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KR101491075B1 - 마이크로니들 디바이스 - Google Patents

마이크로니들 디바이스 Download PDF

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KR101491075B1 KR20130014887A KR20130014887A KR101491075B1 KR 101491075 B1 KR101491075 B1 KR 101491075B1 KR 20130014887 A KR20130014887 A KR 20130014887A KR 20130014887 A KR20130014887 A KR 20130014887A KR 101491075 B1 KR101491075 B1 KR 101491075B1
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Abstract

본 발명은 체내로 삽입된 마이크로니들의 단면적이 감소하더라도 장기간에 걸쳐 체내로 투여되는 약물의 농도를 동일하게 유지하거나, 또는 환자의 약품 투여 패턴에 맞추어 체내로 투여되는 약물의 양을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 서로 다른 약물을 동시에 체내로 투여할 수 있게 하는 마이크로니들 다바이스에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 기판과, 기판 상에 지지되면서 피부를 통한, 또는 피부로의 치료제의 경피 전달을 용이하도록 각질층을 관통하는 마이크로니들을 포함하는 마이크로니들 디바이스에 있어서, 마이크로니들은, 약물이 함유된 고분자 수지를 경화시켜 형성되는 내층과 외층을 포함하며, 외층은 내층의 외면 및 선단을 감싸도록 형성된다.

Description

마이크로니들 디바이스{MICRONEEDLE DEVICE}
본 발명은 마이크로니들 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 체내로 삽입된 마이크로니들의 단면적이 감소하더라도 장기간에 걸쳐 체내로 투여되는 약물의 농도를 동일하게 유지하거나, 또는 환자의 약품 투여 패턴에 맞추어 체내로 투여되는 약물의 양을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 서로 다른 약물을 동시에 체내로 투여할 수 있게 하는 마이크로니들 다바이스에 관한 것이다.
약물전달시스템(drug delivery system; DDS)은 약리학적 활성을 갖는 물질을 다양한 물리화학적 기술을 이용하여 최적의 효력을 발휘하도록 세포, 조직, 장기 및 기관으로 전달을 제어하는 일련의 기술을 의미한다. 경구용으로 약물을 인체가 섭취하는 경우가 가장 일반적인 약물전달시스템이며, 이외 국부에 적용할 수 있는 경피투과형 약물전달시스템 등이 있다.
약물과 같은 약제학적 물질을 효율적이고 안전하게 투여하기 위한 중요성은 오래전부터 인식되어 왔다. 전통적인 액상의 약제를 주사하는 방법은 150년 이상 동안 금속재질의 주사기가 환자의 약물 투여에 사용되어 왔으나, 통증을 동반하며 약물의 주입이 일시적이라는 단점을 가지고 있다.
이와 같은 금속재질의 주사기를 사용한 약물 투여 방식을 개선하고자 현재 펜형 주사기보다 훨씬 작은 마이크로 크기의 경피투과형 마이크로니들이 제작되어 활용되고 있다.
일반적으로 마이크로니들은 피부 미용 물질이나 약물을 피부 조직 내에 주입하거나 피부의 내부로부터 혈액과 같은 체액의 추출을 위한 기구인데, 이러한 마이크로니들은 국부적이면서 지속적인 약물 주입이 가능하고, 피부에 삽입 시 통증을 최소화할 수가 있으므로 최근 다양한 분야에서 사용이 매우 급증하고 있는 추세이다. 그 대표적인 예로는 멀미(motion sickness) 방지를 위해 패치(patch), 및 금연을 돕기 위한 니코틴(nicotine) 패치, 통증 완화를 위한 패치, 비교적 최근에 개발된 치매(dementia) 및 파킨슨 병(Parkinson's disease) 치료를 위한 패치 등을 들 수 있다.
이와 같은 마이크로니들을 이용한 경피투과형 약물전달시스템은 경구 복용 및 피하 주사에 비해서 쉬운 사용법, 저가, 뛰어난 약물 방출 제어 등의 장점을 가지고 있다.
그런데, 종래 마이크로니들에서는 동일한 농도를 가지는 하나의 약물만이 함유되기 때문에 체내로 삽입된 마이크로니들의 단면적이 축소되면 약물의 농도 또한 감소하는 문제점이 있었다.
게다가, 환자 개개인의 특성에 맞추어 약물 투여 패턴, 즉 점층적으로 투여되는 약물을 줄이거나, 또는 점층적으로 투여되는 약물을 늘려야하는데, 종래 마이크로니들에서는 이러한 약물 투여 패턴을 조절할 수 없을 뿐만 아니라 서로 다른 기능의 약물을 동시에 투여할 수 없는 문제점이 있었다.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제 2010-0025509호(공개일자: 2010년 03월 09일, 명칭: "마이크로니들 디바이스 및 그의 제조방법")가 있다.
본 발명은 체내로 삽입된 마이크로니들의 단면적이 감소하더라도 장기간에 걸쳐 체내로 투여되는 약물의 농도를 동일하게 유지하거나, 또는 환자의 약품 투여 패턴에 맞추어 체내로 투여되는 약물의 양을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 서로 다른 약물을 동시에 체내로 투여할 수 있게 하는 마이크로니들 다바이스를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 기판과, 기판 상에 지지되면서 피부를 통한, 또는 피부로의 치료제의 경피 전달이 용이하도록 각질층을 관통하는 마이크로니들을 포함하는 마이크로니들 디바이스에 있어서, 마이크로니들은, 광에 노출되면 경화되는 약물이 함유된 고분자 수지에 침지된 기판에 광조형 기술을 이용해 광을 조사하여 형성되는 내층; 및 광에 노출되면 경화되는 약물이 함유된 고분자 수지에 침지된 상기 내층이 형성된 상기 기판에 광조형 기술을 이용해 광을 조사하여 형성되는 외층;을 포함하며, 외층은 내층의 외면 및 선단을 감싸도록 형성될 수 있다.
삭제
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구체적으로 내층 및 외층은, 단일의 몸체로 형성되거나, 또는 다단으로 적층되게 형성될 수 있다.
그리고 내층 및 외층은 서로 다른 농도를 가지는 약물이 함유되거나, 또는 서로 다른 기능의 약물이 각각 함유될 수 있다.
그리고 다단으로 적층되어 형성된 내층, 또는 외층은 각층 마다 단면적이 다른 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
그리고 다단으로 형성된 내층, 또는 외층은 각층 마다 서로 다른 농도의 약물이 함유되거나, 또는 고분자 수지의 분해율을 서로 다르게 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 마이크로니들 디바이스는, 내층과 내층을 감싸는 외층을 가지도록 마이크로니들을 형성하고, 내층과 외층에 서로 다른 농도를 가지는 약물을 함유시키거나, 또는 내층과 외층에 각각 다른 기능의 약물을 함유시킴으로써, 체내로 삽입된 마이크로니들의 단면적이 감소하더라도 장기간에 걸쳐 체내로 투여되는 약물의 농도를 동일하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라 하나의 마이크로니들을 이용해 서로 다른 약물을 동시에 투여할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 마이크로니들 디바이스는, 내층 및 외층을 광조형 기술을 이용하여 다단으로 형성함과 아울러 각 층마다 분해율과 약물의 농도, 및 형상을 달리함으로써, 환자 개개인의 특성에 맞추어 약물 투여 패턴을 제어할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로니들 디바이스를 나타낸 사시도이며,
도 2는 도 1에 도시된 마이크로니들을 확대하여 나타낸 단면도이고,
도 3 내지 도 4는 도 2에 도시된 마이크로니들의 다른 실시예를 나타낸 단면도이며, 그리고
도 5는 도 2에 내층을 선단을 감싸는 외층의 형상의 다양한 형상을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로니들 디바이스를 나타낸 사시도로서, 본 발명에 따른 마이크로니들 디바이스(100)는, 평편한 판 형상으로 제공되는 기판(110)과, 기판(110) 상에 지지되면서 피부를 통한, 또는 피부로의 치료제의 경피 전달을 용이하도록 각질층을 관통하는 마이크로니들(120)을 포함한다.
도 1에는 사각의 평편한 판 형상을 가지는 기판(110)과, 기판(110) 상에 각각 정사각 격자형상으로 배치된 마이크로니들(120)들이 도시되어 있지만, 기판(110)의 형성과 마이크로니들(120)들의 배치 패턴을 도 1에서와 같이 한정하는 것이 아님을 누구나 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 마이크로니들 디바이스(100)의 마이크로니들(120)은 미소(微小) 구조를 가지면서 도시된 바와 같이 기판(110) 상에서 볼록하게 돌출된 형상을 가진다.
바람직하게는 마이크로니들(120)은 대략 침(鍼) 형상을 가지며, 마이크로니들(120)은 각질층을 관통하고 신경과의 접촉을 회피함과 아울러 출혈의 가능성을 회피할 수 있는 길이로 제공된다.
이러한 본 발명의 마이크로니들(120)은 내층(122)과, 내층(122)의 외면 및 선단을 감싸는 외층(124)으로 이루어진다.
내층(122) 및 외층(124)은 약물이 함유된 고분자 수지를 경화시켜 형성되는데, 내층(122) 및 외층(124)은 생체적합성 및 생체분해성이 우수할 뿐만 아니라 광(光)에 노출되면 경화되는 고분자 수지로 형성된다.
바람직하게는 내층(122) 및 외층(124)의 고분자 수지는 약물이 함유된 폴리 프로필렌 푸마레이트(poly propylene fumatate; PPF)로 이루어진다.
즉, 약물이 함유된 폴리 프로필렌 푸마레이트에 기판(110)을 침지시킨 뒤 통상의 광조형 기술을 이용하여 내층(122)을 형성한 후, 내층(122)이 형성된 기판(110)을 다시 약물이 함유된 고분자 수지, 즉 폴리 프로필렌 푸마레이트에 침지시킨 뒤 광조형 기술을 이용하여 내층(122)을 감싸도록 외층(124)을 형성한다.
한편, 내층(122) 및 외층(124)은 단일의 몸체로 형성되거나(도 2 참조), 또는 다단으로 적층되어 형성된다(도 3 참조). 또한 다단으로 적층되어 형성된 내층(122), 또는 외층(124)은 각층 마다 단면적이 다른 형상을 가지도록 형성될 수 있다(도 4).
이때, 내층(122) 및 외층(124)은 서로 다른 농도를 가지는 약물이 함유되거나, 또는 서로 다른 기능의 약물이 각각 함유될 수 있다. 즉 내층(122) 및 외층(124)에 서로 다른 기능의 약물이 각각 함유될 경우에는 환자에게 서로 다른 약물을 동시에 투여할 수 있다. 그리고 내층(122) 및 외층(124)에 서로 다른 농도의 약물, 바람직하게는 외층(124) 보다 내층(122)의 약물 농도를 높게 할 경우에는 마이크로니들(120)의 단면적이 감소하더라도 균일한 농도의 약물을 환자에게 투여할 수 있다.
또한 다단으로 형성된 내층(122) 및 외층(124)은 각 층마다 서로 다른 농도의 약물이 함유되거나, 또는 각 층마다 고분자 수지, 즉 폴리 프로필렌 푸마레이트의 분해율을 서로 다르게 할 수 있다. 이렇게 다단으로 적층 형성된 내층(122) 또는 외층(124)에 서로 다른 농도의 약물을 함유시키거나, 또는 고분자 수지의 분해율을 다르게 함으로써 환자 개개인의 특성에 맞추어 약물 투여 패턴을 조절할 수 있다.
한편, 내층(122)의 선단을 감싸는 외층(124)은 도 5에 도시된 바와 같이 첨단부를 뾰족하게 형성할 수 있지만, 내층(122)의 선단을 감싸는 외층(124)을 도 5와 같은 형상으로만 한정하는 것은 아님을 누구나 알 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이 형성된 본 발명에 따른 마이크로니들 디바이스(100)는, 내층(122)과 내층(122)을 감싸는 외층(124)을 가지도록 마이크로니들(120)을 형성하고, 내층(122)과 외층(124)에 서로 다른 농도를 가지는 약물을 함유시키거나, 또는 내층(122)과 외층(124)에 각각 다른 기능의 약물을 함유시킴으로써, 각질층을 관통하여 삽입된 마이크로니들(120)의 단면적이 감소하더라도 장기간에 걸쳐 체내로 투여되는 약물의 농도를 동일하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라 하나의 마이크로니들(120)을 이용해 서로 다른 약물을 동시에 투여할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마이크로니들 디바이스(100)는, 내층(122) 및 외층(124)을 광조형 기술을 이용하여 단일의 몸체, 또는 다단으로 적층되게 형성함과 아울러 각 층마다 분해율과 약물의 농도, 및 단면의 형상을 달리함으로써, 환자 개개인의 특성에 맞추어 약물 투여 패턴을 제어할 수 있다.
상기와 같은 마이크로니들 디바이스(100)는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100 : 마이크로니들 디바이스 110 ; 기판
120 : 마이크로니들 122 : 내층
124 : 외층

Claims (7)

  1. 기판과, 상기 기판 상에 지지되면서 피부를 통한, 또는 피부로의 치료제의 경피 전달이 용이하도록 각질층을 관통하는 마이크로니들을 포함하는 마이크로니들 디바이스에 있어서,
    상기 마이크로니들은,
    광에 노출되면 경화되는 약물이 함유된 고분자 수지에 침지된 상기 기판에 광조형 기술을 이용해 광을 조사하여 형성되는 내층; 및
    광에 노출되면 경화되는 약물이 함유된 고분자 수지에 침지된 상기 내층이 형성된 상기 기판에 광조형 기술을 이용해 광을 조사하여 형성되는 외층;을 포함하며,
    상기 외층은 상기 내층의 외면 및 선단을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 디바이스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 내층 및 상기 외층은,
    단일의 몸체로 형성되거나, 또는 다단으로 적층되게 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 디바이스.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 내층 및 상기 외층은,
    서로 다른 농도를 가지는 약물이 함유되거나, 또는 서로 다른 기능의 약물이 각각 함유되는 것을 특징으로 마이크로니들 디바이스.
  6. 청구항 4에 있어서,
    다단으로 적층되어 형성된 상기 내층, 또는 상기 외층은,
    각층 마다 단면적이 다른 형상을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 디바이스.
  7. 청구항 4에 있어서,
    다단으로 적층되어 형성된 상기 내층, 또는 상기 외층은,
    각층 마다 서로 다른 농도의 약물이 함유되거나, 또는 고분자 수지의 분해율을 서로 다르게 하는 것을 특징으로 마이크로니들 디바이스.
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