Liposome-포장 tobramycin이 정상가토 망막손상에 미치는 효과

Abstract

[영문]

[한글]

세균성 안내염은 모든 안내수슬 및 안외상추 발생하는 합병증중 가장 치명적인 것으로

치료가 매우 까다로우나, 광범위 항생제 특히 aminoglycoside계의 약재들을 초자체내에

직접 주사하는 것이 가장 유효한 치료방법으로 알려져 있다. 그러나 항생제의 초자체내

직접 주사는 망막에 독성작용을 유발한다는 점과 1회 주사시 초자체내 항생재의 유효농도

지속시간이 너무 짧아 자주반복 주사하여야하는 문제점등으로 임상에서 아직 널리 실행

되지는 못하고 있는 실정이다.

Aminoglycoside제재에의해 유발되는 망막의 독성작용은 phospholipid 뿐만 아니라 glyc

oprotein등의 대사과정 장애로 인해 발생되는 것으로 망막의 조직학적 변화는 각각의 항

생제에 따라서 약간씩 다르지만, 대개 독성유발 한계용량정도에선 망막색소상피세포내에

지방물질들의 축적에 의한 lysosome의 과적과 함께 시세포 의절의 파괴현상등이 공통적으

로 발생하고, 점차 용량이 증가하면서 망막 전층의 괴사가 발생하는 것으로 알려져 있다.

이상의 독성작용을 줄이기 위해 여러 연구가 활발히 진행중인데 최근 이중막성 구조의

지질 소포체인 liposome(1969; Bangham)을 이용해 약제를 포장함으로써 약제자체의 조직

에 대한 독성을 감소시킬 수 있다는 것이 규명되어졌다. 본 실험에서는 비교적 포장율이

좋고 내부 용적이 큰 것으로 알려진 reverse phased evaporation 방법을 사용하여 liposo

me을 제작하였으며, totramycin의 포장율은 약 59%였고 고배율(×165,000) 전자현미경하

에서 관찰한 결과 tobramycin이 들어있는 중앙의 액채핵을 이중막성구조의 지질막이 여러

겹으로 둘러싸고 있는 서로 다른 크기의 multilamellar liposome이 모여있는 깃을 확인할

수 있었다.

이에 본 저자는 liposome으로 tobramycin을 포장후 가토의 초자채내에 주사시 나타나는

tobramycin의 망막에 대한 독성작용의 변화여부와 독성유발 한계용량을 조사하기위헤 li

posome포장 tobramycin, tobramycin 주사액, tobramycin 주사액과 빈 liposome의 혼합액,

빈 liposome 및 생리식염수등을 각각 초자채내에 주사한 후 일정 시간별로 나타나는 망

막의 독성변화에 대해, 광학 및 전자현미경을 이용한 조직학적 검사와 함께 망막전위도를

이용한 기능적 변화에 대한 검사를 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. Tobramycin주사액을 초자체내에 주사시 500 μg의 용량에선 망막에 특별한 기능 및

조직학적 변화가 없었으나 750 μg이상의 용량에서 약물에 의한 독성변화가 발생했다.

2. Liposome-포장 tobramycin주사액을 초자체내에 주사시 1500 μg의 용량에서 약물에

의한 독성변화가 발생했다.

3. Tobramycin주사액과 빈 liposome죄 혼합액을 초자체내에 주사시 750μg 이상의 용량

에서 tobramycin주사액 사용시와 유사한 독성변화가 발생했으며, 빈 liposome 및 생리 식

염수등을 초자체내에 주사시엔 망막에 특별한 독성변화가 발생하지 않았다.

이상의 결과를 종합해블메 tobramycin의 초자체내 주사시 망막에 독성을 유발하지 않는

한계용량(threshold dose)은 tobramycin을 단독 주사시애는 500 μg 정도인 것에 비해 l

iposome으로 tobramycin을 포장해서 사용하면 약 2배정도 증가한 1000μg 정도인 것을 알

수가 있었다. 이는 liposome으로 포장함으로써 약제 자체의 망막에 대한 독성을 감소시

킨 결과로 생각되어지는 바, 따라서 향후 세균성 안내염 치료시 lipesome-포장 tobramyci

n의 초자체내 주사가 좀 더 안전하고 유용한 투약방법으로 사용될 수 있으리라고 기대된

다.

The effeet of liposome-encapsulated tobramycin on the retina in normal rabbits

Seung Jeong Lim

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Profeseor Hong Bok Kim, M.D., Ph.D.)

The intravitreal injection of broadspectrum antibiotic such as aminoglycoside

agent has become the most effective method of treatment for bacterial

endophthalmitis. Nevertheless, we can't use the intravitreal injectien of the

antibiotics for the choice of treatmeut safety and widely due to the toxic reaction

of the retina and the short duration of effictive antimicrobial level above the

minimal inhibitory concentration.

Liposomes, which are small bilayer vesicles, have been used to entrap aqueous

drug solutions for reducing the toxicity of the drug and causing slow release. In

these studies, we encapsulated tobramycin into liposome by the reverse phased

evaporation method. The final encapsulated rate of liposomal suspension containing

tobramycin was 59%. The various sized multilamellar liposome-encapsulated

tobramycin was observed under the high power field(× 165,000) of electron

microscope.

To determine whether liposome-encapsulated tobramycin is less toxic than

commercial tohramycin, and the threshold dose of liposome-encapsulated tobramycin

required to produce toxic reactions when injected intravitreallr in rabbit, we used

liposome-encapsulated tobramycin, tobramycin in PBS, mixture of tobramycin and

liposome-encapsulated saline, and normal saline respectively. After injection, we

examined the histologic finding of the retina under light and electron microscope

and the functional change of the retina with electro retinography.

The final results are summarized as follows:

1. There was neither functional nor histologic toxic findilg in the retina of the

eye with intravitreal injection of 500 μg commercial tobramycin but dosage more

than 750 μg of tobramycin produced toxic reactions.

2. Both functional and histologic toxic reactions were found in the retina with

dosage 1500 μg of tobramycin when liposome-encapsulated tobramycin was injected

intravitreally.

3. The mixture of tobramycin and liposome-encapsulated saline produced similiar

toxic reactions of the retina as tobramycin used alone wlth dosage more than 750

μg of tobramycin. Neither liposome-encapsulated saline nor normal saline produced

toxic reaction of tbe retina.

The above results indicated that liposome encapsulation markedly reduced the

ocular toxicity of tobramycin and that as much as 1000 μg of liposome-encapsulated

tobramycin may be tolerated by the intravitreal route in the rabbit eye. Thereby,

the results of this study offer some hope that we may use the method of

intravitreal injection of liposome-encapsulated tobramycin safely and efficiently

for the treatment of bacterial endophthalmitis in the near future.