| 초록 |
#5월 우수전문가 동향보고서(KOSEN Expert Insight)# 이 자료는 연세대학교에 계신 이강주전문가 께서 작성해주셨습니다. 1. 개요 이번 동향 보고서에서는 여러 분야에서 다양한 형태로 개발된 마이크로니들 (microneedle, MN) 의 상업화 상황을 검토한다. 생체 조직으로의 적용 편의성, 최소 침습성 및 높은 약물 전달 효과를 바탕으로, MN은 지난 20년 동안 경피적 약물 전달을 위해 광범위하게 개발되어왔다. 특히, 그동안의 의미 있는 임상 연구 결과들은 MN 기술의 상용화를 빠르게 진전시켰다. 혈관 및 근육 주사를 대체하기 위해 유체 주입을 효과적으로 하기 위하여 장치와 통합된 MN, 주삿 바늘 처럼 기존의 일회용 주사기 장착 후 버릴 수 있는 disposable MN이 개발되었다. 다른 한편으로는 약물이 함유된 MN 패치 형태를 통해 백신 접종과 미용 분야를 중심으로 상품이 개발되고 있다. 또한 상업화를 위한 MN 기술은 현재 electroporation 같이 기존 기술과의 통합을 통한 약물 전달률 향상과 혈당 센서에 현재 적용되고 있다. 2. 마이크로니들을 통한 유체 약물 주입 시스템 주입 장치와 통합된 MN : 유체 형태 약물을 경피적 루트를 통해 주입하기 위해 누구나, 일정하고 손쉽게 투약할 수 있도록 각 특성에 맞는 주입 장치에 MN이 통합된 약물전달 시스템이 상용화 되고 있다. MN 은 그 내부 혹은 연결된 저장소에 약물이 미리 채워져 있거나, 고형의 MN 자체에 약물이 함유되었다가 주사 후 분리가 가능한 형태가 대부분이다. Becton Dickenson (BD) 사의 Soluvia trade; 와 Clearside Biomedical Inc. 의 안구 내 약물 전달을 위한 SCS (suprachoroidal space, 맥락막상공간) microinjector 가 그 대표적인 예이다. BD사의 Soluvia trade; 1.5 mm 길이의 30G MN 에 약물을 미리 채워 넣고 스프링 반발력으로 피부 내 조직으로 주입이 가능하다. SCS microinjector 는 33G 스테인리스 MN을 레이저가공과 전해연마를 통해 700~800 mu;m 길이로 정밀가공하여 약물을 저장소에 미리 채워 넣고 MN을 통해 안구 내로 전달한다 [1]. BD 사는 700명을 대상으로 3500회의 약물 주입 임상시험을 진행하여 그 안전성을 검증하고 있으며 [2], 여리 인종, 성별, 나이 대, 몸무게에 대해 모두 원활한 MN 주사가 가능함을 입증하였다 [3]. Sanofi Pasteur 사 에서는 BD 의 기술을 활용하여 Fluzone ? Intradermal Quadrivalent 의 FDA 승인을 받았다. 또 다른 예로는 고형의 인슐린을 주입할 수 있는 JUVIC의 Microlancer 이다 [4]. 원뿔형의 약물이 함유된 MN을 필러 (pillar) 를 사용하여 반발력으로 피부 조직으로 전달하는 방식으로, 높이 600 mu;m, 밑지름 252 mu;m 의 MN를 통해 깊이 50 ~ 100 mu;m 으로 약물을 전달한다. Disposable MN : 기존의 일반적인 주사기와 결합하여 혈관주사, 근육주사를 대체하기 위한 일회용 MN 또한 상업화가 활발하게 진행되었다. 약물을 미리 주입하지 않고 일반 주사기와 같이 주사 직전에 약물을 주사기에 넣어 사용하는 이 형태는 유체 형태라면 무엇이든지 주사가 가능하다. 이미 판매되고 있는 일반적인 주사기와 호환이 가능한 MN 팁과 좀 더 효율적인 주사를 위한 주입기까지 개발되고 있다. NanoPass Technologies Ltd . 사의 MicronJet 600 trade; 과 Debiotech 의 Debioject trade; , NanoBiosciences 에서 개발한 AdminPen trade; 은 모두 일반적인 주사기에 결합하여 약물을 전달할 수 있는 시스템이다. MicronJet 600 trade; 의 경우 실리콘 에칭 공정을 통해 만들어진 피라미드 형상의 높이 600 mu;m의 중공형 MN 이며 [5] Debioject trade; 은 높이 350 ~ 900 mu;m [6], AdminPen trade; 은 판형의 높이 500 ~ 1400 mu;m 의 MN을 사용한다 [7]. MicronJet 600 trade; 은 FDA의 510k 와 CE mark를 획득하였고, Debioject trade; 는 CE mark를 획득하였다. MicronJet 600 trade; 의 경우 현재 FDA 본 약물전달 시스템을 사용하여 알러지 및 암 치료 모델에서 임상 2상 실험 진행 중이다. 3M trade; hollow microstructured transdermal system (hMTS) 과 Microdermics 사에서는 효과적인 약물 전달을 위해 MN을 비롯한 주사 시스템까지 개발하였다. 3M의 hMTS 시스템은 고분자 MN을 다양하게 제작할 수 있는 플랫폼을 확립하여 약 0.5 ~ 2 mL 의 약물 제형을 전달할 수 있으며 [8, 9], 이를 바탕으로 Panacea Pharmaceuticals Inc. 사에서는 본 시스템을 사용하여 면역계 약물을 적용해 FDA 임상 1상을 진행 중이다. Bayer HealthCare 에서는 자동으로 약물 주입이 가능한 펜 타입 MN 주입기를 개발하였다 (BETACONNECT trade; ). BETACONNECT trade; 은 스마트폰 앱 myBETAapp trade; 을 사용하여 0.25 ~ 1 mL의 약물을 깊이 8 ~ 12 mm 로 조절해 약물을 전달할 수 있으며, 2015년 FDA 판매 승인을 받았다. 3. 마이크로니들 패치 약물전달시스템 MN 백신 접종 패치 : 개발도상국가들의 예방접종은 많은 인력과 비용을 소모한다. 개발도상국까지 유체 형태의 백신을 운반하기 위한 냉동 운반 루트가 확보되어야 하며, 이를 위한 도로 등의 사회 인프라 시설, 무엇보다도 접종을 위한 전문 의료 인력이 필수적이다. 이러한 문제점을 해결하고자 15여 년 전 부터 MN 을 사용하여 경피적 약물 전달을 통한 면역 치료가 개발되기 시작했으며 현재는 다양한 백신을 MN 패치를 사용하여 적용하기 위한 임상실험이 상업화 직전까지 도달해 있다. Micron Biomedical, Inc. 과 Vaxxas 는 vaccine이 코팅된 MN 패치 개발을 전 세계적으로 선도하고 있다. Micron Biomedical의 MN 패치는 BAND-AID ? 와 유사한 형상으로 개발되어 누구나 손쉽게 피부에 적용할 수 있어 전문인력의 수요를 줄일 수 있다. 최근의 FDA 임상 1상 결과에서는 안전성과 효과적인 면역획득을 확인하였다. Vaxxas 의 Nanopatch trade; 호주 임상실험 등록 결과에 따르면, 쥐 동물실험을 통해 기존의 약물 양의 1/100 만 사용하면서도 더욱 더 효율적인 면역효과를 보여주었다. 또한 다양한 형태의 주입 도구를 사용하여 보다 더욱 MN 패치의 효율성을 높이기도 한다. Corium International Inc. 에서 개발한 MicroCor ? 은 녹는 MN을 사용하여 약물의 안정성을 좀 더 높였다. Zosano Pharma 사의 adhesive dermally applied microarray (ADAM) 라 불리는 약물전달 시스템은 MN 패치와 피부와의 대면적 접촉을 좀 더 균일하게 하기 위한 sliding 방식의 장치를 고안하였다. 이를 사용하여 임상 1상에서는 구강투여에 비해 3배 더 높은 질병 치료 효과를 보였으며 현재 임상 3상이 진행 중이다 [10]. MN 미용 패치 : MN 패치는 이러한 고효율, 장착 용이성, 무통의 성질을 활용하여 상대적으로 임상적 적용이 자유로운 미용 분야에서 가장 활발하게 상업적 개발이 진행되고 있다. 대부분 미용 목적의 MN 패치는 기본적으로 히알루론산을 약물 제형으로 활용한다. 히알루론산은 피부의 수분 공급을 원활하게 하고 저분자 약물을 함유할 수 있기 때문에 일반적인 몰딩 공정을 통해 녹는 MN 형태로 개발되고 있다. Karatica Co., Ltd. 에서는 눈과 입 주변 피부에 적용하여 주름 개선 효과가 있는 MN 패치를 개발 및 판매하고 있다. I rsquo;m Fill Needle Patch |
