4-페닐-α-(4-페닐옥사졸리딘-2- 일리덴 )-2-옥사졸린-2-아세토니트릴, Pro- Leu-Gly하이드록사메이트, 2-(4-(2-( 트리플루오로메틸 ) 페닐 ) 피페리딘-1-카복사미도 ) 벤조산, 트리메틸 (m-아미노페닐 ) 암모늄클로라이드, 유로코르틴 III, 아데노신트리포스페이트등의보조인자, s-아데노실메티오닌, 아스코르브산, 코브알라민, 조효소 A, 조효소 B, 조효소 M, 조효소 Q, 조효소 F420, 사이티딘트리포스페이트, 플라빈모노뉴클레오타이드, 플라빈아데닌디뉴클레오타이드, 글루타티온, heme, 리포아미드, 메나퀴논, 메타노푸란, 메틸코브알라민, 몰리브도프테린, NAD+, NADP+, 뉴클레오타이드당, 3'-포스포아데노신-5'-포스포설페이트, 피리독살포스페이트, 폴리히스티딘, 피롤로퀴놀린퀴논, 리보플라빈, 스트렙타비딘, 테트라하이드로비오프테린, 테트라하이드로메타노프테린, 테트라하이드로폴릭산, 비오틴카복실담체단백질 (BCCP), 키틴결합단백질, FK506 결합단백질 (FKBP), FLA tag, 녹색형광단백질, 글루타티온-S-트랜스퍼라제, 헤마글루티닌 (HA), 말토스결합단백질, myc 택, NusA, 단백질 C 에피토프, S-tag, strep-tag, 티오레독신, 트리아진 - 바람직하게는 2,4,6-삼치환트리아진, 항체단편과같은친화성스캐폴드단백질. 본발명의접합작용기를포함하는생분해성하이드로겔에서결합형태로존재하는적합한킬레이트기는예를들면이온교환물질형태와같은물질과상호반응할수있는이온기이다. 킬레이트기의다른예는착물형성기이다. 상이한타입의킬레이트기로는예를들면 2,2'-비피리딜, 1,2-비스 (2-아미노페녹시) 에탄-N,N,N',N'-테트라아세트산, 데페록사민메실레이트, 데페리페리크롬, 디에틸렌트리아민, 2,3-디머캅토-1-프로판올, 디머캅토숙신산, 디메틸글리옥신, 2,2'-디피리딜, 에틸렌디아민, 에틸렌디아민테트라 ( 메틸렌포스폰산 ), 1,2-비스 (2-아미노-5-브로모페녹시 ) 에탄-N,N,N',N'-테트라아세트산, 8-하이드록시키놀린, 이미노디아세테이트, 이미노디 ( 메틸포스폰산 ), L-미모신, 니트릴로트리아세테이트, 옥살레이트, 1,10-페난트롤린, 피트산, 타르트레이트, 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸 -1,4,7,10-테트라아세테이트, N,N,N',N'-테트라키스 (2-피리딜메틸) 에틸렌디아민, 트리아미노트리에틸아민, 이미노디아세트산, 티오우레아, 2-피콜릴아민이있다. 본발명의접합작용기를포함하는생분해성하이드로겔중에결합형태로존재하는이온교환기는이온교환수지에보통부착되는화학작용기, 예컨대강산성기, 예를들어설폰산기, 이를테면프로필설폰산 ; 강염기성기, 예컨대 4차아미노기, 예를들어트리메틸암모늄기, 이를테면프로필트리메틸암모늄클로라이드 ; 약산성기, 이를테면알킬카복실산기 ; 또는약염기성기, 예컨대 1차, 2차, 및 / 또는 3차알킬아미노기이다. 도 5는접합작용기를포함하는하이드로겔의관련단면에대한개략도이다. 과분지형모이어티 ( 타원형, "Hy p") 는친화성리간드또는킬레이트기와같은접합체 ( 흑색타원형 ) 또는스페이서모이어티 ( 굵은흑색선 ) 에대

21 한다수의영구결합 ( 백색다이아몬드 ) 을포함한다. 별표는스페이서모이어티를나타내고 ; # 는가교제모이어 티를나타내며 ; 점선은도시되지않은더큰부분에대한부착을나타낸다. 가는흑색선은분지코어 ( 도시되지 않음 ) 로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬을나타낸다. [0138] [0139] [0140] [0141] [0142] [0143] [0144] [0145] [0146] [0147] [0148] [0149] 하이드로겔프로드럭본발명의다른측면은, 백본모이어티의다수의영구결합이생물학적활성모이어티가공유결합된일시적프로드럭링커와함께존재하는것인본발명의생분해성하이드로겔을담체로서포함하는담체결합프로드럭이다. " 프로드럭 " 은그의약리효과를발현하기전에생체변환을겪게되는임의의화합물이다. 따라서, 프로드럭은모분자의바람직하지않은성질을변경하거나제거하기위해일과성으로사용되는특화된비독성보호기를함유하는약물로비춰질수있다. 이는또한명백히약물에서원하는성질의증강및바람직하지않은성질의억제를포함한다. 용어 " 담체결합프로드럭 ", " 담체프로드럭 " 은개선된물리화학또는약동학성질을제공하고생체내에서보통가수분해절단에의해용이하게제거될수있는단기적담체기를갖는주어진활성물질의일시적결합을함유하는프로드럭을의미한다. 반응성생분해성하이드로겔또는변형된반응성생분해성하이드로겔의반응성작용기는약물, 약물-링커접합체, 프로드럭, 담체결합프로드럭등의상기언급된영구결합을통해직접결합에대한부착점으로제공된다. 이상적으로, 하이드로겔에연결된약물-링커접합체는하이드로겔을통해균일하게분산되며, 본발명에따른하이드로겔의표면에존재하거나존재하지않을수있다. 일시적프로드럭링커에연결된스페이서또는일시적프로드럭링커에연결되지않은잔여반응성작용기는적합한차단시약으로캡핑될수있다. 바람직하게는, 프로드럭링커와백본모이어티에의해제공되는반응성작용기사이에형성된공유결합은영구결합이다. 본발명에따른하이드로겔에프로드럭링커를부착시키기에적합한작용기에는카복실산및유도체, 카보네이트및유도체, 하이드록실, 하이드라진, 하이드록실아민, 말레암산및유도체, 케톤, 아미노, 알데히드, 티올및디설파이드가포함되나이들에만한정되지는않는다. 본발명에따른약물-링커접합체를가지는하이드로겔에서, 백본모이어티는다수의하이드로겔연결약물-링커접합체 ; 상호연결된생분해성작용기를포함하는작용기 ; 및임의로캡핑기가특징이다. 바람직하게는, 상호연결된생분해성작용기, 약물-링커접합체및캡핑기의총합은 , 바람직하게는 , 더욱바람직하게는 및가장바람직하게는 30 60이다. 바람직하게는, 백본모이어티의상호연결된작용기, 하이드로겔에연결된약물-링커접합체및캡핑기의총합이분지코어로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬의수로동일하게나누어지는것이바람직하다. 예를들어, 32 개의상호연결된작용기, 하이드로겔에연결된약물-링커접합체및캡핑기가있는경우, 바람직하게는각 PEG 기반폴리머사슬의말미에부착된수지상모이어티에의해코어로부터연장된각 4개의 PEG 기반폴리머사슬로 8개의기가제공될수있다. 다른한편으로, 코어로부터연장된각 8개의 PEG 기반폴리머사슬로 4개의작용기, 또는각 16개의 PEG 기반폴리머사슬에의해두기가제공될수있다. 분지코어로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬의수가동일하게분포되지않을경우, PEG 기반폴리머사슬당상호연결된작용기, 하이드로겔에연결된약물-링커접합체및캡핑기의총합평균수로부터편차가최소로유지되는것이바람직하다. 이같은본발명에따른담체결합프로드럭에서는백본모이어티의상당량이방출 (< 10%) 되기전에거의모든약물의방출 (> 90%) 이일어나는것이바람직하다. 이는담체결합프로드럭의반감기대하이드로겔분해속도를조정함으로써이루어질수있다. 링커절단후, 생물학적활성모이어티를비변형된형태로방출하는방식으로연결제가생물학적활성모이어티에가역적연결을형성하는것이바람직하다. 이러한목적으로적용될수있는각종상이한연결제또는연결기가비. 테스타 (B. Testa) 등에의한문헌 (B. Testa, J. Mayer, Hydrolysis in Drug and Prodrug Metabolism, Wiley-VCH, 2003) 에기술되어있다. " 링커 ", " 연결기 ", " 링커구조 " 또는 " 연결제 " 는한쪽끝이가역적연결을통해약물모이어티에부착되고, 다른쪽끝은영구결합을통해과분지형수지상모이어티에영구적으로부착되거나영구결합을통해과분지형

22 수지상모이어티에직접부착된스페이서분자에부착된부분을의미한다. [0150] [0151] [0152] [0153] [0154] [0155] [0156] [0157] [0158] [0159] [0160] [0161] [0162] 생분해성결합과생물학적활성모이어티의절단후대다수의링커구조가본발명에따른하이드로겔에부착된채로남아있는것이또한바람직하다. 링커가캐스캐이드프로드럭링커인경우, 활성화기가본발명에따른하이드로겔에안정하게결합된채로남아있는것이바람직하다. 바람직하게는, 일시적프로드럭링커는자가절단성작용기에의해생물학적활성모이어티에부착된다. 바람직하게는, 링커는자기절단성을지니며, 따라서하이드로겔-링커-약물은접합체로부터약물을방출할수있고, 방출은주로링커의자기절단에좌우되는담체결합프로드럭이다. 용어 " 자가절단성 " 또는 " 가수분해에의한분해성 " 은동의어로사용된다. 바람직하게는, 프로드럭-링커와생체활성모이어티사이의결합은생리학적조건 (ph 7.4, 37 에서수성완충제 ) 하에서반감기범위가 1 시간 3 개월로가수분해에의해분해될수있으며, 예로는아코니틸, 아세탈, 아미드, 카복실산무수물, 에스테르, 이민, 하이드라존, 말레암산아미드, 오르토에스테르, 포스파미드, 포스포에스테르, 포스포실릴에스테르, 실릴에스테르, 설폰산에스테르, 방향족카바메이트, 이들의조합등이포함되나, 이들에만한정되지는않는다. 1차또는방향족아미노기를통한일시적결합을목적으로하지않는프로드럭링커와생물학적활성모이어티간바람직한생분해성결합은에스테르, 카보네이트, 포스포에스테르및설폰산에스테르이고, 에스테르또는카보네이트가가장바람직하다. 1차또는방향족아미노기를통한일시적결합을목적으로하는프로드럭링커와생물학적활성모이어티간바람직한생분해성결합은아미드또는카바메이트이다. " 자가절단성작용기 " 은가수분해에의한분해성결합을포함한다. 자가절단성결합이생물학적활성모이어티의 1차또는방향족아미노기와함께형성되는경우, 카바메이트또는아미드기가바람직하다. 본발명에따른말레이미도기함유하이드로겔에약물-링커접합체로딩후, 원치않는부반응을방지하기위해모든잔여작용기는적합한캡핑시약으로캡핑된다. 도 6은생물학적활성모이어티가공유결합된일시적프로드럭링커와백본모이어티의영구결합을포함하는본발명에따른하이드로겔의관련단면에대한개략도를나타낸다. 과분지형모이어티 ( 타원형, "Hyp") 는일시적프로드럭링커 ( 흑색화살표 ) 또는스페이서모이어티 ( 굵은흑색선 ) 에대한영구결합 ( 백색다이아몬드 ) 을포함한다. 가는흑색선은분지코어 ( 도시되지않음 ) 로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬을나타낸다. 점선은완전히도시되지않은더큰부분에대한부착을나타낸다. 도 6a는과분지형모이어티에대한일시적프로드럭링커의직접결합을나타내고, 도 6b는과분지형모이어티에대한일시적프로드럭링커의간접결합을나타낸다. 도 6b에서일시적프로드럭링커는영구결합 ( 백색다이아몬드 ) 을통해일시적프로드럭링커에커플링되는스페이서모이어티 ( 굵은회색선 ) 를통해과분지형모이어티에커플링된다. 각경우, 약물모이어티 ( 큰백색원 ) 는생분해성결합 ( 백색화살표 ) 을통해일시적프로드럭링커에커플링된다. 분해물 - 수용성분해산물본발명에따른하이드로겔의분해는다수의분해성결합이절단되어수용성또는수불용성일수있는분해산물로되는다단계반응이다. 그러나, 수불용성분해산물은절단되어수용성분해산물을제공하는분해성결합을추가로포함할수있다. 이들수용성분해산물은하나이상의백본모이어티를포함할수있다. 방출된백본모이어티는예를들어, 스페이서또는차단또는링커기또는친화성기및 / 또는프로드럭링커분해산물과영구적으로접합체를이룰수있으며또한수용성분해산물은분해성결합을포함할수있는것으로판단된다. 분지코어, PEG 기반폴리머사슬, 과분지형수지상모이어티및과분지형수지상모이어티에부착된부분의구조는본발명의상이한하이드로겔을포괄한부분에제공된상응하는기술내용으로부터추측할수있다. 분해물의구조는분해되는본발명에따른하이드로겔의타입에따라달라질것으로생각된다. 백본모이어티의총량은본발명에따른하이드로겔의완전분해후, 및분해동안용액에서측정될수있고, 용해된백본분해산물의분획은본발명에따른불용성하이드로겔로부터분리될수있으며 ; 본발명에따른하이드로겔로부터방출된다른용해된분해산물로부터간섭없이정량화될수있다. 하이드로겔대상을침강또

23 는원심분리하여생리적삼투압완충제의과량의물로부터분리할수있다. 원심분리는상등액이본발명에따 른팽윤된하이드로겔부피의적어도 10% 를제공하는방식으로수행될수있다. 용해된하이드로겔분해산물은 침강또는원심분리단계후수성상등액에남는다. [0163] [0164] [0165] [0166] [0167] [0168] [0169] [0170] [0171] [0172] [0173] [0174] 바람직하게는, 수용성분해산물은 0.45 μm필터를통한여과에의해수불용성분해산물로부터분리할수있으며, 그후에수용성분해산물은유수식으로확인할수있다. 수용성분해산물은또한원심분리및여과단계의조합으로수불용성분해산물부터분리될수있다. 상등액의분액을적합한분리및 / 또는분석방법에적용함으로써하나이상의백본모이어티를포함하는수용성분해산물을검출할수있다. 예를들어, 백본모이어티는다른분해산물이 UV 흡수를나타내지않는파장에서 UV 흡수를나타내는기를가질수있다. 이렇게선택으로 UV를흡수하는기는아미드결합같은백본모이어티의구조성분일수있거나, 또는인돌릴기와같은방향족환시스템에의해그의반응성작용기에부착됨으로써백본으로도입될수있다. 도 7은상이한분해산물의개략도이다. 도 7a의예시적인분해산물은접합작용기를가지는생분해성하이드로겔의분해에의한것이다. 중심분지코어 (c) 에서네개의 PEG 기반폴리머사슬 ( 가는흑색선 ) 이연장되었으며, 이말단에과분지형수지상모이어티 ("Hyp"; 타원형 ) 가부착되었다. 상기과분지형수지상모이어티는친화성리간드또는킬레이트기와같은접합체 ( 흑색타원형 ) 또는스페이서모이어티 ( 별표 ) 에대한다수의영구결합 ( 백색다이아몬드 ) 을함유한다. 점선은도시되지않은더큰부분에대한부착을나타낸다. 도 7b의예시적인분해산물은하이드로겔을가지는프로드럭의분해에의한것이다. 중심분지코어 (c) 에서네개의 PEG 기반폴리머사슬 ( 가는흑색선 ) 이연장되었으며, 이말단에과분지형수지상모이어티 ("Hyp"; 타원형 ) 가부착되었다. 상기과분지형수지상모이어티는일시적프로드럭링커 ( 흑색화살표 ) 에연결된스페이서모이어티 ( 백색직사각형 ) 또는스페이서모이어티 ( 별표 ) 에대한다수의영구결합을함유한다. 상기스페이서모이어티는임의적이며, 하이드로겔산물에좌우되는것으로이해하여야한다. 점선은도시되지않은더큰부분에대한부착을나타낸다. 분해산물의과분지형수지상모이어티는도 7a 및 7b에예시된것보다더많은스페이서모이어티, 접합체또는일시적프로드럭링커에대한영구결합을포함하는것으로이해하여야한다. 도면의간단한설명도 1은예시적인백본시약을나타낸다. c: 분지코어 ; 가는흑색선 : PEG 기반폴리머사슬 ; "Hyp"/ 타원형 : 과분지형수지상모이어티 ; 작은백색원 : 중합가능한작용기 ; 점선은도시되지않은더큰부분에대한부착을나타낸다. 도 2는예시적인가교제시약을나타낸다. 작은백색원 : 중합가능한작용기 ; 백색화살표 : 생분해성결합 ; 별표 : 스페이서모이어티의한쪽이백본모이어티에연결되고다른쪽이가교화모이어티에연결. 도 3은반응성생분해성하이드로겔중에서두백본모이어티가상호연결될수있는상이한방식의개략도이다. "Hyp"/ 타원형 : 과분지형수지상모이어티 ; 흑색점 : 반응성작용기 ; 백색다이아몬드 : 영구결합 ; 별표 : 스페이서모이어티의한쪽이백본모이어티에연결되고다른쪽이가교화모이어티에연결 ; 백색화살표 : 상호연결된작용기 ; #: 가교제모이어티 ; 가는흑색선 : PEG 기반폴리머사슬 ; 점선은도시되지않은더큰부분에대한부착을나타낸다. 도 4는변형된반응성생분해성하이드로겔의개략도이다. "Hyp"/ 타원형 : 과분지형수지상모이어티 ; 반달모양의구조를지닌흑색점 : 스페이서분자, 차단기또는보호기로변형된반응성작용기 ; 백색화살표 : 상호연결된작용기 ; 가는흑색선 : PEG 기반폴리머사슬 ; 백색화살표 : 상호연결된작용기 ; 별표 : 스페이서모이어티의한쪽이백본모이어티에연결되고다른쪽이가교화모이어티에연결 ; #: 가교제모이어티 ; 점선은도시되지않은더큰모이어티에대한부착을나타낸다. 도 5는접합작용기를포함하는본발명에따른하이드로겔의개략도이다. "Hyp"/ 타원형 : 과분지형수지상모이어티 ; 흑색타원형 : 접합작용기 ; 백색다이아몬드 : 영구결합 ; 별표 : 스페이서모이어티의한쪽이백본모이어티에연결되고다른쪽이가교화모이어티에연결 ; #: 가교제모이어티 ; 가는흑색선 : PEG 기반폴리머사슬 ; 점선은도시되지않은더큰부분에대한부착을나타낸다. 도 6은스페이서모이어티를통해직접 ( 도 6a) 또는간접 ( 도 6b) 적으로일시적프로드럭링커에대한영구결합을포함하는하이드로겔의개략도이다. "Hyp"/ 타원형 : 과분지형수지상모이어티 ; 백색다이아몬드 : 영구결합 ;

24 별표 : 스페이서모이어티의한쪽이백본모이어티에연결되고다른쪽이가교화모이어티에연결 ; 백색직사각 형 : 스페이서 ; 백색화살표 : 상호연결된작용기 ; 흑색화살표 : 링커 ; 큰백색원 : 약물 ; #: 가교제모이어티 ; 점선은도시되지않은더큰부분에대한부착을나타낸다. [0175] [0176] [0177] [0178] [0179] [0180] [0181] [0182] [0183] [0184] [0185] [0186] 도 7은접합작용기를포함하는생분해성하이드로겔의분해 ( 도 7a) 또는하이드로겔프로드럭의분해 ( 도 7b) 로인한분해산물의개략도이다. c: 분지코어 ; 가는흑색선 : PEG 기반폴리머사슬 ; "Hyp"/ 타원형 : 과분지형수지상모이어티 ; 백색다이아몬드 : 영구결합 ; 별표 : 스페이서모이어티의한쪽이백본모이어티에연결되고다른쪽이가교화모이어티에연결 ; 흑색타원형 : 접합작용기 ; 백색직사각형 : 스페이서 ; 흑색화살표 : 링커 ; 점선은도시되지않은더큰부분에대한부착을나타낸다. 도 8은 ph 7.4 및 37 에서화합물 9의시험관내방출속도를나타낸다. 도 9는 ph 9 및 37 에서화합물 15의시험관내분해를나타낸다. 도 10은 ph 7.4 및 37 에서화합물 15의시험관내분해를나타낸다 ( 이중 ). 도 11은 ph 9 및 37 에서화합물 5의시험관내분해를나타낸다. 도 12는 ph 9 및 37 에서화합물 19a의시험관내분해를나타낸다. 도 13은래트에서화합물 19c의약동학을나타낸다. 도 14는래트에서화합물 19e의약동학을나타낸다. 도 15는 30 G 바늘을이용한유량에대한힘을플롯팅한그래프를나타낸다. 데이터점 : 흑색정사각형 = 에틸렌글리콜 ; 흑색삼각형 = 물 ; 흑색점 = 하이드로겔인슐린프로드럭. 본발명은폴리 ( 에틸렌글리콜 )(PEG) 을기반으로하는생분해성수불용성하이드로겔을제공한다. 용어 "PEG 기반 " 또는 "PEG 기반 " 은본원에서본발명에따른하이드로겔중 PEG 사슬의질량비율이본발명에따른하이드로겔의총중량을기준으로적어도 10 중량 %, 바람직하게는적어도 25% 인의미로이해하면된다. 잔량은다른폴리머로구성될수있다. 용어 " 폴리머 " 는합성기원또는생물학적기원, 또는이둘의조합일수있으며, 화학결합에의해선형, 원형, 분지형, 가교화또는덴드리머방식또는이들의조합방식으로연결된반복구조단위로구성된분자를의미한다. 예로는폴리 ( 아크릴산 ), 폴리 ( 아크릴레이트 ), 폴리 ( 아크릴아미드 ), 폴리 ( 알킬옥시 ) 폴리머, 폴리 ( 아미드 ), 폴리 ( 아미도아민 ), 폴리 ( 아미노산 ), 폴리 ( 언하이드라이드 ), 폴리 ( 아스파타미드 ), 폴리 ( 부티르산 ), 폴리 ( 카프로락톤 ), 폴리 ( 카보네이트 ), 폴리 ( 시아노아크릴레이트 ), 폴리 ( 디메틸아크릴아미드 ), 폴리 ( 에스테르 ), 폴리 ( 에틸렌 ), 폴리 ( 에틸렌글리콜 ), 폴리 ( 에틸렌옥사이드 ), 폴리 ( 에틸옥사졸린 ), 폴리 ( 글리콜산 ), 폴리 ( 하이드록시에틸아크릴레이트 ), 폴리 ( 하이드록시에틸옥사졸린 ), 폴리 ( 하이드록시프로필메타크릴아미드 ), 폴리 ( 하이드록시프로필메타크릴레이트 ), 폴리 ( 하이드록시프로필옥사졸린 ), 폴리 ( 이미노카보네이트 ), 폴리 (N-이소프로필아크릴아미드 ), 폴리 ( 락트산 ), 폴리 ( 락트-co-글리콜산 ), 폴리 ( 메타크릴아미드 ), 폴리 ( 메타크릴레이트 ), 폴리 ( 메틸옥사졸린 ), 폴리 ( 프로필렌푸마레이트 ), 폴리 ( 유기포스파젠 ), 폴리 ( 오르토에스테르 ), 폴리 ( 옥사졸린 ), 폴리 ( 프로필렌글리콜 ), 폴리 ( 실록산 ), 폴리 ( 우레탄 ), 폴리 ( 비닐알콜 ), 폴리 ( 비닐아민 ), 폴리 ( 비닐메틸에테르 ), 폴리 ( 비닐피롤리돈 ), 실리콘, 리보핵산, 데옥시시핵산, 알부민, 항체및그의단편, 혈장단백질, 콜라겐, 엘라스틴, 파신, 피브린, 케라틴, 폴리아스파테이트, 폴리글루타메이트, 프롤라민, 트랜스페린, 사이토크롬, 황색단백질, 당단백질, 헴단백질, 리포단백질, 금속단백질, 파이토크롬, 인단백질, 옵신, 아가, 아가로스, 알기네이트, 아라비난, 아라비노갈락탄, 카라게난, 셀룰로스, 카보메틸셀룰로스, 하이드록시프로필메틸셀룰로스및다른탄수화물기반폴리머, 키토산, 덱스트란, 덱스트린, 젤라틴, 히알루론산및유도체, 만난, 펙틴, 람노갈락투로난, 전분, 하이드록시알킬전분, 크실란, 및코폴리머및이들의작용기화유도체를들수있으나, 이들로만한정되지는않는다. 폴리머가프로드럭중에프로모이어티 (promoiety) 로존재할경우, 용어 " 담체 " 로언급될수있다. 또한, 용어 " 수불용성 " 은본발명에따른하이드로겔을형성하는팽윤가능한 3차원가교화분자네트워크를의미한다. 본발명에따른하이드로겔은과량의물또는생리삼투압의수성완충제에현탁되는경우, 상당량의물, 예를들면중량환산으로최대 10배의물을흡수할수있으며, 따라서과량의물제거후에도겔의물리적안정성및형태를유지하면서도팽윤가능하다. 이러한형태는임의기하구조의것일수있으며, 본발명에따른개별하이드로겔대상은각성분이화학결합을통해서로다른성분에연결된성분들로이루어진단일분자로간주되는것으로이해하여야한다

25 [0187] [0188] [0189] [0190] [0191] [0192] [0193] [0194] [0195] [0196] [0197] [0198] 출발물질본발명의생분해성하이드로겔은라디칼중합, 이온중합또는라이게이션반응을통해중합될수있다. 본발명의생분해성하이드로겔이라디칼또는이온중합으로진행되는경우, 본발명의생분해성하이드로겔의적어도두출발물질은가교화매크로모노머또는가교화모노머 ( 가교제시약으로언급됨 ) 및다작용성매크로모노머 ( 백본시약으로언급됨 ) 이다. 가교제시약은적어도두개의상호연결가능한작용기를가지며, 백본시약은중합단계에참여하지않는것으로의도되는적어도하나의화학작용기및적어도하나의상호연결가능한작용기를갖는다. 추가의희석제모노머가존재하거나존재하지않을수있다. 유용한상호연결가능한작용기는비닐, 비닐-벤젠, 아크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴레이트, 메타크릴아미드등의라디칼중합성기및옥세탄, 아지리딘및옥시란등의이온중합성기를포함하나이들에만한정되지는않는다. 또다른제조방법으로, 본발명에따른생분해성하이드로겔은화학라이게이션반응으로생성된다. 이반응에서, 출발물질은축합또는부가반응과같은반응을겪는상보성작용기를가지는적어도하나의매크로분자출발물질이다. 일례로, 다수의중합가능한작용기를포함하는헤테로다작용성백본시약인하나의매크로분자출발물질만이사용된다. 다른한편으로, 2 이상의매크로분자출발물질인경우, 이들출발물질중하나는적어도두개의동일한중합가능한작용기를가지는가교제시약이고, 다른출발물질은다수의중합가능한작용기를또한포함하는호모다작용또는헤테로다작용성백본시약이다. 가교제시약상에존재하는적합한중합가능한작용기는 1차및 2차아미노, 카복실산및유도체, 말레이미드, 티올, 하이드록실및다른알파, 베타불포화마이클수용체, 예컨대비닐설폰기, 바람직하게는말단 1차또는 2차아미노, 카복실산및유도체, 말레이미드, 티올, 하이드록실및다른알파, 베타불포화마이클수용체, 예컨대비닐설폰기를포함한다. 백본시약에존재하는적합한중합가능한작용기는 1차및 2차아미노, 카복실산및유도체, 말레이미드, 티올, 하이드록실및비닐설폰기등의다른알파, 베타불포화마이클수용체를포함하나이들에만한정되지는않는다. 바람직하게는, 백본모이어티는그로부터적어도세개의 PEG 기반폴리머사슬이연장되는분지코어를가지는것이특징이다. 따라서, 본발명의바람직한측면으로, 백본시약은그로부터적어도세개의 PEG 기반폴리머사슬이연장되는분지코어를포함한다. 이러한분지코어는결합형태의폴리- 또는올리고알콜, 바람직하게는펜타에리스리톨, 트리펜타에리스리톨, 헥사글리세린, 수크로스, 소르비톨, 프럭토스, 만니톨, 글루코스, 셀룰로스, 아밀로스, 전분, 하이드록시알킬전분, 폴리비닐알콜, 덱스트란, 히알루로난을포함할수있거나, 또는분지코어는결합형태의폴리- 또는올리고아민, 예컨대오르니틴, 디아미노부티르산, 트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신, 옥타라이신, 노나라이신, 데카라이신, 운데카라이신, 도데카라이신, 트리데카라이신, 테트라데카라이신, 펜타데카라이신또는올리고라이신, 폴리에틸렌이민, 폴리비닐아민을포함할수있다. 바람직하게는, 분지코어에서는 3 16개, 더욱바람직하게는 4 8개의 PEG 기반폴리머사슬이연장된다. 바람직한분지코어는결합형태의펜타에리스리톨, 트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신또는올리고라이신, 저분자량 PEI, 헥사글리세린, 트리펜타에리스리톨로구성될수있다. 바람직하게는, 분지코어에서 3 16개, 더욱바람직하게는 4 8개의 PEG 기반폴리머사슬이연장된다. 바람직하게는, PEG 기반폴리머사슬은적절히치환된폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 유도체이다. 바람직하게는, 분지코어에연결된상기 PEG 기반폴리머사슬은한쪽말미가분지코어에연결되어있고다른말미는과분지형수지상모이어티에연결되어있는선형폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 사슬이다. PEG 기반사슬은헤테로원자및화학작용기에의해임의로치환된알킬또는아릴기로종결또는차단될수있는것으로이해하여야한다. 용어 "PEG" 가가교제시약또는 PEG 기반폴리머와관련하여사용되는경우, 이는에틸렌글리콜부분을적어도 20 중량 % 포함하는가교제모이어티또는 PEG 기반폴리머사슬을의미한다. 백본시약에적합한분지코어로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬을포함하는바람직한구조는예를들어, 젠켐테크놀로지 (JenKem Technology, USA) 의산물목록 ( 7월 28일 ) 으로부터다운로드하여이용가능 ) 에상세히기술되어있는멀티암 PEG 유도체, 4ARM-PEG 유도체 ( 펜타에리스리톨코어 ), 8ARM-PEG 유

26 도체 ( 헥사글리세린코어 ) 및 8ARM-PEG 유도체 ( 트리펜타에리스리톨코어 ) 이다. 4암 PEG 아민 ( 펜타에리스리톨코어 ) 및 4암 PEG 카복실 ( 펜타에리스리톨코어 ), 8암 PEG 아민 ( 헥사글리세린코어 ), 8암 PEG 카복실 ( 헥사글리세린코어 ), 8암 PEG 아민 ( 트리펜타에리스리톨코어 ) 및 8암 PEG 카복실 ( 트리펜타에리스리톨코어 ) 이가장바람직하다. 백본시약에서이러한멀티암 PEG 유도체에바람직한분자량은 1 kda 20 kda, 더욱바람직하게는 1 kda 15 kda 및더욱더바람직하게는 1 kda 10 kda이다. 말단아민기를추가로접합하여백본모이어티의상호연결작용기및반응성작용기를제공할수있는것으로이해하여야한다. [0199] [0200] [0201] [0202] [0203] [0204] [0205] [0206] [0207] [0208] [0209] [0210] 용어 " 분지코어 " 및 " 코어 " 는상호호환적으로사용된다. 과분지형수지상모이어티는중합가능한작용기를제공한다. 바람직하게는, 각각의수지상모이어티는분자량이 0.4 kda 4 kda, 더욱바람직하게는 0.4 kda 2 kda 범위이다. 바람직하게는, 각각의수지상모이어티는적어도 3개의분지및적어도 4개의중합가능한작용기, 및최대 63개의분지및 64개의중합가능한작용기를가지며, 적어도 7개의분지및적어도 8개의중합가능한작용기및최대 31개의분지및 32개의중합가능한작용기를가지는것이바람직하다. 이러한수지상모이어티에대한예로는트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신, 옥타라이신, 노나라이신, 데카라이신, 운데카라이신, 도데카라이신, 트리데카라이신, 테트라데카라이신, 펜타데카라이신, 헥사데카라이신, 헵타데카라이신, 옥타데카라이신, 노나데카라이신, 오르니틴및디아미노부티르산을들수있다. 바람직한수지상모이어티에대한예는트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신이며, 가장바람직한예는결합형태의트리라이신, 펜타라이신또는헵타라이신, 오르니틴, 디아미노부티르산이다. 가교제시약은선형또는분지형분자일수있으며, 바람직하게는선형분자이다. 가교제시약이두중합가능한작용기를가지는경우, " 선형가교제시약 " 으로언급되며 ; 가교제시약이 2개초과의중합가능한작용기를가지는경우에는 " 분지형가교제시약 " 으로간주된다. 가교제시약은두중합가능한작용기로종결되며, 생분해성기를포함하지않을수있거나, 적어도하나의생분해성결합을포함할수있다. 바람직하게는, 가교제시약은적어도하나의생분해성결합을포함한다. 일구체예로, 가교제시약은폴리머로구성된다. 바람직하게는, 가교제시약의분자량은 60 Da 5 kda, 더욱바람직하게는, 0.5 kda 4 kda, 더욱더바람직하게는 1 kda 4 kda, 더더욱바람직하게는 1 kda 3 kda 범위이다. 올리고머또는폴리머가교화시약외에, 특히본발명에따른생분해성하이드로겔의형성에친수성고분자량백본모이어티가사용되는경우에는저분자량가교화시약이사용될수있다. 일구체예로, 가교제시약은생분해성결합에의해연결된모노머를포함한다. 이러한폴리머가교제시약은가교제시약의분자량및모노머단위의분자량에따라, 최대 100개또는그이상의생분해성결합을가질수있다. 이러한가교제시약의예로서폴리 ( 락트산 ) 또는폴리 ( 글리콜산 ) 기반폴리머를포함할수있다. 바람직하게는, 가교제시약은바람직하게는단하나의 PEG 기반분자사슬로나타내어지는 PEG 기반의것이다. 바람직하게는, 폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제시약은에틸렌글리콜단위를포함하는탄화수소사슬이며, 상기폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제시약은적어도각 m개의에틸렌글리콜단위를포함하며, 여기서, m은 3 100, 바람직하게는 범위의정수이다. 바람직하게는, 폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제시약은분자량범위가 0.5 kda 5 kda이다. 사용된용어들을나타내기위해간략화한백본시약의일례를도 1에나타내었다. 중심분지코어 (c) 에서네개의 PEG 기반폴리머사슬 ( 가는흑색선 ) 이연장되었으며, 이말단에과분지형수지상모이어티 ("Hyp"; 타원형 ) 가부착되었다. 과분지형수지상모이어티는중합가능한작용기 ( 작은백색원 ) 를가지며, 선택부분만을예시하였는데, 즉과분지형수지상모이어티는도 1에나타낸것보다많은반응성작용기를포함한다. 도 2는 4개의예시적인가교제시약을나타낸다. 그의중합가능한작용기 ( 작은백색원 ) 외에, 가교화시약은생분해성결합을포함하는하나이상의생분해성결합 ( 백색화살표 ) 을포함할수있다. 가교제시약 2A는생분해성결합을포함하지않는다. 이러한가교제시약이본발명에따른하이드로겔합성에사용되는경우, 가교제시약의중합가능한작용기와백본시약의중합가능한작용기의반응을통해생분해성결합이형성된다

27 [0211] [0212] [0213] [0214] [0215] [0216] [0217] [0218] [0219] [0220] [0221] [0222] [0223] 가교제시약 2B는하나의생분해성결합을포함하며, 가교제시약 2C는 2개의생분해성결합을포함하고, 가교제시약 2D는 4개의생분해성결합을포함한다. 중합가능한기와제1 생분해성결합사이의부분은한쪽이백본모이어티에연결되고다른쪽은가교제모이어티에연결된스페이서로언급되며, 해당하는경우상이한가교제모이어티에서별표로표시된다. 반응성생분해성하이드로겔일구체예로, 본발명에따른하이드로겔은다작용기화물질, 즉수팽윤성 3차원가교화매트릭스중에반응성작용기및상호연결된작용기를포함하는생분해성하이드로겔이다. 이러한하이드로겔은또한반응성생분해성하이드로겔로언급되기도한다. 반응성작용기는친화성리간드, 킬레이트기, 이온교환기, 약물, 프로드럭, 담체결합프로드럭, 차단기, 캡핑기등의직접또는간접결합에대한부착점으로제공된다. 이상적으로, 반응성작용기는본발명에따른하이드로겔을통해균일하게분산되고, 반응성생분해성하이드로겔의표면상에존재하거나존재하지않을수있다. 이러한반응성작용기의예로는다음의과분지형수지상모이어티에연결된화학작용기가포함되나이들에만한정되지는않는다 : 카복실산및활성화유도체, 아미노, 말레이미드, 티올및유도체, 설폰산및유도체, 카보네이트및유도체, 카바메이트및유도체, 하이드록실, 알데히드, 케톤, 하이드라진, 이소시아네이트, 이소티오시아네이트, 인산및유도체, 포스폰산및유도체, 할로아세틸, 알킬할라이드, 아크릴로일및다른알파-베타불포화마이클수용체, 아릴플루오라이드등의아릴화제, 하이드록실아민, 피리딜디설파이드등의디설파이드, 비닐설폰, 비닐케톤, 디아조알칸, 디아조아세틸화합물, 옥시란, 및아지리딘. 바람직한반응성작용기는티올, 말레이미드, 아미노, 카복실산및유도체, 카보네이트및유도체, 카바메이트및유도체, 알데히드및할로아세틸을포함한다. 바람직하게는, 반응성작용기는 1차아미노기또는카복실산이고, 가장바람직하게는 1차아미노기이다. 상기반응성작용기는다른작용기의존재하에화학선택적으로다루어질있는것이특징이며, 이러한반응성생분해성하이드로겔중반응성작용기의농도는본발명에따른하이드로겔의완전분해에필요한시간의 1/2 동안거의일정한것이또다른특징이다. " 거의일정한 " 수준이되기위해, 상기반응성작용기의중량농도는반응성생분해성하이드로겔의완전분해에필요한시간의 1/2 내에원래농도의 90% 아래로떨어지지않아야한다. 반응성작용기는적합한보호시약으로캡핑될수있다. 본발명에따르면, 하이드로겔은가수분해에의한분해성결합으로상호연결된백본모이어티로구성되며, 백본모이어티는가교제모이어티를통해서로연결될수있다. 바람직하게는, 백본모이어티의분자량은 1 kda 20 kda, 더욱바람직하게는 1 kda 15 kda 및더욱더바람직하게는 1 kda 10 kda 범위이다. 백본모이어티는바람직하게는또한하나이상의 PEG 사슬을포함하는 PEG 기반이다. 폴리머 PEG 기반사슬은헤테로원자및화학작용기에의해임의로치환된알킬또는아릴기로종결또는차단될수있는것으로이해하여야한다. 본발명에따른반응성생분해성하이드로겔에서, 백본모이어티는상호연결된생분해성작용기및반응성작용기로구성되는다수의작용기를특징으로한다. 바람직하게는, 상호연결된생분해성작용기와반응성작용기의총합은 16 이상, 바람직하게는 이며, 이바람직하고, 20 40도또한바람직하며, 24 80이더욱바람직하고, 28 32도또한더욱바람직하며, 30 60이더욱더바람직하고 ; 30 32가가장바람직하다. 상호연결된작용기및반응성작용기외에, 또한보호기가존재할수있는것으로이해하여야한다. 바람직하게는, 백본모이어티는그로부터적어도세개의 PEG 기반폴리머사슬이연장되는분지코어를가지는것이특징이다. 따라서, 본발명의바람직한측면으로, 백본시약은그로부터적어도세개의 PEG 기반폴리머사슬이연장되는분지코어를포함한다. 이러한분지코어는결합형태의폴리- 또는올리고알콜, 바람직하게는펜타에리스리톨, 트리펜타에리스리톨, 헥사글리세린, 수크로스, 소르비톨, 프럭토스, 만니톨, 글루코스, 셀룰로스, 아밀로스, 전분, 하이드록시알킬전분, 폴리비닐알콜, 덱스트란, 히알루로난을포함할수있거나, 또는분지코어는결합형태의폴리- 또는올리고아민, 예컨대오르니틴, 디아미노부티르산, 트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신, 옥타라이신, 노나라이신, 데카라이신, 운데카라이신, 도데카라이신, 트리데카라이신, 테트라데카라이신, 펜타데카라이신또는올리고라이신, 폴리에틸렌이민, 폴리비닐아

28 민을포함할수있다. [0224] [0225] [0226] [0227] [0228] [0229] [0230] [0231] 바람직하게는, 분지코어에서는 3 16개, 더욱바람직하게는 4 8개의 PEG 기반폴리머사슬이연장된다. 바람직한분지코어는결합형태의펜타에리스리톨, 오르니틴, 디아미노부티르산, 트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신또는올리고라이신, 저분자량 PEI, 헥사글리세린, 트리펜타에리스리톨을포함할수있다. 바람직하게는, 분지코어에서 3 16개, 더욱바람직하게는 4 8개의 PEG 기반폴리머사슬이연장된다. 바람직하게는, PEG 기반폴리머사슬은한쪽끝이분지코어에연결되고다른쪽끝이과분지형수지상모이어티에연결된선형폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 사슬이다. 폴리머 PEG 기반사슬은헤테로원자및화학작용기에의해임의로치환된알킬또는아릴기로종결또는차단될수있는것으로이해하여야한다. 바람직하게는, PEG 기반폴리머사슬은적절히치환된폴리에틸렌글리콜유도체 (PEG 기반 ) 이다. 백본모이어티에함유된분지코어로부터연장된상응하는 PEG 기반폴리머사슬에바람직한구조는예를들어, 젠켐테크놀로지 (JenKem Technology, USA) 의산물목록 ( 7월 28일 ) 으로부터다운로드하여이용가능 ) 에상세히기술되어있는멀티암 PEG 유도체, 4ARM-PEG 유도체 ( 펜타에리스리톨코어 ), 8ARM-PEG 유도체 ( 헥사글리세린코어 ) 및 8ARM-PEG 유도체 ( 트리펜타에리스리톨코어 ) 이다. 4암 PEG 아민 ( 펜타에리스리톨코어 ) 및 4암 PEG 카복실 ( 펜타에리스리톨코어 ), 8암 PEG 아민 ( 헥사글리세린코어 ), 8암 PEG 카복실 ( 헥사글리세린코어 ), 8암 PEG 아민 ( 트리펜타에리스리톨코어 ) 및 8암 PEG 카복실 ( 트리펜타에리스리톨코어 ) 이가장바람직하다. 백본모이어티에서이러한멀티암 PEG 유도체에바람직한분자량은 1 kda 20 kda, 더욱바람직하게는 1 kda 15 kda 및더욱더바람직하게는 1 kda 10 kda이다. 말단아민기를추가로접합하여백본모이어티의상호연결작용기및반응성작용기를제공할수있는것으로이해하여야한다. 백본모이어티의반응성작용기와상호연결된작용기의총합이분지코어로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬의수로동일하게나누어지는것이바람직하다. 분지코어로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬의수가동일하게분포되지않을경우, PEG 기반폴리머사슬당상호연결된작용기와반응성작용기의총합평균수로부터편차가최소로유지되는것이바람직하다. 더욱바람직하게는, 백본모이어티의반응성작용기와상호연결된작용기의총합이분지코어로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬의수로동일하게나누어지는것이바람직하다. 예를들어, 32개의상호연결된작용기및반응성작용기가있는경우, 바람직하게는각 PEG 기반폴리머사슬의말미에부착된수지상모이어티에의해코어로부터연장된각 4개의 PEG 기반폴리머사슬로 8개의기가제공될수있다. 다른한편으로, 코어로부터연장된각 8개의 PEG 기반폴리머사슬로 4개의기, 또는각 16개의 PEG 기반폴리머사슬에의해두기가제공될수있다. 이같은추가의작용기는수지상모이어티로제공될수있다. 바람직하게는, 각각의수지상모이어티는분자량이 0.4 kda 4 kda, 더욱바람직하게는 0.4 kda 2 kda 범위이다. 바람직하게는, 각각의수지상모이어티는적어도 3개의분지및적어도 4개의중합가능한작용기, 및최대 63개의분지및 64개의중합가능한작용기를가지며, 적어도 7개의분지및적어도 8개의중합가능한작용기및최대 31개의분지및 32개의중합가능한작용기를가지는것이바람직하다. 상기수지상모이어티에대한예는결합형태의트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신, 옥타라이신, 노나라이신, 데카라이신, 운데카라이신, 도데카라이신, 트리데카라이신, 테트라데카라이신, 펜타데카라이신, 헥사데카라이신, 헵타데카라이신, 옥타데카라이신, 노나데카라이신으로구성된다. 이러한바람직한수지상모이어티에대한예는결합형태의트리라이신, 테트라라이신, 펜타라이신, 헥사라이신, 헵타라이신이며, 가장바람직한예는결합형태의트리라이신, 펜타라이신또는헵타라이신, 오르니틴, 디아미노부티르산으로구성된다. 가장바람직하게는, 본발명의반응성생분해성하이드로겔은백본모이어티가식 C(A-Hyp) 4 [ 여기서, 각각의 A 는독립적으로말단이영구공유결합에의해 4차탄소에부착되고 PEG 기반폴리머사슬의원위단부는수지상모이어티 Hyp에공유결합되는폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반폴리머사슬이고, 각각의수지상모이어티 Hyp는상호연결된작용기및반응성작용기를나타내는적어도 4개의작용기를갖는다 ] 의 4차탄소를가지는것이특징이다. [0232] 바람직하게는, 각각의 A 는독립적으로식 -(CH 2 ) n1 (OCH 2 CH 2 ) n X- 로부터선택되며, 여기서, n1 은 1 또는 2 이고 ; n 은 5 50 범위의정수이며 ; X 는 A 및 Hyp 를공유결합하는화학작용기이다

29 [0233] [0234] 바람직하게는, A 및 Hyp는아미드결합에의해공유결합된다. 바람직하게는, 수지상모이어티 Hyp는과분지형폴리펩티드이다. 바람직하게는, 과분지형폴리펩티드는결합형태의라이신을포함한다. 바람직하게는, 각각의수지상모이어티 Hyp의분자량은 0.4 kda 4 kda 범위이다. 백본모이어티 C(A-Hyp) 4 는동일하거나상이한수지상모이어티 Hyp으로구성될수있고각 Hyp는독립적으로선 택될수있는것으로이해하여야한다. 각부분 Hyp 는 5 32 개의라이신, 바람직하게는적어도 7 개의라이신으 로구성되며, 즉, 각 Hyp 부분은 5 32 개의결합형태의라이신, 바람직하게는적어도 7 개의결합형태의라이 신으로구성된다. 가장바람직하게는, Hyp 는헵타라이시닐로구성된다. [0235] [0236] 백본시약의중합가능한작용기, 더욱구체적으로 Hyp 와폴리에틸렌글리콜기반가교제시약의중합가능한 작용기의반응으로영구아미드결합이생긴다. 바람직하게는, C(A-Hyp) 4 의분자량은 1 kda 20 kda, 더욱바람직하게는 1 kda 15 kda 및더욱더바람직하게 는 1 kda 10 kda 범위이다. [0237] 바람직한백본모이어티의일례를하기에나타내었으며, 여기서, 점선은가교제모이어티에생분해성결합이상 호연결됨을나타내며, n 은 5 50 의정수이다 : [0238] [0239] [0240] [0241] [0242] [0243] [0244] 본발명에따른하이드로겔의생분해성은가수분해에의한분해성결합의도입으로이루어진다. 용어 " 가수분해에의한분해성 ", " 가수분해에의해분해가능한 ", " 생분해성 " 또는 " 가수분해에의해절단가능한 ", " 자가절단성 ", 또는 " 자기절단 ", " 자기절단성 ", " 일시적 " 또는 " 단기적 " 은본발명내에서생리학적조건 (ph 7.4, 37 에서수성완충제 ) 하에서반감기범위가 1 시간내지 3 개월이며비효소적, 가수분해적으로분해가능하거나절단가능한결합및연결을가리키는것으로서, 아코니틸, 아세탈, 아미드, 카복실산무수물, 에스테르, 이민, 하이드라존, 말레암산아미드, 오르토에스테르, 포스파미드, 포스포에스테르, 포스포실릴에스테르, 실릴에스테르, 설폰산에스테르, 방향족카바메이트, 이들의조합등을포함하나이들에만한정되지는않는다. 상호연결된분해성작용기로서발명에따른하이드로겔에존재하는경우, 바람직한생분해성결합은에스테르, 카보네이트, 포스포에스테르및설폰산에스테르이며, 가장바람직한것은에스테르또는카보네이트이다. 영구결합은생리학적조건 (ph 7.4, 37 에서수성완충제 ) 하에서반감기가 6 개월이상으로비효소적, 가수분해적으로분해가능하며, 예를들면, 아미드등이있다. 가수분해에의해절단가능한결합을도입하기위해, 백본모이어티는생분해성결합에의해상호직접결합될수있다. 일구체예로, 반응성생분해성하이드로겔의백본모이어티는직접, 즉가교제모이어티없이연결될수있다. 이러한반응성생분해성하이드로겔의두백본모이어티의과분지형수지상모이어티는두과분지형수지상모이어티를연결하는상호연결된작용기를통해직접결합될수있다. 다른한편으로, 두상이한백본모이어티의

30 두과분지형수지상모이어티는백본모이어티에연결된두스페이서모이어티를통해상호연결될수있고, 다 른쪽은상호연결된작용기에의해분리된가교화모이어티에연결될수있다. [0245] [0246] [0247] [0248] [0249] [0250] [0251] [0252] [0253] [0254] [0255] [0256] 다른한편으로, 백본모이어티는가교제모이어티를통해서로연결될수있으며, 각각의가교제모이어티는적어도두가수분해에의한분해성결합에의해종결된다. 종결생분해성결합외에, 가교제모이어티는추가의생분해성결합을함유할수있다. 즉, 백본모이어티에연결된가교제모이어티의각말미는가수분해에의한분해성결합을포함하고, 추가의생분해성결합이임의로가교제모이어티에존재할수있다. 바람직하게는, 반응성생분해성하이드로겔은가수분해에의한분해성결합에의해상호연결된백본모이어티로구성되며, 백본모이어티는가교제모이어티를통해서로연결된다. 반응성생분해성하이드로겔은하나이상의상이한타입, 바람직하게는하나의가교제모이어티를포함할수있다. 가교제모이어티는선형또는분지형분자일수있으며, 바람직하게는선형분자이다. 본발명의바람직한구체예에있어서, 가교제모이어티는적어도두생분해성결합에의해백본모이어티에연결된다. 용어생분해성결합은생리학적조건 (ph 7.4, 37 에서수성완충제 ) 하에서반감기가 1 시간내지 3 개월인비효소적, 가수분해에의해분해가능한결합을의미하며, 아코니틸, 아세탈, 카복실산무수물, 에스테르, 이민, 하이드라존, 말레암산아미드, 오르토에스테르, 포스파미드, 포스포에스테르, 포스포실릴에스테르, 실릴에스테르, 설폰산에스테르, 방향족카바메이트, 이들의조합등을포함하나, 이들에만한정되지는않는다. 바람직한생분해성결합은에스테르, 카보네이트, 포스포에스테르및설폰산에스테르이고, 가장바람직한결합은에스테르또는카보네이트이다. 바람직하게는, 가교제모이어티의분자량은 60 Da 5 kda, 더욱바람직하게는, 0.5 kda 4 kda, 더욱더바람직하게는 1 kda 4 kda, 더더욱바람직하게는 1 kda 3 kda 범위이다. 일구체예로, 가교제모이어티는폴리머로구성된다. 올리고머또는폴리머가교화모이어티외에, 특히본발명에따른생분해성하이드로겔의형성에친수성고분자량백본모이어티가사용되는경우저분자량가교화모이어티가사용될수있다. 바람직하게는, 폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제모이어티는에틸렌글리콜단위와, 임의로추가의화학작용기를포함하는탄화수소사슬이며, 상기폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제시약은적어도각 m개의에틸렌글리콜단위를포함하며, 여기서, m은 3 100, 바람직하게는 범위의정수이다. 바람직하게는, 폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제시약은분자량범위가 0.5 kda 5 kda이다. 가교제모이어티또는분지코어에연결된 PEG 기반폴리머사슬과관련하여사용되는경우, 용어 "PEG 기반 " 은에틸렌글리콜부분을적어도 20 중량 % 포함하는가교제모이어티또는 PEG 기반폴리머사슬을의미한다. 일구체예로, 폴리머가교제모이어티를구성하는모노머는생분해성결합으로연결된다. 이러한폴리머가교제모이어티는가교제모이어티의분자량및모노머단위의분자량에따라, 최대 100개또는그이상의생분해성결합을가질수있다. 이러한가교제모이어티의예로서폴리 ( 락트산 ) 또는폴리 ( 글리콜산 ) 기반폴리머를들수있다. 이러한폴리 ( 락트산 ) 또는폴리 ( 글리콜산 ) 사슬은헤테로원자및화학작용기에의해임의로치환될수있는알킬또는아릴기로종결또는차단될수있는것으로이해하여야한다. 바람직하게는, 가교제모이어티는바람직하게는단하나의 PEG 기반분자사슬로나타내어지는 PEG 기반의것이다. 바람직하게는, 폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제모이어티는에틸렌글리콜단위와임의로추가의화학작용기를포함하는탄화수소사슬이며, 상기폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제모이어티는적어도각 m개의에틸렌글리콜단위를포함하며, 여기서, m은 3 100, 바람직하게는 범위의정수이다. 바람직하게는, 폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 기반가교제모이어티는분자량범위가 0.5 kda 5 kda이다. 본발명의바람직한구체예에있어서, 가교제모이어티는영구아미드결합을통해과분지형수지상모이어티에연결된백본모이어티에의해제공되는두알파, 오메가-지방족디카복실스페이서에에스테르결합을통해대칭적으로연결된 PEG로구성된다. 한쪽은백본모이어티에연결되고다른쪽은가교제모이어티에연결된스페이서모이어티의디카복실산은 3 12개의탄소원자, 가장바람직하게는 5 8개의탄소원자로이루어지며, 하나이상의탄소원자에서치환될수있다. 바람직한치환기는알킬기, 하이드록실기또는아미도기또는치환된아미노기이다. 지방족디카복실산의메틸렌기에서하나이상은 O 또는 NH 또는알킬-치환된 N에의해임의로치환될수있다. 바람직한알킬

31 은탄소원자수 1 6 의선형또는분지형알킬이다. [0257] [0258] 바람직하게는, 과분지형수지상모이어티와한쪽은백본모이어티에연결되고다른쪽은가교화모이어티에연결된스페이서모이어티사이에영구아미드결합이존재한다. 바람직한가교제모이어티의일례를다음에나타내었으며 ; 점선은백본모이어티에생분해성결합이상호연결됨을나타낸다 : [0259] [0260] [0261] [0262] [0263] [0264] [0265] [0266] [0267] [0268] [0269] [0270] [0271] [0272] [0273] [0274] 상기식에서, n은 5 50의정수이다. 반응성생분해성하이드로겔에서, 백본모이어티와가교제모이어티간생분해성결합의가수분해속도는 PEG- 에스테르카복시기에인접한연결원자수및타입에영향을받거나, 이로결정된다. 예를들어, PEG 에스테르형성을위한숙신산, 아디프산또는글루타르산의선택으로본발명에따른생분해성하이드로겔의분해반감기를다양화할수있다. 반응성생분해성하이드로겔에서, 반응성작용기의존재는, 예를들면고상펩티드합성에대해업계에주지된방법에따라정량화될수있다. 수불용성하이드로겔중상기반응성작용기의존재는반응성생분해성하이드로겔그램당작용기몰의로딩으로정량화될수있다. 하이드로겔의아미노기함량은하이드로겔상유리아미노기에 fmoc-아미노산의접합에그후, 문헌 [Gudu, M., J. Ryf, et al. (2002) Letters in Peptide Science 9(4): ] 에기술된바와같이 fmoc를측정함으로서결정될수있다. 말레이미드함량을결정하는경우에는, 하이드로겔비드의분액을동결건조시키고칭량할수있다. 하이드로겔의다른분액을과량의머캅토에탄올과반응시키고 (50 mm 인산나트륨완충제중, 실온에서 30 분 ), 머캅토에탄올소비량을엘만 (Ellman) 테스트 (Ellman, G. L. et al., Biochem. Pharmarkol., 1961, 7, 88-95) 로검출할수있다. 바람직하게는, 반응성생분해성하이드로겔에서로딩량은반응성생분해성하이드로겔 g당 mmol, 더욱바람직하게는, 0.05 몰이다. 도 3은본발명의반응성생분해성하이드로겔중에서두백본모이어티가상호연결될수있는상이한방식의개략도이다. 과분지형수지상모이어티 ("Hyp", 타원형 ) 는다수의반응성작용기 ( 흑색원 ) 및영구결합 ( 백색다이아몬드 ) 을포함한다. 각과분지형모이어티는도 3에예시된것보다더많은반응성작용기및영구결합을포함하며, 도 3은단지설명만을목적으로이용된것으로이해하여야한다. 한쪽은백본모이어티에연결되고다른쪽은가교부분에연결된스페이서모이어티는별표로표시되었고, 상호연결된작용기는백색화살표로나타내었다. 점선은예시되지않은더큰부분에대한부착점을표시한다. 도 3a는개별백본모이어티가생분해성결합을포함하는상호연결된작용기를통해직접상호연결된반응성생분해성하이드로겔의단면을나타낸다. 도 3b에서두상이한백본모이어티의과분지형수지상모이어티는스페이서모이어티를통해분리된두상호연결된작용기를통해상호연결된다. 도 3c에서두상이한백본모이어티의과분지형수지상모이어티는한쪽이백본모이어티에연결되고다른쪽은가교부분에연결된두스페이서모이어티및하나의상호연결된작용기를통해상호연결된다. 도 3d 및 3e는두과분지형수지상모이어티가 "#" 로표시된가교제모이어티를통해상호연결되고반응성생분해성하이드로겔의단면을나타낸다. 가교제모이어티는적어도하나의상호연결된작용기를포함하거나포함하지않을수있다 ( 각각도 3d 및 3e 참조 ). 가는흑색선은분지코어 ( 도시되지않음 ) 로부터연장된 PEG 기반폴리머사슬을나타낸다. 변형된반응성생분해성하이드로겔본발명의다른측면은가수분해에의한분해성결합에의해상호연결되고, 스페이서분자, 차단기, 보호기, 또는다작용성모이어티에대한영구결합을추가로가지는백본모이어티로이루어지는것이특징인본발명의