주사기를 대체할 약물전달 캡슐

       

주사기를 대체할 약물전달 캡슐  건강 및 의학 / 과학  2014/10/03 09:00 http://blog.naver.com/hansyoo/220139267272 전용뷰어 보기 주사기를 대체할 약물전달 캡슐 October 1, 2014, ScienceDaily 출처: MIT 요약: 아주 작은 바늘로 코팅된 약이 소화관 내벽으로 직접 약을 전달할 수 있다. 주사기가 사라질 날이 멀지 않았다. 속이 빈 바늘이 달린 현미침(顯微針) 알약. 약이 소화관 내 원하는 장소에 도달하면 캡슐을 둘러싼 pH에 민감한 코팅부가 녹으면서 약물이 현미침을 통해 방출된다. Credit: Christine Daniloff/MIT, based on images by Carol Schoellhammer and Giovanni Traverso      그럴 수만 있다면 대부분의 환자들은 주사 대신 입으로 먹는 경구투입(經口投入) 약물을 선호할 것이다. 하지만 불행하게도 많은 약들이, 특히 큰 단백질로 만들어지는 경우, 알약으로 투입될 수 없다. 원하는 곳으로 흡수되기 전에 뱃속에서 분해되기 때문이다.    이 같은 장애를 극복하기 위해서 MIT 및 MGH(Massachusetts General Hospital, 매사추세츠 일반 병원)의 연구원들은 아주 작은 바늘로 코팅된 약제용 캡슐을 고안했다. 이 캡슐을 삼키면 뱃속 소화관 안벽으로 직접 약물을 주입할 수 있게 된다. 동물 실험을 통해 연구원들은 이 캡슐이 피하 주사보다 인슐린을 보다 효율적으로 전달할 수 있음을 알았다. 또한 캡슐이 소화관 안을 통과하는 동안 해로운 부작용도 없었다. MIT의 코크(Koch) 통합 암 연구소 연구원이자 MGH의 위장병학자인 죠반니 트래버소(Giovanni Traverso)는 앞으로 환자들이 수액(infusion)이나 피하 약물 주사를 배제할 방법일 수 있다고 말한다. 그는 저널(Journal of Pharmaceutical Sciences)에 실린 논문의 선임저자이다.    인슐린으로 테스트를 해보았지만, 항체(antibodies) 같은 바이오생약의 전달에 가장 유용할 것으로 연구원들은 예상하고 있다. 이들은 암 치료 또는 관절염과 크론병 같은 자가면역질환 치료에 사용된다. 이 같은 종류의 약물은 생물학적 치료제, 또는 바이오로직스(biologics)라고 하는데, 백신이나 재조합 DNA 및 RNA가 여기에 포함된다.    이번 논문의 선임 저자이자 화공학과 대학원생인 칼 슐래머(Cark Schoellhammer)에 따르면, 바이오로직스 약물은 크기가 커서 흡수되지 않으며, 게다가 흡수가 되기도 전에 소화관 내에서 산 및 효소에 의해 분자 상태로 분해되어 효력이 나타나지 않게 된다고 한다.     안전하고 효율적인 약물 전달    과학자들은 바이오로직스 약물을 전달할 수 있는 현미입자나 나노입자를 설계하려고 노력해왔다. 그러나 이런 입자들은 생산하기 비싸고 약물마다 새로운 공정이 필요했다.    슐래머, 트래버소, 그리고 그들의 동료들은 다양한 약물을 전달할 수 있는 플랫폼 역할을 해 줄 캡슐 디자인에 착수했다. 전달 과정에서 약물 손상을 방지하고 소화관 안벽에 직접 약뮬을 주입할 수 있어야 했다. 그들이 준비한 프로토타입 아크릴 캡슐은 길이 2cm에 직경 1cm, 약물 저장소가 있고, 약 5mm 길이의 속이 빈 스테인리스 스틸 바늘로 코팅되어 있다.    환자는 날카로운 물체를 잘못 삼켰을 경우, 즉, 짧은 바늘로 코팅된 캡슐을 삼켜도 안전할 수 있다. 소화관에는 고통을 느끼는 통증수용기가 없어서 환자는 고통을 느끼지 않는다.     이 캡슐이 안전하고 효율적으로 약물을 전달하는가를 알아보기 위해서 연구원들은 실험용 돼지로 테스트했다. 전달될 약물로 인슐린을 사용했다. 캡슐이 소화관 전체를 돌아 나오는 데는 1주일 이상이 걸렸는데, 그 동안 조직 손상 흔적이 없었고, 따라서 새로운 시도가 잠재적으로 안전한 것임을 제시하였다.    마침내 현미침은 위와 작은창자, 그리고 결장으로 성공리에 인슐린을 주입했고, 실험용 동물의 혈당 레벨을 떨어뜨렸다. 그리고 혈당 감소 속도는 같은 양의 피하 주사 대비 더 빨랐다. 트래바소는 기존 피하 투여 방법보다 새로운 방법이 더 빠르고 효과 측면에서 더 낫다고 하면서, 흡수가 특히 어려운 분자의 경우 이 방법이 훨씬 높은 효율을 올릴 수 있는 방법이라고 말한다.    캘리포니아 대학 산타바바라(Santa Barbara) 캠퍼스 화공학과 교수 사미르 미트라고트리(Samir Mitragotri)는 이번 연구에 참여하지는 않았지만 새로운 방법이 매우 흥미롭다고 말한다. 약물의 경구 투여가 어려운 과제인데, 특히 단백질의약품(protein drug)의 경우가 어렵다고 한다. 따라서 주사기와 주사 바늘을 사용하지 않는 새로운 방법을 찾는 중이라고 한다. ※ 단백질의약품, Protein Drug. 유전자 재조합 기술이나, 세포 배양기술, 바이오 공정기술을 바탕으로 의약용 단백질을 미생물이나 동물세포시스템을 이용한 대량생산을 통해 질환치료의 목적 등에 사용하는 제품     최적화    보통은 주사기를 사용하는 백신 투여에도 새로운 방법이 이용될 수 있다고 연구원들은 말한다.    연구팀은 캡슐이 소화관을 통과하는 동안 위장의 연동이나 수축 운동 시에 서서히 (캡슐에서) 약물을 짜낼 수 있도록 수정할 계획이다. 또한 녹아내리는 폴리머나 설탕으로 바늘을 만드는 방법도 연구 중인데, 그렇게 되면 소화관 안벽에서 분리되어 점착된 다음 서서히 분해되면서 안에 있는 약물을 방출하게 된다. 그렇게 되면 더욱 안전한 캡슐이 될 것이다.   Journal Reference: 1.Giovanni Traverso, Carl M. Schoellhammer, Avi Schroeder, Ruby Maa, Gregory Y. Lauwers, Baris E. Polat, Daniel G. Anderson, Daniel Blankschtein, Robert Langer. Microneedles for Drug Delivery via the Gastrointestinal Tract. Journal of Pharmaceutical Sciences, 2014; DOI: 10.1002/jps.24182     - 네이버 블로그 <Physics of Dream>  hansyoo 님의 글 중에서 전재.. 현미침, 약물전달 [출처] 주사기를 대체할 약물전달 캡슐|작성자 HANS