KR20220141235A - Microneedle array and fabrication method thereof - Google Patents

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KR20220141235A
KR20220141235A KR1020220040642A KR20220040642A KR20220141235A KR 20220141235 A KR20220141235 A KR 20220141235A KR 1020220040642 A KR1020220040642 A KR 1020220040642A KR 20220040642 A KR20220040642 A KR 20220040642A KR 20220141235 A KR20220141235 A KR 20220141235A
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microneedles
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심성보
이광영
조정현
김용일
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한미약품 주식회사
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Abstract

Disclosed are a microneedle array which has a specific shape and is designed to allow extremely long microneedles to be disposed at a high density per unit area, so as to have excellent skin penetration ability when applied to the skin as a transdermal patch, and a fabrication method thereof. The microneedle array of the present invention includes a substrate and a plurality of microneedles.

Description

마이크로니들 어레이 및 이의 제조방법{Microneedle array and fabrication method thereof}Microneedle array and manufacturing method thereof

본 발명은 피부 삽입능이 우수한 마이크로니들 어레이 및 이의 제조방법을 개시한다.The present invention discloses a microneedle array having excellent skin insertion ability and a method for manufacturing the same.

마이크로니들은 수백 마이크로미터 길이 이내의 미세바늘을 활용하여 피부의 각질층을 통과하여 표피 및 진피층에 약물을 전달하기 위한 시스템이다. The microneedle is a system for delivering drugs to the epidermis and dermis through the stratum corneum of the skin using microneedles within a length of several hundred micrometers.

약물 전달 효율을 높이기 위해서는 각질층을 통과할 수 있도록 우수한 피부 삽입능이 요구되고, 이에 따라 마이크로니들의 구성하는 조성물의 종류 및 조성비뿐만 아니라 상기 마이크로니들의 길이, 단위 면적당 개수, 모양과 같은 구조적인 요소에 대한 설계가 중요하게 대두되고 있다.In order to increase the drug delivery efficiency, excellent skin insertion ability is required to pass through the stratum corneum, and accordingly, the type and composition ratio of the composition constituting the microneedle as well as structural factors such as the length, number per unit area, and shape of the microneedle are required. design is becoming increasingly important.

KR 10-2018-0127093A에서는 길이가 500 내지 950 μm인 용해성 마이크로니들을 제시하고, 지지체의 단위 면적당 용해성 마이크로니들의 개수가 0.2 내지 0.5 개/mm2인 마이크로니들 경피 패치를 사용할 경우 피부 내 단위면적당 삽입능이 매우 우수하다고 개시하고 있다.KR 10-2018-0127093A proposes a soluble microneedle having a length of 500 to 950 μm, and when a microneedle transdermal patch having a number of soluble microneedles per unit area of the support of 0.2 to 0.5 pieces/mm 2 is used, per unit area in the skin It is disclosed that the insertability is very good.

상기 용해성 마이크로니들은 생분해성 물질 등으로 이루어진 마이크로니들이 체내에서 분해되면서 약물이 방출되는 방식을 따른다. 이러한 용해성 마이크로니들은 제조가 비교적 용이하고 저렴한 제조 비용의 이점이 있으나, 기계적 강도, 물리적 안정성이 낮고 용량 제한이라는 단점이 있다. The soluble microneedle follows a method in which a drug is released while the microneedle made of a biodegradable material is decomposed in the body. These soluble microneedles are relatively easy to manufacture and have advantages of low manufacturing cost, but have disadvantages in that mechanical strength and physical stability are low and capacity is limited.

피부 내 단위면적당 삽입능을 높이기 위해선 마이크로니들의 길이를 길게하고, 단위 면적당 마이크로니들의 숫자, 즉 집적도를 증가시킴으로써 달성할 수 있다. 그러나 길이가 길어질수록 상기 마이크로니들의 강도가 저하되고, 집적도를 증가시킬수록 마이크로니들 사이의 간격이 좁아짐으로 인하여, 바늘 침대 효과(bed nail effect)라고 명명된 삽입능의 저하가 발생한다. In order to increase the insertion ability per unit area in the skin, it can be achieved by increasing the length of the microneedles and increasing the number of microneedles per unit area, that is, the degree of integration. However, as the length increases, the strength of the microneedles decreases, and as the degree of integration increases, the spacing between the microneedles becomes narrower, resulting in a decrease in insertability called the bed nail effect.

용해성 마이크로니들의 제조는 약물을 생체적합성 고분자에 용해시킨 후 음각 구조의 몰드에 점적 후 건조하고, 상기 몰드를 제거하는 방식이 주를 이루고 있다. The main method for the manufacture of soluble microneedles is to dissolve a drug in a biocompatible polymer, then drop it on a mold having an intaglio structure, dry it, and remove the mold.

이러한 제조방법으로는 마이크로니들의 길이 및 집적도를 증가시키는데 한계가 있다. 더욱이, 각각의 소단위 마이크로니들의 제조방법을 대량 생산에 적용하였을 때, 설비 구축을 위한 비용 및 제조 효율 면에서 원하는 제조원가율을 확보하기가 어렵다.This manufacturing method has limitations in increasing the length and integration degree of the microneedle. Moreover, when the manufacturing method of each sub-unit microneedle is applied to mass production, it is difficult to secure a desired manufacturing cost ratio in terms of cost and manufacturing efficiency for facility construction.

KR 10-2017-0000800A에서는 몰드에 용액을 주입 후 원심력을 이용하여 마이크로니들의 대량 생산 및 연속 공정이 가능하다고 개시하고 있다. 그러나 이러한 방법은 상기 몰드의 음각 패턴면이 구심력 방향이 되도록 몰드를 회전시켜 마이크로니들을 제조하지만 음각 패턴면이 회전축 방향으로 휘어진 곡면 형상임을 특징으로 하므로 제조된 마이크로니들의 형상이 한정될 가능성이 있다. 또한, 제조 단계가 복잡하며 대량 생산으로의 스케일업(scale-up) 가능성이 매우 낮은 것으로 판단된다.KR 10-2017-0000800A discloses that mass production and continuous process of microneedles are possible by using centrifugal force after injecting a solution into a mold. However, in this method, the microneedle is manufactured by rotating the mold so that the engraved pattern surface of the mold is in the direction of centripetal force, but the shape of the manufactured microneedle is limited because the intaglio pattern surface is curved in the direction of the rotation axis. . In addition, it is judged that the manufacturing step is complicated and the possibility of scale-up to mass production is very low.

KR 10-2018-0127093A (2018.11.28)KR 10-2018-0127093A (2018.11.28) KR 10-2017-0000800A (2017.01.03)KR 10-2017-0000800A (2017.01.03)

본 출원인은 피부 삽입능과 관련된 파라미터 중 마이크로니들의 형상, 길이 및 밀도를 선정하고, 마이크로니들을 설계 및 이의 제조방법을 연구한 결과, 원심력을 이용하여 제조할 경우 강도를 확보하면서도 높은 수준의 피부 삽입능을 갖는 마이크로니들을 제조할 수 있었다.The present applicant selected the shape, length and density of the microneedle among the parameters related to the ability to insert into the skin and studied the design and manufacturing method of the microneedle. Microneedles with insertability could be manufactured.

따라서, 본 발명은 마이크로니들 어레이 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to provide a microneedle array and a method for manufacturing the same.

본 발명은 피부에 밀착되는 기재와; 단부에 뾰족한 첨두가 형성되어 이루어지며, 상기 기재의 일면에 종횡으로 일정한 간격에 따라 배열되는 복수 개의 마이크로니들;을 포함하는 마이크로니들 어레이를 제공한다.The present invention includes a substrate in close contact with the skin; It provides a microneedle array comprising a; a plurality of microneedles having a pointed tip formed at the end and arranged at regular intervals in the vertical and horizontal directions on one surface of the substrate.

이때 상기 마이크로니들은 기재로부터의 길이가 700 내지 1,000μm이고, 상기 기재의 단위 면적당 (1cm x 1cm) 마이크로니들의 개수가 25(5x5) 내지 64(8x8)를 포함한다.In this case, the length of the microneedles from the substrate is 700 to 1,000 μm, and the number of microneedles per unit area of the substrate (1 cm x 1 cm) includes 25 (5x5) to 64 (8x8).

상기 마이크로니들은 원뿔, 삼각뿔, 사각뿔, 오각뿔, 육각뿔 및 다각뿔로 이루어진 군에서 선택된 1종의 첨단을 갖는다.The microneedle has one tip selected from the group consisting of a cone, a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, a pentagonal pyramid, a hexagonal pyramid, and a polygonal pyramid.

상기 마이크로니들은 원뿔 또는 사각뿔의 첨단을 갖는다.The microneedle has a cone or quadrangular pyramid tip.

상기 마이크로니들 어레이는 항복강도가 1.4 내지 2.3 N/needle이고, 파괴강도가 50N 이상이다.The microneedle array has a yield strength of 1.4 to 2.3 N/needle, and a breaking strength of 50N or more.

또한, 상기 마이크로니들의 피부 내 단위면적당 삽입능이 90 % 이상이다.In addition, the insertion ability per unit area in the skin of the microneedle is 90% or more.

상기 마이크로니들은 생체적합성 고분자를 포함한다.The microneedle contains a biocompatible polymer.

상기 생체적합성 고분자는 히알루론산, 카르복시메틸셀룰로오스, 알지닉산, 펙틴, 카라기난, 콘드로이틴(설페이트), 덱스트란(설페이트), 키토산, 폴리라이신, 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴, 피브린, 아가로스, 풀루란 폴리락타이드, 폴리글리코라이드, 폴리비닐알코올, 폴리락타이드-글리코라이드 공중합체, 풀루란 폴리안하이드라이드, 폴리오르쏘에스테르, 폴리에테르에스테르, 폴리카프로락톤, 폴리에스테르아마이드, 폴리(뷰티릭산), 폴리(발레릭산), 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체, 아크릴 치환 셀룰로오스아세테이트, 비-분해성 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 풀루오라이드, 폴리(비닐이미다졸), 클로로설포네이트 폴리올레핀, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜, 폴리메타크릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 싸이클로덱스트린, 셀룰로오스 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이다.The biocompatible polymer is hyaluronic acid, carboxymethyl cellulose, alginic acid, pectin, carrageenan, chondroitin (sulfate), dextran (sulfate), chitosan, polylysine, collagen, gelatin, carboxymethyl chitin, fibrin, agarose, pullulan Polylactide, polyglycolide, polyvinyl alcohol, polylactide-glycolide copolymer, pullulan polyanhydride, polyorthoester, polyether ester, polycaprolactone, polyesteramide, poly(butyric acid) , poly(valeric acid), polyurethane, polyacrylate, ethylene-vinyl acetate polymer, acrylic substituted cellulose acetate, non-degradable polyurethane, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, poly(vinylimidazole) , chlorosulfonate polyolefin, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polymethacrylate, hydroxypropylmethylcellulose, ethylcellulose, hydroxypropylcellulose, cyclodextrin, from the group consisting of cellulose and copolymers thereof. It is one or more selected.

또한, 본 발명은 상기 마이크로니들 어레이; 및 상기 마이크로니들 어레이가 적어도 하나 이상 부착된 점착성 시트를 포함하는, 마이크로니들 경피 패치를 제공한다. In addition, the present invention is the microneedle array; And it provides a microneedle transdermal patch comprising an adhesive sheet to which at least one microneedle array is attached.

또한, 본 발명은,In addition, the present invention,

몰드에 마이크로니들 제조용 조성물을 점적하는 단계;Dropping a composition for manufacturing microneedles on a mold;

상기 마이크로니들 제조용 조성물이 점적된 복수 개의 몰드를 다단 카트리지에 삽입하는 단계;inserting a plurality of molds in which the composition for manufacturing the microneedle is dripped into a multi-stage cartridge;

상기 다단 카트리지를 회전시키는 단계;rotating the multi-stage cartridge;

상기 다단 카트리지로부터 복수 개의 몰드를 인출 후 건조하는 단계; 및Drying after drawing out a plurality of molds from the multi-stage cartridge; and

상기 몰드로부터 마이크로니들 어레이를 인출하는 단계를 포함하는 마이크로니들 어레이의 제조방법을 제공한다. It provides a method of manufacturing a microneedle array comprising the step of taking out the microneedle array from the mold.

이때 상기 회전시 다단 카트리지 내 몰드는 회전축에 대해 수직 방향으로 배치시켜 수행한다.At this time, the mold in the multi-stage cartridge during the rotation is performed by disposing in a direction perpendicular to the axis of rotation.

본 발명에 따른 마이크로니들 어레이는 특정 형상을 갖는 마이크로니들이 복수 개 존재하며, 상기 각각의 마이크로니들이 극단적으로 긴 길이를 가지며, 단위 면적당 높은 밀도로 존재하도록 설계되어 경피 패치로서 피부에 적용할 경우 우수한 피부 삽입능을 갖는다. The microneedle array according to the present invention has a plurality of microneedles having a specific shape, and each microneedle has an extremely long length and is designed to exist at a high density per unit area, so that when applied to the skin as a transdermal patch, excellent skin It has the ability to insert.

또한, 원심력을 이용한 제조방법에 의해 마이크로니들의 항복강도 및 파괴강도를 조절하여, 몰드로부터 마이크로니들 어레이의 분리시 파손 등의 발생이 없으며, 첨단부의 형태 또한 휘어짐 없이 제작이 가능하다.In addition, by controlling the yield strength and breaking strength of the microneedle by the manufacturing method using centrifugal force, there is no occurrence of breakage when the microneedle array is separated from the mold, and the shape of the tip can also be manufactured without bending.

이러한 제조방법은 다단 카트리지를 사용하여 복수 개의 몰드로부터 마이크로니들 어레이의 제작이 가능해짐에 따라 스케일업을 통해 대량 생산 공정에 적용이 용이하다.This manufacturing method is easy to apply to a mass production process through scale-up as it is possible to manufacture a microneedle array from a plurality of molds using a multi-stage cartridge.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로니들 어레이의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 니들 모양의 홈을 갖는 몰드의 사진이다.
도 3은 다단 카트리지를 보여주는 단면도이다.
도 4는 다단 카트리지에 몰드가 삽입됨을 보여주는 단면도이다.
도 5는 다단 카트리지의 수직 상태에서의 회전을 보여주는 단면도이다.
도 6은 다양한 단위 면적 당 개수를 갖도록 디자인된 입체 도면 이미지이다.
도 7은 사각뿔 형태의 마이크로니들의 단위 면적 당 개수에 따른 광학현미경 이미지이다.
도 8은 마이크로니들을 적용한 파라필름 모델 사진이다.
도 9(a) 및 도 9(b)는 항복강도 측정에 사용된 텍스처 분석기 이미지 및 사진이다.
도 10(a) 및 도 10(b)는 파괴강도 측정에 사용된 텍스처 분석기 사진이다.
도 11은 침습이 가능한 최종 깊이를 보여주는 그래프이다.
도 12는 단위 면적당 피부 표면에 염색된 hole을 보여주는 사진이다.
1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a microneedle array according to the present invention.
2 is a photograph of a mold having a needle-shaped groove.
3 is a cross-sectional view showing a multi-stage cartridge.
4 is a cross-sectional view showing that the mold is inserted into the multi-stage cartridge.
5 is a cross-sectional view showing the rotation of the multi-stage cartridge in a vertical state.
6 is a three-dimensional drawing image designed to have various numbers per unit area.
7 is an optical microscope image according to the number of microneedles per unit area of a quadrangular pyramid shape.
8 is a picture of a parafilm model to which a microneedle is applied.
9(a) and 9(b) are images and photos of a texture analyzer used to measure yield strength.
10(a) and 10(b) are pictures of a texture analyzer used to measure breaking strength.
11 is a graph showing the final depth at which invasion is possible.
12 is a photograph showing a stained hole on the skin surface per unit area.

본 발명에서는 피부 삽입능을 개선하기 위해 극단적으로 긴 길이의 마이크로니들이 단위 면적당 높은 밀도로 존재하도록 설계하되, 이 설계된 마이크로니들의 제조를 가능케 하는 마이크로니들 어레이 및 이의 제조방법을 제시한다. The present invention proposes a microneedle array and a method for manufacturing the same, which are designed so that extremely long microneedles exist at a high density per unit area in order to improve the skin insertion ability, and enable the manufacturing of the designed microneedles.

마이크로니들 어레이microneedle array

본 발명에서 사용되는 용어 "마이크로니들(microneedle)"은 마이크로미터(μm) 단위의 길이를 가지는 침상의 구조체를 의미한다. 상기 마이크로니들은 단부에 뾰족한 첨두가 형성되어 이루어져, 피부의 최외각 층인 각질층에 구멍을 형성하여 생성된 구멍을 통해 약물을 전달한다. 또한, 상기 마이크로니들의 길이가 매우 짧아 신경 세포에 영향을 미치지 않는 적정 길이이기 때문에 통증이 거의 발생하지 않는다. As used herein, the term “microneedle” refers to a needle-shaped structure having a length in micrometers (μm). The microneedle is made with a sharp tip formed at the end, and the drug is delivered through the hole formed by forming a hole in the stratum corneum, the outermost layer of the skin. In addition, since the length of the microneedle is very short and has an appropriate length that does not affect nerve cells, almost no pain occurs.

또한, 본 발명에서 사용되는 용어 "마이크로니들 어레이"란, 피부를 통한 또는 피부로의 치료제의 경피 전달 또는 유체의 샘플링을 용이하게 하도록 각질층을 뚫을 수 있도록 하나 이상, 복수 개의 마이크로니들을 포함하는 구조체를 의미한다.In addition, the term "microneedle array" as used in the present invention refers to a structure including one or more or a plurality of microneedles so as to pierce the stratum corneum to facilitate transdermal delivery of a therapeutic agent through or into the skin or sampling of a fluid. means

본 명세서에도 별도로 언급하지 않는 한, 마이크로니들은 용해성 마이크로니들이다. 상기 용해성 마이크로니들은 피부의 적용 부위 내로 완전히 용해되어 약물이 전달되는 마이크로 구조체이다.Unless otherwise stated herein, microneedles are soluble microneedles. The soluble microneedle is a microstructure that is completely dissolved into the application site of the skin to deliver the drug.

마이크로니들의 피부 삽입능을 개선하기 위해서는, In order to improve the skin insertion ability of the microneedle,

(1) 마이크로니들의 길이가 길 것, (1) The length of the microneedle should be long;

(2) 단위 면적당 존재하는 마이크로니들의 개수가 많을 것,(2) The number of microneedles present per unit area should be large,

(3) 피부 표층 및/또는 피부 각질층에 삽입하는 데 견딜 수 있는 충분한 강도,(3) sufficient strength to withstand insertion into the superficial and/or stratum corneum of the skin;

(4) 피부 표층 및/또는 피부 각질층에 삽입된 국소에 있어서 통증이나 출혈을 야기하지 않기 위한 탄성과 유연성, 및(4) elasticity and flexibility so as not to cause pain or bleeding locally inserted into the superficial and/or stratum corneum of the skin, and

(5) 피하에 삽입된 마이크로니들 부분의 피하 내에서의 용해성 또는 생분해성을 가져야 한다.(5) It should have subcutaneous solubility or biodegradability of the subcutaneously inserted microneedle part.

이에 본 발명에서는 극단적으로 긴 길이의 마이크로니들이 단위 면적당 높은 밀도로 존재하도록 설계하였다. Therefore, in the present invention, extremely long microneedles were designed to exist at a high density per unit area.

본 발명에 따른 마이크로니들 어레이는 피부에 밀착되는 기재와; 단부에 뾰족한 첨두가 형성되어 이루어지며, 상기 기재의 일면에 종횡으로 일정한 간격에 따라 배열되는 복수 개의 마이크로니들;을 포함한다.The microneedle array according to the present invention comprises: a substrate in close contact with the skin; It includes a; a plurality of microneedles formed with a sharp tip formed at the end and arranged at regular intervals in the vertical and horizontal directions on one surface of the substrate.

이때 상기 마이크로니들은 기재로부터의 길이가 700 내지 1,000μm이고, 집적도로 표현되는 기재의 단위 면적당 (1cm x 1cm) 마이크로니들의 개수가 25(5x5) 내지 64 (8x8)개가 존재한다.At this time, the length of the microneedles from the substrate is 700 to 1,000 μm, and the number of microneedles per unit area (1 cm x 1 cm) of the substrate expressed in the degree of integration is 25 (5x5) to 64 (8x8).

또한, 본 발명의 마이크로니들의 형상은 원뿔, 삼각뿔, 사각뿔, 오각뿔, 육각뿔 및 다각뿔로 이루어진 군에서 선택된 1종의 첨단을 갖는다. 필요한 경우 원통형, 삼각형, 사각형 등의 다각형의 몸통을 가질 수 있다. 일례로, 마이크로니들은 원통형 또는 사각형의 몸통에 상기 원뿔 또는 사각뿔의 첨단이 형성된 형태일 수 있다. In addition, the shape of the microneedle of the present invention has one tip selected from the group consisting of a cone, a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, a pentagonal pyramid, a hexagonal pyramid, and a polygonal pyramid. If necessary, it may have a polygonal body, such as a cylindrical, triangular, or rectangular body. As an example, the microneedle may be in the form of a cylindrical or quadrangular body in which the tip of the cone or quadrangular pyramid is formed.

본 발명의 시험예예 다르면, 원뿔, 삼각뿔, 사각뿔, 오각뿔 및 육각뿔과 같은 다양한 형태의 각뿔을 갖는 마이크로니들을 제조하였으며, 이에 대한 물성 및 피부 삽입능을 측정하였다. 그 결과, 원뿔 및 사각뿔의 각뿔을 가질 경우 피부에 대한 삽입능이 타 형태의 각뿔 대비 보다 우수한 결과를 나타내었다. Test Example of the present invention Differently, microneedles having various types of pyramids such as cones, triangular pyramids, quadrangular pyramids, pentagonal pyramids and hexagonal pyramids were prepared, and their physical properties and skin insertion ability were measured. As a result, in the case of having a cone and a quadrangular pyramid, the ability to insert into the skin was superior to that of other types of pyramid.

이때 마이크로니들의 형상은 도중에 단을 형성하지 않거나, 도중에 1단, 2단 혹은 3단의 단을 형성해도 된다. 또한, 상기 마이크로니들은 속이 차 있거나, 다공성이거나 중공부를 포함할 수 있다. At this time, the shape of the microneedle may not form a stage in the middle, or may form a stage in one, two or three stages in the middle. In addition, the microneedle may be hollow, porous, or include a hollow part.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 마이크로니들의 길이 및 단위 면적당 개수를 가지더라도 마이크로니들의 항복강도 및 파괴강도 특성이 우수하였으며, 피부 삽입능이 향상됨을 확인하였다. According to an embodiment of the present invention, it was confirmed that the yield strength and breaking strength characteristics of the microneedles were excellent even when the length and the number per unit area of the microneedles were excellent, and the skin insertion ability was improved.

본 발명에서 한정하는 기재의 상부에서부터 측정된 마이크로니들 700 내지 1,000μm의 길이 및 기재의 단위 면적당 개수는 다수의 특허에서 제한되어 있다. 그러나 종래 몰딩 방식으로 상기 한정되는 마이크로니들의 길이 및 집적도를 구현하기에는 매우 어렵다. 또한, 구현한다고하더라도 긴 길이 또는 높은 집적도로 마이크로니들을 형성할 경우 충분한 강도의 확보가 어려워 몰드로부터 마이크로니들의 분리시 마이크로니들이 파손되거나 피부 표층 및/또는 피부 각질층에 삽입이 어려워진다. 더불어 제조 공정에 있어서도, 높은 집적도로 마이크로니들을 형성할 경우 몰드의 제작이 쉽지 않고, 제작하더라도 몰드 내 마이크로니들 형성용 조성물이 충분히 삽입 또는 점적되지 않아 원뿔 또는 사각뿔의 첨단 형상으로 제조가 어렵다. The length of the microneedles 700 to 1,000 μm measured from the top of the substrate and the number per unit area of the substrate as defined in the present invention are limited in a number of patents. However, it is very difficult to implement the limited length and degree of integration of the microneedle in the conventional molding method. In addition, even if implemented, when the microneedles are formed with a long length or high integration, it is difficult to secure sufficient strength, so that when the microneedles are separated from the mold, the microneedles are broken or it is difficult to insert the microneedles into the skin surface layer and/or the stratum corneum. In addition, in the manufacturing process, when the microneedle is formed with a high degree of integration, it is not easy to manufacture the mold, and even if it is manufactured, the composition for forming the microneedle in the mold is not sufficiently inserted or dripped, so it is difficult to manufacture it in the shape of the tip of a cone or square pyramid.

추가적으로, 본 발명의 마이크로니들의 종횡비는 직경*길이가 1:1.1~1:2.5, 1:1.2~1:2가 되도록 한다. 상기 마이크로니들의 직경은 지지체와 연결된 마이크로니들 밑면의 직경을 의미한다. 상기 마이크로니들의 직경은 300 내지 700μm일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 지지체와 연결된 마이크로니들 밑면의 직경이 500μm인 경우 상기 마이크로니들의 길이는 700 내지 1000μm을 가질 경우 우수한 효과를 갖는다. Additionally, the aspect ratio of the microneedle of the present invention is such that the diameter * length is 1:1.1 to 1:2.5, 1:1.2 to 1:2. The diameter of the microneedle means the diameter of the bottom surface of the microneedle connected to the support. The diameter of the microneedle may be 300 to 700 μm. According to one embodiment, when the diameter of the bottom surface of the microneedle connected to the support is 500 μm, the length of the microneedle has an excellent effect when it has a length of 700 to 1000 μm.

또한, 본 발명의 마이크로니들의 첨단(distal tip)의 각도는 40도 이하를 갖는다. 마이크로니들 첨단의 각도는 피부 투과와 관련이 있으며, 각도가 낮을수록 피부에 대한 삽입능이 우수하다. 상기 마이크로니들의 길이가 짧을수록 상기 각도는 커지며 이 경우 피부에 대한 침투가 낮아진다. 본 발명과 같이 길이가 극단적으로 길 경우 상기 첨단 각도 또한 매우 낮아질 수 있으며, 40도 이하, 바람직하기로 5 내지 40도의 매우 뾰족한 첨단을 갖는다. In addition, the angle of the distal tip of the microneedle of the present invention has 40 degrees or less. The angle of the tip of the microneedle is related to skin penetration, and the lower the angle, the better the insertion ability into the skin. The shorter the length of the microneedle, the greater the angle, and in this case, the penetration into the skin is lowered. When the length is extremely long as in the present invention, the tip angle can also be very low, and has a very sharp tip of 40 degrees or less, preferably 5 to 40 degrees.

한편, 기존 몰딩 방식은 실험실 규모로 제작됨에 따라 이를 대량 생산에 적용하였을 때, 설비 구축을 위한 비용 및 제조 효율 면에서 원하는 제조원가율을 확보하기가 어렵다. 이는 하기 설명되는 본 발명의 원심력을 이용한 마이크로니들 어레이의 제조방법에 의해 달성된다. On the other hand, since the conventional molding method is manufactured on a laboratory scale, when it is applied to mass production, it is difficult to secure a desired manufacturing cost ratio in terms of cost and manufacturing efficiency for facility construction. This is achieved by the method for manufacturing a microneedle array using the centrifugal force of the present invention, which will be described below.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로니들 어레이의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 1을 참조하여 마이크로니들 어레이의 제조방법을 보면, 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a microneedle array according to the present invention. Referring to FIG. 1, the manufacturing method of the microneedle array is shown.

(S1) 몰드에 마이크로니들 제조용 조성물을 점적하는 단계;(S1) dripping a composition for manufacturing microneedles on a mold;

(S2) 상기 마이크로니들 제조용 조성물이 점적된 복수 개의 몰드를 다단 카트리지에 삽입하는 단계;(S2) inserting a plurality of molds in which the composition for manufacturing the microneedle is dripped into the multi-stage cartridge;

(S3) 상기 다단 카트리지를 회전시키는 단계;(S3) rotating the multi-stage cartridge;

(S4) 상기 다단 카트리지로부터 복수 개의 몰드를 인출 후 건조하는 단계; 및(S4) taking out a plurality of molds from the multi-stage cartridge and drying the molds; and

(S5) 상기 몰드로부터 마이크로니들 어레이를 인출하는 단계를 포함하여 제조한다.(S5) It is manufactured including the step of withdrawing the microneedle array from the mold.

이하 각 단계별로 상세히 설명한다. Hereinafter, each step will be described in detail.

(S1) 몰드에 마이크로니들 제조용 조성물 점적 단계(S1) Step of dripping the composition for manufacturing microneedles into the mold

먼저, 마이크로니들 제조용 조성물을 제조한 후, 이를 몰드에 점적한다. First, a composition for manufacturing a microneedle is prepared, and then it is dripped onto a mold.

마이크로니들 제조용 조성물은 피하에 삽입된 마이크로니들 부분의 피하 내에서의 용해성 또는 생분해성을 가져야 하는 특성을 고려하여, 생체적합성 고분자를 포함하고, 필요한 경우 약물 성분을 더욱 포함할 수 있다. The composition for preparing a microneedle may include a biocompatible polymer and, if necessary, further include a drug component in consideration of the subcutaneous solubility or biodegradability of the microneedle inserted subcutaneously.

생체적합성 고분자로는 히알루론산(Hyaluronic acid: HA), 카르복시메틸셀룰로오스(Carboxymethyl cellulose: CMC), 알지닉산(alginic acid), 펙틴, 카라기난, 콘드로이틴(설페이트), 덱스트란(설페이트), 키토산, 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린, 아가로스, 풀루란 폴리락타이드, 폴리글리코라이드(PGA), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리락타이드-글리코라이드 공중합체(PLGA), 풀루란 폴리안하이드라이드(polyanhydride), 폴리오르쏘에스테르(polyorthoester), 폴리에테르에스테르(polyetherester), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리에스테르아마이드(polyesteramide), 폴리(뷰티릭산), 폴리(발레릭산), 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체, 아크릴 치환 셀룰로오스아세테이트, 비-분해성 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 풀루오라이드, 폴리(비닐이미다졸), 클로로설포네이트 폴리올레핀(chlorosulphonate polyolefins), 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리메타크릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 싸이클로덱스트린, 셀룰로오스 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.Biocompatible polymers include hyaluronic acid (HA), carboxymethyl cellulose (CMC), alginic acid, pectin, carrageenan, chondroitin (sulfate), dextran (sulfate), chitosan, polylysine (polylysine), collagen, gelatin, carboxymethyl chitin, fibrin, agarose, pullulan polylactide, polyglycolide (PGA), polyvinyl alcohol (PVA), polylactide-glycolide copolymer ( PLGA), pullulan polyanhydride, polyorthoester, polyetherester, polycaprolactone, polyesteramide, poly(butyric acid), poly( valeric acid), polyurethane, polyacrylate, ethylene-vinyl acetate polymer, acrylic substituted cellulose acetate, non-degradable polyurethane, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, poly(vinylimidazole), chlorosulfo Chlorosulphonate polyolefins, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone (PVP), polyethylene glycol (PEG), polymethacrylate, hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), ethylcellulose (EC), hydroxypropylcellulose ( HPC), cyclodextrin, cellulose, and may be at least one selected from the group consisting of copolymers thereof.

마이크로니들용 약물은 본 발명에서 한정하지 않으며, 화학약물, 단백질 의약, 펩타이드 의약, 유전자 치료용 핵산 분자, 나노입자, 기능성화장품 약물 및 미용 성분이 사용될 수 있다. Drugs for microneedles are not limited in the present invention, and chemical drugs, protein drugs, peptide drugs, nucleic acid molecules for gene therapy, nanoparticles, functional cosmetic drugs, and cosmetic ingredients may be used.

바람직하기로, 본 발명에 이용될 수 있는 약물은 예를 들어, 항염증제, 진통제, 항관절염제, 진경제, 항우울증제, 항정신병약물, 신경안정제, 항불안제, 마약길항제, 항파킨스질환 약물, 콜린성 아고니스트, 항암제, 항혈관신생억제제, 면역억제제, 항바이러스제, 항생제, 식욕억제제, 진통제, 항콜린제, 항히스타민제, 항편두통제, 호르몬제, 관상혈관, 뇌혈관 또는 말초혈관 확장제, 피임약, 항혈전제, 이뇨제, 항고혈압제, 심혈관질환 치료제, 미용성분(예컨대, 주름개선제, 피부노화 억제제 및 피부미백제) 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferably, the drug that can be used in the present invention is, for example, an anti-inflammatory agent, an analgesic agent, an anti-arthritic agent, an antispasmodic agent, an anti-depressant agent, an anti-psychotic agent, a nerve stabilizer, an anti-anxiety agent, an opioid antagonist, an anti-Parkin's disease drug, a cholinergic agent Nest, anticancer drug, antiangiogenic inhibitor, immunosuppressant, antiviral, antibiotic, appetite suppressant, analgesic, anticholinergic, antihistamine, antimigraine, hormone, coronary, cerebrovascular or peripheral vasodilator, contraceptive, antithrombotic , diuretics, antihypertensive agents, cardiovascular disease treatment agents, cosmetic ingredients (eg, anti-wrinkle agents, skin aging inhibitors and skin whitening agents), and the like, but are not limited thereto.

본 발명의 마이크로니들 제조용 조성물의 점도는 300 내지 1000 cPs를 가지며, 친수성 용매를 사용하여 최종 농도가 10 내지 25 중량%가 되도록 한다. 점도가 상기 범위 미만이거나 이를 초과할 경우 캐스팅 용액의 손실 및 각 패치간 질량 편차가 발생하므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다. The composition for preparing microneedles of the present invention has a viscosity of 300 to 1000 cPs, and a final concentration of 10 to 25 wt% using a hydrophilic solvent. If the viscosity is less than or exceeding the above range, loss of the casting solution and mass deviation between patches occur, so it is appropriately used within the above range.

상기 친수성 용매는 예를 들어, 물, 이온수, 생리식염수, 증류수, 정제수, 멸균 정제수 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 정제수이다.The hydrophilic solvent may include, for example, water, ionized water, physiological saline, distilled water, purified water, and sterile purified water, but is not limited thereto, and is preferably purified water.

필요한 경우, 상기 조성물은 사용 목적에 맞게 가용화제, 가소제, 계면활성제, 보존제, 항염제 등을 더 포함할 수 있다.If necessary, the composition may further include a solubilizer, a plasticizer, a surfactant, a preservative, an anti-inflammatory agent, etc. according to the purpose of use.

몰드는 도 2와 같이 니들 모양의 홈을 갖는다.The mold has a needle-shaped groove as shown in FIG. 2 .

니들 모양의 홈을 갖는 음각 몰드는 실리콘계 고분자, 불소계 고분자, 자외선경화형 고분자, 열경화성 고분자, 열가소성 고분자, 세라믹 산화물 및 금속성의 무기물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재질로 제작된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The engraved mold having a needle-shaped groove may be made of one or more materials selected from the group consisting of silicone-based polymers, fluorine-based polymers, UV-curable polymers, thermosetting polymers, thermoplastic polymers, ceramic oxides, and metallic inorganic materials, but is not limited thereto. does not

일례로, 몰드는 마이크로머시너리 기술을 이용하여 양각의 피라미드 형상을 가진 니들을 일정한 간격을 배치되도록 제조할 수 있다. 상기 마이크로몰드는 PDMS 재질의 몰드를 사용한다. For example, the mold may be manufactured using micro-machining technology to arrange needles having a embossed pyramid shape at regular intervals. The micromold uses a mold made of a PDMS material.

마이크로니들 제조용 조성물의 점적은 이 분야에서 통상적으로 사용하는 방법이 사용될 수 있다. 필요한 경우 점적(drop)하여 진공 하에 감압을 수행함으로써 약물 및 조성물의 손실을 최대한 방지할 수 있다. For the drop of the composition for manufacturing microneedles, a method commonly used in this field may be used. If necessary, the loss of the drug and the composition can be prevented as much as possible by performing the reduced pressure under vacuum by dropping.

필요한 경우, 몰드 내에 채워지는 조성물의 이형 또는 젖음성(wetting) 향상을 위해, 상기 홈 내에 플라즈마(plasma) 처리, SAM(self-assembly monolayer) 처리 및 표면증착으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 표면처리 공정으로 처리된 것일 수 있다. 구체적으로 니들 모양의 홈을 갖는 몰드에 플라즈마 처리에 의한 친수화 표면처리, SAM 처리에 의해 소수성 이형처리 등을 수행할 수 있다.If necessary, one or more surface treatment processes selected from the group consisting of plasma treatment, self-assembly monolayer (SAM) treatment, and surface deposition in the groove to improve release or wetting of the composition filled in the mold may have been treated with Specifically, a hydrophilic surface treatment by plasma treatment and a hydrophobic release treatment by SAM treatment can be performed on a mold having a needle-shaped groove.

(S2) 다단 카트리지 내 몰드 삽입 단계(S2) Step of inserting the mold into the multi-stage cartridge

다음으로, 상기 S1에서 얻어진 마이크로니들 형성용 조성물이 점적된 몰드를 다단 카트리지에 삽입한다.Next, the mold in which the composition for forming microneedles obtained in S1 is dripped is inserted into the multi-stage cartridge.

도 3은 다단 카트리지(200)를 보여주는 단면도이다. 상기 다단 카트리지(200)는 원통형으로 도시하였으나, 회전 장치에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다. 3 is a cross-sectional view showing the multi-stage cartridge 200 . Although the multi-stage cartridge 200 is shown in a cylindrical shape, it may have various shapes depending on the rotating device.

다단 카트리지(200)는 원통형의 하우징(201), 및 이의 내벽에 몰드를 수용하기 위한 돌출 리브(220)가 구비된 가이드부(210)를 구비한다. 상기 가이드부(210)는 하우징(201)의 내주면에 체결된다. The multi-stage cartridge 200 includes a cylindrical housing 201 and a guide portion 210 provided with a protruding rib 220 for accommodating a mold on an inner wall thereof. The guide part 210 is fastened to the inner circumferential surface of the housing 201 .

다단 카트리지(200)의 내부는 몰드를 수용하기 위한 캐비티(A)가 존재하고, 이들은 상기 돌출 리브(220) 들에 의해 복수 개의 구획을 갖는다. Inside the multi-stage cartridge 200 there is a cavity (A) for accommodating the mold, which has a plurality of compartments by the protruding ribs (220).

도 4에 도시한 바와 같이, 캐비티(A)는 수평하게 세로 방향으로 복수 개 존재하고, 하나의 캐비티(A)에 하나의 몰드(100)가 삽입 배치된다. 상기 캐비티(A)는 최소 1개 이상 최대 30개까지 가능하며, 후속하는 회전 단계에서 사용하는 장치에 따라 크기 및 개수가 더욱 증가할 수 있다. As shown in FIG. 4 , a plurality of cavities A exist in a horizontal and vertical direction, and one mold 100 is inserted into one cavity A. The number of the cavities (A) may be at least one or more and up to 30, and the size and number may further increase depending on the device used in the subsequent rotation step.

(S3) 다단 카트리지 회전 단계(S3) Multi-stage cartridge rotation step

상기 S2에서 몰드(100)가 삽입된 다단 카트리지(200)를 회전 장치에 장착 후 회전을 수행하여, 상기 몰드(100)에 원심력을 인가한다. In S2, the multi-stage cartridge 200 into which the mold 100 is inserted is mounted on a rotating device and then rotated to apply centrifugal force to the mold 100.

몰드(100)의 음각 패턴은 700 내지 1,000μm의 마이크로니들의 길이만큼의 길이를 갖는데, 이는 모세관 수준의 미세 유로를 갖는다. 단순히 점적을 통해서는 음각 패턴의 모세관 압력에 의해 조성물의 이동이 정지되어, 상기 음각 패턴의 끝까지 조성물의 이동이 쉽지 않다. 그러나 회전에 의한 원심력에 의해 몰드 내 조성물의 유동성을 높여, 상기 조성물이 몰드(100)의 음각 패턴 내로 삽입될 수 있도록 한다.The engraved pattern of the mold 100 has a length equal to the length of the microneedle of 700 to 1,000 μm, which has a microchannel at the capillary level. The movement of the composition is stopped by the capillary pressure of the intaglio pattern through simple dripping, so it is not easy to move the composition to the end of the intaglio pattern. However, by increasing the fluidity of the composition in the mold by centrifugal force due to rotation, the composition can be inserted into the intaglio pattern of the mold 100 .

이때 도 5와 같이 다단 카트리지(200)는 회전축(C)에 대해 수직 방향으로 배치시켜, 몰드(100) 내에 수직 방향의 원심력(F)이 작용하도록 한다. 만약, 상기 회전축(C)에 대해 수평 방향으로 배치시켜 회전하게 되면, 각 몰드(100)에 수평 방향의 원심력(R)이 작용하여, 음각 패턴면이 회전축 방향으로 휘어진 곡면 형상으로 제작된다. 이와 같이 휘어진 마이크로니들은 피부에 대한 침투력이 낮아지는 문제가 발생한다. 또한, 휘어진 곡면 현상으로 인해 몰드(100)로부터 마이크로니들 어레이를 분리하는 과정에서 파손 또는 변형이 발생할 수 있다.At this time, as shown in FIG. 5 , the multi-stage cartridge 200 is disposed in the vertical direction with respect to the rotation axis C, so that the centrifugal force F in the vertical direction acts within the mold 100 . If it is rotated by being disposed in a horizontal direction with respect to the rotation axis C, a centrifugal force R in the horizontal direction is applied to each mold 100 so that the intaglio pattern surface is curved in the direction of the rotation axis. The curved microneedle has a problem in that penetration into the skin is lowered. In addition, damage or deformation may occur in the process of separating the microneedle array from the mold 100 due to the curved surface phenomenon.

원심력은 충분한 수준으로 인가하는 것이 바람직하며, 일례로 2000 내지 5000 rpm으로 5 내지 30분 동안 수행한다. 이때 원심력의 인가 장치는 회전이 가능한 장치면 어느 것이든 가능하다. The centrifugal force is preferably applied at a sufficient level, for example, at 2000 to 5000 rpm for 5 to 30 minutes. In this case, the centrifugal force application device may be any device capable of rotation.

(S4) 몰드 인출 및 건조 단계(S4) Mold extraction and drying step

다음으로, 다단 카트리지로부터 몰드를 인출하여 건조를 수행한다. Next, the mold is taken out from the multi-stage cartridge to perform drying.

건조는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 공지의 장치 및 방법이 사용될 수 있다. 일례로, 친수성 용매가 물인 경우 35 내지 50℃에서 감압 하에 건조한다.Drying is not particularly limited in the present invention, and known devices and methods may be used. For example, when the hydrophilic solvent is water, it is dried under reduced pressure at 35 to 50°C.

(S5) 마이크로니들 어레이 인출 단계(S5) microneedle array withdrawal step

다음으로, 상기 몰드로부터 마이크로니들 어레이를 분리하여 회수한다. Next, the microneedle array is separated from the mold and recovered.

위와 같이 제조된 본 발명의 용해성 마이크로니들 어레이는 특정 범위의 파괴강도 및 항복강도를 갖는다.The soluble microneedle array of the present invention prepared as above has a specific range of breaking strength and yield strength.

파괴강도(또는 파단강도)는 마이크로니들 어레이의 탄력성과 관련한 파라미터이다. 몰드로부터 마이크로니들 어레이를 분리시 상기 마이크로니들 어레이에 일정 수준의 인장력이 인가되는데, 이때 낮은 탄력성을 가질 경우 몰드로부터 분리되는 마이크로니들 어레이 또는 마이크로니들의 파손이 발생한다. Breaking strength (or breaking strength) is a parameter related to the elasticity of the microneedle array. When the microneedle array is separated from the mold, a certain level of tensile force is applied to the microneedle array. At this time, if the microneedle array has low elasticity, the microneedle array separated from the mold or the microneedle is damaged.

마이크로니들 어레이에 일정 수준의 힘을 인가하면 변형의 초기에는 응력이 사라지면 탄성력에 의해 원래 상태로 되돌아 오지만 특정한 응력, 즉 항복점(yield point) 이상에서는 변형이 영구적으로 발생하고 결국 재료가 견딜 수 없는 지점에서 파괴가 발생한다. 본 발명의 마이크로니들 어레이는 제조 공정 중 발생하는 수준과 유사하도록 인장 속도: 10 mm/min로 인가한 경우 50N 이상의 파괴강도를 가질 경우 몰드로부터 분리되는 마이크로니들 어레이의 파손이 발생하지 않는다. When a certain level of force is applied to the microneedle array, when the stress disappears at the beginning of the deformation, it returns to its original state by the elastic force. destruction occurs in When the microneedle array of the present invention has a breaking strength of 50 N or more when applied at a tensile rate of 10 mm/min to be similar to the level generated during the manufacturing process, the microneedle array separated from the mold does not break.

항복강도는 탄성 변형이 일어나는 한계응력으로, 마이크로니들의 피부에 대한 삽입능과 관련된 파라미터이다. 즉, 마이크로니들이 낮은 강도를 가질 경우 피부를 관통할 수 없어 약물 전달이 어려워진다. 약물 전달을 위해 마이크로니들의 피부 삽입능은 90% 이상 삽입되어야 하며, 압축 변위 : 약 1 mm, 압축 속도 : 0.5 mm/sec의 조건 하에서 1.4 내지 2.3 N/needle의 항복강도를 가질 경우 상기 90% 이상의 피부 삽입능을 달성할 수 있다. Yield strength is the limiting stress at which elastic deformation occurs, and is a parameter related to the microneedle's ability to insert into the skin. That is, when the microneedle has low strength, it cannot penetrate the skin, making drug delivery difficult. For drug delivery, the microneedle's ability to insert into the skin should be inserted at least 90%, and when it has a yield strength of 1.4 to 2.3 N/needle under the conditions of compression displacement: about 1 mm, compression rate: 0.5 mm/sec, the 90% It is possible to achieve the above skin insertion ability.

또한, 본 발명의 마이크로니들 어레이는 다단 카트리지를 이용하여 제조가 가능하여 설비 구축을 위한 비용 및 제조 효율 면에서 원하는 제조원가율을 확보가 용이하기 때문에 기존 몰딩 방식의 대량 생산이 불가능한 문제점을 해소할 수 있다.In addition, since the microneedle array of the present invention can be manufactured using a multi-stage cartridge, it is easy to secure a desired manufacturing cost ratio in terms of cost and manufacturing efficiency for facility construction, so it is possible to solve the problem that mass production of the existing molding method is impossible. have.

더불어, 극단적으로 긴 길이의 마이크로니들이 높은 집적도로 형성된 마이크로니들의 제작이 가능하고, 몰드로부터 마이크로니들 어레이의 분리 과정에서 파손 또는 변형의 문제점을 근본적으로 회피할 수 있다.In addition, it is possible to manufacture microneedles in which extremely long microneedles are formed with a high degree of integration, and the problem of breakage or deformation in the process of separating the microneedle array from the mold can be fundamentally avoided.

경피 패치transdermal patch

본 발명에 있어서, 용어 "패치(patch)"는 피부에 부착하여 약물을 체내로 전달시키는 제형을 의미하고, 경피 패치는 경피에 의해 약물 전달이 가능한 패치를 의미한다.In the present invention, the term “patch” refers to a formulation that is attached to the skin to deliver a drug into the body, and a transdermal patch refers to a patch capable of delivering a drug through the skin.

본 발명의 마이크로니들 경피 패치는, 마이크로니들 어레이; 및 상기 마이크로니들 어레이가 적어도 하나 이상 부착된 점착성 시트를 포함하는 구조를 갖는다. The microneedle transdermal patch of the present invention includes a microneedle array; and an adhesive sheet to which at least one microneedle array is attached.

상기 점착성 시트는 예를 들어, 실리콘, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 하이드로콜로이드 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. The pressure-sensitive adhesive sheet may include, for example, silicone, polyurethane, polyethylene, polyester, polypropylene, polyvinyl chloride, hydrocolloid, or a mixture thereof.

상기 마이크로니들 경피 패치는 한 면에 마이크로니들 어레이를 포함하며, 가압에 의해 피부에 복수 개의 마이크로니들을 삽입시킬 수 있다. 피부에 침투한 마이크로니들이 피부 속에서 용해되면서 약물이 피부 내부로 신속하게 주입된다.The microneedle transdermal patch includes a microneedle array on one side, and a plurality of microneedles can be inserted into the skin by pressing. As the microneedle penetrating into the skin dissolves in the skin, the drug is rapidly injected into the skin.

약물의 주입을 위해 마이크로니들의 피부 삽입능은 피부 내 단위면적당 삽입능이 90 % 이상이고, 바람직하게는 95 % 이상이며, 보다 바람직하게는 97 % 이상이다.For drug injection, the microneedle's ability to insert into the skin per unit area is 90% or more, preferably 95% or more, and more preferably 97% or more.

본 발명에 따른 용해성 마이크로니들 어레이는 적절한 파괴강도 및 항복강도를 가지며, 경피 패치 제조 후 피부 삽입능 및 피부 용해성이 우수하여 피부 내부로 안정적인 약물의 전달이 가능하다. 또한, 제조 공정이 단순하여 보다 낮은 비용으로 마이크로니들의 생산이 가능하여 대량 생산에 적합하다.The soluble microneedle array according to the present invention has appropriate breaking strength and yield strength, and has excellent skin insertability and skin solubility after transdermal patch preparation, enabling stable drug delivery into the skin. In addition, since the manufacturing process is simple, the production of microneedles at a lower cost is possible, which is suitable for mass production.

[실시예][Example]

이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단, 이들 실시예 및 실험예는 본 발명의 예시일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples and Experimental Examples. However, these Examples and Experimental Examples are merely illustrative of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

제조예 1: 몰드 제조Preparation Example 1: Mold Manufacturing

도 6과 같이 입체도면을 완성한 후 입체 프린터로 레진으로 제조된 마스터 몰드(master mold)를 제작하였다,After completing the three-dimensional drawing as shown in FIG. 6, a master mold made of resin was manufactured with a three-dimensional printer.

그 후 PDMS 용액을 잘 혼합하여 기포를 완전히 제거시킨 후 상기 마스터 몰드에 주입하고, 80℃에서 8시간 동안 건조시켜 경화하였다. 이어, 마스터 몰드에서 분리하여 캐스팅된 몰드를 회수하였다.Thereafter, the PDMS solution was mixed well to completely remove air bubbles, and then injected into the master mold, and dried at 80° C. for 8 hours to cure. Then, the mold was separated from the master mold and the cast mold was recovered.

이때, 몰드의 음각 패턴은 사각뿔 형태의 마이크로니들이 형성될 수 있도록 하며, 길이 1000μm x 지름 500μm가 되도록 제작하였다. 개수는 단위 면적당(1cm*1cm) 10x10, 7x7, 5x5의 3가지로 제작하였다.At this time, the engraved pattern of the mold was made so that the microneedle in the shape of a quadrangular pyramid could be formed, and the length was 1000 μm x the diameter was 500 μm. The number of pieces per unit area (1cm*1cm) was manufactured in three types: 10x10, 7x7, and 5x5.

시험예 1: 마이크로니들 제조 및 평가Test Example 1: Microneedle Manufacturing and Evaluation

(1) 마이크로니들 조성물 제조(1) Preparation of microneedle composition

마이크로니들 구조체의 소재로 사용한 생분해성 고분자로 Carboxymethylcellulose sodium(CMC Na)을 사용하여 최종 농도가 CMC Na 3%가 되도록 정제수를 용매로 하여 마이크로니들 조성물을 제조하였다Carboxymethylcellulose sodium (CMC Na) was used as a biodegradable polymer used as a material of the microneedle structure, and purified water was used as a solvent so that the final concentration was 3% of CMC Na to prepare a microneedle composition.

(2) 마이크로니들 어레이 제조(2) Microneedle Array Manufacturing

상기 (1)에서 제조한 마이크로니들 조성물을 제조예 1에서 제작한 몰드에 100uL로 점적하였다. 이어, 몰드를 카트리지에 위치시킨 후, 원심분리기에 장착하였다. 이어, 3000 rpm의 속도로 15분 동안 원심력을 가하여 상기 조성물이 몰드의 음각 패턴 안으로 주입되도록 하였다. 또한, 상기 카트리지는 회전축에 대해 90도의 수직 방향으로 배치시켜 회전을 수행하였다.100uL of the microneedle composition prepared in (1) was added dropwise to the mold prepared in Preparation Example 1. The mold was then placed on the cartridge and mounted on a centrifuge. Then, centrifugal force was applied at a speed of 3000 rpm for 15 minutes to inject the composition into the engraved pattern of the mold. In addition, the cartridge was rotated by placing it in a direction perpendicular to the rotation axis at 90 degrees.

이어서, 원심분리기의 카트리지로부터 몰드를 인출한 후, 40℃, ≤20%RH 의 온습도 조건에서 4시간 동안 건조하였다.Then, after taking out the mold from the cartridge of the centrifuge, it was dried for 4 hours at 40 °C, ≤ 20%RH temperature and humidity conditions.

이어서, 몰드로부터 마이크로니들 어레이를 분리하였다. Then, the microneedle array was separated from the mold.

(3) 광학현미경 분석(3) light microscopy analysis

상기 실시예에서 제조된 마이크로니들 어레이의 표면 형상 및 미세 구조를 확인하기 위해 광학현미경(Olympus, SZX7)으로 관찰하였고, 얻어진 결과를 도 7에 나타내었다.To confirm the surface shape and microstructure of the microneedle array prepared in the above example, it was observed with an optical microscope (Olympus, SZX7), and the results obtained are shown in FIG. 7 .

도 7을 보면, 기재의 단위 면적당(1cm*1cm) 10x10, 7x7, 5x5 모두에서 사각뿔 형태의 마이크로니들이 형성됨을 알 수 있다. 형성된 마이크로니들의 경우 휘어짐 등이 발생하지 않았으며, 몰드로부터 분리 시에도 변형 등이 없었다. 그 결과, 도 5의 입체 패턴 그대로 깨끗한 패턴의 마이크로니들 어레이가 제작될 수 있음을 알 수 있다. Referring to FIG. 7 , it can be seen that the microneedles in the form of a quadrangular pyramid are formed in all of 10x10, 7x7, and 5x5 per unit area (1 cm*1 cm) of the substrate. In the case of the formed microneedle, no bending occurred, and there was no deformation even when separated from the mold. As a result, it can be seen that a microneedle array having a clean pattern can be manufactured as it is in the three-dimensional pattern of FIG. 5 .

[시험 방법] [Test Methods]

마이크로니들의 물성 측정에 대한 방법을 설명한다.A method for measuring the physical properties of a microneedle will be described.

(1) 항복강도(1) Yield strength

도 8에서 나타내는 바와 같이 마이크로니들 어레이의 기저부 양 끝단에 연결한 후 압착시 저항력을 측정하였다. 각 결과치는 각 실시예에서 제조된 3개의 시편에 대한 평균치이다.As shown in FIG. 8, after connecting to both ends of the base of the microneedle array, the resistance during compression was measured. Each result is an average of three specimens prepared in each Example.

<항복강도 측정조건><Yield strength measurement conditions>

압축 변위 : 약 1 mm Compression displacement: about 1 mm

압축 속도 : 0.5 mm/secCompression speed: 0.5 mm/sec

(2) 파괴강도(2) Breaking strength

도 9에 나타내는 바와 같이, 마이크로니들 어레이의 기저부 양 끝단에 연결한 후 인장력을 가했을 때 중앙부가 끊어지는 강도를 하기 명시된 평가조건에 따라 측정하였다. 각 결과치는 각 실시예에서 제조된 3개의 시편에 대한 평균치이다.As shown in FIG. 9 , the strength at which the central part breaks when a tensile force is applied after being connected to both ends of the base of the microneedle array was measured according to the evaluation conditions specified below. Each result is an average of three specimens prepared in each Example.

<파괴강도 측정조건><Conditions for measuring breaking strength>

측정 면적 : 3 cm x 5 cmMeasuring area: 3 cm x 5 cm

인장 속도 : 10 mm/minTensile speed: 10 mm/min

(3) 파라필름 모델에 의한 피부 삽입능(3) The ability to insert into the skin by the parafilm model

마이크로니들의 피부 삽입능을 측정하기 위하여 Ryan F. Donnelly 연구팀이 'A proposed model membrane and test method for microneedle insertion studies' international journal of pharmaceutics, 2014 에서 제안한 파라필름 모델을 이용하였다. 파라필름 (Parafilm M®)은 탄화수소와 폴리올레핀의 복합물로써 피부처럼 일정 강도와 탄성력을 가지고 있고 한 layer 당 약 125μm 의 두께로 8장을 겹칠시 약 1mm이 되어 표피 및 진피층까지의 깊이를 제공할 수 있기에 마이크로니들의 피부 삽입능을 측정할 수 있는 적절한 in-vitro 모델로 활용되고 있다. In order to measure the skin insertion ability of microneedles, Ryan F. Donnelly's research team used a parafilm model proposed in 'A proposed model membrane and test method for microneedle insertion studies' international journal of pharmaceutics, 2014. Parafilm M ® is a composite of hydrocarbon and polyolefin, and has a certain strength and elasticity just like skin. It has a thickness of about 125 μm per layer and becomes about 1 mm when 8 layers are stacked, providing depth to the epidermis and dermis. Therefore, it is being used as an appropriate in-vitro model to measure the skin insertion ability of microneedles.

마이크로니들 중 일정 탄력성(파괴강도 50N 이상)을 확보한 마이크로니들 어레이에 대한 피부 삽입능 평가를 도 10과 같이 실시하여 침습이 가능한 최종 깊이를 측정하였다.The skin insertion ability evaluation of the microneedle array having a certain elasticity (breaking strength of 50N or more) among the microneedles was performed as shown in FIG. 10 to measure the final depth of invasion.

<파라필름 모델 측정조건><parafilm model measurement conditions>

두께 : 약 1000μm (8장)Thickness: about 1000μm (8 sheets)

측정 시간 : 2분 Measurement time: 2 minutes

침습력 : 20 NInvasive force: 20 N

(4) 돼지 피부 모델에 의한 피부 삽입능 측정 (4) Measurement of skin insertion ability by pig skin model

각질을 제거하지 않은 돼지 피부 (0.8~1.2 mm) 에 실시예에서 제조한 마이크로니들 패치를 부착하였다. 2분 후 마이크로니들 패치를 제거하고, 돼지 피부 표면에 0.4% Trypan blue 시약을 약 10분간 도포하였다. 10분 후 남아있는 시약을 제거한 후 도 10의 결과에서처럼 피부 표면에 염색된 hole의 개수를 관찰하였다.The microneedle patch prepared in Example was attached to pig skin (0.8-1.2 mm) that was not exfoliated. After 2 minutes, the microneedle patch was removed, and 0.4% Trypan blue reagent was applied to the pig skin surface for about 10 minutes. After 10 minutes, after removing the remaining reagent, the number of stained holes on the skin surface was observed as shown in the result of FIG. 10 .

<돼지 피부 모델 측정조건><Pig skin model measurement conditions>

두께 : 약 800~ 1200μmThickness: about 800~1200μm

측정 시간 : 2분Measurement time: 2 minutes

침습력 : 20 NInvasive force: 20 N

시험예 2: 마이크로니들의 형상에 따른 물성 평가 및 분석Test Example 2: Evaluation and analysis of physical properties according to the shape of the microneedle

마이크로니들의 형상에 따른 물성을 비교하기 위해, 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 크기로 마이크로니들을 제작하였다. 상기 마이크로니들의 샘플 제작 공정은 시험예 1의 공정을 따른다. 이때, 원뿔의 직경은 500μm, 사긱뿔의 가로*세로의 직경은 500μm이 되도록 하였다. 또한, 삼각뿔, 오각뿔 및 육각뿔의 기저 단면의 직경 또한, 500μm이 되도록 하였다. In order to compare the physical properties according to the shape of the microneedle, the microneedle was manufactured to have a size as shown in Table 1 below. The sample preparation process of the microneedle follows the process of Test Example 1. At this time, the diameter of the cone was 500 μm, and the horizontal * vertical diameter of the sagittal cone was 500 μm. In addition, the diameter of the base section of the triangular pyramid, pentagonal pyramid, and hexagonal pyramid was also set to 500 μm.

구조rescue 샘플 1sample 1 샘플 2sample 2 샘플 3sample 3 샘플 4sample 4 샘플 5sample 5 개수 (1cm x 1cm)Number (1cm x 1cm) 10x10 (100)10x10 (100) 10x10 (100)10x10 (100) 10x10 (100)10x10 (100) 10x10 (100)10x10 (100) 10x10 (100)10x10 (100) 모양shape 사각뿔quadrangular pyramid 원뿔cone 삼각뿔triangular pyramid 오각뿔pentagonal 육각뿔hexagonal pyramid 길이length 1000μm1000μm 1000μm1000μm 1000μm1000μm 1000μm1000μm 1000μm1000μm 항복강도(N/needle)Yield strength (N/needle) 0.70.7 0.70.7 0.30.3 0.20.2 0.20.2 파괴강도(N)Breaking strength (N) 64.264.2 62.162.1 64.064.0 62.162.1 65.165.1 파라필름 침습 깊이 (비율)Parafilm Penetration Depth (Ratio) 750μm
(75%)
750μm
(75%)
750μm
(75%)
750μm
(75%)
375μm
(37.5%)
375μm
(37.5%)
375μm
(37.5%)
375μm
(37.5%)
375μm
(37.5%)
375μm
(37.5%)
염색 hole 수 (비율)Number of staining holes (ratio) 71개
(71%)
71
(71%)
72개
(72%)
72 pieces
(72%)
42개
(42%)
42 pieces
(42%)
50개
(50%)
50 pieces
(50%)
48개
(48%)
48 pieces
(48%)

상기 표 1을 보면, 동일 길이의 마이크로니들일지라도 그 형상이 사각뿔 및 원뿔일 경우가 삼각뿔, 오각뿔 및 육각뿔 형태 대비 높은 항복강도를 나타내었다. 또한, 피부 삽입능과 관련된 파라필름 침습 깊이 시험에서도 첨단이 사각뿔 및 원뿔 형태를 갖는 마이크로니들이 타 형상의 마이크로니들 대비 약 2배 수준으로 피부에 깊게 삽입됨을 알 수 있다. Referring to Table 1, even when the microneedles of the same length have a quadrangular pyramid and a cone shape, the yield strength is higher than that of the triangular pyramid, pentagonal pyramid, and hexagonal pyramid shapes. In addition, in the parafilm penetration depth test related to the ability to insert into the skin, it can be seen that the microneedle having the tip of a quadrangular pyramid and conical shape is deeply inserted into the skin at about twice the level of microneedles of other shapes.

이는 돼지 피부 모델을 이용한 염색 hole의 비율을 통해서도 유사하게 나타내었다. This was similarly expressed through the ratio of stained holes using the pig skin model.

시험예 3: 마이크로니들의 길이에 따른 물성 평가 및 분석Test Example 3: Evaluation and analysis of physical properties according to the length of the microneedle

마이크로니들의 길이에 따른 물성을 비교하기 위해, 하기 표 2에 나타낸 바와 같은 크기로 마이크로니들을 제작하였다. 상기 마이크로니들의 샘플 제작 공정은 시험예 1의 공정을 따르며, 형상은 상기 시험예 2에서 우수한 결과를 나타낸 사각뿔 형태로 디자인하였다.In order to compare the physical properties according to the length of the microneedle, the microneedle was manufactured with the size shown in Table 2 below. The sample preparation process of the microneedle follows the process of Test Example 1, and the shape was designed in the form of a quadrangular pyramid showing excellent results in Test Example 2.

구조rescue 샘플 1sample 1 샘플 2sample 2 샘플 3sample 3 샘플 4sample 4 개수 (1cm x 1cm)Number (1cm x 1cm) 10x10 (100)10x10 (100) 10x10 (100)10x10 (100) 10x10 (100)10x10 (100) 10x10 (100)10x10 (100) 모양shape 사각뿔quadrangular pyramid 사각뿔quadrangular pyramid 사각뿔quadrangular pyramid 사각뿔quadrangular pyramid 마이크로니들 길이microneedle length 1300μm1300μm 1000μm1000μm 700μm700μm 400μm400μm 항복강도(N/needle)Yield strength (N/needle) 0.70.7 0.70.7 0.80.8 0.20.2 파괴강도(N)Breaking strength (N) 32.232.2 64.264.2 70.170.1 55.255.2 파라필름 침습 깊이 (비율)Parafilm Penetration Depth (Ratio) -- 750μm(75%)750 μm (75%) 625μm (89%)625μm (89%) 125μm (30%)125μm (30%) 염색 hole 수 (비율)Number of staining holes (ratio) -- 71개(71%)71 (71%) 85개 (85%)85 (85%) 20개 (20%)20 (20%)

상기 표 2를 보면, 마이크로니들 길이가 700~1000μm일 경우 피부 삽입능이 좋음을 확인하였다. 그러나, 마이크로니들의 길이가 긴 샘플 1의 탄력성이 낮아 낮은 파괴강도를 가져 몰드와 마이크로니들 어레이의 분리시 파손이 발생하여 측정이 불가능하였다. Referring to Table 2, it was confirmed that the skin insertion ability was good when the microneedle length was 700 ~ 1000 μm. However, sample 1 with a long length of microneedle had low elasticity and low breaking strength, so it was impossible to measure because the mold and the microneedle array were damaged when separated.

샘플 4의 마이크로니들의 경우 상대적으로 샘플 2의 마이크로니들의 길이보다 짧아 파괴강도가 50N 이상을 나타내었으나 항복강도가 0.2 N/needle로 매우 낮은 결과를 나타내었다. 또한, 마이크로니들이 짧은 길이를 가짐으로 인해 피부 삽입능과 관련된 시험을 보면, 길이가 1000μm인 마이크로니들 샘플 2 대비 약 1/3 수준으로 낮은 결과를 나타내었다.In the case of the microneedle of Sample 4, it was relatively shorter than the length of the microneedle of Sample 2, indicating a breaking strength of 50N or more, but a very low yield strength of 0.2 N/needle. Also, due to the short length of the microneedle, when examining the test related to the ability to insert into the skin, the result was as low as about 1/3 of that of the microneedle sample 2 having a length of 1000 μm.

시험예 4: 마이크로니들의 단위 면적당 개수에 따른 물성 평가 및 분석Test Example 4: Evaluation and analysis of physical properties according to the number of microneedles per unit area

마이크로니들의 단위 면적당 개수에 따른 물성을 비교하기 위해, 하기 표 3에 나타낸 바와 같은 크기로 마이크로니들을 제작하였다. 상기 마이크로니들의 샘플 제작 공정은 시험예 1의 공정을 따른다.In order to compare the physical properties according to the number of microneedles per unit area, microneedles were manufactured in sizes as shown in Table 3 below. The sample preparation process of the microneedle follows the process of Test Example 1.

구조rescue 샘플 1sample 1 샘플 2sample 2 샘플 3sample 3 샘플 4sample 4 샘플 5sample 5 샘플 6sample 6 샘플 7sample 7 개수
(1cm x 1cm)
Count
(1cm x 1cm)
10x10 (100)10x10 (100) 9x9 (81)9x9 (81) 8x8 (64)8x8 (64) 7x7 (49)7x7 (49) 6x6 (46)6x6 (46) 5x5 (25)5x5 (25) 4x4 (16)4x4 (16)
모양shape 사각뿔quadrangular pyramid 사각뿔quadrangular pyramid 사각뿔quadrangular pyramid 사각뿔quadrangular pyramid 사각뿔quadrangular pyramid 사각뿔quadrangular pyramid 사각뿔quadrangular pyramid 길이length 1000μm1000μm 1000μm1000μm 1000μm1000μm 1000μm1000μm 1000μm1000μm 1000μm1000μm 1000μm1000μm 항복강도(N/needle)Yield strength (N/needle) 0.70.7 1.01.0 1.51.5 1.71.7 2.02.0 2.12.1 2.42.4 파괴강도(N)Breaking strength (N) 64.264.2 65.065.0 62.062.0 57.157.1 55.355.3 52.152.1 38.738.7 파라필름 침습 깊이 (비율)Parafilm Invasion Depth (Ratio) 750μm
(75%)
750μm
(75%)
750μm
(75%)
750μm
(75%)
1000μm
(100%)
1000μm
(100%)
1000μm
(100%)
1000μm
(100%)
1000μm
(100%)
1000μm
(100%)
1000μm
(100%)
1000μm
(100%)
750μm
(75%)
750μm
(75%)
염색 hole 수 (비율)Number of staining holes (ratio) 71개
(71%)
71
(71%)
58개
(72%)
58
(72%)
62개
(97%)
62 pieces
(97%)
48개
(98%)
48 pieces
(98%)
36개
(100%)
36 pieces
(100%)
25개
(100%)
25 pieces
(100%)
58개
(72%)
58
(72%)

구조rescue 샘플 8sample 8 샘플 9sample 9 샘플 10sample 10 샘플 11sample 11 샘플 12sample 12 샘플 13sample 13 샘플 14sample 14 개수 (1cm x 1cm)Number (1cm x 1cm) 10x10 (100)10x10 (100) 9x9 (81)9x9 (81) 8x8 (64)8x8 (64) 7x7 (49)7x7 (49) 6x6 (46)6x6 (46) 5x5 (25)5x5 (25) 4x4 (16)4x4 (16) 모양shape 원뿔cone 원뿔cone 원뿔cone 원뿔cone 원뿔cone 원뿔cone 원뿔cone 길이length 1000μm1000μm 1000μm1000μm 1000μm1000μm 1000μm1000μm 1000μm1000μm 1000μm1000μm 1000μm1000μm 항복강도
(N/needle)
yield strength
(N/needle)
0.70.7 1.11.1 1.41.4 1.71.7 2.12.1 2.12.1 2.52.5
파괴강도(N)Breaking strength (N) 62.162.1 63.063.0 60.060.0 58.158.1 56.356.3 54.154.1 35.735.7 파라필름 침습 깊이 (비율)Parafilm Invasion Depth (Ratio) 750μm
(75%)
750μm
(75%)
750μm
(75%)
750μm
(75%)
1000μm
(100%)
1000μm
(100%)
1000μm
(100%)
1000μm
(100%)
1000μm
(100%)
1000μm
(100%)
1000μm
(100%)
1000μm
(100%)
750μm
(75%)
750μm
(75%)
염색 hole 수 (비율)Number of staining holes (ratio) 72개
(72%)
72 pieces
(72%)
60개
(74%)
60 pieces
(74%)
63개
(98%)
63
(98%)
47개
(96%)
47 pieces
(96%)
36개
(100%)
36 pieces
(100%)
25개
(100%)
25 pieces
(100%)
58개
(72%)
58
(72%)

상기 표 3을 참조하면, 마이크로니들의 단위 면적당 개수가 개수가 25 (5x5) ~ 64 (8x8)일 경우 동일한 외부힘이 전달되었을 때 마이크로니들 하나당 전달되는 힘이 증가하여 마이크로니들의 항복 및 파괴강도와 피부 삽입능이 가장 양호함을 확인하였다. 그러나, 마이크로니들의 개수가 너무 적은 경우는 강도는 양호하지만 탄력성을 나타내는 파괴강도가 낮아 몰드에서 분리시 마이크로니들이 파손되는 경향을 확인하였다. Referring to Table 3, when the number of microneedles per unit area is 25 (5x5) to 64 (8x8), when the same external force is transmitted, the force transmitted per microneedle increases, so that the yield and breaking strength of the microneedles is increased. and skin insertion ability was confirmed to be the best. However, when the number of microneedles is too small, although the strength is good, the breaking strength indicating elasticity is low, so that the tendency of the microneedles to break when separated from the mold was confirmed.

도 11은 침습이 가능한 최종 깊이를 보여주는 그래프이다. 상기 도 11을 보면, 10x10의 마이크로니들의 최종 깊이는 750μm이었고, 5x5 및 7x7의 경우 1000μm을 가져 피부에 보다 깊숙이 침습이 가능함을 알 수 있다.11 is a graph showing the final depth at which invasion is possible. Referring to FIG. 11 , the final depth of the 10x10 microneedles was 750 μm, and the 5×5 and 7×7 microneedles had 1000 μm, indicating that deeper penetration into the skin was possible.

도 12는 단위 면적당 피부 표면에 염색된 hole을 보여주는 사진이다. 상기 도 12를 보면, 10x10의 마이크로니들을 보면 일부 hole에서 염색이 되지 않았으며, 5x5의 마이크로니들의 경우 전체 hole 모두 염색이 됨을 알 수 있다. 12 is a photograph showing a stained hole on the skin surface per unit area. 12, it can be seen that, when looking at the 10x10 microneedles, some holes were not stained, and in the case of the 5x5 microneedles, all holes were stained.

이러한 경향은 마이크로니들의 모양을 원뿔로 표 4의 경우에서도 유사하게 나타내었다.This trend was similarly shown in Table 4 in the case of the shape of the microneedle as a cone.

100: 몰드
200: 다단 카트리지
201: 하우징
210: 가이드부
220: 돌출 리브
100: mold
200: multi-stage cartridge
201: housing
210: guide unit
220: protruding ribs

Claims (12)

피부에 밀착되는 기재와;
단부에 뾰족한 첨두가 형성되어 이루어지며, 상기 기재의 일면에 종횡으로 일정한 간격에 따라 배열되는 복수 개의 마이크로니들;을 포함하는 마이크로니들 어레이에 있어서,
상기 마이크로니들은 기재로부터의 길이가 700 내지 1,000μm이고, 상기 기재의 단위 면적당 (1cm x 1cm) 마이크로니들의 개수가 25(5x5) 내지 64(8x8)인, 마이크로니들 어레이.
a substrate in close contact with the skin;
In the microneedle array comprising a; a plurality of microneedles having a pointed tip formed at the end and arranged at regular intervals in the vertical and horizontal directions on one surface of the substrate,
The microneedle array has a length of 700 to 1,000 μm from the substrate, and the number of microneedles per unit area of the substrate (1 cm x 1 cm) is 25 (5x5) to 64 (8x8).
제1항에 있어서,
상기 마이크로니들은 원뿔, 삼각뿔, 사각뿔, 오각뿔, 육각뿔 및 다각뿔로 이루어진 군에서 선택된 1종의 첨단을 갖는, 마이크로니들 어레이.
According to claim 1,
The microneedle has a tip selected from the group consisting of a cone, a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, a pentagonal pyramid, a hexagonal pyramid, and a polygonal pyramid, a microneedle array.
제1항에 있어서,
상기 마이크로니들은 원뿔 또는 사각뿔의 첨단을 갖는, 마이크로니들 어레이.
According to claim 1,
The microneedle array has a tip of a cone or a quadrangular pyramid.
제1항에 있어서,
상기 마이크로니들 어레이는 용해성 마이크로니들 어레이인, 마이크로니들 어레이.
According to claim 1,
The microneedle array is a soluble microneedle array.
제1항에 있어서,
상기 마이크로니들 어레이는 항복강도가 1.4 내지 2.3 N/needle인, 마이크로니들 어레이.
According to claim 1,
The microneedle array has a yield strength of 1.4 to 2.3 N/needle, a microneedle array.
제1항에 있어서,
상기 마이크로니들 어레이는 파괴강도가 50N 이상인, 마이크로니들 어레이.
According to claim 1,
The microneedle array has a breaking strength of 50N or more, a microneedle array.
제1항에 있어서,
상기 마이크로니들 어레이는 피부 내 단위면적당 삽입능이 90% 이상인, 마이크로니들 어레이.
According to claim 1,
The microneedle array has an insertability of 90% or more per unit area in the skin, a microneedle array.
제1항에 있어서,
상기 마이크로니들은 생체적합성 고분자를 포함하는, 마이크로니들 어레이.
According to claim 1,
The microneedle array comprises a biocompatible polymer.
제8항에 있어서,
상기 생체적합성 고분자는 히알루론산, 카르복시메틸셀룰로오스, 알지닉산, 펙틴, 카라기난, 콘드로이틴(설페이트), 덱스트란(설페이트), 키토산, 폴리라이신, 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴, 피브린, 아가로스, 풀루란 폴리락타이드, 폴리글리코라이드, 폴리비닐알코올, 폴리락타이드-글리코라이드 공중합체, 풀루란 폴리안하이드라이드, 폴리오르쏘에스테르, 폴리에테르에스테르, 폴리카프로락톤, 폴리에스테르아마이드, 폴리(뷰티릭산), 폴리(발레릭산), 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체, 아크릴 치환 셀룰로오스아세테이트, 비-분해성 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 풀루오라이드, 폴리(비닐이미다졸), 클로로설포네이트 폴리올레핀, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜, 폴리메타크릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 싸이클로덱스트린, 셀룰로오스 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 마이크로니들 어레이.
9. The method of claim 8,
The biocompatible polymer is hyaluronic acid, carboxymethyl cellulose, alginic acid, pectin, carrageenan, chondroitin (sulfate), dextran (sulfate), chitosan, polylysine, collagen, gelatin, carboxymethyl chitin, fibrin, agarose, pullulan Polylactide, polyglycolide, polyvinyl alcohol, polylactide-glycolide copolymer, pullulan polyanhydride, polyorthoester, polyether ester, polycaprolactone, polyesteramide, poly(butyric acid) , poly(valeric acid), polyurethane, polyacrylate, ethylene-vinyl acetate polymer, acrylic substituted cellulose acetate, non-degradable polyurethane, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, poly(vinylimidazole) , chlorosulfonate polyolefin, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polymethacrylate, hydroxypropylmethylcellulose, ethylcellulose, hydroxypropylcellulose, cyclodextrin, from the group consisting of cellulose and copolymers thereof. One or more selected, microneedle array.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 마이크로니들 어레이; 및 상기 마이크로니들 어레이가 적어도 하나 이상 부착된 점착성 시트를 포함하는, 마이크로니들 경피 패치.
The microneedle array according to any one of claims 1 to 9; and an adhesive sheet to which at least one microneedle array is attached.
몰드에 마이크로니들 제조용 조성물을 점적하는 단계;
상기 마이크로니들 제조용 조성물이 점적된 복수 개의 몰드를 다단 카트리지에 삽입하는 단계;
상기 다단 카트리지를 회전시키는 단계;
상기 다단 카트리지로부터 복수 개의 몰드를 인출 후 건조하는 단계; 및
상기 몰드로부터 마이크로니들 어레이를 인출하는 단계를 포함하는
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 마이크로니들 어레이의 제조방법.
Dropping a composition for manufacturing microneedles on a mold;
inserting a plurality of molds in which the composition for manufacturing the microneedle is dripped into a multi-stage cartridge;
rotating the multi-stage cartridge;
Drying after drawing out a plurality of molds from the multi-stage cartridge; and
withdrawing the microneedle array from the mold
The method for manufacturing a microneedle array according to any one of claims 1 to 9.
제11항에 있어서,
상기 회전시 다단 카트리지 내 몰드는 회전축에 대해 수직 방향으로 배치시켜 수행하는, 마이크로니들 어레이의 제조방법.
12. The method of claim 11,
A method of manufacturing a microneedle array, wherein the mold in the multi-stage cartridge is disposed in a direction perpendicular to the axis of rotation during the rotation.
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