초음파를 이용한 마이크로제트 약물 투여 패치

(Credit: MIT)

경구용 약물과 주사제는 대표적인 약물 전달 방식입니다. 전자의 경우 편리하기는 하나 흡수율과 파괴되는 양을 생각하면 많은 양의 약물을 주입해야 하고 후자의 경우 찌를 때마다 불편합니다. 따라서 미세침 패치를 비롯한 여러 가지 대안이 나오고 있습니다.

MIT의 연구팀은 좀 더 색다른 대안을 개발했습니다. 바로 초음파를 이용하는 것입니다. 초음파는 이미 진단 영역에서 널리 사용되고 있지만, 조금 구조를 바꾸면 약물 전달 용도로 사용할 수 있습니다. 연구팀은 피부에 부착할 수 있는 하이드로겔 층 사이에 전선 역할을 하는 구리층을 넣고 약물을 넣은 네 개의 초음파 변환기 (transducer)를 이용해 초음파 약물 전달 시스템을 개발했습니다.

연구팀이 개발한 Conformable Ultrasound Sonophoresis Patch (cUSP)는 초음파로 작은 기포를 만들면 이 기포가 터지면서 마이크로제트를 생성하는 방식으로 약물을 전달합니다. 미세하지만 강력한 제트 덕분에 약물은 피부 세포 사이를 쉽게 뚫고 들어가 피부와 그 아래로 전달됩니다.

(동영상)

돼지 피부를 이용한 실험에서 초음파 패치는 비타민 중 하나로 선크림이나 보습제 등에 많이 들어가는 니아신아마이드의 전달량을 26배나 높였습니다. 또 다른 무통증 약물 전달 패치 기술인 미세침 패치와 비교하면 약물 전달 시간을 6시간에서 30분으로 단축할 수 있는 것으로 나타났습니다.

이 초음파 패치는 미세침 패치보다 더 깊이 들어갈 수 있으면서도 마이크로제트가 더 미세해 통증이 없으며 약물 전달 시간이나 양을 알맞게 조절할 수 있습니다. 따라서 인슐린처럼 계속 맞아야 하는 약물 투여에 적합합니다. 또 침투 깊이도 조절할 수 있어 피부 병변이나 상처 등에 맞춤형으로 약물을 투여할 수 있습니다.

디자인이 뭔가 미래 지향적인데 과연 실용적인 약물 전달 기술이 될 수 있을지 주목됩니다.

참고

https://newatlas.com/medical/painless-patch-ultrasound-deliver-drugs-skin/

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202300066

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