[한국기술뉴스] 인제대학교 의용공학부 정옥찬교수 연구팀은 다양한 종류의 약물을 저장하는 용해성 마이크로 니들을 개발했다. 개발된 기술은 인제대학교 산학협력단을 통해 2021년 05월 10일 특허를 출원(출원번호 제1020210059838호)했다. 특허 명칭은 '약물 저장공간을 갖는 마이크로 니들 및 이의 제조방법’이다. 산학협력단은 특허가 산업에서 활용될 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.
 

[기자]

마이크로 니들 패치는 피부 장벽층인 각질층을 통과해 신체 내부로 약물을 전달하기 위해 개발된 약물 전달 시스템입니다. 경구 투여 방식보다 생체이용률을 향상할 수 있으며 부작용을 최소화할 수 있습니다. 일반적으로 마이크로니들은 몰드를 사용하여 제작합니다. 몰드에 액상 폴리머를 도포하고 경화 과정을 통해 몰드의 역상을 복제하는 방식으로 제작합니다. 그러나 폴리머를 몰드에 충전하는 과정에서 필연적으로 공기 방울이 잔존하게 됩니다. 이러한 현상으로 인해 마이크로 니들 끝단 구조가 불완전해지거나 약물 함유량에 대한 불확정성을 내포하게 됩니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 인제대학교 연구팀은 니들을 제작하기 위한 몰드의 양면을 가공해 매우 크기가 작은 관통형 구멍을 갖는 몰드를 제작했습니다.

폴리머가 채워지는 동안 몰드 구조 안의 공기가 관통형 구멍을 통해 자연스레 배출되는 방식으로 해결하였습니다. 또한, 마이크로 니들 패치에 함유되는 약물에 따라 니들 구조의 기계적 특성이 달라질 가능성이 매우 높습니다. 그래서 본 연구팀에서는 기계적 강도는 유지하되 다양한 약물을 탑재 가능한 형태의 별도의 약물 저장 공간을 갖는 마이크로 니들 플랫폼 기술을 개발하게 되었습니다.

연구 결과는 다음과 같습니다. 폴리머의 점성 및 양에 따라 2가지 형태의 마이크로 니들 제작이 가능합니다. 점성이 낮거나 도포되는 양이 많으면 니들 구조의 내부가 완전히 채워지게 되는 solid 니들을 제작할 수 있습니다. 점성을 높이거나 점성이 큰 폴리머인 경우 그 양이 적다면 몰드의 표면을 따라 흐르는 특성이 있습니다. 이러한 현상을 이용하여 몰드 구조의 표면만 복제한 형태인 니들 구조의 내부가 비어있는 약물 저장 공간을 갖는 니들 제작이 가능합니다. 양면이 가공된 실리콘 몰드 즉, 공기 배출구가 형성된 몰드를 준비합니다. 이후 폴리머를 도포하고 음압을 인가하여 약물 저장이 가능한 공간을 갖는 마이크로 니들을 제작합니다. 그리고 해당 공간에 약물을 주입하고 상단에 폴리머를 도포하여 경화 공정을 수행합니다.

약물과 니들 구조를 완전히 분리함으로써 마이크로 니들에 다양한 약물을 탑재할 수 있습니다. 또한, 폴리머의 양을 조절해 약물의 저장 공간을 늘릴 수도 있습니다. 즉, 폴리머의 양을 조절해 약물 저장 부피도 미세 조절이 가능합니다.
본 발명은 탑재되는 약물의 종류의 상관없이 다양한 약물 탑재가 가능한 별도의 약물 저장 공간을 갖는 마이크로 니들 구조 제작 방법입니다.