(Credit: Zhang, X., et al. Microsyst Nanoeng 11, 223 (2025).)
미세침패치 (microneedle patch)는 일반적으로 사용하는 하나의 긴 주삿바늘 대신 통각 신경을 찌르지 않는 깊이까지 파고 들어가는 여러 개의 미세침을 이용한 패치로 통증 없이 간편하게 붙여서 주사제를 투여할 수 있는 방법으로 주목받고 있습니다.
칭화대 선전 국제 대학원의 샤오펭 장 (Xiaopeng Zhang, Institute of Biopharmaceutical and Health Engineering, Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University)과 동료들은 여기서 한 번 더 미세침을 개량해 서로 같이 투여하기 힘든 약물을 피부에 효과적으로 투여하는 용해성 기포 미세침 패치(Dissolved Bubble Microneedle Patches, DBMNPs)를 개발했습니다.
흥미롭게도 연구팀이 첫 목표로 삼은 질환은 난치성 질환은 아니지면 매우 흔한 문제인 여드름 치료였습니다. 일반적으로 여드름 치료제는 성질에 따라 수용성(물에 잘 녹는)과 지용성(기름에 잘 녹는, 소수성)으로 나눌 수 있는데, 서로 물과 기름이기 때문에 섞이지 않아서 한 번에 투여하기 힘들었습니다.
연구팀은 미세한 거품을 이용해 미세침 내부에 '중공 기포(Hollow Bubble)' 구조를 설계했습니다. 그리고 미세침의 본체에는 수용성 약물을, 기포의 벽면 등 특정 부위에는 지용성 약물을 분리하여 투여하는 방법을 고안했습니다. 덕분에 여드름의 여러 약물을 하나의 패치에 담아 동시에 투여할 수 있게 되었습니다. (사진 참조)
연구팀에 따르면 이 방법은 단순히 여러 약물을 동시 투여하는 것만이 장점이 아니라 순차적 투여가 가능하다는 매우 독특한 장점이 있습니다. 여드름 치료는 각질 제거, 항염, 항균 과정이 단계적으로 필요합니다. 이 미세침 패치는 침 본체에서 염증을 가라앉히는 수용성 성분을 먼저 빠르게 방출하여 즉각적인 통증과 붓기를 완화합니다. 그리고 항균 성분이나 각질 용해제를 기포에서 천천히 방출하여 지속적인 치료 효과를 유지합니다. 이는 단순히 약물을 바르는 것보다 훨씬 더 생물학적 치료 주기(biological needs)에 최적화된 방식입니다.
그리고 미세침이 피부 장벽을 직접 통과하여 환부 깊숙한 곳에 약물을 직접 주입하기 때문에 소량의 약물로도 극대화된 효과를 낼 수 있으며, 먹는 약이 가진 전신 부작용을 피할 수 있습니다. 또한, 사용 후 미세침에 의해 생긴 미세한 구멍은 5분 이내에 폐쇄되어 추가적인 감염이나 자극 걱정이 거의 없다는 게 연구팀의 설명입니다.
마지막으로 흥미로운 사실은 미세침 자체가 용해된다는 것입니다. 연구팀이 개발한 미세침은 금속이나 플라스틱으로 된 기존 미세침과 달리 생분해성 소재인 히알루론산(Hyaluronic acid)으로 만들어졌습니다. 따라서 피부에 붙이면 미세침 자체가 녹아서 사라지기 때문에, 패치를 떼어낸 후 날카로운 의료 폐기물이 남지 않습니다. 이는 집에서도 누구나 안전하고 간편하게 사용할 수 있게 하며, 병원 치료 의존도를 낮출 수 있는 상업적 잠재력을 가집니다.
다만 이렇게 좋은 이야기와는 달리 실제로 사람에서도 효과적이고 안전한지는 아직 검증되지 않았습니다. 이론적인 가능성은 커보이지만, 실제로도 가능성이 큰지 앞으로 검증이 필요합니다. 아무튼 이론적으로는 상당히 그럴듯해 보입니다. 실제 임상 시험을 통과하고 임상에서 활용될 수 있을지 궁금합니다.
참고
https://newatlas.com/medical/microneedle-patch-bubbles-acne/
Zhang, X., Zhao, X., Li, Y. et al. Dissolved bubble microneedle patches for co-delivery of hydrophobic and hydrophilic drugs to improve acne vulgaris therapy. Microsyst Nanoeng 11, 223 (2025). https://doi.org/10.1038/s41378-025-01079-y
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