(51) Int. Cl. (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 공개특허공보 (A) A61L 31/02 (2006.01) A61F 2/06 (2006.01) (21) 출원번호 10-2007-7017472 (22) 출원일자 2007 년 07 월 27 일 심사청구일자 없음 번역문제출일자 2007 년 07 월 27 일 (86) 국제출원번호 PCT/EP2005/013732 국제출원일자 2005 년 12 월 20 일 (87) 국제공개번호 WO 2006/069677 국제공개일자 (30) 우선권주장 2006 년 07 월 06 일 60/640,794 2004 년 12 월 30 일미국 (US) (11) 공개번호 10-2007-0104574 (43) 공개일자 2007년10월26일 (71) 출원인 신벤션아게 독일비스바덴 65203 라인가우슈트라쎄 190-196 인두슈트리에파르크게 359 (72) 발명자 아스가리소헤일 독일비스바덴 65193 존베르거슈트라쎄 5 (74) 대리인 특허법인신성 전체청구항수 : 총 66 항 (54) 신호를제공하는제제, 임플란트재료및약물을포함하는조합물 (57) 요약 본발명은물리적화학적및 / 또는생물학적특정또는검증법에서검출가능한신호를유발하는적어도하나의신호 - 생성제제, 적어도하나의이식용의료장치제조용재료및 / 또는적어도하나의이식용의료장치의구성성분, 및동물이나인체에서직접적또는간접적으로치료적기능을발휘하는적어도하나의치료적활성제제를포함하는이식용의료장치의사용을위한조합물에관한것이다. 또한, 본발명은이러한조합물을포함하는이식용의료장치, 및이러한조합물을포함하는이식용의료장치로부터활성제방출량을측정하는방법에관한것이다. 대표도 - 도 1-1 -
특허청구의범위청구항 1 (a) 물리적, 화학적및 / 또는생물학적측정법또는검증법에서검출가능한신호를유발하는적어도하나의신호 -생성제제, (b) 이식용의료장치의제조를위한적어도하나의재료및 / 또는이식용의료장치의적어도하나의구성성분, (c) 동물또는인간에서직접적으로또는간접적으로치료적기능을발휘하는적어도하나의치료적활성제제를포함하는이식용의료장치에서의사용을위한조합물. 청구항 2 제1항에있어서, 상기치료적활성제제는동물또는인간에서상기이식용의료장치또는상기이식용의료장치의구성성분으로부터직접적으로또는간접적으로방출될수있는것을특징으로하는조합물. 청구항 3 제1항에있어서, 상기신호-생성제제는신호-생성기능과함께적어도하나의이차기능을갖는것을특징으로하는조합물. 청구항 4 제1항에있어서, 상기신호-생성제제는물리적이나화학적또는생물학적자극또는생리학적으로조절되는생체내변화없이신호-생성특성을가지는것을특징으로하는조합물. 청구항 5 제1항에있어서, 상기신호-생성제제는그의신호-생성특성을물리적, 화학적또는생물학적자극을통하여얻는것을특징으로하는조합물. 청구항 6 제1항에있어서, 상기신호-생성제제는그의신호-생성특성을생체내의물리적, 화학적또는생물학적또는생리학적으로조절된변화를통하여얻는것을특징으로하는조합물. 청구항 7 제1항에있어서, 상기이식용의료장치의제조를위한재료는생물학적으로분해성인재료인것을특징으로하는조합물. - 2 -
청구항 8 제1항에있어서, 상기이식용의료장치의제조를위한재료는생물학적으로비분해성인재료인것을특징으로하는조합물. 청구항 9 제1항에있어서, 상기이식용의료장치의제조를위한재료는생물학적으로비분해성인재료와생물학적으로분해성인재료와의조합물을포함하는것을특징으로하는조합물. 청구항 10 제3항에있어서, 상기이차기능또는다른기능은적어도하나의치료적활성제제의것임을특징으로하는조합물. 청구항 11 제3항에있어서, 상기이차기능또는다른기능은적어도하나의표적기의것을포함하는것을특징으로하는조합물. 청구항 12 제3항에있어서, 상기조합물은상기신호-생성기능과함께적어도하나의치료적활성제제의기능및적어도하나의표적기기능을가지는것을특징으로하는조합물. 청구항 13 제1항내지제12항중어느한항에있어서, 상기신호-생성제제는, 일차및적어도하나의이차단위를포함하고, 이들은서로공유적으로결합되며, 상기일차단위가신호-생성기능을가지고, 상기이차단위또는추가적인단위가다른기능을갖는것을특징으로하는조합물. 청구항 14 제1항내지제13항중어느한항에있어서, 상기신호-생성제제는일차및적어도하나의이차단위를포함하고, 이들은서로비공유적으로결합되며, 상기일차단위가신호-생성기능을가지고, 상기이차단위또는추가적인단위가다른기능을갖는것을특징으로하는조합물. 청구항 15-3 -
제13항또는제14항에있어서, 상기이차단위또는추가적인단위의기능은적어도하나의치료적활성제제의것임을특징으로하는조합물. 청구항 16 제13항또는제14항에있어서, 상기이차단위또는추가적인단위의기능은적어도하나의표적기의것임을특징으로하는조합물. 청구항 17 제13항또는제14항에있어서, 상기이차단위및적어도하나의추가적인단위의기능은치료적활성제제의것및적어도하나의표적기의것임을특징으로하는조합물. 청구항 18 제1항내지제17항중어느한항에있어서, 상기조합물은이차신호-생성제제를포함하고, 상기이차신호-생성제제는상기일차신호-생성제제가본질적으로검출할수없는측정법또는검증법으로검출가능한것을특징으로하는조합물. 청구항 19 제1항내지제18항중어느한항에있어서, 상기이식용의료장치는, 적어도하나의신호-생성제제의국부적분포에서의농도구배를나타내는영역을적어도하나포함하는것을특징으로하는조합물. 청구항 20 제1항내지제19항중어느한항에있어서, 상기이식용의료장치는, 일차및이차코팅층을포함하고, 상기일차층에서의적어도하나의신호생성제제의농도가상기이차층의농도와다른것을특징으로하는조합물. 청구항 21 제1항내지제20항중어느한항에있어서, 상기조합물은적어도하나의보조제를포함하는것을특징으로하는조합물. 청구항 22 제21항에있어서, 상기보조제는폴리머로부터선택되는것을특징으로하는조합물. - 4 -
청구항 23 제21항에있어서, 상기보조제는비중합성재료로부터선택되는것을특징으로하는조합물. 청구항 24 제21항에있어서, 상기보조제는무기재료로부터선택되는것을특징으로하는조합물. 청구항 25 제21항에있어서, 상기보조제는유기재료로부터선택되는것을특징으로하는조합물. 청구항 26 제21항에있어서, 상기보조제는무기-유기복합재료로부터선택되는것을특징으로하는조합물. 청구항 27 제21항에있어서, 상기보조제는유기, 무기, 무기-유기복합물, 폴리머및비중합성보조제의임의의바람직한혼합물을포함하는것을특징으로하는조합물. 청구항 28 제1항내지제27항중어느한항에있어서, 상기보조제는생분해성인것을특징으로하는조합물. 청구항 29 제1항내지제28항중어느한항에있어서, 상기보조제는비분해성인것을특징으로하는조합물. 청구항 30 제1항내지제29항중어느한항에있어서, 상기보조제는부분적으로생분해성인것을특징으로하는조합물. 청구항 31-5 -
제1항내지제30항중어느한항에있어서, 상기보조제는부분적으로생분해성이거나또는비분해성, 분해성및 / 또는부분적으로분해성인재료의임의의바람직한혼합물을포함하는것을특징으로하는조합물. 청구항 32 제1항내지제31항중어느한항에있어서, 상기조합물은, 상기장치가생리학적유체에노출되었을때및 / 또는인체또는동물의체내로이식되었을때, 적어도하나의치료적활성제제및 / 또는적어도하나의신호-생성제제의방출을조절하도록하기위하여보조제, 예를들면완염제를포함하는것을특징으로하는조합물. 청구항 33 물리적, 화학적및 / 또는생물학적측정법또는검증법에서직접적또는간접적으로검출가능한신호를유발하는일차및이차신호-생성제제를포함하고, 상기이차제제가검출가능한신호를유발하는방법에서상기일차제제가반드시검출가능한것은아닌제1항내지제32항중어느한항에따른이식용의료장치의제조를위한조합물. 청구항 34 제33항에있어서, 상기일차신호생성제제는, 일반적인 X-선법과같은방법, 컴퓨터단층촬영, 중성자방사형단층촬영과같은 X-선-기초스플릿-영상법, 자기공명단층촬영과같은고주파자기화, 및신티그램촬영, 단일광량자방출컴퓨터단층촬영 (SPECT), 양자방출단층촬영 (PET) 과같은방사성핵종에기초한기타방법, 예를들면, 도관간형광분광법, 라만분광법, 형광방출분광법, 전기저항분광법, 표색계, 광간섭성단층촬영과같은초음파-기초방법또는형광투시법또는발광또는형광-기초한방법, 또한전자스핀공명 (ESR), 고주파 (RF) 및극초단파레이저및이와유사한방법등에서검출가능한신호를유발하는것을특징으로하는조합물. 청구항 35 제33항또는제34항에있어서, 상기이차신호생성제제는, 일반적인 X-선법과같은방법, 컴퓨터단층촬영, 중성자방사형단층촬영과같은 X-선-기초스플릿-영상법, 자기공명단층촬영과같은고주차자기화, 신티그램촬영, 단일광량자방출컴퓨터단층촬영 (SPECT), 양자방출단층촬영 (PET) 과같은방사성핵종에기초한기타방법, 예를들면, 도관간형광분광법, 라만분광법, 형광방출분광법, 전기저항분광법, 표색계, 광간섭성단층촬영과같은초음파-기초방법또는형광투시법또는발광또는형광-기초한방법, 또한전자스핀공명 (ESR), 고주파 (RF) 및극초단파레이저및이와유사한방법등에서검출가능한신호를유발하는것을특징으로하는조합물. 청구항 36 제33항내지제35항중어느한항에있어서, 상기일차또는이차신호생성제제또는상기두제제는금속, 금속옥사이드, 금속카바이드, 금속나이트라이드, 금속옥시나이트라이드, 금속카보나이트라이드, 금속옥시카바이드, 금속옥시나이트라이드, 금속옥시카보나이트라이드, 금속하이드라이드, 금속알콕사이드, 금속할라이드, 무기또는유기금속염, 예를들면, 원자수 57~83의란타나이드기로부터의염및킬레이트또는원자수 21~29, 42 또는 44의전이금속및금속폴리머, 메탈로센, 및다른유기금속화합물, 예를들면프탈로시아닌을가지는금속복합체로이루어지는군에서 - 6 -
선택되는것을특징으로하는조합물. 청구항 37 제33항내지제35항중어느한항에있어서, 상기일차또는이차신호-생성제제또는상기두제제는, 자성및 / 또는반도체성재료또는화합물, 예를들면상자성, 반자성, 초상자성, 준강자성또는강자성특성및 / 또는감마선부터초단파방사선까지의파장영역에서방사선에대한흡수성질및 / 또는방사선을방출하는성질을가지는 Ⅱ~Ⅳ족, Ⅲ~Ⅴ족, 또는 Ⅳ족의반도체로이루어지는군에서선택되는것을특징으로하는조합물. 청구항 38 제33항내지제35항중어느한항에있어서, 상기일차및 / 또는이차신호-생성제제는, 이온성및비이온성할로겐화제제, 예를들면 3-아세틸아미노-2,4-6-트리아이오도벤조산, 3,5-디아세트아미도-2,4,6-트리아이오도벤조산, 2,4,6-트리아이오도-3,5-디프로피온아미도벤조산, 3-아세틸아미노-5-(( 아세틸아미노 ) 메틸 )-2,4,6-트리아이오도벤조산,3-아세틸아미노-5-( 아세틸메틸아미노 )-2,4,6-트리아이오도벤조산, 5-아세트아미도-2,4,6-트리아이오도-N-(( 메틸카바모일 ) 메틸 ) 이소프탈람산,5- (2-메틸옥시아세트아미도)-2,4,6-트리아이오도-N-[2-하이드록시-1-( 메틸카바모일 )-에틸]-이소트랄람산, 5-아세트아미도-2,4,6-트리아이오도-N-메틸이소프탈람산, 5-아세트아미도-2,4,6-트리아이오도-N-(2-하이드록시에틸 ) 이소프탈람산, 2-[[2,4,6-트리아이오도-3[(1-옥소부틸 ) 아미노 ] 페닐 ] 메틸 ] 부탄산, 베타-(3-아미노-2,4,6-트리아이오도페닐 )-알파-에틸프로피온산, 또는아이오파미돌, 아이오트롤란, 아이오데시몰, 아이오딕사놀, 아이오글루콜, 아이오글루코마이드, 아이오글루아마이드, 아이오메프롤, 아이오펜톨등으로이루어지는군에서선택되는것을특징으로하는조합물. 청구항 39 제33항내지제35항중어느한항에있어서, 상기일차또는이차신호-생성제제또는상기두제제는, 탄소종류, 예를들면카바이드, 플러렌, 특히플러렌-금속복합체, 내면체플러렌-세륨, 네오븀, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘또는홀뮴과같은희토류를포함함, 또는할로겐화플러렌으로이루어지는군에서선택되는것을특징으로하는조합물. 청구항 40 제33항내지제35항중어느한항에있어서, 상기일차또는이차신호-생성제제는, 음이온성및 / 또는양이온성지질, 예를들면할로겐화음이온또는양이온성지질로부터선택되는것을특징으로하는조합물. 청구항 41 제33항내지제35항중어느한항에있어서, 상기일차또는이차신호-생성제제는, 공기, 질소, 수소와같은가스또는생체내가스-형성물질, 또는메틸클로라이드, 퍼플루오로아세톤, 퍼플루오로부탄등, 선택적으로마이크로버블이나마이크로스피어에포함되는알칸또는할로겐화탄화수소가스로이루어지는군에서선택되는것을특징으로하는조합물. 청구항 42-7 -
제33항내지제35항중어느한항에있어서, 상기일차또는이차신호-생성제제또는상기두제제는, 예를들면메탈로-단백질복합체, 바람직하게는디카복실레이트단백질, 락토페린또는페리틴과같은신호-생성제제의발현을위한암호화서열을포함하는핵산등의신호-생성제제의생체내형성또는강화를직접적또는간접적으로유도하거나, 또는예를들면철조절단백질 (IRP), 트랜스페린수용체, 에리트로이드 5-아미노레불리네이트합성효소와같이생리학적으로이용가능한신호생성제제의강화및 / 또는항상성을조절하는재조합물또는비-재조합물핵산, 단백질, 펩타이드또는폴리펩티드로이루어지는군에서선택되는것을특징으로하는조합물. 청구항 43 제36항내지제42항중어느한항에있어서, 상기일차또는이차신호-생성제제또는상기두제제는, 폴리머및 / 또는비중합성나노또는마이크로입자의형태, 바람직하게는 2 nm 내지 20 μm, 특히바람직하게는 2 nm 내지 5 μm의평균크기로제공되는조합물. 청구항 44 제36항내지제43항중어느한항에있어서, 상기일차또는이차신호-생성제제또는상기두제제는, 마이크로스피어, 마크로스피어, 미셸또는리포좀, 또는폴리머셸에캡슐화된형태로제공되는조합물. 청구항 45 제36항내지제42항중어느한항에있어서, 상기일차또는이차신호-생성제제또는상기두제제는, 생물학적벡터, 예를들면바이러스입자또는바이러스, 바람직하게는아데노바이러스, 아데노바이러스관련바이러스, 단순포진바이러스, 레트로바이러스, 알파바이러스, 폭스바이러스, 아레나-바이러스, 백신바이러스, 인플루엔자바이러스또는폴리오바이러스와같은트랜스펙션벡터인것을특징으로하는조합물. 청구항 46 제36항내지제42항중어느한항에있어서, 상기일차또는이차신호-생성제제또는상기두제제는, 세포, 세포배양, 유기세포배양, 조직, 임의의바람직한종의기관, 및신호-생성제제에대한암호화서열을가지는재조합물핵산을포함하는비인간유기체를포함하는신호-생성제제또는벡터의형태로부터선택되는것을특징으로하는조합물. 청구항 47 제36항내지제46항중어느한항에있어서, 상기일차또는이차신호-생성제제또는상기두제제는, 용액, 서스펜젼, 에멀젼또는분산물또는고체재료또는이들의임의의조합물의형태로제공되는것을특징으로하는조합물. 청구항 48 제33항내지제35항중어느한항에있어서, - 8 -
상기일차신호-생성제제는, 상기이차신호-생성제제에공유적으로결합되는것을특징으로하는조합물. 청구항 49 제33항내지제35항중어느한항에있어서, 상기일차신호-생성제제는, 상기이차신호-생성제제에비공유적으로결합되는것을특징으로하는조합물. 청구항 50 제1항내지제49항에따른조합물을포함하는이식용의료장치또는이식용의료장치의구성성분, 특히코팅. 청구항 51 제1항내지제49항중어느한항에정의된것과같은적어도하나의신호-생성제제및적어도하나의치료적활성제제를포함하는이식용의료장치또는이들의구성성분. 청구항 52 제50항또는제51항에있어서, 상기이식용의료장치또는이들의구성성분은, 의료기술에서적용되는적어도하나의영상형성법에서나타나지않는재료로부터형성되는것을특징으로하는장치또는구성성분. 청구항 53 제52항에있어서, 상기재료는, 하나이상의폴리머, 예를들면폴리우레탄, 콜라겐, 알부민, 젤라틴, 히알루론산, 녹말, 셀룰로오스 ( 메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 카복시메틸셀룰로오스프탈레이트, 카세인, 덱스트란, 다당류, 피브리노겐, 폴리 (D,L-락타이드), 폴리 (D,L-락타이드-코-글리콜라이드), 폴리 ( 글리콜라이드 ), 폴리 ( 하이드록시부틸레이트 ), 폴리 ( 알킬카보네이트 ), 폴리 ( 오르토에스테르 ), 폴리에스테르, 폴리 ( 하이드록시발레르산 ), 폴리디옥산온, 폴리 ( 에틸렌테레프탈레이트 ), 폴리 ( 말산 ), 폴리 ( 타르트론산 ), 폴리언하이드라이드, 폴리포스포하젠, 폴리 ( 아미노산 ), 및이들의코폴리머또는임의의혼합물을포함하는것을특징으로하는장치또는구성성분. 청구항 54 제52항에있어서, 상기재료는, 예를들면세라믹, 유리, 금속, 합금, 뼈, 돌또는미네랄, 또는이들의혼합물과같은하나이상의비중합성재료를포함하는것을특징으로하는장치또는구성성분. 청구항 55 제52항에있어서, 상기재료는하나이상의비중합성및폴리머재료의바람직한혼합물을포함하는것을특징으로하는장치또는구성성분. 청구항 56 제52항에있어서, - 9 -
상기재료는유기, 무기또는혼합된무기-유기복합재료를포함하는것을특징으로하는장치또는구성성분. 청구항 57 제51항에있어서, 상기이식용장치또는이들의구성성분은마그네슘및 / 또는아연을포함하는것을특징으로하는장치또는구성성분. 청구항 58 제57항에있어서, 상기장치는스텐트인것을특징으로하는장치. 청구항 59 제58항에있어서, 상기스텐트는마그네슘및 / 또는아연입자또는마그네슘및 / 또는아연을포함하는합금입자를포함하는코팅으로적어도부분적으로피복되는장치. 청구항 60 제58항에있어서, 상기스텐트또는이들의부분은마그네슘및 / 또는아연또는이들금속의임의의합금을포함하는재료로만들어지는장치. 청구항 61 제50항내지제60항중어느한항에있어서, 치료적활성제제가로딩될수있는다공성그물무늬네트워크내에신호-생성제제를포함하는장치. 청구항 62 이식용의료장치또는이식용의료장치의구성성분, 특히이들장치의코팅의제조에있어서, 제1항내지제 49항중의어느한항에따른조합물의사용. 청구항 63 물리적, 화학적및 / 또는생물학적측정법, 또는검증법, 특히영상법에서직접적또는간접적으로검출가능한신호를유발하는적어도하나의신호-생성제제, 및인간또는동물에서방출되는적어도하나의치료적활성제제를포함하는완전히또는부분적으로분해성인이식용의료장치또는완전히또는부분적으로분해성인상기장치의구성성분으로부터활성제제의방출량을측정하기위한방법으로서, 상기장치는인간또는동물체내로유입된이후에상기장치가분해됨으로써상기신호생성제제와함께적어도부분적으로치료적활성제제를방출하며, 이렇게방출되는치료적활성제제의양은비침습적인영상법을사용하여상기방출된신호-생성제제를검출함으로써측정될수있는방법. - 10 -
청구항 64 물리적, 화학적및 / 또는생물학적측정법, 또는검증법, 특히영상법에서직접적또는간접적으로검출가능한신호를유발하는적어도하나의신호-생성제제, 및인간또는동물에서방출되는적어도하나의치료적활성제제를포함하는비분해성이식용의료장치또는상기장치의구성성분으로부터활성제제의방출량을측정하기위한방법으로서, 상기장치는인간또는동물체내로유입된이후에상기장치가분해됨으로써상기신호생성제제와함께적어도부분적으로치료적활성제제를방출하며, 이렇게방출되는치료적활성제제의양은비침습적인영상법을사용하여상기방출된신호-생성제제를검출함으로써측정될수있는방법. 청구항 65 제63항또는제64항에있어서, 상기이식용의료장치또는이들의구성성분은제1항내지제49항중의어느한항에서정의한것과같은조합물을포함하는방법. 청구항 66 제63항내지제65항중어느한항에있어서, 상기적어도하나의신호-생성제제는적어도하나의치료적활성제제에공유적또는비공유적으로결합되는방법. 명세서 <1> <2> 기술분야이전의출원, 및본명세서또는그심사중에인용된모든문헌 (" 출원인용문헌 (appln cited documents)") 및상기출원인용문헌에서인용되거나언급된모든문헌, 및본명세서에서인용되거나언급된모든문헌 (" 명세서인용문헌 "), 및명세서인용문헌에서인용되거나언급된모든문헌은, 본명세서또는참고문헌으로본명세서에편입되는임의의문헌에서언급된제조업자의설명서, 기술서, 제품명세서, 및제품에대한제품시트와함께참고문헌으로서본명세서에편입되고, 본발명의실시에이용될수있다. 본출원서상에서어떤문헌의인용이나증명은이문헌이본발명에대한종래기술로사용될수있음을허용하는것은아니다. 본명세서및특히청구항및 / 또는단락내에서, " 포함하다 (comprises)", " 포함된 (comprised)", " 포함하는 (comprising)" 등의용어는미국특허법에서의의미를가질수있고 ( 예를들면, 이들은 " 함유하다 (includes)", " 함유된 (included)", " 함유하는 (including)" 과같은의미를가질수있음 ); "~ 로본질적으로이루어지는 (consisting essentially of)" 및 "~ 로본질적으로이루어진다 " 라는용어는미국특허법에서의의미를가지며, 예를들어명확하게언급되지않은요소를고려하지만, 종래기술에서밝혀진요소또는본발명의기본적이거나신규한특성에영향을주는요소를제외한다. 본발명의실시예는본명세서에서발표되거나본명세서의상세한설명으로부터또는이에내포된것으로부터분명하다. 실시예에의해주어지는상기상세한설명은기재된특정한실시예만으로제한하는것으로해석되어서는안되고, 수반하는도면과연관되어이해되는것이바람직하다. 본발명은신호-생성특성 (signal generating properties) 의구성및그치료효과의조절에비분해성및분해성이식용의료장치 (implantable medical device) 용재료의조성물또는조합물에관한것이다. 또한, 그들의신호생성에기초한이와같이구성된분해성또는부분적분해성의료장치의분해를조절하는방법, 및그들의치료효과의통제및 / 또는이들장치로부터치료적활성성분의분비를위한방법에관한것이다. <3> 배경기술정형외과용스크류, 플레이트, 네일 (nails) 이나카테터 (catheters) 및주사바늘과같은초단기임플란트 (Ultra-short term implants), 단기임플란트 (short term implants) 및인공관절 (joint prostheses), 인공심장밸브, 인공혈관, 스텐트 (stents), 및피하또는근육내의임플란트유형과같은장기임플란트는그들의 - 11 -
특정생화학및기계적특성에따라선택되는다양한물질에서부터제조된다. 이러한물질들은체내에서영구적으로이용할수있어야하고, 독성물질을분비하지않으며, 특정기계적및생화학적특성을가진다. 새로운물질을가지는이러한임플란트의제조는임플란트기술이향상됨에따라서증가되고있다. 이러한면에서도특히, 시스템은부분적으로분해성 / 용해성또는완전 ( 생 ) 분해성으로이용된다. <4> <5> <6> 이러한임플란트의중요한문제는의료영상법 (medical imaging method) 에서와같이예를들면올바른해부학적상태의적용, 진료 (follow-up) 또는조절동안등의제한된물리적특성으로이용되거나, 부적절한방사선비투과성 (radiopaque) 또는반자성 (diamagnetic), 상자성 (paramagnetic), 초상자성 (super paramagnetic) 또는강자성 (ferromagnetic) 특성과같은다른진단상이나치료적이유로인해제한된물리적특성으로이용된다는점이다. 특히, 폴리안톤산 (polylactonic acid) 및그유도체, 콜라겐 (collagens), 알부민 (albumin), 젤라틴 (gelatin), 히알루론산 (hyaluronic acid), 녹말 (starch), 셀룰로오스 (cellulose) 등과같은생분해성물질은전형적으로방사선투과성 (radiolucent) 이다. 또한, 이는폴리우레탄, 폴리 ( 에틸렌비닐아세테이트 ) 와같은폴리머, 실리콘, 폴리아크릴산, 폴리메틸아크릴산, 폴리아크릴시아노아크릴레이트와같은아크릴계폴리머 ; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아마이드, 폴리 ( 에스테르우레탄 ), 폴리 ( 에테르우레탄 ), 폴리 ( 에스테르우레아 ), 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드와같은폴리에테르, 플루로닉스 (pluronics), 폴리테트라메틸렌글라이콜 ; 폴리비닐피롤리돈, 폴리 ( 비닐알콜 ), 폴리 ( 비닐아세테이트프탈레이트 ) 와같은비닐폴리머 ; 생물의학적이용에매우적합한물리적특성을가지는파릴렌 (parylenes) 에도적용한다. 특히, 이들은폴리머또는복합재료 (composite material) 로이루어지고일차적으로약한방사선불투과성 (radiopaques) 또는방사선투과성 (radiolucent) 인비흡수성의료임플란트에도적합하다. 이와는대조적으로, 자기공명촬영법 (magnetic resonance tomography method) 에의한진단법에서노출되는재료에는다른요건이필요하다. 이온방사선 (ionizing radiation) 의이용에기초하는일반적인 X-선진단법과는달리, 자기공명촬영 (magnetic resonance tomography: MRI) 은이온방사선대신에자기장, 고주파에너지 (radio-frequency energy) 및자장경사 (magnetic field gradients) 의생성에기초한다. 생성된신호는주로상기조직내의여기된양성자의측정된이완시간 (relaxation time) T1( 세로방향의 ) 과 T2( 가로방향의 ) 및양성자밀도에기초한다. 따라서, 전형적으로조영제 (contrast materials) 는예를들면조직내부또는조직절편 (tissue sections) 에서생성되는상기양성자밀도및 / 또는이완시간에영향을주거나, T1, T2 또는양성자밀도에영향을주기위해서이용된다. 다른문제는이식용의료장치가그들의영상특성을향상시키기위하여일반적으로변형된다는점이다. 예를들면, 그들의가시성 (visibility) 을증가시키기위하여폴리머재료에방사선불투과성필러가가해진다. 이와관련하여, 전형적인필러는 BaS0 4, 비스무트서브카보네이트 (bismuth sub carbonate) 또는금속유사텅스텐 (metals like tungsten), 또는다른비스무트염유사비스무트서브나이트레이트 (bismuth sub nitrate) 및비스무트옥사이드 (bismuth oxide) 이다 [ 미국특허 3,618,6141 참조 ]. 변형의다른유형은할로겐화화합물또는그룹이상기폴리머메트릭스와결합 (incorporation) 하는것을예로들수있다. 이러한예로서, 미국특허 4,722,344, 5,177,170 및 5,346,981가본명세서에서인용된다. <7> <8> <9> 이러한필러의단점은, 예를들면광학특성 (optical properties), 기계적강도, 유연성, 산및알칼리저항성과같은기초재료특성이변한다는점이다. 상기기재된방법의다른단점은, 어떤중요한방사선불투과성특성을생성하기위하여최소량의방사선불투과성필러또는할로겐화화합물이일반적으로가해져야한다는점이지만, 폴리머전구체 (polymer precursors) 에서는이러한필러재료의용해도가제한적이다. 예를들면금속계임플란트재료, 혈관내장치와같은전체적인경우에서상당한문제가존재하는데, 이는체내에서일시적이거나또는영구적이다. 이러한장치의예로스텐트 (stents) 가언급되어야하는데, 이는전형적으로금속으로만들어진다. 스텐트의이용은당연히침습적인방법 (invasive method) 이라서, 상기스텐트가올바르게위치해있는지가치료적으로매우중요하다. 이때문에, 적용하는동안과그이후에 X-선계방법과같은영상형성법 (image forming method) 에의한시각화가일반적으로행해진다. 사용되는합금및낮은재료중량을기반으로하여, 얇은벽또는낮은재료강도를가지는경우에상기가시성은매우약하다. 전리방사선 (ionizing radiation) 을흡수하고이들금속합금이생체에적합한특정방사선불투과성화합물은상기종래기술에따라사용될수있지만, 이들은일반적으로상기기계적및 ( 생 ) 화학적특성에바람직하지못한영향을준다. 다른종래기술방법은밴드마커 (band markers) 의이용에기초하는데, 이는압축되고, 접착되거나전기화학적으로침착된 (electrochemically deposited) 방사선불투과성재료또는금속으로코팅되어있다. - 12 -
<10> <11> <12> <13> <14> <15> <16> <17> 이런방법의단점은상기밴드마커가적용되는동안에완전히제거되거나또는분리될수있고, 더나아가그들이선이날카롭거나상기임플란트의외부가장자리에부착되면, 도관 (vessel) 의내벽의조직에기계적으로손상을줄수있고그주변조직에외상을입힐수있다. 최악의경우에는, 밴드마커가임플란트를쓸모없이만들수있는합병증 (complication) 을유발할수있다. 더구나, 이러한밴드는이후에혈전증 (thromboses) 을유발할수있는거친표면을초래할수있다. 다른종래기술방법들은금속계코팅을사용하는데, 이들은 CVD, PVD 또는전기화학적방법에의해생성될수있다. 그러나, 충분한방사선불투과성코팅을얻기위하여는, 금속성재료에부착하기위한코팅두께가이러한임플란트에있어서의기계적요구를안전화하기에불충분하고, 이는이러한임플란트의안정성과효율을보증하기에불충분하다. 한편, 일반적으로상기코팅의증착이혈액적합성 (haemo-compatibility) 을악화시키거나오히려그밑에있는기질, 취성 (embrittlement), 부식 (corrosion) 에의존하는거친표면과결합되거나, 또는상기기질밑에있는재료특성의손상을초래하기때문에, 전기화학적방법들만이제한된안정성을가진다. 이러한제한은일반적으로티타늄계합금에서알려지는데, 이들의기계적특성은취성의결과및상기임플란트의상관관계 (functionality) 의결과로상당히악화된다. 방사선불투과성물질의이온빔보조주입 (Ion beam assisted implantations) 은매우비싸고, 비용집약적이고오직제한된활용도를가지며, 특히상기녹은금속으로부터의증발이녹은금속으로부터사용되는실제양의 3 배를넘는양으로일어나기때문에, 상기코팅의증착과성장을조절하기가불규칙하고어렵게되며, 상기요소의달라진증발때문에용해물 (melts) 로부터합금의주입을일정한방식으로수행하기가어렵다는단점을가지고있다. 또한, 임플란트바디또는상기임플란트바디의부분또는코팅내에활성성분 (active ingredients) 을포함하는이식용의료장치도알려져있다. 상기활성성분은상기임플란트바디, 상기임플란트바디또는코팅의부분의완전또는부분분해나분해없이방출된다. 이러한이식용의료장치들은 " 조합장치 (combinatorial devices)" 라는명칭으로당업자에게알려져있다. 특히바람직한것은활성성분을포함하는비분해성및분해성재료가상기활성성분의생체내 (in vivo) 방출을조절하는것이다. 상기종래기술에대한고찰은, 활성성분과결합된이러한장치들은상기에서사용되는활성성분자체가그들의폐기물이어떠한신호-생성특성을갖도록하지않기때문에체외로부터상기활성성분방출을효과적으로조절하지못함을보여준다. 또한, 상기활성성분에서사용된재료가생리학적유체 (physiologic fluids) 의존재하에서분해성또는용해성으로삽입되면, 비록상기메트릭스재료가신호검출법에의해육안으로보이더라도, 그들의분해율은활성성분의방출과관련되지않는다. 특히종래기술을고려하는이러한예는 dmg-용출성스텐트 (dmg-eluting stent) 로표현되는데, 이는활성성분의방출이매우비싼전-임상연구의값비싼생체외 (in-vitro) 및생체내 (in-vivo) 연구를기준으로결정된다. 그러나, 이러한임상연구에서상기장치들의임상유용성에대한정보는주입수개월이후의재협착속도 (restenosis rates), 상기관련된혈관벽두께, 침투능력등과같은간접적매개변수에의해서만얻어진다. 상기활성성분분비를조절하는데관여하는실제적제한에대하여, 참고문헌 (Circulation. 2002; 106: 1867) 이 Schwart 등에의해제작되었다. 따라서, 진단및치료목적을위하여이용하는동안또는그이후에검출가능한의약임플란트에대한필요성이존재하고, 이는전리방사선, 고주파방사선 (radio frequency radiation), 형광또는발광 (luminescence), 또는소리기반방법등과같은것에기초한다. 특히, 영상생성법상에서육안으로볼수있고완전히또는부분적으로생분해성이거나생부식성 (bioerodible) 인임플란트에대한필요성이존재하고, 대응하는비침습적측정과검출법, 예를들면영상생성법에서의분해속도를잔류기동안조절할수있고주입 / 조직제한의습득과새로운조직성장에대한임플란트효율성과치료결과사이의상관관계를인정할필요가있다. <18> <19> 발명의상세한설명본발명의요약따라서, 본발명은영상생성법에서생성되는육안으로볼수있는임플란트를제공하는데, 이는동시에다른물리적원리에기초한가능한많은영상생성법에서와동시에육안으로볼수있게생성되는것이바람직하다. 본발명의실시예는이식용의료장치를일반적으로방사선법에적용함에있어서올바른해부학적원래위치로 - 13 -
조절하도록하고, MRI 와같이스트레스가없거나비침습적인검출법을사용하여상기치료효과의점검및관찰 이가능하도록한다. <20> <21> <22> <23> <24> <25> <26> <27> <28> <29> <30> 또한, 본발명은이식용의료장치의집합을제공하는데, 이는치료적활성성분을포함하고이들을조절가능하게방출하며, 예를들면, 분해성또는부분적으로분해성인화합물에있어서, 상기분해량이치료적활성성분의방출량과상관관계가있거나, 또는비분해성, 활성성분을방출하는이식용장치에있어서, 상기활성성분이상기장치내의신호-생성제제 (signal producing agent) 에결합하며, 상기장치또는장치의일부에서신호의손실은상기활성성분의방출량을암시한다. 또한, 본발명은활성성분의강화 (enrichment) 를국부적으로검출하기위하여임플란트로부터활성성분의방출을조절하는데, 상기활성성분은이식용의료장치에서특정부위인유기체 (organism), 기관 (organs), 조직또는세포, 특히특정세포형태로방출된다. 또한, 본발명은유기체, 기관, 조직또는세포부위에서, 특히특정세포형태에서신호-생성제제의강화를통한활성성분방출과함께또는활성성분방출없이그치료효과를조절할수있는이식용의료장치를사용하는방법을제공하는데, 이들은이미타고난신호-생성특성을갖거나, 또는생물학적메커니즘에의해생체내로신호-생성제제를전달받는다. 만약, 예를들어이식용의료장치가악성조직 (malign tissue) 의조직대용품 (tissue substitute) 으로적용되고, 그것이전이 (metastasis) 또는종양제거이후에변하여, 상기목적인, 신호-생성제제의방출이이루어지면, 선택적강화로인한상기임플란트의인접하거나전염성인주변에서타겟그룹등을통하여재발되어, 이러한변형된세포또는조직형태에서그들을보이도록만드는것이바람직하다. 또한, 본발명은상기기능을제한되거나또는파괴하는방법으로검출물질에혼합되어상기임플란트의재료조성물을손상시킬가능성이없는방법을제공한다. 일면에서, 본발명은이식용의료장치용조성물또는조합물또는이식용의료장치의구성성분을이용가능하게만들고, 이는그것의신호-생성특성에따라조절될수있다. 다른측면에서, 본발명은검증 (identification), 즉검출특성이일시적으로유효한기간동안에조절될수있는이식용의료장치에대한조성물또는조합물을이용할수있게한다. 또다른측면에서, 본발명은다른측정법및검출법에의해검출할수있는이식용의료장치를위한조성물또는조합물을이용할수있게한다. 추가적으로, 본발명의일면은유기체, 기관, 조직또는조직또는세포형태, 또는둘모두의부위에서신호생성법, 특히이식용의료장치또는이식용의료장치의구성성분으로부터의치료적활성성분의방출또는이식용의료장치나이식용의료장치의구성성분에서방출된활성성분의강화를통하여치료적활성성분의방출범위를검출하도록하는이식용의료장치를위한조성물또는조합물을이용할수있게만드는것이다. 본발명의또다른면은상기임플란트효율을조절할수있는, 바람직하게는임플란트조직경계를눈에보이도록하는측정법및검출법을통하여, 또는신호-생성제제의방출및 / 또는유기체, 기관, 조직또는조직또는세포형태, 바람직하게는상기이식된의료장치에직접인접한부위에서그들의강화를통하여, 이식용의료장치를위한조성물또는조합물을이용할수있게만드는것이다. 본발명의또다른면은동물또는인체에유입된이후에진단용및 / 또는치료용목적을위한신호-생성제제를방출하는이식용의료장치용조성물또는조합물을이용할수있게만드는것이다. 이러한면의바람직한실시예에서, 상기신호-생성및치료용 / 진단용제제는사실상동시에방출되고, 가장바람직하게는상기제제는서로짝을짓거나결합되어있다. 다른면에서, 본발명은이식용의료장치를위한조성물또는조합물, 또는이식용의료장치의구성성분을사용하도록하는데, 이는신호-생성특성을가진장치를실행하도록하여즉, 상기장치또는그것의구성성분의측정법및검출법이그것과함께검출할수있도록조정하거나, 또는신호-생성제제및 / 또는치료적활성성분의방출이상기이식용의료장치또는상기이식용의료장치의구성성분으로부터의방출에직접적으로기인하는지, 즉, 상기장치또는상기장치구성성분내의상기신호-생성제제의감소에기인하는지결정하고, 또는간접적으로, 즉유기체, 기관, 조직또는조직이나세포유형또는이들모두의부위에서강화되도록한다. 다른면에서, 본발명은그들의신호생성에기초하여이와같이이루어지는분해성또는부분적분해성인의료장치의분해를조절하는방법, 및그들의치료적효과및 / 또는이들장치로부터치료적활성성분의방출을관리하는방법을제공한다. - 14 -
<31> <32> <33> <34> <35> <36> <37> <38> 다른면에서, 본발명은이식용의료장치또는이식용의료장치의구성성분으로부터활성성분의방출량을결정할수있는방법, 및이식용의료장치또는이식용의료장치의구성성분으로부터방출된활성성분의활성성분농축도 (active ingredient enrichment) 의양을결정할수있는방법을제공한다. 하나의실시예에따르면, 본발명은다음의조합물을제공하는데, 이는다음을포함한다 : a. 적어도하나의신호-생성제제로서, 이는물리적, 화학적및 / 또는생물학적측정법또는검출법에서직접또는간접접으로검출가능한신호를유도하고, b. 적어도하나의이식용의료장치제조용재료및 / 또는적어도하나의이식용의료장치구성성분, c. 동물또는인간유기체에서직접적또는간접적으로치료적기능을수행하고, 이식용의료장치또는이식용의료장치의구성성분으로부터동물또는인간유기체로방출되는적어도하나의치료적활성성분. 다른실시예에서, 본발명은이식용의료장치또는이들의구성성분을제공하는데, 이는하기한바와같이, 적어도하나의신호-생성제제 (signal-generating agent) 및적어도하나의치료적활성제제 (therapeutically active agent) 를포함한다. 바람직한하나의실시예에서, 상기신호-생성제제및치료제제는그들이인체또는동물체내로유입된이후에상기장치로부터사실상동시에방출될수있다. 다른실시예에서, 본발명은물리적, 화학적및 / 또는생물학적측정법또는검증법 (verification method) 에서직접적또는간접적으로검출가능한신호를유발하는일차및이차신호-생성제제를포함하는이식용의료장치의제조용조합물을포함하는데, 상기이차제제가검출가능한신호를유발하는방법에서상기일차제제가반드시검출가능하지는않다. 바람직하게는, 상기언급한것과같은이러한조합물은약물전달임플란트 (drug delivery implants) 등과같이인체나동물체내로유입하기위한이식용의료장치, 예를들면코팅또는상기장치의코팅구성성분, 또는상기장치자체의적어도한부분또는그구성재료 (construction material) 를제조하는데에사용될수있다. <39> <40> <41> <42> <43> 다른실시예에서, 본발명은완전히또는부분적으로분해성또는용해성인이식용의료장치또는이들의구성성분으로부터활성성분의방출량을결정하는방법에관한것으로서, 상기장치는물리적, 화학적및 / 또는생물학적측정법또는검증법, 특히영상법 (imaging method) 으로직접적또는간접적으로검출가능한신호를유발하는적어도하나의신호-생성제제, 및인체또는동물의체내로방출되는적어도하나의치료적활성제제를포함하며, 상기장치는생리학적유체의존재하에서, 예를들면상기장치가인체또는동물의체내로유입된후에상기신호-생성제제와함께치료적활성제제를적어도부분적으로방출하고, 상기활성제제방출량은비침습성영상법을사용하여상기방출된신호-생성제제를검출함으로써측정될수있다. 또다른실시예에서, 본발명은하기조합물을사용하여제조되는비분해성이식용장치또는이들의구성성분으로부터활성제제의방출량을측정하는방법에관한것으로서, 상기조합물은물리적, 화학적및 / 또는생물학적측정법또는검증법, 특히영상법으로직접적또는간접적으로검출가능한신호를유발하는신호-생성제제, 및인체또는동물유기체로방출된치료적활성제제를포함하며, 상기활성제제방출량은비침습적영상법을사용하여방출된신호-생성제제를검출함으로써측정될수있다. 바람직하게는, 선택적으로금속을포함하는마이크로스피어 (microspheres) 및 / 또는인체또는동물체내로직접주입또는편입되는약물은본발명의실시예에서제외된다. 신호-생성재료 (SIGNAL GENERATING MATERIAL) 본발명에따른상기신호-생성재료는분해성, 부분적으로분해성이거나비분해성인무기, 유기또는무기-유기복합물에서선택될수있다. 신호-생성재료는물리적, 화학적및 / 또는생물학적측정법및검증법, 특히영상법에서검출가능한신호를유발하는것으로여겨진다. 본발명에서, 상기신호처리 (signal processing) 가진단또는치료적목적을위하여광범위하게수행되는지는중요하지않다. 전형적인영상법의예를들면관용적인 X-선법및컴퓨터단층촬영장치 (computer tomography), 중성자전달단층촬영장치 (neutron transmission tomography) 와같은 X-선계스플릿영상법 (X-ray based split image method), 자기공명단층촬영장치 (magnetic resonance tomography) 와같은무선주파수자기화 (radiofrequency magnetization), 섬광계수법 (scintigraphy), 단일광자방출단층촬영법 (Single Photon Emission Computed Tomography: SPECT), 양전자방출단층촬영법 (Positron Emission Computed Tomography: PET) 과같은방사핵에기초한방법 (radionuclide-based methods), 인트라바살형광분광법 (Intravasal - 15 -
Fluorescence Spectroscopy), 라만분광법 (Raman spectroscopy), 형광방출분광법 (Fluorescence Emission Spectroscopy), 전기임피던스분광법 (Electrical Impedance Spectroscopy), 측색법 (colorimetry), 광간섭성단층촬영법 (optical coherence tomography) 등과같은초음파법 (ultrasound-based methods) 또는형광법 (fluoroscopic methods) 또는발광 (luminescence) 또는형광기반방법 (fluorescence based methods), 전자스핀공명 (Electron Spin Resonance: ESR), 무선주파수 (Radio Frequency: RF) 및마이크로웨이브레이저 (Microwave Laser) 및이들과유사한방법등과같은전리방사선에기초하는방사선법 (radiographic method s) 이다. <44> <45> <46> <47> <48> <49> <50> 신호-생성제제는금속, 금속옥사이드 (metal oxides), 금속카바이드 (metal carbides), 금속나이트라이드 (metal nitrides), 금속옥시나이트라디드 (metal oxynitrides), 금속카보나이트라이드 (metal carbonitrides), 금속옥시카바이드 (metal oxycarbides), 금속옥시나이트라이드 (metal oxynitrides), 금속옥시카보나이트라이드 (metal oxycarbonitrides), 금속하이드라이드 (metal hydrides), 금속알콕사이드 (metal alkoxides), 금속할라이드 (metal halides), 무기또는유기금속염, 금속폴리머, 메탈로센 (metallocenes), 및파우더, 용액, 분산물 (dispersions), 서스펜젼, 에멀젼으로부터선택된다른유기금속화합물로이루어지는군에서의금속계 (metal-based) 제제일수있다. 금속계제제 (metal based agents) 는특히 0가금속, 금속산화물또는이들의혼합물로부터의나노형태의나노입자 (nanomorphous nanoparticle) 가바람직하다. 사용되는상기금속또는금속옥사이드도자성 (magnetic) 이다 ; 예를들면, 철, 코발트, 니켈, 망간또는철-백금혼합물과같은이들의혼합물, 또는자성금속옥사이드, 철옥사이드및페라이트를예로들수있다 ( 다른금속을배제하는것은아님 ). 반도체나노입자를사용하는것이바람직할수있는데, 이들예는 Ⅱ~Ⅵ족, Ⅲ~Ⅴ족, Ⅳ족의반도체이다. Ⅱ~ Ⅵ족-반도체의예는 MgS, MgSe, MgTe, CaS, CaSe, CaTe, SrS, SrSe, SrTe, BaS, BaSe, BaTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe 또는이들의혼합물이다. Ⅲ~Ⅴ족반도체의예는 GaAs, GaN, GaP, GaSb, InGaAs, InP, InN, InSb, InAs, AlAs, AlP, AlSb, AlS, 및이들의혼합물이바람직하다. 게르마늄, 납및실리콘은 Ⅳ족반도체의예로선택된다. 상기반도체는또한상기언급된모든그룹에포함되는한그룹이상의반도체혼합물을포함할수도있다. 또한, 금속계의나노입자로형성된복합체 (complex) 를선택하는것이바람직할수있다. 여기에포함된것은일명핵-껍질배열 (Core-Shell configuration) 로서, Peng 등의 "Epitaxial Growth of Highly Luminescent CdSe/CdS Core/Shell Nanoparticles with Photo stability and Electronic Accessibility", Journal of the American Chemical Society, (1997) 119: 7019-7029에명확하게기재되어있고, 이는참고문헌으로서본명세서에명시적으로포함된다. 여기에서바람직한것은반도체나노입자인데, 이는 1~30 nm 지름, 특히바람직하게는 1~15 nm 지름의핵 (core) 을형성하여, 다른반도체나노입자상에서 1~50 단분자층 (monolayer), 특히바람직하게는 1~15 단분자층으로결정화시킨다. 이러한경우에핵및껍질은상기한임의의바람직한조합물으로존재할수있는데, 특정실시예에서 CdSe 및 CdTe가상기핵으로바람직하고, CdS 및 ZnS가껍질로서바람직하다. 특정실시예에서, 상기신호-생성나노입자들은감마선부터마이크로웨이브방사선에이르는파장영역에서방사선을흡수하는특성을가지고, 또는특히 60 nm 또는그이하의범위에서는방사선을방출하는특성을가지는데, 상기입자크기및상기핵과껍질의지름에대응하는선택을통하여, 20 내지 1000 nm 범위의광양자 (light quanta) 를방출하게하거나, 그들자신이방사선에노출되었을때다른파장의광자 (quanta) 를방출하는이러한입자혼합물을선택하는것이바람직할수있다. 바람직한실시예에서, 상기선택된나노입자는형광성, 특히급냉 (quench) 이없다. 또한, 신호-생성금속계의제제는염또는금속이온으로부터선택될수있는데, 이는예를들면납 (Ⅱ), 비스무트 (Ⅱ), 비스무트 (Ⅲ), 크롬 (Ⅲ), 망간 (Ⅱ), 망간 (Ⅲ), 철 (Ⅱ), 철 (Ⅲ), 코발트 (Ⅱ), 니켈 (Ⅱ), 구리 (Ⅱ), 프라세오디뮴 (praseodymium)(Ⅲ), 네오디뮴 (neodymium)(Ⅲ), 사마륨 (samarium)(Ⅲ), 또는이테르븀 (ytterbium) (Ⅲ), 홀뮴 (holmium)(Ⅲ) 또는에르븀 (erbium)(Ⅲ) 등과같은상자성특성 (paramagnetic properties) 을가지는것이바람직하다. 특히명확한자기모멘트 (magnetic moments) 를토대로, 특히가돌리늄 (gadolinium)(Ⅲ), 터븀 (terbium)(Ⅲ), 디스프로슘 (dysprosium)(Ⅲ), 홀뮴 (holmium)(Ⅲ) 및에르븀 (erbium)(Ⅲ) 이가장바람직하다. 또다른하나는방사성동위원소 (radioisotope) 로부터선택될수있다. 이용할수있는방사성동위원소의몇가지예는 H 3, Be l0, O 15, Ca 49, Fe 60, In 111, Pb 210, Ra 220, Ra 224 등을포함한다. 전형적으로이러한이온들은킬레이트나복합체 (complex) 로존재하는데, 예를들면란탄족킬레이트제또는리 - 16 -
간드및다이에틸렌트리아민펜타아세트산 (diethylenetriamine pentaacetic acid: DTPA), 에틸렌디아민테트라아세트산 (ethylenediamine tetra acetic acid: EDTA), 또는테트라아자사이클로도데칸-N,N'N",N'"- 테트라아세트산 (tetraazacyclododecane-n,n',n",n'"-tetra acetic acid: DOTA) 와같은상자성이온화합물 (paramagnetic ions compounds) 이사용된다. 다른전형적인유기복합제제 (complexing agent) 의예는 Alexander, Chem. Rev. 95:273-342 (1995) 및 Jackels, Pharm. Med. Imag, Section Ⅲ, Chap. 20, p.645 (1990) 에나와있다. 본발명의다른이용가능한킬레이트제 (chelating agents) 는미국특허 5,155,215, 5,087,440, 5,219,553, 5,188,816, 4,885,363, 5,358,704, 5,262,532, 및 Meyer 등의 Invest. Radiol. 25: S53 (1990), 또한미국특허 5,188,816, 5,358,704, 4,885,363, 및 5,219,553에나타나있다. 가장바람직한것은원자번호 57~83의란탄족원소로부터의염및킬레이트또는원자번호 21~29, 또는 42 또는 44의전이금속이다. <51> 특히바람직한것은예를들면독일의공개특허 DE 196 03 033, DE 197 29 013 및 WO 97/26017에기재된화합물을포함하는상자성퍼플루오로알킬 (paramagnetic perfluoroalkyl) 이며, 이는일반식 : R<PF>-L<Ⅱ>-G<Ⅲ>, 상기 R<PF> 는 4 내지 30 탄소원자를가지는퍼플루오로알킬기를나타내고, L<II> 는링커를의미하며 G<Ⅲ> 는친수성기를의미한다. 상기링커 L은직접결합 (direct bond), -SO 2 -기또는탄소원자수 20까지의직쇄또는 분쇄탄소로서, 이들은하나이상의 -OH, -COO<->, - SO 3 -기로치환될수있고, 및 / 또는필요에따라서는하나이상의 -0-, -S-, -CO-, -CONH-, -NHCO-, -CONR-, -NRCO-, -SO 2 -, -PO 4 -, -NH-, -NR-기, 아릴고리로치환될수있으며, 또는피페라진을함유하며 ( 여기에서, R은 C 1 내지 C 20 알킬기를나타냄 ), 이는다시하나또는다수의 O 원자를포함하거나가질수있고및 / 또는 -COO<-> 또는 SO 3 -기로치환될수있다 : 의물질을포함하는반자성퍼플루오로알킬 (diamagnetic perfluoroalkyl) 과함께본발명에참고문헌으로편입된다. <52> 상기친수성기 G<Ⅲ> 는단당류또는이당류, 하나또는다수의 -COO<-> 또는 -SO 3 <->- 기, 디카복실산 (dicarboxylic acid), 이소프탈산 (isophthalic acid), 피콜린산 (picolinic acid), 벤젠설폰산 (benzenesulfonic acid), 테트라하이드로피란디카복실산 (tetrahydropyranedicarboxylic acid), 2,6-피리딘디카복실산 (2,6- pyridinedicarboxylic acid), 4차암모늄이온 (quaternary ammonium ion), 아미노폴리카복실산 (aminopolycarboxcylic acid), 아미노디폴리에틸렌글라이콜설폰산 (aminodipolyethyleneglycol sulfonic acid), 아미노폴리에틸렌글라이콜기 (aminopolyethyleneglycol group), S0 2 -(CH 2 ) 2 -OH-기, 적어도두개의하이드록시기를가진폴리에틸렌폴리하이드록시알킬사슬 (polyhydroxyalkyl chain) 또는적어도두개의글라이콜단위를가지는하나이상의폴리에틸렌글라이콜사슬로부터선택될수있고, 상기폴리에틸렌글라이콜사슬은 -OH 또는 -OCH 3 -기, 또는이와유사한결합으로종결된다. 덧붙여말하면, 상기공표된독일특허 DE 199 48 651은분명히참고문헌으로서본발명에편입된다. <53> <54> <55> 특정한실시예에서, 프탈로시아닌 (phthalocyanines) 을가지는금속복합체를형성함에있어서는특히 "Phthalocyanine Properties and Applications", Vol. 14, C. C. Leznoff 및 A. B. P. Lever, VCH Ed. 에나타난것처럼상자성금속을선택하는것이바람직한데, 이러한예로는미국특허 2004214810 및이것의참고문헌에기재된것과같은옥타 (1,4,7,10-테트라옥사운데실)Gd-프탈로시아닌, 옥타 (1,4,7,10-테트라옥사운데실)Gd-프탈로시아닌, 옥타 (l,4,7,10-테트라옥사운데실)mn-프탈로시아닌, 옥타 (1,4,7,10-테트라옥사운데실)Mn-프탈로시아닌을들수있다. 초상자성 (super-paramagnetic), 강자성 (ferromagnetic) 또는준강자성 (ferrimagnetic) 신호-생성제제로부터선택하는것이더바람직할수있다. 예를들면, 자성금속중에서합금이바람직하고, 감마산화철 (gamma iron oxide) 과같은페라이트중에서는마그네타이트 (magnetites) 또는코발트-, 니켈- 또는망간-페라이트, 유사한제제가바람직하게선택되며, 특히참고문헌으로본명세서에명확히편입된 W083/03920, W083/01738, W085/02772 및 W089/03675, 미국특허 4,452,773, 미국특허 4,675,173, W088/00060 및미국특허 4,770,183, W090/01295 및 W090/01899, 및다른문헌에기재된입자들이바람직하다. 또한, 4000 옹스트롬 (Angstrom) 이하의지름을가진자성, 상자성, 반자성또는초상자성금속산화물크리스탈이분해성비유기제제 (degradable non-organic agents) 로서특히바람직하다. 적절한금속산화물은철산화물, 코발트산화물, 이리듐산화물등에서선택될수있고, 이는적절한신호-생성특성을제공하고, 특히생체적합특성 (biocompatible properties) 을갖거나생분해성이다. 가장바람직한것은이군의크리스탈제제 (crystalline agent) 로서 500 옹스트롬보다작은지름을가지는것이다. 이들크리스탈은고분자종류 (macromolecular species) 와공유적또는비공유적으로결합하고, 상기한금속계의신호-생성제제처럼변화된 - 17 -
다. <56> <57> <58> <59> <60> <61> <62> 또한, 상자성체를포함하는제올라이트 (zeolite) 및나노입자를포함하는가돌리늄 (gadolinium) 이폴리옥소메탈레이트, 바람직하게는란타나이드 (lanthanide) 중에서선택된다 ( 예를들면, K9GdW10O36). 영상생성특성을최적화하기위하여자성신호-생성제제의평균입자크기는 5 μm로제한하는것이바람직하고, 상기자성신호-생성입자는 2 nm 내지 1 μm인것이특히바람직하며, 5 nm 내지 200 nm인것이가장바람직하다. 상기초상자성신호-생성제제는예를들면 50 nm 보다큰입자크기를가지는이른바 SPIOs(super paramagnetic iron oxides: 초상자성산화철 ) 의군또는 50 nm 보다작은입자크기를가지는 USPIOs (ultra small super paramagnetic iron oxides: 초소형초상자성산화철 ) 의군에서선택될수있다. 본발명에따르면, 예를들어본발명에참고문헌으로편입되는미국특허 5,688,486 또는 WO 9315768에기재된내면체플러렌 (endohedral fullerenes) 의군으로부터신호-생성제제를선택하는것이바람직할수있다. 플러렌유도체및이들의금속복합체를선택하는것도바람직하다. 특히바람직한것은플러렌종류인데, 이는 60, 70, 76, 78, 82, 84, 90, 96 또는그이상의탄소원자를가지는탄소클러스터 (carbon clusters) 를포함한다. 이러한종류의개요는유럽특허 1331226A2로부터얻을수있고, 이는본명세서에참고문헌으로편입된다. 또한, 임의의금속계의구성성분을가지는금속플러렌또는내면체탄소-탄소나노입자를선택할수도있다. 이러한내면체플러렌또는엔도메탈로플러렌 (endometallo fullerenes) 이특히바람직한데, 이들은드물게존재하는세륨, 데오디뮴, 사마륨 (samarium), 유로퓸 (europium), 가돌리늄 (gadolinium), 터븀 (terbium), 디스프로슘 (dysprosium) 또는홀뮴 (holmium) 등을포함한다. 또한, 카바이드 (carbides) 와같은탄소코팅된금속성나노입자를사용하는것이특히바람직할수도있다. 나노형태 (nanomorphous) 탄소종류의선택은나노튜브, 구 (onions) 등과같은다른나노형태의탄소종류로부터선택되는것도바람직하기때문에, 플러렌으로한정되는것은아니다. 다른실시예에서, 비-내면체또는내면체형태로부터플러렌종류를선택하는것이바람직한데, 이는참고문헌으로본발명에편입되는미국특허 6,660,248에기재된바와같이할로겐화, 바람직하게는요오드화된기를포함한다. 특정실시예에서, 다른내용의이러한신호-생성제제혼합물이사용될수있으며, 이는원하는신호-생성재료특성의원하는특성에의존한다. 일반적으로사용되는신호-생성제제는 0.5 nm 내지 1000 nm, 바람직하게는 0.5 nm 내지 900 nm, 보다바람직하게는 0.7 내지 100 nm의크기를가질수있다. 이와관련하여, 상기금속계의나노입자는파우더, 극성, 비극성또는양친매성용액, 분산물, 서스펜젼또는에멀젼으로제공될수있다. 나노입자는그들의체적대비표면비가커서쉽게변형된다. 선택되는나노입자들은예를들어소수성리간드에의해비공유결합으로변형되거나, 트리옥틸포스핀 (trioctylphosphine) 과함께공유결합으로변형될수있다. 공유리간드 (covalent ligand) 의예는티올지방산 (thiol fatty acids), 아미노지방산, 지방산알콜, 지방산, 지방산에스테르기또는이들의혼합, 예를들면올레산및올레일아민 (oleylamine) 이다. 본발명에따르면, 상기신호-생성제제는양친매성구성성분의사용과함께미셸 (micelles) 또는리포좀 (liposomes) 으로캡슐화될수있고, 또는폴리머쉘 (polymeric shell) 로캡슐화될수있으며, 상기미셸 / 리포좀은 2 nm 내지 800 nm, 바람직하게는 5 내지 200 nm, 특히바람직하게는 10 내지 25 nm의지름을가질수있다. 특정이론으로정립되어있지는않지만, 상기미셸 / 리포좀의크기는소수성및친수성기의수, 상기나노입자의분자량및집합체수 (aggregation number) 에의존적이다. 수용액에서, 분기된 (branched) 또는비분기된양친매성물질 (unbranched amphiphilic substances) 을사용하는것은리포좀 / 미셸에서상기신호-생성제제의캡슐화를수행하기위하여특히바람직하다. 이결과, 바람직한실시예에서상기미셸의소수성핵 (hydrophobic nucleus) 은상기미셸크기의원하는설정에따라다수, 바람직하게는 1 내지 200, 보다바람직하게는 1 내지 100 및가장바람직하게는 1 내지 30개의소수성기를포함한다. 소수성기는바람직하게는탄화수소기또는잔기또는폴리실록산사슬등의실리콘함유잔기 (siliconcontaining residues) 를포함한다. 또한, 그들은탄화수소계모노머 (hydrocarbon-based monomers), 올리고머및폴리머, 또는지질또는인지질또는이들의조합물, 특히포스파티딜에탄올아민 (phosphatidyl ethanolamine), 포스파티딜콜린 (phosphatidyl choline) 과같은글리세릴에스테르, 또는폴리글리콜라이드 (polyglycolides), 폴리락타이드 (polylactides), 폴리메타크릴레이트 (polymethacrylate), 폴리비닐부틸에테르 (polyvinylbutylether), 폴리스티렌 (polystyrene), 폴리사이클로펜타디에닐메틸노르보넨 (polycyclopentadienylmethylnorbornene), 폴리에틸렌프로필렌 (polyethylenepropylene), 폴리에틸렌 (polyethylene), 폴리이소부틸렌 (polyisobutylene), 폴리실록산 (polysiloxane) 으로부터바람직하게선택될수 - 18 -
있다. 또한, 미셸로의캡슐화를위하여친수성폴리머가선택될수도있는데, 이는상기원하는미셸특성에따라폴리스티렌설폰산 (polystyrenesulfonic acid), 폴리-N-알킬비닐피리디늄할라이드 (po1y-nalkylvinylpyridiniumhalides), 폴리메타크릴산 (poly(meth)acrylic acid), 폴리아미노산 (polyamino acids), 폴리-N-비닐피롤리돈 (po1y-n-vinylpyrrolidone), 폴리하이드록시에틸메타크릴레이트 (polyhydroxyethylmethacrylate), 폴리비닐에테르 (polyvinyl ether), 폴리에틸렌글라이콜 (polyethylene glycol), 폴리프로필렌옥사이드 (polypropylene oxide), 폴리사카라이드유사아가로오스 (polysaccharides like agarose), 덱스트란 (dextrane), 녹말 (starches), 셀룰로오스, 아밀로오스, 아밀로펙틴, 또는임의의원하는분자량의폴리에틸렌글라이콜또는폴리에틸렌이민으로부터선택되는것이바람직하다. 또한, 소수성또는친수성폴리머의혼합물이사용되거나이러한지질-폴리머조성물이사용될수있다. 또한, 특정실시예에서, 상기폴리머는복합블럭폴리머 (conjugated block polymers) 로서사용될수있는데, 상기소수성및친수성폴리머또는임의의원하는이들의혼합물은 2-, 3- 또는다중-블럭코폴리머로선택될수있다. <63> <64> 미셸로캡슐화된이러한신호-생성제제는더욱기능적이되어, 링커 ( 기 ) 가임의의원하는위치, 바람직하게는아미노-, 티올-, 카복실-, 하이드록실-, 석신이미딜, 말레이미딜 (maleimidyl), 바이오틴 (biotin), 알데히드- 또는니트릴로트리아세테이트기 (nitrilotriacetate groups) 에부착되어, 종래기술에따라임의의원하는유사한화학적으로공유결합또는비공유결합하는다른분자또는조성물에결합될수있다. 여기에서, 특히단백질, 펩티드, 아미노산, 폴리펩티드, 지단백질 (lipoprotein), 글리코사미노글리칸 (glycosaminoglycanes), DNA, RNA 또는유사한생물분자와같은생물학적분자가바람직하다. 비금속계의신호-생성제제, 예를들면이온성또는비이온성인 X-선조영제의군으로부터신호-생성제제를선택하는것이더바람직하다. 상기이온성조영제에는 3-아세틸아미노-2,4,6-트리아이오도벤조산, 3,5-디아세트아미도-2,4,6-트리아이오도벤조산, 2,4,6-트리아이오도-3,5-디프로피온아미도-벤조산, 3-아세틸아미노-5- (( 아세틸아미노 ) 메틸 )-2,4,6-트리아이오도벤조산, 3-아세틸아미노-5-( 아세틸메틸아미노 )-2,4,6-트리아이오도벤조산, 5-아세트아미도-2,4,6-트리아이오도-N-(( 메틸카바모일 ) 메틸 )-이소프탈람산, 5-(2-메톡시아세트아미도 )-2,4,6-트리아이오도-N-[2-하이드록시-1-( 메틸카바모일 )-에톡실]-이소프탈람산, 5-아세트아미도-2,4,6-트리아이오도-N-메틸이소프탈람산, 5-아세트아미도-2,4,6-트리아이오도-N-(2-하이드록시에틸 )-이소프탈람산, 2-[[2,4,6-트리아이오도-3[(1-옥소부틸 )-아미노] 페닐 ] 메틸 ]-부탄산, 베타-(3-아미노- 2,4,6-트리아이오도페닐 )-알파-에틸-프로판산, 3-에틸-3-하이드록시-2,4,6-트리아이오도페닐-프로판산, 3-[[( 디메틸아미노 )-메틸] 아미노 ]-2,4,6-트리아이오도페닐-프로판산(Chem.Ber. 93:2347(1960) 참조 ), 알파-에틸- (2,4,6-트리아이오도-3-(2-옥소-1-피롤리디닐)-페닐)-프로판산,2-[2-[3-( 아세틸아미노 )-2,4,6-트리아이오도페녹시 ] 에톡시메틸 ] 부탄산, N-(3-아미노-2,4,6-트리아이오도벤조일 )-N-페닐-베타-아미노프로판산, 3-아세틸- [(3-아미노-2,4,6-트리아이오도페닐) 아미노 ]-2-메틸프로판산, 5-[(3-아미노-2,4,6-트리아이오도페닐 ) 메틸아미노 ]-5-옥시펜탄산, 4-[ 에틸-[2,4,6-트리아이오도-3-( 메틸아미노 )-페닐] 아미노 ]-4-옥소-부탄산, 3,3'-옥시-비스 [2,1-에탄디일옥시-(1-옥소-2,l-에탄디일) 이미노 ] 비스-2,4,6-트리아이오도벤조산, 4,7,10,13-테트라옥사헥사데칸-1,16-디오일-비스 (3-카복시-2,4,6-트리아이오도아닐라이드), 5,5'-( 아젤라오일디이미노 )-비스[2,4,6-트리아이오도-3-( 아세틸아미노 ) 메틸-벤조산 ](5,5'-(azelaoy1diimino)-bis[2,4,6-triiodo-3-(acetyl amino)methylbenzoic acid]), 5,5'-( 아피돌디이미노 ) 비스 (2,4,6-트리아이오도-N-메틸-이소프탈람산),5,5'-( 세바코일-디이미노 )-비스(2,4,6-트리아이오도-N-메틸이소프탈람산), 5,5-[N,N-디아세틸-(4,9-디옥시-2,11-디하이드록시-1,12-도데칸디일 ) 디이미노 ] 비스 (2,4,6-트리아이오도-N-메틸-이소프탈람산), 5,5',5"-( 니트릴로-트리아세틸트리이미노 ) 트리스 (2,4,6-트리아이오도-N-메틸-이소프탈람산), 4-하이드록시-3,5-디아이오도-알파-페닐벤젠프로판산, 3,5- 디아이오도-4-옥소-l(4H)-피리딘아세트산, 1,4-디하이드로-3,5-디아이오도-1-메틸-4-옥소-2,6-피리딘디카복실산, 5-아이오도-2-옥소-1(2H)-피리딘아세트산, 및 N-(2-하이드록시에틸 )-2,4,6-트리아이오도-5-[2,4,6-트리아이오도-3-(N-메틸아세트아미도 )-5-( 메틸카바모일 ) 벤즈아미노 ] 아세트아미도 ]-이소프탈람산등및하기문헌, 예를들면 J. Am. Pharm. Assoc., Sci.Ed. 42:721 (1953), 스위스특허 480071, JACS 78:3210 (1956), 독일특허 2229360, 미국특허 3,476,802, Arch. Pharm. (Weinheim, Germany) 306: 11 834 (1973), J. Med. Chem. 6: 24 (1963), FR-M-6777, Pharmazie 16: 389 (1961), 미국특허 2,705,726, 미국특허 2,895,988, Chem. Ber. 93:2347(1960), SA-A-10 68101614, Acta Radiol. 12: 882 (1972), 영국특허 870321, Rec. Trav. Chim. 87: 308 (1 968), 동독특허 67209, 독일특허 2050217, 독일특허 2405652, Farm Ed. Sci. 28: 912(1973), Farm Ed. Sci. 28: 996 (1973), J. Med. Chem. 9: 964 (1 966), Arzheim.-Forsch 14: 451 (1964), SE-A-344166, 영국특허 1346796, 미국특허 2,551,696, 미국특허 1,993,039, Ann 494: 284 (1932), J. Pharm. Soc. (Japan) 50: 727 (1930), 및미국특허 4,005,188에제시된다른이온성 X-선조영제가바람직하다. 상기공개된문헌은분명하게본발명의참고문헌으로편입된다. - 19 -
<65> <66> <67> <68> <69> <70> 본발명에따라사용할수있는비이온성 X-선조영제의예는, DE-A-2031724에기재된메트리자마이드 (metrizamide), BE-A-836355에기재된아이오파미돌 (iopamidol), GB-A-1548594에기재된아이오헥솔 (iohexol), EPA-33426에기재된아이오트롤란 (iotrolan), EP-A-49745에기재된아이오데시몰 (iodecimol), EP-A-108638에기재된아이오딕사놀 (iodixanol), 미국특허 4,314,055에기재된아이오글루콜 (ioglucol), BE-A-846657에기재된아이오글루코마이드 (ioglucomide), DE-A-2456685에기재된아이오글루니오 (ioglunioe), BE-A-882309에기재된아이오굴아마이드 (iogulamide), EP-A-26281에기재된아이오메프롤 (iomeprol), EP-A-105752에기재된아이오펜톨 (iopentol), DE-A-2909439에기재된아이오프로마이드 (iopromide), DE-A-3407473에기재된아이오사르콜 (iosarcol), DE-A-3001292에기재된아이오시미 (iosimi), EP-A-22056에기재된아이오타술 (iotasul), EP-A- 83964에기재된아이오바술 (iovarsul) 또는 W087100757의아이옥실란 (ioxilan) 등을들수있다. 상기제공된문헌은본발명과함께본명세서에편입된다. 일부실시예에서, 나노입자신호-생성제제에기초한제제를선택하는것이바람직한데, 이들은조직및세포로방출된이후에중간세포유입되거나증가되며및 / 또는상기유기체내에서특히긴체류시간 (residence time) 을가진다. 이러한입자는불수용성제제를포함하는제1 실시예, 요오드또는바륨등의중원소 (heavy element) 를포함하는제2 실시예, 모노머, 올리고머또는폴리머 ( 실험식 C19H23I3N206을가지고, 상기화학명이 6-에톡시-6-옥소헥시-3,5-비스 ( 아세틸아미노 )-2,4,6-트리아이오도벤조에이트인요오드화아로일옥시에스테르 ) 로 PH-50을포함하는제3 실시예, 디아트리조산 (diatrizoic acid) 의에스테르인제4 실시예, 요오드화아로일옥시에스테르인제5 실시예또는이들의임의의조합물인제6 실시예에서선택된다. 이들실시예에서, 입자크기는마크로파지 (macrophages) 에의해유입될수있는것이바람직하다. 이와유사한방법이 WOO3039601에기재되어있고, 바람직하게선택되는제제는미국특허 5,322,679, 5,466,440, 5,518,187, 5,580,579, 및 5,718,388에공지되어있으며, 이들은모두본발명의참고문헌으로서본명세서에편입되는것이분명하다. 특별히유리한점은신호-생성제제또는 PH-50과같은신호-생성제제로표시된나노입자는세포간공간에축적되어간질성 (interstitial) 뿐만아니라외질성 (extrastitial) 부위에서도볼수있도록할수있다. 또한, 신호-생성제제는비이온성또는양이온성지질의군으로부터선택될수있고이에대하여는미국특허 6,808,720에기재되어있으며, 이는본발명에참고문헌으로편입된다. 특히바람직한것은포스파티드산 (phosphatidyl acid), 포스파티딜글리세롤및그들의지방산에스테르와같은비이온성지질, 또는아난다마이드 (anandamide) 및메타난다마이드 (methanandamide) 등의포스파티딜에탄올아민의아마이드, 포스파티딜세린, 포스파티딜이노시톨및그들의지방산에스테르, 카디올리핀 (cardiolipin), 포스파티딜에틸렌글라이콜 (phosphatidyl ethylene glycol), 산라이소지질 (acid lysolipids), 팔미트산 (palmitic acid), 스테아르산 (stearic acid), 아라키돈산 (arachidonic acid), 올레산 (oleic acid), 리놀레산 (linoleic acid), 리놀렌산 (linolenic acid), 미리스트산 (myristic acid), 설포리피드 (sulfolipids) 및설파타이드 (sulfatides), 유리지방산, 포화및불포화및그들의마이너스로도전된유도체등이다. 또한, 특히할로겐화, 그중에서도플루오르화비이온성지질이바람직하다. 상기비이온성지질은알칼리토금속의양이온인베릴륨 (Be<+2>), 마그네슘 (Mg<+2>), 칼슘 (Ca<+2>), 스트론튬 (Sr<+2>) 및바륨 (Ba<+2>), 또는알루미늄 (A1<+3>), 갈륨 (Ga<+3>), 게르마늄 (Ge<+3>), 주석 (Sn+<4>) 또는납 (Pb<+2> 및Pb<+4>) 과같은양쪽성이온 (amphoteric ions), 또는티타늄 (Ti<+3> 및 Ti<+4>), 바나듐 (V<+2> 및 V<+3>), 크로뮴 (Cr<+2> 및 Cr<+3>), 망간 (Mn<+2> 및 Mn<+3>), 철 (Fe<+2> 및 Fe<+3>), 코발트 (Co<+2> 및 Co<+3>), 니켈 (Ni<+2> 및 Ni<+3>), 구리 (Cu<+2>), 아연 (Zn<+2>), 지르코늄 (Zr<+4>), 니오븀 (Nb<+3>), 몰리브덴 (Mo<+2> 및 Mo<+3>), 카드뮴 (Cd<+2>), 인듐 (In<+3>), 텅스텐 (W<+2> 및 W<+4>), 오스뮴 (Os<+2>, Os<+3> 및 Os<+4>), 이리듐 (Ir<+2>, Ir<+3> 및 Ir<+4>), 수은 (Hg<+2>) 또는비스무트 (Bi<+3>) 와같은전이금속 (transition metals), 및 / 또는란탄족, 예를들면란탄 (La<+3>) 및가돌리늄 (Gd<+3>) 과같은희토류 (rare earths) 를포함하는것이바람직하다. 특히바람직한양이온은칼슘 (Ca<+2>), 마그네슘 (Mg<+2>) 및아연 (Zn<+2>) 및망간 (Mn<+2>) 또는가독리늄 (Gd<+3> ) 과같은상자성양이온 (paramagnetic cations) 이다. 양이온성지질 (Cationic lipids) 포스파티딜에탄올아민 (phosphatidyl ethanolamine), 포스파티딜콜린 (phospatidylcholine), 글리세로-3-에틸포스파티딜콜린과그들의지방산에스테르, 디- 및트리-메틸암모늄프로판, 디- 및트리-에틸암모늄프로판과그들의지방산에스테르로부터선택된다. 특히바람직한유도체는 N-[1- (2,3-디올레오일옥시) 프로필 ]-N,N,N-트리메틸암모늄클로라이드 ("DOTMA") 로서, 이는디메틸디옥타데실암모늄브로마이드 (dimethyldioctadecylammonium bromide) 와같은자연적으로발생하는지질, 스핀고리피드 (sphingolipids), 스핀고미엘린 (sphingomyelin), 리소리피드 (lysolipids), 갱글리오사이드 (gangliosides) - 20 -
GM1, 설파타이드 (sulfatides), 글라이코스핀고리피드 (glycosphingolipids), 콜레스테롤과콜레스테롤에스테르또는염과같은글라이콜리피드 (glycolipids), N-석시닐디올레오일포스파티딜에탄올아민 (Nsuccinyldioleoylphosphattidyl ethanolamine), 1,2,-디올레오일-sn-글리세롤, 1,3-디팔미토일-2-석시닐글리세롤, 2-디팔리토일-sn-3-석시닐글리세롤, 1-헥사데실-2-팔미토일글리세로포스파티딜에탄올아민및팔미토일호모시스테인에기초하여더합성된양이온성지질이며, 가장바람직한것은플루오르화된유도된양이온성지질이다. 이러한화합물은미국 08/391,938에명확히기재되어있고, 이는참고문헌으로서본발명에편입된다. <71> <72> <73> <74> <75> <76> <77> <78> 이러한지질은신호-생성리포좀성분으로서더적합한데, 특히미국 2004197392에기재되어있는 ph-민감특성을가질수있으며이는참고문헌으로여기에포함된다. 본발명에따르면, 신호-생성제제는액체운반물질에안정한분산물 ( dispersions) 이나서스펜젼을포함하는이른바마이크로버블 (microbubble) 또는마이크로벌룬 (microballoons) 의군에서선택될수도있다. 선택되는기체들은공기, 질소, 이산화탄소, 수소또는헬륨, 아르곤, 크세논 (xenon) 또는크립톤과같은영족기체 (noble gases), 또는설퍼헥사플루오라이드 (sulfurhexafluoride), 디설퍼데카플루오라이드 (disulfurdecafluoride) 또는트리플루오로메틸설퍼펜타플루오라이드 (trifluoromethylsulfurpentafluoride) 와같은황-함유플루오르화기체 (fluorinated gases), 또는예를들면셀레늄헥사플루오라이드, 또는메틸실란또는디메틸실란과같은할로겐화실란, 또한알칸, 특정적으로는메탄, 에탄, 프로판, 부탄또는펜탄과같은단쇄탄화수소, 또는사이클로프로판, 사이클로부탄또는사이클로펜탄과같은사이클로알칸, 또한에틸렌, 프로펜, 프로파디엔또는부텐과같은알켄, 또는아세틸렌이나프로핀과같은알킨이바람직하다. 디메틸에테르와같은에테르또는케톤, 또는에스테르나할로겐화단쇄탄화수소또는상기물질들의임의의바람직한혼합물도고려되거나선택될수있다. 특히바람직한할로겐화또는플루오르화탄화수소기체는브로모클로로디플루오로메탄 (bromochlorodifluoromethane), 클로로디플루오로메탄 (chlorodifluoromethane), 디클로로디플루오로메탄, 브로모트리플루오로메탄, 클로로트리플루오로메탄, 클로로펜타플루오로에탄, 디클로로테트라플루오로에탄, 클로로트리플루오로에틸렌, 플루오로에틸렌, 에틸플루오라이드 (ethyl fluoride), 1,1-디플루오로에탄또는퍼플루오로알칸, 퍼플루오로사이클로알칸, 퍼플루오로알켄또는퍼플루오라이드알킨 (perfluorinated alkynes) 과같은퍼플루오로하이드로카본 (perfluorohydrocarbons) 이다. 특히바람직한것은액체도데카플루오로펜탄또는데카플루오로부탄및소르비톨, 또는 WO-A-93105819에기재된것과유사한것이며, 이는참고문헌으로서본발명에편입된다. 이러한마이크로버블로서바람직한것은다음의구조를가지는화합물로캡슐화되는데, 그구조는다음과같다. R 1 -X-Z; R 2 -X-Z; 및 R 3 -X-Z' 상기, R 1, R 2 및 R 3 는직쇄알킬렌, 알킬에테르, 알킬티오에테르, 알킬디설파이드, 폴리플루오로알킬렌및폴리플루오로알킬에테르로부터선택되는소수성기를포함하고, Z는 C02-M<+>, SO3<->M<+>, SO4<->M<+>, PO3<- >M<+>, PO4<->M<+>2, N(R)4<+> 또는피리딘또는치환된피리딘, 및양쪽성이온기 (zwitterionic group) 로부터선택되는극성기 (polar group) 를포함하며, X는상기극성기를상기잔기들과결합하는링커를의미한다. < 1000 μm의크기를가진기체-충전 (Gas-filled) 또는인시츄기체-방출 (in situ out-gassing) 마이크로스피어는모노머, 다이머또는올리고머또는다음의중합가능한물질의이전단계인다른프리-폴리머 (prepolymer) 를포함하는생체적합성합성폴리머또는코폴리머로부터선택될수있다 ; 아크릴산, 메타크릴산, 에틸렌이민, 크로톤산, 아크릴아마이드, 에틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 (HEMA), 락톤산, 글라이콜산 (glycolic acid), [ 엡실론 ] 카프롤락톤, 아크롤레인, 시아노아크릴레이트, 비스페놀 A, 에피클로르하이드린 (epichlorhydrin), 하이드록시알킬아크릴레이트, 실록산, 디메틸실록산, 에틸렌옥사이드, 에틸렌글라이콜, 하이드록시알킬메타크릴레이트, N-치환아크릴아마이드 (N-substituted acryl amide), N-치환메타크릴아마이드, N-비닐-2-피롤리돈, 2,4-펜타디엔-1-올, 비닐아세테이트, 아크릴로니트릴, 스티렌, p-아미노스티렌, p-아미노벤질스티렌, 소듐스티렌설포네이트 (sodium styrenesulfonate), 소듐-2-설폭시에틸렌메타크릴레이트, 비닐피리딘, 아미노에틸메타크릴레이트, 2-메타크릴로일옥시트리메틸암모늄클로라이드, 및폴리비닐리덴, 예를들면 N,N'-메틸렌-비스-아크릴아마이드, 에틸렌글라이콜디메타크릴레이트, 2,2'-(p-페닐렌디옥시 )-디ㅣ에틸디메타크릴레이트, 디비닐벤젠, 트리알릴아민및메틸렌-비스-(4-페닐-이소시아네이트 ) 와같 - 21 -
은다기능교차결합성모노머 ( 이들의조합물을포함함 ). 바람직한폴리머는폴리아크릴산, 폴리에틸렌이민, 폴리메타크릴산, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리실록산, 폴리디메틸실록산, 폴리락톤산, 폴리 ([ 엡실론 ]-카프롤락톤), 에폭시수지, 폴리 ( 에틸렌옥사이드 ), 폴리 ( 에틸렌글라이콜 ), 및폴리아마이드 ( 예를들면, 나일론 ) 등또는이들의임의의혼합물이다. 바람직한코폴리머는다른폴리비닐리덴-폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴-폴리아크릴로니트릴-폴리메틸메타크릴레이트, 및폴리스티렌폴리아크릴로니트릴등과이들의바람직한혼합물중의하나를포함한다. 이러한마이크로스피어를제조하는방법은예를들면 Gamer 등의미국특허 4,179,546, Gamer의미국특허 3,945,956, Cohrs 등의미국특허 4,108,806, Japan Kokai Tokkyo Koho 62 286534, 영국특허 1,044,680, Kenaga 등의미국특허 3,293,114, Morehouse 등의미국특허 3,401,475, Walters의미국특허 3,479,811, Walters 등의미국특허 3,488,714, Morehouse 등의미국특허 3,615,972, Baker 등의미국특허 4,549,892, Sands 등의미국특허 4,540,629, Sands 등의미국특허 4,421,562, Sands의미국특허 4,420,442, Mathiowitz 등의미국특허 4,898,734, Lencki 등의미국특허 4,822,534, Herbig 등의미국특허 3,732,172, Himmel 등의미국특허 3,594,326, Sommerville 등의미국특허 3,015,128, Deasy, Microencapsulation and Related Drug Processes, Vol. 20, chapters. 9 및 10, pp. 195-240 (Marcel Dekker, Inc., N.Y., 1984), Chang 등., Canadian J of Physiology and Pharmacology, Vol44, pp. 11 5-129 (1966), 및 Chang, Science, Vol. 146, pp. 524-525 (1964) 등에기재되어있으며, 이는모두본발명과함께본명세서에편입된다. <79> <80> <81> <82> <83> 다른신호-생성제제는본발명에따라생체외또는생체내세포, 생체외조직의세포배양성분으로서의세포, 또는진균류, 식물또는동물과같은다중세포유기체 (multicellular organisms) 성분으로서의세포에의하여유기체내, 바람직하게는쥐또는인간과같은포유동물에서신호-생성제제로변형되는제제의군으로부터선택될수있다. 이러한제제는다중세포유기체의트랜스펙션 (transfection) 을위한벡터형태로이용가능하게만들어질수있는데, 상기벡터는신호-생성제제의암호화 (coding) 를위한재조합물핵산 (recombinant nucleic acids) 을포함한다. 특정실시예에서, 이는금속결합단백질과같은신호-생성제제와관련된다. 이러한벡터는아데노바이러스, 아데노바이러스관련바이러스, 단순포진바이러스 (herpes simplex viruse), 레트로바이러스, 알파바이러스, 폭스바이러스 (pox viruses), 아레나-바이러스, 우두바이러스 (vaccinia viruses), 인플루엔자바이러스, 폴리오바이러스, 또는상기한바이러스들의하이브납등의바이러스군에서선택되는것이바람직하다. 또한, 이러한신호-생성제제는핵산에유입하기위하여전달시스템과결합되어선택될수있는데, 이러한것이신호-생성제제를암호화하여상기타겟구조에적합하다. 특히바람직한것은포유동물트랜스펙션용바이러스입자이고, 상기바이러스입자는상기한하나이상의신호-생성제제에대한하나이상의암호화서열을포함한다. 이들경우에, 상기입자들은하나이상의다음바이러스로부터생성된다 : 아데노바이러스, 아데노바이러스관련바이러스, 단순포진바이러스, 레트로바이러스, 알파바이러스, 폭스바이러스, 아레나-바이러스, 우두바이러스, 인플루엔자바이러스및폴리오바이러스. 다른실시예에서, 이들신호-생성제제는세포, 바람직하게는포유동물의세포의트랜스펙션에적합한콜로이드성서스펜젼 (colloidal suspensions) 또는에멀젼으로부터만들어사용할수있는데, 이들콜로이드성서스펜젼및에멀젼은신호-생성제제에대한하나이상의암호화서열을가지는핵산을포함한다. 이러한콜로이드성서스펜젼또는에멀젼은거대분자복합체 (macromolecular complexes), 나노캡슐, 마이크로스피어, 비드 (beads), 미셸, 수중유적 (oil-in-water-) 또는유중수적에멀젼 (water-in-oil emulsions), 혼합미셸및리포좀또는이들의혼합물을포함할수있다. 다른실시예에서, 세포, 세포배양, 유기세포배양 (organized cell cultures), 조직, 임의의바람직한종의기관및비인간유기체가선택될수있으며, 이들은신호-생성제제에대한암호화서열을가진재조합물핵산을가진다. 특정실시예에서, 유기체는마우스, 쥐, 개, 원숭이, 돼지, 과일파리 (fruit fly), 선충류 (nematode worms), 어류또는식물이나진균류로부터선택된다. 또한, 세포, 세포배양, 유기세포배양, 조직, 임의의바람직한종의기관및비인간유기체는상기와같이하나이상의벡터를포함할수있다. 신호-생성제제는단백질군으로부터생체내에서생성되어상기와같이이용가능하게만들어지는것이바람직하다. 이러한제제는상기세포가트랜스펙션을통하여신호-생성단백질을직접생성하거나신호-생성단백질의 ( 간접 ) 생성을유도하는단백질을생성하는동안직접적또는간접적으로신호를생성한다. 이들신호-생성제제는그이완시간 (relaxation times) T1, T2 또는둘모두가변하여, 영상화과정에충분한신호-생성효과를유발하는 MRI와같은방법으로검출할수있다. 이러한단백질은단백질복합체, 특히금속단백질복합체 (metalloprotein complexes) 가바람직하다. 직접신호-생성단백질 (Direct signal producing proteins) 은상 - 22 -
기세포에서형성되는이러한금속단백질복합체가바람직하다. 간접신호-생성제제는예를들면, 철대사 (iron metabolism) 항상성, 신호-생성제제생성을위한내인성유전자 (endogenous gene) 의발현, 및 / 또는철조절단백질 (Iron Regulatory Protein: IRP), 트랜스페린수용체 ( 철의흡수를위함 ), 에리트로이드-5-아미노베벌리네이트합성효소 (erythroid-5-aminobevulinate synthase)( 철을저장할목적으로철, H-페리틴및 L-페리틴의이용을위함 ) 와같은직접신호-생성특성을가지는내인성단백질의활성등을조절하는단백질또는핵산이다. 특정한실시예에서, 상기직접및간접신호-생성제제둘은서로결합되는것이바람직한데, 예를들어간접신호-생성제제는상기철-항상성을조절하고, 직접제제는금속결합단백질을의미하는것이다. <84> <85> <86> <87> <88> 이러한실시예에서, 금속-결합폴리펩티드는간접제제로서선택되는것이바람직한데, 이는상기폴리펩티드가신호-생성특성으로가지는하나이상의금속에결합하는경우에유리하다. 특히바람직한것은 Fe, Co, Mn, Ni, Gd 등과같이 Dorf 오비탈에서비공유전자를가지는금속이고, 이중에서특히 Fe은유기체내의높은생리적농도에서이용가능하다. 또한, 이들제제는예를들면결정질집합체 (crystalline aggregate) 와같이금속이다량함유된집합체 (metal-rich aggregate) 를형성하는것이바람직하고, 이들의지름은 10 피코미터보다크고, 바람직하게는 100 피코미터보다크며, 1 nm, 10 nm 또는 100 nm 보다큰것이특히바람직하다. 이들바람직한금속-결합화합물은 10-15 M, 10-2 M 또는그보다작은해리상수의서브-나노분자친화력 (subnanomolar affinities) 을가진다. 전형적인폴리펩티드또는금속-결합단백질은락토페린, 페리틴, 또는다른디메탈로카복실레이트단백질등, 또는헤모글로빈과같이사이드로포릭기 (siderophoric groups) 를가지는이른바금속캐처 (metal catcher) 이다. 이러한신호-생성제제를제조방법, 그들의선택및생체내에서생성할수있고신호-생성제제로서적합한직접또는간접제제에대한내용은 WO 03/075747에기재되어있고, 이는본발명과함께본명세서에편입된다. 다른군의신호-생성제제는염료-펩티드-결합체 (dyestuff-peptide-conjugates) 인광물리신호-생성제제일수있다. 이러한염료-펩티드-결합체는예를들면, 폴리메틴염료, 특히시아닌-, 메로시아닌-, 옥소놀- 및스콰릴륨염료 (squarilium dyestuffs) 와같이넓은스펙트럼의흡수최대점 (absorption maxima) 을제공하는것이바람직하다. 폴리메틴염료의군에서는상기시아닌염료, 예를들면인돌구조기반 (indole structure base d) 의인도카보 (indocarbo)-, 인도디카보- 및인도트리카보시아닌이특히바람직하다. 이러한염료들은특정실시예에서바람직한데, 이들은적절한가교제 (linking agent) 로치환될수있고, 원하는다른기로기능화될수있다. 이와관련하여 DE 19917713에기재되어있으며, 이는참고문헌으로편입된다. 본발명에따른신호-생성제제는원하는대로기능화될수있다. 이른바 " 표적 (Targeting)" 기에의한기능화는상기신호-생성제제또는특정한기능적위치또는결정된세포유형, 조직유형또는다른원하는표적구조에대하여특이적으로이용가능한형태 ( 캡슐화, 미셸, 마이크로스피어, 벡터등 ) 를연결하는기능적화학화합물로서바람직하게여겨진다. 바람직하게는표적기는특정표적구조에서신호-생성제제를축적하도록한다. 따라서, 상기표적기는주로물리적, 화학적또는생물학적루트또는이들의조합물에의한그들의특정이용가능한형태에서상기신호-생성제제가상당히증가하도록하기에적합한물질들에서선택될수있다. 따라서, 선택되는유용한표적기는항체, 세포수용체리간드, 호르몬, 지질, 당, 덱스트란, 알콜, 담즙산 (bile acid), 지방산, 아미노산, 펩티드및핵산일수있고, 이들은상기신호-생성제제를특이적으로원하는구조에연결하기위하여화학적또는물리적으로신호-생성제제에부착될수있다. 첫실시예에서, 조직유형의내부 / 표면또는세포표면에서신호-생성제제를보강하는표적기가선택된다. 여기에서, 상기신호-생성제제가상기세포의세포질 (cytoplasm) 로들어가는것이기능상필요하지는않다. 표적기로서는펩티드, 예를들면신호-생성제제에의해조직내의면역반응을보이도록하는데사용되는주화성펩티드가바람직하며, 이에대해서는 WO 97114443를참조하는데, 이역시도참고문헌으로편입된다. 항체도바람직한데, 상기항체는항체단편, Fab, Fab2, 단일사슬항체 ( 예를들면 Fv), 키메라항체 (chimerical antibodies), 및상기종래기술로부터알려진것과같은항체유사물질, 예를들면이른바안티칼린 (anticaline) 을포함하며, 상기항체들이제제, 재조합물체가생성된이후에변형되는지또는그들이인간또는비인간항체인지는중요하지않다. 인간화또는인간항체로부터선택되는것이바람직한데, 비-인간항체의인간화형태 (humanized forms of non-human antibodies) 는키메라이뮤노글로불린 (chimerical immunoglobulines), 이뮤노글로불린사슬또는단편 (Fv, Fab, Fab', F(ab")2) 또는다른항체의항원-결합서열이며, 비-인간항체서열을부분적으로포함한다 ; 인간화항체는예를들면인간이뮤노글로불린 ( 수용체또는수용항체 (recipient antibody)) 을포함하는데, 상기수용체의 CDR(Complementary Determining Region: 상보성결정영역 ) 군은비-인간 ( 스펜더 (spender) 또는도너항체 ) 의 CDR 군으로대체되고, 예를들어마우스, 쥐등과 - 23 -
같은상기스펜더종은표적항원의결합에대한적절한특이성, 친화력, 및수용력을가진다. 일부형태에서, 상기인간이뮤노글로불린의 Fv 프레임워크그룹 (Fv framework groups) 은유사한비-인간그룹으로대체될수있다. 또한, 인간화항체는상기스펜더또는상기수용체의 CDR 또는 Fv 프레임워크서열중의하나에서발생하지않는그룹을포함할수있다. 인간화항체는실질적으로적어도하나또는바람직하게는두개의변하기쉬운도메인을본질적으로포함하는데, 이들은상기비-인간이뮤노글로불린의그것과대응하는 CDR 영역또는 Fv 프레임워크서열의 CDR 성분의전부또는실질적성분및인간의보존서열 (consensus-sequence) 에대응하는 FR 영역의전부또는실질적성분이다. 본발명에따른이실시예의표적기는헤테로-복합항체 (heteroconjugated antibodies) 일수있다. 선택된항체또는펩티드의바람직한기능은세포특히암세포의표면마커또는분자인데, 여기에는 HER2, VEGF, CA 15-3, CA 549, CA 27.29, CA 19, CA 50, CA 242, MCA, CA 125, DE-PAN-2 등과같은많은표면구조가알려져있다. <89> <90> 또한, 리간드의상기기능성결합부위를포함하는표적기를선택하는것이바람직하다. 이러한것은임의의원하는세포리셉터에결합하기에적합한모든유형에서선택될수있다. 가능한표적수용체의예는인슐린수용체, 인슐린-유사성장인자수용체 (insulin-like growth factor receptor)(e IGF-1 및 IGF-2), 성장호르몬수용체, 글루코오스운반물질 ( 특히 GLUT 4 수용체 ), 트랜스페린수용체 ( 트랜스페린 ), 표피성장인자 (Epidermal Growth Factor receptor: EGF), 저밀도지단백질수용체, 고밀도지단백질수용체, 렙틴 (leptin) 수용체, 오에스트로겐 (oestrogen) 수용체군의수용체 ; IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL- 9, IL-11, IL-12, IL-13, IL- 15, 및 IL- 17 수용체를포함하는인터루킨수용체, VEGF 수용체 (VEGF), PDGF 수용체 (PDGF), 변형성장인자 (Transforming Growth Factor) 수용체 (TGF-[ 알파 ] 및 TGF-[ 베타 ] 를포함 ), EPO 수용체 (EPO), TPO 수용체 (TPO), 모양체신경영양인자수용체 (ciliary neurotrophic factor receptor), 프롤락틴수용체, 및 T-세포수용체등이지만, 이들로제한되는것은아니다. 호르몬, 특히스테로이드성호르몬또는단백질- 또는펩티드-기반의호르몬수용체를선택하는것이바람직할수있으며, 이러한호르몬의예는에피네프린, 티록신 (thyroxines), 옥시토신 (oxytocine), 인슐린, 갑상선자극호르몬, 칼시토신, 섬모막성생식호르몬 (chorionic gonadotropine), 코르티코트로핀 (corticotropine), 난포자극호르몬 (follicle stimulating hormone), 글루카곤, 황체형성호르몬 (leuteinizing hormone), 리포트로핀 (lipotropine), 멜라닌세포자극호르몬, 노르에피네프린 (norepinephrines), 부갑상선호르몬 (parathyroid hormone), 갑상선자극호르몬 (TSH), 바소프레신 (vasopressin's), 엔케팔린 (encephalin), 세로토닌 (serotonin), 에스트라디올 (estradiol), 프로게스테론 (progesterone), 테스토스테론 (testosterone), 코르티손 (cortisone), 및글루코코르티코이드 (glucocorticoide) 를들수있으나, 이들에한정되는것은아니다. 수용체리간드는호르몬, 지질, 단백질, 글라이콜단백질, 신호전달물질, 성장인자, 시토카인, 및다른생물분자들의세포표면수용체상에존재하는것을포함한다. 또한, 표적기는하기일반식의탄화수소로부터선택될수있다 : C x (H20) y, 여기에는단당류, 이당류, 올리고당, 및다당류도포함되며, 글리코사이드결합을포함하는당 분자를이루는다른폴리머도포함된다. 특히바람직한탄화수소는당화단백질 (glycosylated protein) 을포함하는탄화수소성분의전체또는부분으로서, 이는갈락토오스모노머및올리고머, 만노오스, 프럭토오스, 갈락토사민, 글루코사민, 글루코오스, 시알산 (sialic acid) 및특히상기당화성분을포함하며, 이들은특정수용체, 특히세포표면수용체에결합할수있다. 선택되는다른유용한탄화수소는글루코오스모노머및폴리머, 리보오스, 락토오스, 라피노오스 (raffinose), 프럭토오스및다른생물학적으로발생하는탄화수소, 특히다당류로서예를들면아라비노갈락탄 (arabinogalactan), 검아라비카 (gum Arabica), 만남 (mannan) 등을포함하며, 이들은신호-생성제제를세포로유도하는데유용하다. 미국특허 5,554,386과관련된참고문헌은본발명에편입된다. <91> <92> 또한, 표적기는지질기 (lipid group) 로부터선택될수있으며, 이러한지질기는지방, 지방오일 (fatty oil), 왁스, 인지질, 당지질, 테르펜 (terpenes), 지방산및글리세라이드, 특히트리글리세라이드가포함된다. 또한, 에이코사노이드 (eicosanoides), 스테로이드 (steroids), 스테롤 (sterols), 프로스타글란딘, 아편제 (opiate) 및콜레스테롤등과같은호르몬도포함된다. 본발명에따른모든작용기는표적기로선택될수있고, 이는효소억제제, 바람직하게는신호-생성제제를효소의내 / 외부와연결하는억제특성을가진다. 두번째실시예에서, 표적기는신호-생성제제를상기세포, 특히세포질또는특정세포부위나세포핵과같은세포기관으로내재화하거나유입할수있는기능성화합물 (functional compounds) 군으로부터선택될수있다. 예를들면, 표적기는 HIV-1, tat-단백질, 이들의유사물및유도체또는이런방법으로물질을세포내로급속히취하는기능상유사한단백질의전체또는부분을포함하는것이바람직하다. 이들예는 Fawell 등의 PNAS USA 91:664 (1994); Frankel 등의 Cell 55:1189,(1988); Savion 등의 J. Biol. Chem. 256: 1149 (1981); Derossi - 24 -
등의 J. Biol. Chem. 269: 10444 (1994); 및 Baldin 등의 EMBO J. 9: 1511(1990) 에언급되고있으며, 이들은 본발명에편입된다. <93> <94> <95> 또한, 표적기는일명핵분포신호 (Nuclear Localisation Signal: NLS) 에서선택될수있는데, 이는짧은양전하로대전된 ( 기본 ) 도메인하에서세포핵의특정표적구조에결합하는것으로생각된다. 수많은 NLS 및그들의아미노산서열은 SV40 ( 원숭이바이러스 ) large T 항원 (pro Lys Lys Lys Arg Lys Val), Kalderon(1984) 등, Cell, 39:499-509), 테이노산수용체 (teinoic acid receptor)-[ 베타 ] 핵분호신호 (ARRRRP); NFKB p50(eevqrkrqkl; Ghosh 등, Cell 62: 1019 (1990); NFKB p65 (EEKRKRTYE; Nolan 등, Cell 64:961 (1991), 및다른것들 (Boulikas, J. Cell. Biochem. 55(1):32-58 (1994) 등참조 ) 과같은단일의기본 NLS, 및제노퍼스 (xenopus)(african clawed toad) 단백질, 뉴클레오플라스민 (nucleoplasmin)(ala Val Lys Arg Pro Ala Ala Thr Lys Lys Ala Gly Gln Ala Lys Lys Lys Lys Leu Asp), Dingwall, 등., Cell, 30:449-458, 1982 및 Dingwall 등, J. Cell Biol., 107:641-849, 1988과같은이차기본 NLS를포함하는것으로알려져있다. 이들모두는본발명과함께참고문헌으로본명세서에편입된다. 수많은분포연구는보통은상기세포핵에있지않거나리포터단백질과쌍을이루는합성펩티드로만들어진 NLSs가세포핵내에서의이러한단백질과펩티드의증가를초래한다는것을알려준다. 이와관련한대표적인참고문헌은 Dingwall, 및 Laskey, Ann, Rev. Cell Biol., 2:367-390, 1986; Bonnerot, 등, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84:6795-6799, 1987; Galileo, 등, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87:458-462, 1990. 에의해만들어졌다. 간담도계 (hepatobiliary system) 에대한표적기를선택하는것이특히바람직할수있는데, 이는미국특허 5,573,752 및 5,582,814 대응군에서제안된다. 이들두문헌은참고문헌으로본명세서에편입된다. 치료적활성제제 (THERAPEUTICALLY ACTIVE AGENTS) 본발명에따라, 신호-생성제제와함께적어도하나의치료제제 (therapeutic agent) 도선택될수있다. 치료제제는동물, 특히포유동물에서국부및 / 또는전신생리학적및 / 또는약리학적효과를발생하는모든물질을포함하는데, 상기포유동물의예는개나고양이와같은가축, 돼지, 소, 양또는염소와같은농업용짐나르는짐승, 마우스, 쥐와같은실험용동물, 유인원, 침팬지등과같은영장류, 및인간등이며, 이들에한정되는것은아니다. 치료제제는본발명에조성물또는조합물이결정체, 다형또는무정형또는이들의혼합물로존재할수있다. 유용한치료적활성성분은효소억제제, 호르몬, 사이토카인, 성장인자, 수용체리간드, 항체, 항원, 이온-결합물질의군, 또는크라운에테르및다른킬레이트제, 실질적으로상보적인핵산, 전사인자, 톡신등의핵산결합단백질등과같이다수의치료적으로효과적인물질이선택될수있으며, 이들로한정되는것은아니다. 또한, 유용한물질은에리스로포이에틴 (erythropoietin: EPO), 트롬보포이에틴 (thrombopoietin: TPO), IL- 내지 IL-을포함하는인터루킨, 인슐린, 인슐린-유사성장인자 (insulin-like growth factors)(igf-1 및 GF-2 포함 ), 표피성장인자 (Epidermal growth factor: EGF), 변형성장인자 (transforming growth factors)(tgf-[ 알파 ] 및 TGF-[ 베타 ] 포함 ), 인간성장호르몬, 트랜스페린, 표피성장인자, 저밀도지단백질, 고밀도지단백질, 렙틴 (leptin), VEGF, PDGF, 모양체신경영양인자 (ciliary neurotrophic factor), 프롤락틴 (prolactin), 부신피질자극호르몬 (adrenocorticotropic hormone: ACTH), 칼시토닌 (calcitonin), 인간섬모막성생식호르몬 (human chorionic gonadotropin), 코르티솔 (cortisol), 에스트라디올 (estradiol), 난포자극호르몬 (follicle stimulating hormone: FSH), 갑상선-자극호르몬 (thyroidstimulating hormone: TSH), 황체형성호르몬 (leutinizing hormone: LH), 프로게스테론, 테스토스테론, 리신 (ricin) 을포함하는톡신, 및 the publications Physician's Desk Reference, 58 th Edition, Medical Economics Data Production Company, Montvale, N.J., 2004 및 the Merck Index, 13 th Edition( 특히페이지 Ther-1 내지 Ther-29) 에기재된다른모든물질과같은사이토카인을포함하며, 상기두문헌은참고문헌으로본명세서에편입된다. <96> 바람직한실시예에서, 상기치료적활성물질은종양질환및세포또는조직변화의치료를위한활성물질의군에서선택된다. 유용한치료제제의예는알킬설포네이트 ( 예를들면, 부설판 (busulfane), 임프로설판 (improsulfane), 피포설판 (piposulfane)) 와같은알킬화제, 아지리딘 (aziridine)( 예를들면, 벤조데파, 카보큐온 (carboquone), 메투레데파 (meturedepa), 우레데파 (uredepa)) 을포함하는항-종양활성물질 ; 에틸렌이민및메틸렐라민 ( 예를들면, 알트레타민, 트리에틸렌멜라민, 트리에틸렌포스포라마이드 (triethylenephosphoramide), 트리메틸로멜라민 (trimethylolmelamine); 이른바질소머스터드 (nitrogen mustard)( 예를들면, 클로람부실 (chlorambucil) 클로르나파진 (chlornaphazine), 사이클로포스파마이드 (cyclophosphamide), 에스트라머스틴 (estramustine), 이포스파마이드 (ifosfamide), 메클로르에타민 (mechlorethamine), 메클로르에타민옥사이드하 - 25 -
이드로클로라이드 (mechlorethaminoxide hydrochloride), 멜라팔란 (melphalan), 노벰비친 (novembichine), 페네스테린 (phenesterine), 프레드니머스틴 (prednimustine), 트로포스아마이드 (trofosfamide), 우라실머스타드 (uracil mustard); 니트로조우레아화합물 (nitrosourea compounds)( 카무스틴 (carmustine), 클로로조토신 (chlorozotocin), 포텐머스틴 (fotenmustine), 로머스틴 (lomustine), 니머스틴 (nimustine), 라니머스틴 (ranimustine)); 데카바진 (dacarbazine), 만노머스틴 (mannomustine), 미토브라니톨 (mitobranitol), 미톨락톨 (mitolactol); 피포브로만 (pipobromane); 독소루비신 (doxorubicine), 및시스-플라틴 ( 유도체포함 ) 등, 또는이들의유도체를들수있지만, 이들에한정되는것은아니다. 다른바람직한실시예에서, 상기치료적활성물질은아클라시노마이신 (aclacinomycine), 액티노마이신 (actinomycine), 안트라마이신 (anthramycine), 아자세린 (azaserine), 블레오마이신 (bleomycin), 쿡티노마이신 (cuctinomycine), 카루비신 (carubicine), 카르지노필린 (carzinophiline), 크로모마이신 (chromomycine), 덕티노마이신 (ductinomycine), 도노루비신 (daunorubicine), 6-디아조-5-옥슨-1-노리에유신 (6-diazo-5-oxn-l-norieucine), 덕소루비신 (duxorubicine), 에피루비신 (epirubicine), 미토마이신 (mitomycine), 미코페놀산 (mycophenolic acid), 노갈루마이신 (nogalumycine), 올리보마이신 (olivomycine), 페플로마이신 (peplomycine), 플리카마이신 (plicamycine), 포르피로마이신 (porfiromycine), 푸로마이신 (puromycine), 스트렙토니그린 (streptonigrine), 스트렙토조신 (streptozocine), 투베르시딘 (tubercidine), 우베니멕스 (ubenimex), 지노스타틴 (zinostatine), 조루비신 (zorubicine), 상기아미노글리코사이드또는폴리엔또는마크롤라이드항체, 및그들의유도체등을포함하는항바이러스성및항박테리아성활성물질의군에서선택된다. <97> <98> <99> <100> <101> 바람직한실시예에서, 상기치료적활성성분은방사선-증감약물 (radio-sensitizer drugs) 로부터선택될수있다. 또한, 바람직한실시예에서, 상기치료적활성성분은스테로이드성활성물질및비-스테로이드성항염성활성물질의군에서선택될수있다. 또한, 바람직한실시예에서, 상기치료적활성성분은혈관신생 (angiogenesis) 과관련된활성물질, 예를들면엔도스타틴 (endostatin), 안지오스타틴 (angiostatin), 인터페론 (interferones), 혈소판제4 인자 (platelet factor 4: PF4), 트롬보스폰딘 (thrombospondine), 변형성장인자베타, 메탈로프로테아제 (metalloproteinase)-1, -2 및 -3(TIMP-1, -2 및 -3) 의조직억제제, TNP-470, 마리마스테이트 (marimastate), 네오바스테이트 (neovastate), BMS-275291, COL-3, AG3340, 탈리도마이드 (thalidomide), 스쿠알아민 (squalamine), 콤브레스타스타틴 (combrestastatin), SU5416, SU6668, IFN-[ 알파 ], EMD121974, CAI, IL-12 및 IM862 등또는이들의유도체로부터선택될수있지만, 이들에한정되는것은아니다. 또한, 바람직한실시예에서, 상기치료적활성성분은핵산과함께올리고뉴클레오티드를포함하는핵산군에서선택될수있는데, 이들은적어도두개의뉴클레오티드는서로공유적으로결합되어예를들면유전자치료효과또는안티센스효과 (anti sense effect) 를생성하는데, 이에한정되는것은아니다. 핵산은포스포다이에스테르결합을포함하는것이바람직한데, 이는다양한골격 (backbones) 을가진유사물로서포함될수도있다. 유사물은골격으로서예를들면포스포라마이드 (Beaucage 등., Tetrahedron 49(10): 1925 (1993) 및이의참고문헌 ; Letsinger, J. Org. Chem. 35:3800 (1970); Sprinzl 등, Eur. J. Biochem. 81:579 (1977); Letsinger 등, Nucl. Acids Res. 14:3487 (1986); Sawai 등, Chem. Lett. 805 (1984), Letsinger 등, J. Am. Chem. Soc. 110:4470 (1988); 및 Pauwels 등, Chemica Scripta 26:141 91986)), 포스포로티오에이트 (phosphorothioates)(mag 등, Nucleic Acids Res. 19:1437 (1991); 및미국특허 5,644,048), 포스포로디티오에이트 (phosphorodithioates)(briu 등, J. Am. Chem. Soc. 111:2321 (1989), 0-메틸로포스포로아미다이트화합물 (O-methylphosphoroamidite compounds)(eckstein, Oligonucleotides and Analogues 참조 : A Practical Approach, Oxford University Press), 및펩티드-핵산골격및그들의화합물 (Egholm, J. Am. Chem. Soc. 114: 1895 (1992) 참조 ; Meier 등, Chem. Int. Ed. Engl: 31 : 1008 (1992); Nielsen, Nature, 365:566 (1993); Carlsson 등, Nature 380:207 (1996) 을포함하며, 상기문헌은본발명과함께참고문헌으로서본명세서에편입된다. 다른유사물은이온성골격 (Denpcy 등, Proc. Natl. Acad. Sci. 미국 92:6097 (1995) 참조 ), 또는비-이온성골격 ( 미국특허 5,386,023, 5,637,684, 5,602,240, 5,216,141 및 4,469,863; Kiedrowshi 등, Angew. Chem. Intl. Ed. English 30:423 (1991); Letsinger 등., J. Am. Chem. Soc. 110:4470 (1988); Letsinger 등, Nucleosides & Nucleotides 13:1597 (1994); Chapter 2 및 3, ASC Symposium Series 580, "Carbohydrate Modifications in Antisense Research", Ed. Y. S. Sanghui 및 P. Dan Cook; Mesmaeker 등, Bioorganic & Medicinal Chem. Lett. 4:395 (1994); Jeffs 등, J. Biomolecular NMR 34:17 (1994); Tetrahedron Lett. - 26 -