KR20180009495A - 마이크로니들, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 패치 - Google Patents

마이크로니들, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 패치 Download PDF

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KR20180009495A
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Abstract

본 발명의 마이크로니들, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 패치에서, 본 발명의 마이크로니들은 첨단부에, 상기 첨단부 표면의 적어도 일부를 커버하는 팽윤성 고분자 코팅층을 포함한다.

Description

마이크로니들, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 패치{MICRONEEDLE, MANUFACTURING METHOD OF THE MICRONEEDLE, AND PATCH INCLUDING THE MICRONEEDLE}
본 발명은 마이크로니들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 코팅층을 포함하는 마이크로니들, 이를 제조하는 방법, 및 이를 포함하는 패치에 관한 것이다.
마이크로니들을 제조하기 위해서는 몰드에 고분자 용액을 채우는 방식이 일반적으로 많이 사용되고 있다. 그러나, 이러한 방법은 고분자 용액을 채우기 위해 진공이나 공기를 제거하는(degassing) 과정이 필요하고 특히, 수용성 고분자의 경우에는 소수성 몰드에 쉽게 채워지지 않고 공정 중 마이크로니들의 니들 모양이 변형되는 단점이 있다. 또한, 이러한 방법으로 약물 전달용 마이크로니들을 패치를 제조하는 경우, 마이크로니들 이외에 패치 부분에도 약물이 포함되기 때문에 효과적으로 약물을 전달하기 위해서는 조직을 침투하는 마이크로니들 팁에만 도포되어 있는 것이 효과적이다.
이런 점에 착안하여 최근에는 미리 제조된 고체 마이크로니들 패치에 고분자용액을 침지코팅법(dip coating)이나 스프레이 코팅법(spray coating)을 이용해 도포하는 방법이 사용되고 있다. 침지코팅법의 경우, 마이크로니들을 코팅하기 위해서 많은 양의 고분자 용액이 필요하고 균일하게 팁에만 도포하기 어려운 단점이 있다. 스프레이 코팅법도 마찬가지로 코팅용액의 손실이 크다는 단점이 있다.
기존의 방법으로 만들어진 코팅된 층은 체내에서 빠르게 용해되어 장시간 약물의 방출에는 한계가 있으며, 마이크로니들을 부착함에 의해서 형성된 마이크로구멍에 의해서 감염의 우려가 있어 마이크로니들을 이용한 새로운 형태의 약물전달법 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 일 목적은 조직 손상 및 감염을 방지할 수 있고, 효율적으로 약물을 전달할 수 있는 마이크로니들을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 마이크로니들의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 마이크로니들을 포함하는 마이크로니들 패치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적을 위한 마이크로니들은 첨단부(pointed portion)를 갖는 니들 형상이되, 상기 첨단부 표면의 적어도 일부를 커버하는 팽윤성 고분자 코팅층을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 마이크로니들의 첨단부 표면과 상기 코팅층 사이에 희생층(sacrificial layer)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 희생층은 수용성일 수 있다. 이때, 상기 희생층은 수용성 고분자 및 당류로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 이때, 상기 당류는 글루코오스(glucose), 프락토오스(fructose), 수크로오스(sucrose), 락토오스(lactose), 트레할로오스(trehalose), 리보스(ribose), 말토스(maltose), 셀로비오스(cellobiose), 라핀노스(raffinose), 마노스(mannose), 갈락토스(galactose), 자일로스(xylose), 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 또는 복수종의 당류일 수 있다. 이때, 상기 수용성 고분자는, 젤라틴(gelatin), 키토산(chitosan), 히알루론산(hyaluronic acid), 알긴산(alginic acid), 덱스트란(Dextran), 폴리에틸렌옥사이드(Poly(ethylene oxide)), 폴리비닐피롤리돈, 히드록시프로필메틸셀룰로오즈, 히드록시프로필 셀룰로오즈, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐알콜, 잔탄껌, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 팽윤성 고분자는, 히알루론산, 알긴산, 펙틴, 카라기난, 콘드로이틴(설페이트), 덱스트란(설페이트), 키토산, 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린, 아가로스, 풀루란, 셀룰로오스, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리(N-)이소프로필아크릴아마이드(PNIPAAm), 폴리아크릴아마이드(PAAm), 폴리메타아크릴산, 폴리말레인산, 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리(N-)비닐피롤리돈(PVP), 폴리(메틸 메타크릴레이트-코-하이드록시에틸 메타크릴레이트)(폴리(MMA-co-HEMA)(Poly(methyl methacrylate-co-hydroxylethyl methacrylate))), 폴리(아크릴로나이트라일(acrylonitrile)-아릴설포네이트), 폴리(글루코실옥시에틸 메타크릴레이트-설페이트)(P(GEMA(glucosyloxyethyl methacrylate)-설페이트)), 폴리에틸렌옥사이드(PEO)-폴리에스터 유도체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드(PEO-PPO-PEO) 삼원블럭공중합체, N-카르복시안하이드라이드 및 이러한 고분자를 형성하는 단량체들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 물질일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 팽윤성 고분자는 약물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 위한 마이크로니들의 제조 방법은 첨단부를 갖는 마이크로니들의 첨단부 표면을 선택적으로 친수화 처리하는 단계 및 상기 친수화 처리한 마이크로니들의 첨단부 표면에 팽윤성 고분자 용액을 코팅하여, 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 친수화 처리는 플라즈마 처리일 수 있다.
이때, 상기 플라즈마 처리는 마이크로니들의 첨단부만을 노출시키고, 상기 노출된 첨단부를 선택적으로 플라즈마 처리함을 포함할 수 있다. 이때, 상기 첨단부만을 노출시킴은 상기 첨단부를 제외한 마이크로니들에 마스킹 필름(masking film)을 위치시킴을 포함할 수 있다. 이때, 상기 플라즈마는 상기 마이크로니들의 첨단부 표면을 친수화 처리 가능한 플라즈마일 수 있다. 이때, 상기 플라즈마는 산소 플라즈마, 아르곤 플라즈마, 또는 암모니아 플라즈마일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 코팅층을 형성하는 단계에서, 상기 친수화 처리한 마이크로니들의 첨단부 표면에 상기 팽윤성 고분자 용액을 점적시키고, 상기 점적된 팽윤성 고분자 용액을 가교시켜, 코팅층을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 코팅층을 형성하는 단계 이전에, 상기 친수화 처리한 마이크로니들의 첨단부 표면에 희생층을 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 위한 마이크로니들 패치는 평탄한 면인 패치부 및 상기 패치부의 일면 상에 배치되고, 첨단부 표면의 적어도 일부를 커버하는 팽윤성 고분자 코팅층을 포함하는 마이크로니들을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 마이크로니들 패치는 상기 마이크로니들의 첨단부 표면과 상기 코팅층 사이에 희생층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 팽윤성 고분자 코팅층은 피부에 삽입 후, 상기 패치의 피부로부터 제거 동작에 의해, 상기 피부 내에서 상기 마이크로니들로부터 분리되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마이크로니들 패치는 약물 전달용 경피 패치(transdermal patch) 또는 패치형 조직 접착제(tissue adhesive)일 수 있다. 이때, 상기 조직 접착제는 습윤 표면 접착용일 수 있다.
본 발명의 마이크로니들, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 패치에 따르면, 본 발명은 팽윤성 고분자 코팅층을 포함하는 마이크로니들을 용이하게 제조할 수 있고, 이를 포함하는 마이크로니들 패치를 제공할 수 있다. 본 발명의 마이크로니들은 팽윤성 고분자 코팅층을 포함함으로써, 피부 삽입 시 체내에서 마이크로니들의 팽윤에 의해 삽입에 의해 형성되는 구멍(hole)을 채울 수 있고, 이를 통해 조직의 손상 및 2차 감염을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 마이크로니들은 마이크로니들 전체에 약물을 포함하는 것이 아닌 첨단부에만 선택적으로 약물을 담지하고 있기 때문에, 보다 경제적이고 효율적으로 약물을 전달할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 및 이의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들을 설명하기 위한 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 마이크로니들(100)은 첨단부(120)을 갖는 니들 형상이고, 첨단부(120) 표면의 적어도 일부를 커버하는 팽윤성 고분자 코팅층(124)을 포함한다.
마이크로니들(100)은 미세한 크기의 바늘 형태를 의미한다. 마이크로니들(100)은 고분자, 금속 등의 다양한 물질로 형성된 마이크로니들(100)일 수 있다. 일례로, 마이크로니들(100)은 생체적합성 고분자로 형성된 마이크로니들(100)일 수 있다. 본 발명의 마이크로니들(100)은 마이크로니들(100)이 배치되는 평평한 면인 패치부(200)를 더 포함할 수 있다. 패치부(200)는 마이크로니들(100)을 피부에 삽입하는 경우, 피부 내로 삽입되지 않고 피부 표면과 접촉하고 부착되는 면을 의미할 수 있다. 패치부(200)는 탄성, 유연성을 나타낼 수 있고 이에 따라, 굴곡진 피부 표면에 맞춰 형태가 변형될 수 있다. 도면에 도시하지는 않았으나, 패치부(200)의 일면 상에는 다수의 마이크로니들(100)들이 배치될 수 있다.
본 발명의 마이크로니들(100)이 패치부(200)를 포함하고, 패치부(200)의 일면 상에 마이크로니들(100)이 단독 또는 다수 개 배치되어, 마이크로니들 패치(300)를 구성할 수 있다. 본 발명의 마이크로니들 패치(300)는 경피 패치(transdermal patch)일 수 있다. 경피 패치는 일반적으로 피부를 통한 자극이나 물질을 전달하는 패치를 의미한다. 이때, 마이크로니들 패치(300)는 마이크로니들(100)을 통해 체내에 약물을 전달하는 약물 전달용 경피 패치일 수 있다. 이와 달리, 본 발명의 마이크로니들 패치(300)는 마이크로니들 패치형 조직 접착제(부착제)일 수 있다. 조직 접착제(tissue adhesive)는 조직 사이를 접착하는 물질로서, 상처부위의 보호 및 지혈이나 조직 간의 접합 및 봉합 등의 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 본 발명의 마이크로니들 패치(300)는 패치형 조직 접착제로서 이용될 수 있고, 마이크로니들 패치(300)를 접착이 필요한 조직의 표면에 부착함에 의해 빠르고 용이하게 조직을 접착할 수 있다. 또한, 조직 접착제는 체액이나 혈액에 의해 습윤된 표면에 이용될 수 있는 물질로, 이러한 환경에서 효과적으로 조직을 접착하기 위해서는 습윤 환경에서도 높은 수준의 접착력이 필요하다. 본 발명의 마이크로니들 패치(300)의 마이크로니들(100)은 피부에 삽입 후 표면이나 조직 내 체액을 흡수하여 팁 부분만 선택적으로 팽윤하여 부풀고, 이에 따라 조직과 기계적 맞물림을 이룰 수 있어, 습윤 표면에서도 효과적으로 조직을 접착할 수 있다. 때문에, 본 발명의 마이크로니들 패치(300)는 피부 뿐만 아니라, 근육, 점막 등 다양한 연조직(soft tissue)에서도 사용될 수 있는 패치형 조직 접착제로서 구성될 수 있다. 보다 구체적인 본 발명의 마이크로니들 패치(300)의 약물 전달과 조직 접착의 설명은 하기에서 후술하기로 한다.
본 발명에서 마이크로니들(100)은 마이크로니들 패치(300)의 패치부(200) 일면 상에 배치된 마이크로니들(100)을 의미할 수 있고, 이와 달리, 마이크로니들(100) 단독을 의미할 수도 있다.
마이크로니들(100)의 첨단부(120)는 마이크로니들(100)의 뾰족한 끝 즉, 첨단(pointed portion, cutting edge)을 포함하는 부분을 의미하는 것으로, 팁(tip)이라고도 할 수 있다. 본 발명의 마이크로니들의 첨단부(120)는 일례로, 첨단부(120) 표면이 플라즈마 처리된 것일 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 하기 본 발명의 마이크로니들의 제조 방법에서 후술하기로 한다.
코팅층(124)은 가교 가능한 팽윤성 고분자로 형성된다. 팽윤성 고분자는 물과 같은 액체를 흡수하여 부피가 증가하는 즉, 팽윤할 수 있는 고분자를 의미한다. 본 발명의 팽윤성 고분자는 팽윤성 및 생분해성을 나타내는 생체적합성 고분자일 수 있다. 일례로, 상기 팽윤성 고분자는 생체적합성 친수성 고분자가 물리적, 화학적, 또는 광학적으로 가교된 고분자일 수 있고, 이때, 상기 팽윤성 고분자는 가교됨으로써, 수분에 용해되지 않고 수분에 의해 팽윤할 수 있다. 상기 팽윤성 고분자는 히알루론산(hyaluronic acid), 알긴산(alginic acid), 펙틴, 카라기난, 콘드로이틴(설페이트), 덱스트란(설페이트), 키토산, 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린, 아가로스, 풀루란, 셀룰로오스, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리(N-)이소프로필아크릴아마이드(PNIPAAm), 폴리아크릴아마이드(PAAm), 폴리메타아크릴산, 폴리말레인산, 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리(N-)비닐피롤리돈(PVP), 폴리(메틸 메타크릴레이트-코-하이드록시에틸 메타크릴레이트)(폴리(MMA-co-HEMA)(Poly(methyl methacrylate-co-hydroxylethyl methacrylate))), 폴리(아크릴로나이트라일(acrylonitrile)-아릴설포네이트), 폴리(글루코실옥시에틸 메타크릴레이트-설페이트)(P(GEMA(glucosyloxyethyl methacrylate)-설페이트)), 폴리에틸렌옥사이드(PEO)-폴리에스터 유도체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드(PEO-PPO-PEO) 삼원블럭공중합체, N-카르복시안하이드라이드 및 이러한 고분자를 형성하는 단량체들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 물질일 수 있다. 코팅층(124)은 마이크로니들(100)의 첨단부(120)의 표면에만 선택적으로 배치될 수 있다. 이때, 코팅층(124)은 마이크로니들의 첨단부(120)의 표면을 전반적으로 또는 일부를 커버할 수 있다.
본 발명의 마이크로니들(100)은 피부에 삽입 시, 팽윤성 고분자로 형성된 코팅층(124)이 피부 조직 내의 체액을 흡수하여 팽윤할 수 있다. 구체적으로, 마이크로니들(100)을 피부에 삽입하면 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면의 코팅층(124)이 피부 조직 내의 체액을 흡수함으로써 팽윤하고, 팽윤한 코팅층(124)은 피부 조직과 기계적으로 맞물리게 된다. 코팅층(124)은 팽윤함으로써 마이크로니들(100)을 피부에 삽입함에 따라 발생하는 피부 조직의 미세한 구멍을 채우고, 이에 따라, 조직 손상을 방지하여 추가적인 감염을 억제할 수 있다.
코팅층(124)은 피부 조직 내에서 마이크로니들(100)로부터 분리될 수 있다. 구체적으로, 팽윤성 고분자 코팅층(124)을 피부에 삽입 후, 마이크로니들 패치(300)를 피부로부터 제거함에 의해, 상기 피부 내에서 팽윤성 고분자 코팅층(124)이 마이크로니들(100)로부터 분리될 수 있다. 일례로, 마이크로니들(100)로부터 팽윤한 코팅층(124)이 분리되는 경우, 팽윤한 코팅층(124)은 피부 조직 내에 위치하고, 팽윤한 코팅층(124)을 제외한 마이크로니들(100)은 제거될 수 있다. 이와 달리, 팽윤한 코팅층(124)은 마이크로니들(100)과 분리되지 않을 수 있고, 삽입된 마이크로니들(100)은 코팅층(124)의 팽윤에 의해, 피부 조직과 더 견교하게 기계적으로 맞물릴 수 있다.
본 발명의 마이크로니들(100)은 첨단부(120) 표면과 코팅층(124) 사이에 희생층(122)을 더 포함할 수 있다. 본 발명에서 희생층(122)은 피부 조직 내의 체액에 의해 용해되어 사라질 수 있는 수용성 층을 의미할 수 있다. 구체적으로, 피부에 마이크로니들(100)을 삽입하는 경우, 마이크로니들(100)의 코팅층(124)이 피부 조직 내의 체액을 흡수하여 팽윤하고, 이와 함께 수용성 층인 희생층(122)은 수분에 의해 용해될 수 있다. 이때, 희생층(122)이 용해되면서 마이크로니들(100)의 코팅층(124)과 첨단부(120) 표면 사이에 빈 공간(틈)을 형성하고, 이에 따라, 마이크로니들(100)과 팽윤한 코팅층(124)을 용이하게 분리할 수 있다. 희생층(122)은 수용성 화합물로 형성될 수 있고, 수용성 화합물로는 수용성 고분자, 수용성 당류, 또는 이들의 혼합물 등을 예로 들 수 있다. 상기 수용성 고분자는 가교 되지 않은 팽윤성 고분자를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 수용성 고분자는 젤라틴(gelatin), 키토산(chitosan), 히알루론산(hyaluronic acid), 알긴산(alginic acid), 덱스트란(Dextran), 폴리에틸렌옥사이드(Poly(ethylene oxide)), 폴리비닐피롤리돈, 히드록시프로필메틸셀룰로오즈, 히드록시프로필 셀룰로오즈, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐알콜, 잔탄껌, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 상기 수용성 당류는 글루코오스(glucose), 프락토오스(fructose), 수크로오스(sucrose), 락토오스(lactose), 트레할로오스(trehalose), 리보스(ribose), 말토스(maltose), 셀로비오스(cellobiose), 라핀노스(raffinose), 마노스(mannose), 갈락토스(galactose), 자일로스(xylose), 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 또는 복수종의 당류일 수 있다.
이와 달리, 본 발명의 희생층(122)은 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면과 코팅층(124) 사이에 형성되고, 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면과 친밀하게 부착됨으로써, 마이크로니들(100)과 코팅층(124) 사이의 직접적인 접촉을 막아 피부에 마이크로니들(100)을 삽입 시, 마이크로니들(100)로부터 코팅층(124)이 용이하게 분리되도록 할 수 있거나, 마이크로니들(100)로부터 코팅층(124)의 성질을 유지하거나 코팅층 내의 약물 활성을 유지할 수 있도록 하는 이형지 또는 박리지(release paper)와 같은 역할을 하는 층일 수도 있다. 또한, 희생층(122)은 될 수 있도록 할 수 있다.
팽윤성 고분자 코팅층(124)은 약물과 같은 기능성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 코팅층(124)이 약물을 포함하는 경우, 조직 내에서 팽윤한 코팅층(124)으로부터 약물이 조직 내로 방출될 수 있다. 이때, 팽윤한 코팅층(124)은 팽윤성 고분자의 가교 정도에 따라 담지된 약물의 방출량을 조절할 수 있다. 일례로, 팽윤한 코팅층(124)은 약물을 천천히 방출하는 서방성 방출할 수 있다. 즉, 코팅층(124)은 체내에서 장시간 약물을 전달할 수 있다.
코팅층(124)이 약물을 포함하는 경우, 본 발명의 마이크로니들(100)은 약물전달체로서 이용될 수 있다. 일례로, 마이크로니들(100)이 피부 내에서 팽윤한 코팅층(124)과 분리되는 경우, 마이크로니들(100)은 이식형 약물전달체로서 이용될 수 있고, 마이크로니들(100)이 팽윤한 코팅층(124)과 분리되지 않는 경우, 마이크로니들(100)은 고정형 약물전달체로서 이용될 수 있다. 이와 달리, 코팅층(124)이 약물을 포함하지 않고 팽윤한 코팅층(124)과 분리되지 않는 마이크로니들(100)은 조직 접착제로서 이용할 수도 있다. 이에 기인하여, 본 발명의 마이크로니들(100)을 포함하는 마이크로니들 패치(300)는 약물 전달용 또는 조직 접착용으로 이용할 수 있다.
본 발명은 마이크로니들을 제조하기 위해, 먼저, 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면을 선택적으로 친수화 처리한다.
이때, 마이크로니들(100)은 마이크로니들(100)의 첨단부(120)만을 노출시켜, 노출된 마이크로니들의 첨단부(120)을 선택적으로 친수화 표면 처리할 수 있다. 이때, 친수화 표면 처리 방법은 다양한 친수화 표면 처리 방법을 이용할 수 있다. 일례로, 마이크로니들의 첨단부(120)만을 노출시킨 마이크로니들(100)을 마이크로니들(100)의 표면과 화학적 반응할 수 있는 물질의 용액에 접촉시켜, 마이크로니들의 첨단부(120)만을 선택적으로 친수화 할 수 있다.
이와 달리, 상기 친수화 처리는 플라즈마 처리일 수 있다.
이하에서는, 플라즈마를 이용하는 구체적인 실시예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들의 제조 방법을 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2에서 (a)는 마이크로니들의 마스킹 필름 부착을 설명하기 위한 모식도이고, (b)는 마이크로니들의 선택적인 플라즈마 처리를 설명하기 위한 모식도이다. (c)는 희생층 형성을 설명하기 위한 모식도이고, (d)는 코팅층 형성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 마이크로니들(100)의 제조 방법은 먼저, 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면을 선택적으로 플라즈마 처리한다.
이때, 마이크로니들(100)을 선택적으로 플라즈마 처리하기 위해, 첨단부(120)만을 노출시킨 마이크로니들(100)의 노출된 첨단부(120)를 선택적으로 플라즈마 처리할 수 있다. 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 노출은 첨단부(120)를 제외한 전반적인 마이크로니들(100)의 표면에 마스킹 필름(masking film)을 위치시켜 수행할 수 있다(도 2의 (a) 및 (b) 참조).
마이크로니들(100)은 상기 본 발명의 마이크로니들(100)에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로, 이에 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 플라즈마는 마이크로니들(100) 첨단부(120) 표면에 하이드록시기(hydroxyl group, -OH), 카르복시기(carboxyl group, -COOH)와 같은 친수성 작용기들을 형성할 수 있는 플라즈마일 수 있다. 즉, 상기 플라즈마는 첨단부(120) 표면을 친수화 처리할 수 있는 플라즈마일 수 있다. 일례로, 상기 친수화 처리 가능한 플라즈마는 산소 플라즈마, 아르곤 플라즈마, 또는 암모니아 플라즈마일 수 있다.
이때, 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면을 플라즈마로 처리하는 시간을 조절하여 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면과 코팅층(124) 사이의 접착력을 조절할 수 있고, 플라즈마 처리 시간은 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면과 코팅층(124) 사이의 접착력과 비례할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 하기 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
상기에서는 친수화 처리에 플라즈마를 이용하는 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이어서, 본 발명은 마이크로니들을 형성하기 위해, 친수화 처리한 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면에 팽윤성 고분자 용액을 코팅하여, 코팅층(124)을 형성한다.
이때, 코팅층(124)을 형성하기 이전에, 친수화 처리한 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면에 희생층(122)을 먼저 코팅할 수 있다(도 (c) 및 (d) 참조).
코팅층(124) 및 희생층(122)은 상기 본 발명의 마이크로니들(100)에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로, 이에 중복되는 상세한 설명은 생략하고 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
희생층(122)은 첨단부(120) 표면만을 선택적으로 친수화 처리한 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면에 희생층(122) 용액을 점적시켜 형성할 수 있다. 일례로, 디스펜서(dispenser)를 이용할 수 있다. 이때, 상기 점적된 팽윤성 고분자 용액은 물리적, 화학적, 또는 광학적으로 가교시켜, 코팅층(124)을 형성할 수 있다. 본 발명은 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면을 친수화 처리함으로써, 희생층(122)을 형성하는 수용성 화합물을 포함하는 용액이 마이크로니들(100) 첨단부(120) 표면에 용이하게 코팅될 수 있게 할 수 있다.
코팅층(124)은 희생층(122)을 형성하는 것과 실질적으로 동일하게 마이크로니들(100)의 첨단부(120)에 팽윤성 고분자 용액을 점적시켜 형성할 수 있다. 상기 팽윤성 고분자 용액은 상기 마이크로니들(100)에서 설명한 것과 같은 팽윤성 고분자를 포함하는 용액을 이용할 수 있다. 이때, 상기 팽윤성 고분자 용액은 약물과 같은 기능성 물질을 포함할 수도 있다. 약물을 포함하는 팽윤성 고분자 용액으로 코팅층(124)을 형성하는 경우, 마이크로니들(100)이 피부 조직 내에 삽입 시, 코팅층(124)으로부터 약물을 방출할 수 있다. 방출되는 약물의 양은 팽윤성 고분자 용액에 첨가되는 약물의 양을 조절하거나 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면에 팽윤성 고분자를 코팅하는 횟수를 조절함으로써 조절 가능할 수 있다.
본 발명은 약물과 같은 기능성 물질을 포함하는 팽윤성 고분자 용액을 선택적으로 마이크로니들(100)의 첨단부(120)에만 코팅함으로써, 마이크로니들(100)의 첨단부(120)에만 기능성 물질을 포함시킬 수 있고, 이에 따라, 전달하고자하는 기능성 물질의 양을 손실 없이 체내로 전달할 수 있다. 따라서, 기능성 물질의 낭비 없이 효율적이고 경제적으로 기능성 물질을 전달할 수 있다.
또한, 본 발명을 플라즈마로 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면을 친수화 처리하는 경우, 상기 플라즈마 처리 시간에 따라, 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면과 팽윤한 코팅층(124)의 분리 정도를 조절할 수 있다. 이를 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 및 이의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3에서 (a)는 단시간 플라즈마 처리한 마이크로니들을 설명하기 위한 모식도이고, (b)는 장시간 플라즈마 처리한 마이크로니들을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3을 참조하면, 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면을 플라즈마로 단시간 처리하는 경우, 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면과 코팅층(124) 사이의 접착력은 상대적으로 낮을 수 있고, 플라즈마로 장시간 처리하는 경우, 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면과 코팅층(124) 사이의 접착력은 높을 수 있다. 상기에서 설명한 바와 같이, 마이크로니들(100)을 피부에 삽입하면 코팅층(124)은 팽윤하여 피부 조직과 기계적으로 맞물리게 되는데, 이때, 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면과 코팅층(124) 사이의 접착력의 강도에 따라, 마이크로니들(100)과 코팅층(124)이 분리될 수 있거나 분리되지 않을 수 있다. 구체적으로, 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면과 코팅층(124) 사이의 접착력이 팽윤한 코팅층(124)과 피부 조직 사이의 맞물리는 힘 보다 큰 경우, 코팅층(124)은 마이크로니들(100)로부터 분리되지 않을 수 있다. 이와 달리, 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면과 코팅층(124) 사이의 접착력이 팽윤한 코팅층(124)과 피부 조직 사이의 맞물리는 힘 보다 작은 경우, 코팅층(124)은 마이크로니들(100)로부터 분리될 수 있고, 마이크로니들(100)은 피부 조직으로부터 제거될 수 있다.
따라서, 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면을 플라즈마로 처리하는 시간을 조절함으로써, 마이크로니들(100)의 첨단부(120) 표면과 코팅층(124) 사이의 접착력을 조절할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 마이크로니들
120: 마이크로니들 첨단부
122: 희생층
124: 코팅층
200: 패치부
300: 마이크로니들 패치

Claims (21)

  1. 첨단부를 갖는 니들 형상이되,
    상기 첨단부 표면의 적어도 일부를 커버하는 팽윤성 고분자 코팅층을 포함하는,
    마이크로니들.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로니들의 첨단부 표면과 상기 코팅층 사이에 희생층(sacrificial layer)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로니들.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 희생층은 수용성임을 특징으로 하는,
    마이크로니들.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 희생층은 수용성 고분자 및 당류로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는,
    마이크로니들.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 당류는 글루코오스(glucose), 프락토오스(fructose), 수크로오스(sucrose), 락토오스(lactose), 트레할로오스(trehalose), 리보스(ribose), 말토스(maltose), 셀로비오스(cellobiose), 라핀노스(raffinose), 마노스(mannose), 갈락토스(galactose), 자일로스(xylose), 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 또는 복수종의 당류임을 특징으로 하는,
    마이크로니들.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 수용성 고분자는, 젤라틴(gelatin), 키토산(chitosan), 히알루론산(hyaluronic acid), 알긴산(alginic acid), 덱스트란(Dextran), 폴리에틸렌옥사이드(Poly(ethylene oxide)), 폴리비닐피롤리돈, 히드록시프로필메틸셀룰로오즈, 히드록시프로필 셀룰로오즈, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐알콜, 잔탄껌, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는,
    마이크로니들.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 팽윤성 고분자는, 히알루론산, 알긴산, 펙틴, 카라기난, 콘드로이틴(설페이트), 덱스트란(설페이트), 키토산, 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린, 아가로스, 풀루란, 셀룰로오스, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리(N-)이소프로필아크릴아마이드(PNIPAAm), 폴리아크릴아마이드(PAAm), 폴리메타아크릴산, 폴리말레인산, 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리(N-)비닐피롤리돈(PVP), 폴리(메틸 메타크릴레이트-코-하이드록시에틸 메타크릴레이트)(폴리(MMA-co-HEMA)(Poly(methyl methacrylate-co-hydroxylethyl methacrylate))), 폴리(아크릴로나이트라일(acrylonitrile)-아릴설포네이트), 폴리(글루코실옥시에틸 메타크릴레이트-설페이트)(P(GEMA(glucosyloxyethyl methacrylate)-설페이트)), 폴리에틸렌옥사이드(PEO)-폴리에스터 유도체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드(PEO-PPO-PEO) 삼원블럭공중합체, N-카르복시안하이드라이드 및 이러한 고분자를 형성하는 단량체들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는,
    마이크로니들.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 팽윤성 고분자는 약물을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로니들.
  9. 첨단부를 갖는 마이크로니들의 첨단부 표면을 선택적으로 친수화 처리하는 단계; 및
    상기 플라즈마 처리한 마이크로니들의 첨단부 표면에 팽윤성 고분자 용액을 코팅하여, 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는,
    마이크로니들의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 친수화 처리는 플라즈마 처리인 것을 특징으로 하는,
    마이크로니들의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리는
    마이크로니들의 첨단부만을 노출시키고,
    상기 노출된 첨단부를 선택적으로 플라즈마 처리함을 포함하는,
    마이크로니들의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 첨단부만을 노출시킴은 상기 첨단부를 제외한 마이크로니들에 마스킹 필름(masking film)을 위치시킴을 포함하는,
    마이크로니들의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 플라즈마는 상기 마이크로니들의 첨단부 표면을 친수화 처리 가능한 플라즈마인 것을 특징으로 하는,
    마이크로니들의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 플라즈마는 산소 플라즈마, 아르곤 플라즈마, 또는 암모니아 플라즈마인 것을 특징으로 하는,
    마이크로니들의 제조 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 코팅층을 형성하는 단계에서,
    상기 친수화 처리한 마이크로니들의 첨단부 표면에 상기 팽윤성 고분자 용액을 점적시키고,
    상기 점적된 팽윤성 고분자 용액을 가교시켜, 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로니들의 제조 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 코팅층을 형성하는 단계 이전에,
    상기 친수화 처리한 마이크로니들의 첨단부 표면에 희생층을 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로니들의 제조 방법.
  17. 평탄한 면인 패치부; 및
    상기 패치부의 일면 상에 배치되고, 첨단부 표면의 적어도 일부를 커버하는 팽윤성 고분자 코팅층을 포함하는 마이크로니들을 포함하는,
    마이크로니들 패치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 마이크로니들의 첨단부 표면과 상기 코팅층 사이에 희생층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로니들 패치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 팽윤성 고분자 코팅층은 피부에 삽입 후, 상기 패치의 피부로부터 제거 동작에 의해, 상기 피부 내에서 상기 마이크로니들로부터 분리되도록 구성됨을 특징으로 하는,
    마이크로니들 패치.
  20. 제17항에 있어서,
    약물 전달용 경피 패치(transdermal patch) 또는 패치형 조직 접착제(tissue adhesive)인 것으로 특징으로 하는,
    마이크로니들 패치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 조직 접착제는 습윤 표면 접착용임을 특징으로 하는,
    마이크로니들 패치.
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