A Transdermal Drug Delivery System Based on Laser-generated Microjet

Abstract

바늘 주사를 통한 약물 주입은 경피 타입의 약물 전달 방식으로 저렴한 비용과 효율로 인해서 현재까지 널리 사용되고 있다. 하지만 바늘 주사의 경우 잠재적으로 알려진 단점인 주사 공포증, 고통, 의료 폐기물, 재사용으로 인한 감염 등으로 인해서 기존의 존재하던 바늘 기반의 약물 전달 장치를 대체하기 위한 요구가 존재해 왔다. 경피 타입의 약물 전달 시스템은 확산 및 침투 방식과 같이 여러 종류의 화학 및 물리적 처리 과정을 활용하여 피부 장벽을 투과 하도록 하는데 목적이 있다. 그 중에서 액체 젯 방식은 효율적인 약물 전달 방식 중 하나로써 주목을 받았다. 하지만 기대와는 다르게, 액체 젯 인젝터는 약물 주입시 되튀김으로 인한 상호 감염의 문제가 있으며, 충분히 빠르고 얇은 젯이 사용되지 않는 경우에 결과적으로 전달 투여량 및 투여 깊이에 대한 신뢰도가 낮게 되고, 통증 감소 효과가 거의 없는 것으로 확인 되었다. 본 연구에서는 레이저 유도 마이크로젯을 도입하여 효율적인 경피 약물 전달 시스템 구축에 관하여 보고 하였다. 이와 같은 마이크로젯 인젝터 시스템은 약물을 가속시켜서 바늘 없이 피부 내부로 전달 시키며 기존의 액체 젯 방식의 문제점을 극복하는데 목적이 있다. 펄스당 젯의 지름과 양을 줄이고 반복적으로 약물을 주입 함으로써 투여량 및 투여 깊이에 대한 신뢰도를 확보하였고 되튀김 현상을 최소화 하여 성능 최적화를 달성하였다. 한편, 약물 주입 과정에 관한 분석을 위하여 버블 팽창 및 마이크로젯 생성 과정을 초고속 카메라를 활용하여 연구함으로써 심도 있는 분석이 수행되었다. 이를 통해 개발된 마이크로젯 인젝터의 주요한 구동 원리를 이해 할 수 있었다. 또한 현재의 약물 전달 방식에 대한 효율은 동물 피부를 활용한 실험을 통해 평가하였다. 결론적으로 약물 전달 시스템에 관한 전반적인 사항에 대한 논의가 진행되었으며, 일반적인 임상 적용에 적합한 인젝터를 만들기 위한 마이크로 젯 분사 및 반복 분사 과정의 향상이 이루어졌다. 따라서 상기 결과로부터 신뢰성 있고 최적화된 마이크로젯 인젝터 시스템 설계를 위한 지침을 제공하였다.