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레이저 펄스 에너지를 이용한 무통증 마이크로젯 약물전달시스템
Painless Microjet Injector Using Laser Pulse Energy 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, v.35 no.5 = no.308, 2011년, pp.547 - 550  

여재익 (서울대학교 기계항공공학부) ,  한태희 (서울대학교 기계항공공학부) ,  하정무 (서울대학교 기계항공공학부)

초록
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레이저 기반의 무바늘 액체 약물전달장치는 계속해서 개발되어왔다. 레이저 빔이 고무 챔버 내부의 액체에 모이게 된다. 초점이 맞춰진 레이저 빔은 공기방울을 생성시키고 급격히 팽창하게 된다. 밀봉된 챔버 안쪽에서의 급격한 부피변화는 액체약물을 마이크로 노즐을 통해 빠르게 밀어내어 마이크로 약물젯을 생성한다. 노즐의 출구지름은 100 ${\mu}m$ 이하이며 본 연구팀은 생성된 마이크로 약물젯의 속도가 인체의 연조직으로 침투시키기에 충분함을 확인하였다. 이 실험에서는 사람의 혈전을 모사한 무게 비 5%의 젤라틴 수용액을 냉각시킨 샘플과 돼지 지방층을 사용하여 침투실험을 수행하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We have developed a laser-based needle-free liquid drug-injection device. A laser beam is focused inside the liquid contained in the rubber chamber of a micro-scale. The focused laser beam causes explosive bubble growth, and the sudden volume increase in a sealed chamber drives a microjet of liquid ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 여러 번의 마이크로젯을 분사할 수 있도록 하는 레이저 기반의 마이크로젯 인젝터는 아직까지 개발되지 않았다. 본 논문에서는 레이저 펄스를 이용하여 여러 번의 제어된 마이크로젯의 분사가 가능한 새로운 인젝터의 개발과 그 실험 결과를 다루도록 하겠다.
  • 본 연구팀은 레이저를 기반으로 하는 needle-free 마이크로 액체 젯 약물전달시스템을 개발하고 있다. 이 장치는 여러 번의 마이크로젯을 분사하여 다른 것들보다 더욱 안정적이고 효율적인 약물 전달을 달성할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
약물전달시스템이란? 약물전달시스템은 환자의 치료하고자 하는 부위에 적당한 약물을 전달하고자 설계한 제형을 일컫는 말이다. 지금까지 나온 수많은 종류의 약물 전달 방법들 중에 바늘을 이용한 주사 방식이 그 안정성과 효율성으로 인해 가장 많이 쓰이고 있다.
주사바늘을 이용한 약물 전달 시스템의 단점은? 지금까지 나온 수많은 종류의 약물 전달 방법들 중에 바늘을 이용한 주사 방식이 그 안정성과 효율성으로 인해 가장 많이 쓰이고 있다. 주사바늘을 이용한 약물 전달 시스템은 정확하고 효율적인 약물투여가 가능하지만 주사 시의 통증으로 인한 주사공포증, 재사용으로 인한 감염 위험성, 그리고 많은 양의 의료 폐기물이 발생하는 등의 단점들을 가지고 있다.(1,2) 이러한 단점을 극복하는 새로운 약물 전달 시스템을 개발하기 위해 파우더 인젝션, 액체젯 인젝션, 마이크로 니들 등의 여러 종류의 새로운 방법들이 연구되고 있지만 아직 주사바늘을 대체할 수 있는 것은 없다고 할 수 있다.
액체젯 인젝션을 이용하는 방식은 무엇인가? (1,2) 이러한 단점을 극복하는 새로운 약물 전달 시스템을 개발하기 위해 파우더 인젝션, 액체젯 인젝션, 마이크로 니들 등의 여러 종류의 새로운 방법들이 연구되고 있지만 아직 주사바늘을 대체할 수 있는 것은 없다고 할 수 있다. 그 중, 액체 젯을 이용하는 방식은 빠른 속도의 약물 액체를 분사하여 피부 조직을 뚫고 약물을 침투시키는 것이다. 이는 1930 년대에 처음 개발된 후, 많은 종류의 macromolecules, 인슐린과 성장 호르몬과 같은 약물과 백신들을 인체 내에 전달하는 데에 쓰여 왔다.
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참고문헌 (8)

  1. Nir, Y., Paz, A., Sabo, E. and Potasman, I., 2003, “Fear of Injections in Young Adults,” Am. J. Trop. Med. Hyg., Vol. 68, pp. 341-344. 

  2. Kermode, M., 2004, “Unsafe Injections in Low-Income Country Health Settings: Need for Injection Safety Promotion to Prevent the Spread of Blood-Borne Viruses,” HealthPromot. Int., Vol. 19, pp. 95-103. 

  3. Mitragotri, S., 2004, “Current Status and Future Potential of Transdermal Drug Delivery,” Nat .Rev. Drug Discov. Vol. 3, pp. 125-124. 

  4. Hoffman, P. N., Abuknesha, R.A., Andrews, N. J., Samuel, D. and Lloyd, J. S., 2001, “A Model to Assess the Infection Potential of Jet Injectors Used in Mass Immunisation,” Vaccine, Vol. 19, pp. 4020-4027. 

  5. Theintz, G. E. and Sizonenko, P. C., 2009, “Risks of Jet Injection of Insulin in Children,” Eur.J.Pediatr., Vol. 150, pp. 554-556. 

  6. Stachowiak, J. C., Li, T. H., Arora, A., Mitragotri, S. and Fletcher, D. A., 2009, “Dynamic Control of Needle-Free Jet Injection,” J. of Cont. Release, Vol. 135, pp. 104-112. 

  7. Menezes, V., Kumar, S. and Takayama, K., 2009, “Shock Wave Driven Liquid Microjets for Drug Delivery,” J. of Appl. Phys., Vol. 106, 086102. 

  8. Siegman, A. E., 1986, “Lasers,” CA: University Science Books, pp. 74-76. 

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