초록 ▼

□연구개요
본 연구는 만성질병치료 시 처방되어 장기간 복용이 필요한 약물에 대해 잦은 복약 횟수 및 주사로 인한 불편함과 문제점을 극복하기 위해, 단 한 번의 이식으로 외부에서 비침습적으로 자기력을 인가함으로써 구동되어 프로그램형으로 장기간 약물 전달을 제어할 수 있는 이식형 디바이스 개발을 목표로 함.

□연구 목표대비 연구결과
1. 프로그램형으로 약물전달을 제어할 수 있는 자기력 기반 구동 이식형 디바이스 구축.
본 연구진은 전원 공급 장치 (배터리) 없이 구동되어 약물을 제어전달 할 수 있는 이식형

□연구개요
본 연구는 만성질병치료 시 처방되어 장기간 복용이 필요한 약물에 대해 잦은 복약 횟수 및 주사로 인한 불편함과 문제점을 극복하기 위해, 단 한 번의 이식으로 외부에서 비침습적으로 자기력을 인가함으로써 구동되어 프로그램형으로 장기간 약물 전달을 제어할 수 있는 이식형 디바이스 개발을 목표로 함.

□연구 목표대비 연구결과
1. 프로그램형으로 약물전달을 제어할 수 있는 자기력 기반 구동 이식형 디바이스 구축.
본 연구진은 전원 공급 장치 (배터리) 없이 구동되어 약물을 제어전달 할 수 있는 이식형 약물 전달 디바이스를 총 6종을 개발하였음: (A) 회전식 구동 디바이스 1종, (B) 펌프식 구동 디바이스 3종 (안전 구동형 펌프식 디바이스, 소형 펌프식 디바이스, 무선제어 구동형 펌프식 디바이스), (C) 근적외선 감응성 약물전달 디바이스 1종, (D) 마이크로채널형 디바이스 1종.
2. 약물 저장소에 탑재할 약물전달제형 개발 (마이크로/나노입자 기반 개발 제형 개발).
본 연구진은 프로그램형 약물전달을 위해 디바이스에서 방출 또는 노출 후 추가적으로 약물을 제어전달할 수 있는 다양한 제형을 개발함: 약물전달 캐리어로서는 (a) 고분자, (b) 금속유기구조체 (metal-organic frameworks, MOF), (c) 메조다공성 실리카 나노입자(Mesoporous Silica Nanoparticles, MSN) 등을 활용하였음.
3. In vitro 상에서의 디바이스의 성능 평가.
개발한 6종의 디바이스가 In vitro 환경에서 모두 재현성 있게 구동되어 정량의 약물을 방출함을 확인함. 또한, 지속적으로 서방방출을 목표로 하는 마이크로채널형 디바이스를 제외한 5종의 디바이스는 외부로부터 구동이 유도되지 않을 때 약물 leak이 발생하지 않음을 확인하여 약물을 제어전달 할 수 있는 이식형 디바이스의 성능을 입증함.
4. In vivo 상에서 디바이스 이식 후 안전성 평가.
(B1-B3) 펌프식 구동 디바이스들과 (C) 근적외선 감응성 구동 디바이스, (D) 마이크로채널형 디바이스들을 각각 subcutaneous space에 장기간 이식 후 실험 종료일에 주변조직을 biopsy하여 H&E staining와 MT staining을 하여 평가함. 디바이스 모두에서 특별한 조직 손상이 발생하지 않았으며, 주변에 형성된 fibrotic capsule은 약 120 ~ 500 μm로 일반적인 이식형 디바이스에서 관찰됨과 크게 다르지 않았음. 이러한 결과들을 통해 본 연구에서 개발한 이식형 디바이스가 안전함을 입증함.
5. In vivo 상에서 다양한 질병의 동물 모델을 이용한 디바이스 유효성 평가.
비만 당뇨쥐 모델, 1형 당뇨 모델, 성장호르몬 결핍 모델쥐에 개발한 디바이스를 이식하여 약물을 제어전달하였을 때 주사제와 비교하여 유사한 약효가 나타남을 확인함. 이는 단 한번의 디바이스 이식으로 비침습적 구동을 통해 약물을 전달하는 방식이 기존 바늘 주사를 통해 약물을 투여했던 방식을 대체할 수 있음을 입증함.

□연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구는 단 한 번의 이식으로 비침습적으로 약물을 제어 전달할 수 있는 디바이스를 제안하는 연구로 잦은 약물 복용 또는 주사로 인한 불편함을 해소하여 환자의 편의성을 증진시킬 뿐 아니라 부작용을 낮출 수 있어 기존 임상 치료 방법의 unmet needs를 해결할 수 있을 것이라 예상됨.
본 연구에서 제안한 이식형 디바이스는 모두 전원공급장치(배터리) 없이 체외에서 정자기력 인가 또는 근적외선 조사로 구동되기 때문에 소형화가 가능하고 배터리 교체를 위한 재수술이 필요 없는 환자 친화적 의료기기가 될 수 있을 것이라 기대함.
노령화와 건강에 대한 관심이 급증한 현대인의 삶과 복지를 고려했을 때 이식형 디바이스를 통한 프로그램형 약물 전달 기술은 환자의 삶의 질을 향상시킬 수 있는 미래 지향적 의료 서비스로 기여도가 클 것임.

(출처 : 요 약 문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1. 프로그램형으로 약물전달을 제어할 수 있는 자기력 기반 구동 이식형 디바이스 구축 ... 5
• 2.2. 약물 저장소에 탑재할 약물전달제형 개발 (마이크로/나노입자 기반 개발 제형 개발) ... 9
• 2.3. In vitro 상에서의 디바이스의 성능 평가 ... 10
• 2.4. In vivo 상에서 디바이스 이식 후 안전성 평가 ... 12
• 2.5. In vivo 상에서 다양한 질병의 동물 모델을 이용한 디바이스 유효성 평가 ... 13
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 참고문헌 ... 18
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 23
• 끝페이지 ... 38