KR920002264B1 - Method of patching - Google Patents

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Abstract

Two translucent patch-type administration devices (TAD) used by attachment to the skin, are new. Integration type TAD, comprises; (a) a solvent reservoir (2) of ionising solvent, the upper side forming an electrode (1) open to the outside; (b) a hydrophilic polymer drug reservoir (3) contg. the drug, forming the lower part; (c) a water-swellable polymer skin needle supporter (5) in which a number of skin stimulating needles (4) (skin needles) are vertically fixed; (d) a stacking-structural adhesive layer (6) around the supporter (5); and (e) a solvent inlet (7) in the upper central part. The TADs are for electrical admin. of insulin in an ionising solvent. The TAD avoids inconvenient other methods of admin. such as injection, and avoids disadvantages of prior art TADS which may degrade the protein or cause irritation.

Description

인슐린의 경피투여방볍과 그에 사용되는 투여기구Percutaneous administration method of insulin and administration device used therein

제1도는 본 발명에 따른 방법에 사용되는 인슐린 경피투여기구로서의 일구현예를 나타낸 패취형(Patch Type) 투여기구의 종단면도이고,1 is a longitudinal sectional view of a patch type administration device showing one embodiment as an insulin transdermal administration device used in the method according to the present invention,

제2도는 본 발명에 따른 방법에 사용되는 인슐린 경피투여기구의 또 다른 구현예로서, 분리형 투여기구를 나타낸 종단면도이며,2 is a longitudinal cross-sectional view of another embodiment of an insulin transdermal device for use in the method according to the present invention.

제3도는 본 발명에 따른 방법으로 인슐린을 경피투여하는 경우에 패취형 투여기구를 피부에 부착했을 때 시간에 따른 혈당량의 변화를 나타낸 것이다.Figure 3 shows the change in blood glucose with time when the patch-type administration device is attached to the skin in the case of transdermal administration of insulin by the method according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1, 11 : 인슐린용매저장소 2 : 고분자지지체1, 11: insulin solvent storage 2: polymer support

3, 13 : 피부침지지체 4, 14 : 피부침3, 13: skin needle support member 4, 14: skin needle

5, 15 : 전극 12 : 용매공급막5, 15 electrode 12 solvent supply membrane

18 : 공극 20 : 몸체부18: void 20: body

21 : 매트릭스21: Matrix

본 발명은 피부를 통해 인슐린을 투여하도록 하는 인슐린의 경피투여방법과 그때 사용되는 투여기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피부에 투여기구를 부착하여서 그 투여기구에 부설되어 있는 피부침을 통하여 투여기구내부에 함유되어 있는 인슐린을 경피투여하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transdermal administration method of insulin for administering insulin through the skin and to an administration device used at that time, and more particularly, to an administration device through a dermal needle attached to the administration device by attaching the administration device to the skin. It relates to a method for transdermal administration of insulin contained therein.

피부를 통하여 약물을 혈액속으로 전달시키는 방법은 수십년전부터 널리 연구되고 사용되어 왔는바, 이렇게 피부를 통한 약물전달에 사용하기 위한 약물의 체형으로 서는 연고형, 패취형(Patch Type),스프레이형(Spray Type)등이 사용되고 있다.Methods for delivering drugs into the blood through the skin have been widely studied and used for decades. As the body types of drugs for drug delivery through the skin, ointment, patch type, and spray type are used. (Spray Type) is used.

그러나, 이러한 형태의 사용방법을 이용할 경우 약물의 낭비가 많고, 투여시 약물의 적절한 유효혈중농도를 유지할 수가 없었을 뿐아니라, 이러한 형태로 사용할 수 있는 약물이 극히 제한되어 있었기 때문에 여러 가지 투여방법이 계속 연구 개발되고 있다.However, the use of this type of method is a waste of the drug, was not able to maintain the proper effective blood concentration of the drug at the time of administration, and various methods of administration continue because of the extremely limited drug available in this form Research and development.

특히, 이중에서도 위와같은 종래방법에서 문제되는 점을 개선시켜 창안된 것이 피부전달형 패취시스템이다. 이러한 패취시스템은 단 한번의 투여만으로도 3∼7일간 약효를 지속 투여할 수가 있으며, 그 시스템내에서 약물의 유효혈중농도를 조절해 주도록 함으로써 독성이나 부작용이 거의 없는 점에서 많은 진보를 가져왔다.In particular, the skin delivery patch system was developed to improve the problem in the conventional method as above. Such a patch system has been able to continuously administer the drug effect for 3-7 days with only one administration, and has made a lot of advances in that there is little toxicity or side effects by controlling the effective blood concentration of the drug in the system.

또한, 이러한 시스템을 이용한 약물의 피부투과성을 증가시켜주는 가속제의 개발로 피부전달이 어려웠던 니트로글리세린, 스코폴라민, 에스트라디올 등과 같은 약물을 쉽게 피부로 전달시킬 수 있는 방법도 개발되었다.In addition, the development of an accelerator to increase the skin permeability of the drug using such a system has been developed a method that can easily deliver drugs such as nitroglycerin, scopolamine, estradiol, which was difficult to transfer the skin to the skin.

그러나, 이와같이 획기적으로 진보되었다고 할 수 있는 피부전달형 패취는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the skin delivery patch, which can be said to be advanced in this way, has the following problems.

첫째, 피부표피층을 변형 또는 확장시켜 주는 가속제가 사용된다 하더라도 분자량이 500이상인 분자는 피부의 표피층을 투과할 수 없기 때문에 전달약물의 분자량은 500이하로 작아야 한다.First, even if an accelerator that modifies or expands the skin epidermal layer is used, the molecular weight of the drug should be less than 500 because molecules having a molecular weight of 500 or more cannot penetrate the epidermal layer of the skin.

둘째, 피부의 구조가 친수성의 단백질, 주로 케라틴을 소수성의 지방질이 둘러싸고 있는 구조이므로 소수성이 강한 약물은 그 지방질에 쉽게 용해되기 때문에 전달약물의 성질이 소수성이 강할수록 전달이 용이한 제한적 요인이 있다.Second, since the structure of the skin is a hydrophilic protein, mainly keratin, is surrounded by hydrophobic fat, strong hydrophobic drugs are easily dissolved in the fat, so the stronger the hydrophobic nature of the drug, the easier the delivery is. .

셋째, 현재까지 알려진 바로는 피부를 통하여 높은 혈장 농도를 유지하기는 어려운 실정이므로, 높은 혈장 농도를 필요로 하는 약물에는 사용하기 어렵다.Third, since it is difficult to maintain high plasma concentrations through the skin, it is difficult to use drugs that require high plasma concentrations.

그럼에도, 근래들어서 피부전달형 패취가 계속 개발되고 있는데, 상기와 같은 문제의 해결조건에 가까운 적은 분자량과 소수성의 약물을 전달시키는 시스템으로는 다음과 같은 예를 들 수가 있다.Nevertheless, in recent years, skin-delivery patches have been continuously developed. Examples of systems for delivering a low molecular weight and hydrophobic drug close to the above-mentioned problem solving conditions are as follows.

즉, 미국특허 제 4, 041, 894호에서는 PVC, PET 또는 PE 재질의 포장용 필름으로 구성된 저장조에다 미네랄오일(10∼100CP)과 폴리이소부틸렌의 혼합용매에다 스코플라민을 혼합시켰으며, 방출조절을 위해 폴리프로필렌, 셀룰로오스 또는 폴리아크릴로니트릴제의 막(공극률 0.1∼0.85, 두께 0.01∼0.001Cm)을 사용하였고, 접착제로서 폴리이소부틸렌과 미네랄오일을 사용하는 기술이 개시되어 있다.In other words, US Patent No. 4, 041, 894 mixed scoflavin with a mixed solvent of mineral oil (10 to 100 CP) and polyisobutylene in a reservoir consisting of a packaging film made of PVC, PET or PE. For control, a film made of polypropylene, cellulose or polyacrylonitrile (porosity 0.1 to 0.85, thickness 0.01 to 0.001 Cm) was used, and a technique using polyisobutylene and mineral oil as an adhesive is disclosed.

미국특허 제 4, 201, 211호(1980.5.6)에서는 폴리에스터필름의 저장조에 콜로이드성 SiO2, 미네랄오일, 폴리이소부틸렌 및 클로니딘을 혼합하여 폴리프로필렌 막으로 방출조절을 하였고,점착층에는 저장조의 내용물과 같은 성분을 함유하고 있는 기술이 개시되어 있다.In U.S. Patent No. 4, 201, 211 (1980.5.6), colloidal SiO 2 , mineral oil, polyisobutylene and clonidine were mixed in a reservoir of a polyester film to control the release with a polypropylene membrane. A technique is disclosed which contains components such as the contents of a reservoir.

그러나, 지금까지 알려진 바로는 상기와 같은 방법으로는 인슐린을 피부내로 전달시키는 것이 불가능한 것으로 알려지고 있는데, 그 이유는 인슐린이 피부전달에 필요한 조건을 갖추고 있지 못하기 때문이다. 즉, 인슐린은 그분자량이 6,000이상으로서 거대분자로 구성되어 있기 때문에 화학적용매를 사용하여 피부의 성질을 변형시켜준다 하더라도 표피층의 투과가 불가능하고, 또 인슐린은 아미노산의 펩타이드 결합체로서 친수성이 강한 약물이기 때문에 소수성인 표피층과는 친화성이 나빠서 표피층을 투과할수 없는 문제가 있다. 이와같은 어려움 때문에 아직까지 피부전달형 인슐린 패취는 상품화된 예가 없다.However, until now it is known that it is impossible to deliver insulin into the skin by the above method, because insulin does not have the conditions necessary for skin delivery. In other words, since insulin has a molecular weight of 6,000 or more and is composed of macromolecules, even though chemical properties are used to modify skin properties, it is impossible to penetrate the epidermal layer.Insulin is a hydrophilic drug that is a peptide conjugate of amino acids. Therefore, the affinity with the hydrophobic epidermal layer is bad, there is a problem that can not penetrate the epidermal layer. Due to these difficulties, there are no commercialized cases of skin-delivered insulin patches.

일반적으로 인슐린의 인체전달체형과 투여방법으로는 주사제, 경구투여제, 점막전달제와 판크레아스이식법 및 인슐린 펌프이식법에 의한 투여방법등이 있다.In general, the human carrier type and administration method of insulin include injection, oral administration, mucosal delivery agent and pancreas transplantation, and insulin pump transplantation.

그러나, 이러한 방법들은 그 모두가 인슐린의 낭비가 많고 투여효율이 낮으며 사용이 불편하다. 또한, 어떤 경우에는 투여부위의 손상이나 병균감염의 우려가 있어서 그 사용상 문제가 많았다.However, these methods are all wasteful of insulin, low dosing efficiency and inconvenient to use. In some cases, there is a risk of damage to the site of administration or infection of germs, resulting in many problems in use.

따라서, 최근 들어서 인슐린을 표피로 전달하는 방법이 계속 연구되고 있는데, 그 중에서 특히 본 발명과 관련이 있는 것은 전기적인 흐름을 이용하여 전하를 면인슐린을 표피속으로 전달시키는 방법이다.Therefore, in recent years, a method of delivering insulin to the epidermis has been continuously studied. Among them, particularly related to the present invention, a method of transferring electric charges to the epidermis is provided by using electric flow.

이러한 전기적 흐름을 이용한 인슐린의 전달방법으로서, R.L. Stephev et al은 Biomed. Biochim. Acta43(1984)5, 553-558에서 돼지피부에 일정한 전류를 통해서 인슐린을 투과시키는 방법을 시도하였으나, 이 방법에서는 인슐린의 전하량이 부족하고, 또 인슐린을 단량체로 만들지 못하여 인체전달에는 실패하였다.As a method of delivering insulin using this electrical flow, R.L. Stephev et al. Biomed. Biochim. In Acta 43 (1984) 5, 553-558, a method of permeating insulin through a constant current to pig skin was attempted. However, this method failed to deliver the human body because of insufficient charge amount of insulin and failure to make insulin into a monomer.

그후에, Bruce Kari는 Diabets, 35(1986)217에서 표피층이 완전히 제거된 토끼에다 0.4㎃의 전류를 2시간동안 통하여 인슐린의 전달을 시도하였다. 이 방법에서는 약물전달의 가장 큰 장애였던 표피층을 제거하였으므로 인슐린 전하량이 부족하게 되고, 폴리머형태의 인슐린을 사용하더라도 인슐린 전달량이 증가하였다.Subsequently, Bruce Kari attempted to deliver insulin through Diabets, 35 (1986) 217, for 2 hours, in a rabbit whose epidermal layer had been completely removed. In this method, the epidermal layer, which was the biggest impediment of drug delivery, was removed, resulting in insufficient insulin charges, and increased insulin delivery even when polymerized insulin was used.

그러나, 이 방법은 표피를 제거하므로써 발생하게 되는 감염이나 피부의 변형과 치료에 심각한 문제점이 있기 때문에, 결국 이 방법은 인슐린을 피부로 전달하는 것은 가능케 하였지만 제거된 피부를 다시 치료해야 하는 문제가 더 심각하게 되었다.However, because this method has serious problems with infection or skin deformation and treatment caused by the removal of the epidermis, this method has made it possible to deliver insulin to the skin, but the problem is that the removed skin has to be treated again. It became serious.

한편, Yie. W. Chiem은 Int. J. Pharm. 44(1988)197-204에서 피부에 상처를 주지 아니하는 상태에서 펄스전류를 사용하여 인슐린의 전달을 시도하였다. 그 결과 인슐린의 투과량이 증가됨을 보였으나, 전달량이 충분하지 못하였고 전달량의 생체지속시간이 60분이내로 짧게 나타났다. 또한 직류전원을 사용한 결과 생체지속시간은 증가하였으나 전류가 너무 강하여 피부에 화상을 일으키고 전기적 충격의 위험이 있다.Meanwhile, Yie. W. Chiem Int. J. Pharm. At 44 (1988) 197-204, pulse current was used to deliver insulin without injuring the skin. As a result, it was shown that the permeation amount of insulin was increased, but the delivery amount was not enough and the biological duration time of the delivery amount was short within 60 minutes. In addition, as a result of using a DC power source, the biological duration increased, but the current was too strong, causing burns on the skin and risk of electric shock.

이상 살펴본 바와같이, 화학적인 가속제를 사용하고 피부를 변형시키므로서 약물전달을 증가시키는 패취는 인슐린과 같은 거대분자에 적용시키는데는 한계가 있다. 또한, 전기적흐름을 사용하여 인슐린을 피부로 전달하는 방법은 상당한 진전을 보인 것이기는 하지만 아직까지 인체에 필요한 양의 인슐린을 전달시킬 수가 없는 문제가 있고, 또 피부의 감염이나 화상, 표피층의 치료 등에 따른 또 다른 문제점을 해결 할 수 있는 방안이 없는 상태이다.As discussed above, patches that increase drug delivery by using chemical accelerators and modifying the skin are limited in their application to macromolecules such as insulin. In addition, the method of delivering insulin to the skin by using electric flow has made considerable progress, but there is a problem that it is not possible to deliver the required amount of insulin to the human body. There is no way to solve another problem.

이에, 본 발명자들은 인슐린을 피부를 통해 투여하는 방법으로서, 종래와 같은 패취형 투여기구를 사용하되 인슐린을 단량체로 만들 수 있는 용매조성을 찾아내고, 전기통전시 인슐린분자가 쉽게 이동할 수 있도록 인슐린용액의 전하량을 증가시켜주며, 혈액중에 충분한 량의 인슐린을 공급해 주면서 표피층의 상처를 최소화하기 위해서 투여기구에 피부침을 사용하여 표피에 인슐린이 통과 할 수 있는 통로를 만들어 주므로써 상기와 같은 종래의 제문제점을 해결할 수 있다는 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors use a patch-type administration device as the conventional method of administering insulin through the skin, but find a solvent composition that can make insulin into a monomer, and the insulin solution can be easily moved during the electric conduction. In order to increase the amount of charge and supply sufficient amount of insulin in the blood while minimizing the wound on the epidermal layer, a skin needle is used in the administration device to create a passage through which the insulin can pass through the epidermis. It was found that the solution to the present invention was completed.

따라서, 본 발명은 패취형 투여기구를 이용하여 인슐린을 경피투여함에 있어서, 종래와는 달리 인슐린을 단량체화시키고 피부침을 이용하여 인슐린이 표피층을 통과하도록 해줌으로서, 피부를 통해 만족할만한 량의 인슐린을 혈관내로 전달시킬 수 있도록 하는 인슐린의 경피투여방법과 그에 사용되는 투여기구를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention, in the transdermal administration of insulin using a patch-type administration device, unlike the prior art, by monomerizing insulin and using the needle to allow insulin to pass through the epidermal layer, a satisfactory amount of insulin through the skin It is an object of the present invention to provide a method of transdermal administration of insulin and an administration device used therein for delivering the same into a blood vessel.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 패취형 투여기구를 이용하여 인슐린을 경피 투여하되, 인슐린을 반응자성용매와 염완충액 및 산 또는 염기의 수용액중에서 선택된 하나 또는 2이상의 성분이 혼합된 인슐린용매와 인슐린안정제에 혼합시켜서, 인슐린을 단량체화 시킴과 동시에 이온화도를 증가시키고, 전류를 사용하여 인슐린의 피부전달량을 조절시키면서, 상기 인슐린 혼합용액을 투여기구에 형성되어 있는 다수의 피부침(針)을 통하여 경피 투여함을 특징으로 하는 것이다.In the present invention, the insulin is transdermally administered using a patch-type administration device, and the insulin is mixed with an insulin solvent and an insulin stabilizer mixed with one or two or more components selected from a reactive magnetic solvent, a salt buffer solution and an aqueous solution of an acid or a base. And the ionization degree at the same time to increase the degree of ionization, and by using a current to control the amount of skin delivery of insulin, while administering the transdermal administration of the insulin mixture solution through a plurality of dermal needles formed in the administration device will be.

이와같은, 본 발명에 따른 투여기구는 첨부도면 제1도 내지 제2도에 예시한 바와같이 본 발명에서 새로이 개발된 것으로서, 그 하나의 구현예를 살펴보면, 제1도에서와 같이 일반적으로 피부에 접착하여 사용되고 있는 종래의 패취형 투여기구에 있어서, 패취몸체의 주요부를 이루는 인슐린용매저장소(1)와, 인슐린이 분말상으로 분산되어 있으면서 수팽윤성을 갖는 고분자지지체(2), 피부접착후 용매의 방출에 따라 팽윤거동을 나타내는 피부침지지체(3), 상기 피부침지지체(3)에 수직으로 고정 분포되어 있어서, 피부와 접촉하게 되는 다수의 피부침(4), 그리고 상기 저장조(1)와 피부에 전기를 통전시킬 수 있도록 상기 저장조(1)의 상단내부에 설치된 전극(5)으로 구성되어 있는 패취형 투여기구를 특징으로 하는 것이다.As such, the administration device according to the present invention is newly developed in the present invention as illustrated in FIGS. 1 to 2, and one embodiment thereof is generally applied to the skin as shown in FIG. 1. In a conventional patch-type administration device used by bonding, an insulin solvent reservoir (1) constituting the main portion of the patch body, a polymer support (2) having water swellability while insulin is dispersed in powder form, and releasing solvent after skin adhesion According to the skin immersion support (3), the skin immersion support (3) perpendicularly distributed in a vertical distribution, the plurality of skin needles (4) to come into contact with the skin, and the reservoir (1) and the skin It is characterized by a patch-type dispensing mechanism consisting of an electrode (5) provided inside the upper end of the reservoir (1) to enable the electricity to flow.

여기서, 미설명부호 6은 인슐린용매저장조(1)를 이루고 있는 지지필름(Backing Film), 7은 피부와 접착되는 접착층, 8은 V자형 흠이 형성되어 있는 용매투입구, 9는 상기 접착층(7)에 부착되어 있는 이형지이다.Here, reference numeral 6 denotes a backing film constituting the insulin solvent storage tank 1, 7 an adhesive layer adhered to the skin, 8 a solvent inlet in which a V-shaped flaw is formed, and 9 an adhesive layer 7. It is a release paper attached to.

본 발명에 따른 투여기구의 또 다른 구현예로서는 제2도에 있어서와 같이, 인슐린용매저장조(11)와 그 저장조(11)로부터 용매를 투과공급시킬 수 있도록 공극(18)을 가지는 용매공급막(12) 및 상기 저장조(11)와 피부에 전기를 동전시킬 수 있도록 상기 저장조(11)의 상단내부에 설치된 전극(15)으로 이루어져 있는 몸체부(20)와, 상기 몸체부(20)와 분리된 채로 형성되어 있으면서 다수의 피부침(14)과 그 피부침(14)을 수직으로 고정 지지해주는 피부침지지체 (13)로 이루어져 있는 매트릭스(21)로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the administration device according to the present invention, as shown in FIG. 2, the solvent supply membrane 12 having the pores 18 so as to permeate the solvent from the insulin solvent reservoir 11 and the reservoir 11 thereof. And a body portion 20 consisting of an electrode 15 installed inside the upper end of the reservoir 11 and the reservoir 20 so as to make electricity into the skin, and separated from the body portion 20. It is characterized in that it is composed of a matrix 21 consisting of a plurality of skin needles 14 and the skin needle support 13 to vertically support the skin needles (14).

여기서, 미설명부호 16은 인슐린용매저장조(11)을 형성하고 있는 지지필름, 17은 피부와 접착되는 접착층, 19는 상기 접착층(17)에 부착되어 있는 이형지이다.Here, reference numeral 16 is a support film forming the insulin solvent storage tank 11, 17 is an adhesive layer to be bonded to the skin, 19 is a release paper attached to the adhesive layer 17.

이와같은 본 발명을 첨부한 도면과 함께 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings as follows.

본 발명에서 제1도에 예시한 패취형 투여기구를 이용하여 인슐린을 경피투여하기 위해서는 다음의 방법으로 투여한다. 즉, 환자가 패취의 이형지(9)를 제거하고 피부에 접착한 다음, 패취의 저장조(1)상단에서 외부로부터 밀폐된 상태에서 그 내부로 인슐린용매를 투여할 수 있도록 예컨대, 고무로 이루어져 있으면서 V자형 흠이 형성되어 있는 용매투입구(8)를 통하여 인슐린용매를 인슐린용매저장조(1)내로 주입하고, 상단에 돌출된 전극(5)에 전원을 연결하고 반대편 전원은 패취의 옆에 있는 전극(도시하지 아니함)에 연결하게 된다.In order to administer transdermal insulin using the patch-type administration device illustrated in FIG. 1, the present invention is administered by the following method. In other words, the patient can remove the release paper 9 of the patch and adhere it to the skin, and then, for example, may be made of rubber while administering the insulin solvent therein in an airtight state at the top of the reservoir 1 of the patch. Inject the insulin solvent into the insulin solvent reservoir 1 through the solvent inlet 8 in which the male flaw is formed, connect the power to the electrode 5 protruding from the top, and the opposite power supply to the electrode next to the patch (not shown). Do not do so).

그러면, 상기 인슐린용매저장조(1)에 저장되는 인슐린용매로 인해 인슐린이 단량체화되고 이온화되므로써, 피부침(4)을 통해 인슐린이 용이하게 피부를 투과하여 혈액에 인슐린을 전달할 수가 있는 것이다. 이때, 전원을 통해 흐르는 전류는10∼500㎂/㎠의 직류 또는 맥류로 사용하여 인슐린의 방출량을 조절한다.Then, the insulin is monomerized and ionized by the insulin solvent stored in the insulin solvent storage tank 1, so that the insulin easily penetrates the skin through the dermal needle 4 to deliver the insulin to the blood. At this time, the current flowing through the power supply is used in a direct current or pulse flow of 10 ~ 500 ㎂ / ㎠ to control the amount of insulin released.

이와같은 투여기구의 구현예를 도시한 제1도에서 보면, 인슐린용액저장조(1)는 인슐린이 함유되어 있는 약물이 투과되지 못하도록 하면서 전체 투여기구를 지지하여주는 지지필름(6)으로 이루어져 있고, 그 내부에는 본 발명에 따른 인슐린용매, 예컨대 메다크레졸, 폐놀, 폴리에틸렌글리콜 등을 포함하는 초산수용액의 용매가 인슐린용매로서 들어 있다. 이러한, 저장조(1)의 하부에는 인슐린이 분말상으로 분산되어 있으면서 수팽윤성을 가지고 있는 고분자지지체(3)와 상기 용매가 방출함에 따라 팽윤거동을 나타내는 고분자겔로 구성된 피부침지지체(3)가 층을 형성하고 있으며, 그 지지체(3)에는 다수의 피부침(4)이 수직으로 고정 설치되어있다.In Figure 1 showing an embodiment of such an administration mechanism, the insulin solution reservoir (1) is composed of a support film (6) for supporting the entire administration mechanism while preventing the drug containing the insulin permeable, The inside contains a solvent of an acetic acid solution containing an insulin solvent according to the present invention, such as medacresol, phenol and polyethylene glycol, as an insulin solvent. In the lower part of the reservoir 1, the skin supporter 3 composed of a polymer support 3 having water swellability while insulin is dispersed in powder form and a polymer gel exhibiting swelling behavior as the solvent is released is formed. A plurality of skin needles 4 are vertically fixed to the support 3.

그리고, 상기 저장조(1)의 상단에는 은 또는 은합금의 박판으로 이루어진 전극(5)이 내장되어 있으며, 그 하단에는 피부에 잘 접착될 수 있도록 하고 피부자극을 주지 아니하는 접착층(7)이 있다. 이때 접착층(7)에는 사용시 쉽게 제거할 수 있는 이형지(9)가 부착되어 있는데, 이는 약물의 누출을 방지하고 접착제를 보호해주는 역할을 한다.The upper end of the reservoir 1 has an electrode 5 made of a thin plate of silver or silver alloy, and has an adhesive layer 7 at the bottom thereof so that it can be adhered well to the skin and does not give skin irritation. . At this time, the adhesive layer 7 is attached to the release paper 9 that can be easily removed when used, which serves to prevent the leakage of the drug and to protect the adhesive.

한편, 본 발명의 또다른 구현예에 따르면, 제2도에 도시한 바와같은 분리형 투여기구가 인슐린 경구투여방법에 사용될수 있는바, 이러한 방법에서는 약물이 혼합된 수팽윤성 매트릭스(21)를 피부에 밀착시킨후에, 상기 몸체부(20)를 이루고 있는 인슐린용매저장조(11)의 이형지(19)를 제거해내고, 상기 매트릭스(21)위에다 몸체부(20)를 올려놓고서 접착층(17)을 이용하여 피부에 살짝 눌러 접착시키면 된다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a separate dosing device as shown in Figure 2 can be used in oral administration of insulin, in this method the drug-swelled water swellable matrix 21 to the skin After being in close contact with each other, the release paper 19 of the insulin solvent storage tank 11 constituting the body 20 is removed, and the body 20 is placed on the matrix 21 and the skin using the adhesive layer 17. Just press lightly to glue it.

이러한, 제 2도에 예시한 바와같은 또 다른 구현예에 의하면, 상기 인슐린용액저장조(11)에는 예컨대, 페놀, 글리세린, 폴리에틸렌글리콜, 살리실산염 등을 포함하는 완충액을 저장하게 되며, 이러한 용매는 인슐린을 용해시키고 전기적흐름을 용이하게 해주는 역할을 한다.According to another embodiment as illustrated in FIG. 2, the insulin solution storage tank 11 stores a buffer containing, for example, phenol, glycerin, polyethylene glycol, salicylate, and the like. It dissolves and plays a role in facilitating electrical flow.

또한, 상기 저장조(11)를 형성하고 있는 지지필름(16)은 상기한 바와 같으며, 전극(15)은 그 중앙이 외부로 노출되어 있어서 외부에서 공급되는 전류를 공급받을 수 있도록 되어 있다. 그리고, 상기 저장조(11)에 채워진 용매는 그 저장조(11)의 외부로 방출할 때 용매공급막(12)을 통하게 되는데, 이막(12)은 약0.1㎛의 다수공극(18)을 갖는 막으로 구성되어 있어서, 용매의 공급을 조절하므로서 이와 밀착되게 되는 매트릭스(21)에서 일정한 농도의 인슐린이 용해되도록 하며, 그 재질은 셀룰로오스계, 폴리프로필렌, 플루오로카본, 폴리카보네이트 또는 나일론등과 같이 산, 염기에 불용성이고 유기용매에 용해되지 않는 것으로 되어있다.In addition, the support film 16 forming the reservoir 11 is as described above, the electrode 15 is the center thereof is exposed to the outside to receive the current supplied from the outside. The solvent filled in the reservoir 11 passes through the solvent supply membrane 12 when discharged to the outside of the reservoir 11, and the membrane 12 is a membrane having a plurality of pores 18 of about 0.1 μm. It is configured, so that a constant concentration of insulin is dissolved in the matrix 21 to be in close contact with the supply of the solvent, the material is acid, such as cellulose, polypropylene, fluorocarbon, polycarbonate or nylon, Insoluble in base and insoluble in organic solvents.

또한, 상기 저장조(11)를 갖는 몸체부(20)를 피부에 접착되도록 하는 접착층(17)은 예컨대,폴리아크릴레이트나 폴리부텐과 같은 재료를 사용하며, 피부의 자극이 없어야 하고 상기 용매에 의해 접착성이 저하되거나 용해되어서는 아니된다.In addition, the adhesive layer 17 for adhering the body portion 20 having the reservoir 11 to the skin is made of, for example, a material such as polyacrylate or polybutene, and should be free of skin irritation and by the solvent. The adhesion should not be degraded or dissolved.

한편, 상기 몸체부(20)와 분리되어 있는 매트릭스(21)는 수용성 고분자겔로서 인슐린을 함유하고 있는 피부침지지체(13)와 이에 수직으로 장착고정되어 피부접착시 표피층에 상처를 내주는 피부침(14)으로 구성되어 있는바, 상기 지지체(13)를 이루는 수용성고분자겔은 상기의 인슐린용매에 의해 10%이상 팽윤거동을 보이는 재질로서, 예컨대 젤라틴, 아라비아검, 잔탄검, 알기네이트와 같이 전도성이 우수한 것이 좋다.Meanwhile, the matrix 21 separated from the body portion 20 is a water-soluble polymer gel, which is fixed vertically to the skin impregnation support 13 containing insulin and is a skin needle which injures the epidermal layer during skin adhesion. It is composed of (14), the water-soluble polymer gel constituting the support 13 is a material showing a swelling behavior of more than 10% by the above-described insulin solvent, for example, conductive such as gelatin, gum arabic, xanthan gum, alginate This is good.

이와같은 분리형으로 이루어진 투여기구는 우선 피부침(14)부위가 피부와 직접 접하도록 하여 매트릭스(21)를 피부에 접착시키고, 상기 몸체부(20)의 이형지(19)를 제거하고 매트릭스(21)위에 가볍게 눌러 결합시키면서 몸체부(20)를 피부에 접착고정시킨다. 그리고나서, 이투여기구의 상단에서 외부로 노출된 전극(15)에 전원을 연결해주게 되면 상기 인슐린용매에 의해 인슐린이 단량체화, 이온화되어 피부침(14)을 통해 혈액에 인슐린을 용이하게 전달시킬 수가 있게 된다.Such a separate dispensing device firstly attaches the matrix 21 to the skin by directly contacting the skin needle 14 with the skin, removing the release paper 19 of the body portion 20, and removing the matrix 21. While pressing lightly on top of the body portion 20 to adhere and fix the skin. Then, when the power supply is connected to the electrode 15 exposed to the outside from the top of the administration device, the insulin is monomerized and ionized by the insulin solvent to easily deliver the insulin to the blood through the skin needle 14. Will be.

위와같은 본 발명에 따른 패취형 또는 분리형 투여기구에 사용되는 피부침(4,14) 은 단순한 봉형태로 되어 있어서 인술린이 피부로 전달되도록 가이드 역할을 하는 것으로서, 그 직경이 50∼400㎛이고 전체길이가 1∼5㎜이며 외부길이가 0.2∼2㎜가 되도록 구성되어 투여기구에 부착되어 있으며, 이러한 피부침(4,14)는 예컨대 철망, 섬유망사 또는 기타의 피부침지지체(3,13)에 수직으로 고정부착되어 있되 단위면적당(㎠)1∼15개가 부착되어 있는 것이 좋고, 또한 그 재질은 살균된 스텐레스 스틸인 것이 가장 바람직하다.Dermal needles (4,14) used in the patch-type or detachable administration device according to the present invention as described above is a simple rod form to serve as a guide for delivery of insulin to the skin, the diameter of which is 50 ~ 400㎛ It is configured to have a length of 1 to 5 mm and an external length of 0.2 to 2 mm, and is attached to the administration device. Such skin needles 4 and 14 are, for example, wire mesh, fiber mesh or other skin needle supporting members 3 and 13. Although it is fixedly attached perpendicularly to 1, it is preferable that 1-15 pieces per unit area (cm <2>) are attached, and the material is most preferably sterilized stainless steel.

만일, 피부침(4,14)의 직경이400㎛이상으로 크면 사용시 접착력에 의한 압력으로 인해 피부를 투과하기 어렵고, 너무 작으면 피부침제조가 어렵다. 그러나, 굵기는 투과량에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 생각된다. 또한, 그 침(4,14)의 외부길이가2㎜이상 길게되면 진피층의 모세혈관을 상처내어 응혈을 일으키게되고,0.2㎜이하로 짧으면 피부침(4,14)이 피부를 투과할 수 없어 인슐린전달량이 급격히 감소하게 된다.If the diameter of the skin needles 4 and 14 is larger than 400 μm, it is difficult to penetrate the skin due to the pressure due to the adhesive force in use, and if the skin needles are too small, the skin needle preparation is difficult. However, it is thought that the thickness does not significantly affect the permeation amount. In addition, when the external length of the needles 4 and 14 is longer than 2 mm, the capillaries of the dermal layer are wound and cause blood clots. If the length is shorter than 0.2 mm, the skin needles 4 and 14 cannot penetrate the skin, and thus insulin The amount of delivery is drastically reduced.

그리고, 피부침지지체(3,13)의 단위면적당 지나치게 많은 량의 침(4,14)이 고정 부착되어 있으면 과량의 약물이 전달되거나 처리후 피부감염의 위험이 커지게 되고, 또 너무 적으면 적당한 량의 인슐린 전달효과를 기대할 수가 없게 된다.In addition, if a large amount of needles 4 and 14 are fixedly attached per unit area of the skin needle supporting members 3 and 13, an excessive amount of drug is delivered or a risk of skin infection after treatment increases. Do not expect a large amount of insulin delivery effect.

이와같이 본 발명에 따른 투여방법과 투여기구를 이용하여 인슐린을 경구투여함에 있어서는 인슐린의 피부전달을 용이하게 되도록 하기 위해 용매의 선택이 매우 중요한 인자가 된다.Thus, in the oral administration of insulin using the administration method and the administration device according to the present invention, the selection of the solvent is a very important factor in order to facilitate the skin delivery of insulin.

일반적으로 단백질은 고유의 등전위점을 가지고 있는데, 특히 인슐린 경우에는 등전위점이 5.3정도이다. 따라서, 수용성용매중에서 인슐린의 등전위점이 5.3이 되면 인슐린을 침전을 일으켜서 고분자 형태로 존재하기 때문에 이런 상태에서는 인슐린분자가 피부로 전달될수 없는 문제가 있게 된다.In general, proteins have their own isoelectric point, especially for insulin, about 5.3. Therefore, when the isoelectric point of insulin in the water-soluble solvent is 5.3 to precipitate the insulin present in the form of a polymer, there is a problem that the insulin molecules can not be delivered to the skin in this state.

그러므로, 인슐린을 단량체상태로 만드는 것이 중요한데, 인슐린은 일반적으로 수용액중의 pH가 5.3이하가 되거나 그 이상이 될 때 비로소 용해가 가능하게 된다. 즉, 등전위점 이상과 이하 용액에서 인슐린분자는 고분자상태에서 단량체의 상태로 존재하게 된다.Therefore, it is important to make insulin monomeric. Insulin generally becomes soluble only when the pH in the aqueous solution is below 5.3 or above. In other words, the insulin molecules in the solution above and below the equipotential point are present in the state of the monomer in the polymer state.

그러나, 아직까지는 용액이 pH를 변화시키므로서 인슐린분자를 완전한 단량체의 상태로 만들 수는 없었는바, 그 이유는 인술린분자가 산이나 알칼리성 용액내에서 단백질 특유의 분자가 쌍극자 모멘트를 일으키게 되고, 용매내에 유리되어 있는 수소이온이나 하이드록시이온 또는 기타 이온에 의해 어느 정도의 분자간 균형을 유지하고 있어서, 용매의 조성이나 농도에 따라 육량체, 사량체, 이량체를 형성하고 있기 때문이다.However, so far it has not been possible to make insulin molecules completely monomeric as the solution changes pH, which is why insulin molecules induce protein-specific molecules in the acid or alkaline solution and cause dipole moments. This is because some degree of intermolecular balance is maintained by hydrogen ions, hydroxy ions or other ions liberated in the inside, and hexamers, tetramers, and dimers are formed depending on the composition and concentration of the solvent.

따라서, 이런 상태에서 인슐린분자는 그 분자량이 너무 커서 피부의 가장 큰 장벽인 표피층을 통과할 수 없게 된다.Thus, in this state, the molecular weight of insulin is so large that it cannot pass through the epidermal layer, the largest barrier of the skin.

이런 문제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따르면 인슐린을 단량체로 만들 수 있는 방법으로서, 반양자성용매에 인슐린을 용해시키거나 염완충액에서 용해시키는 방법을 채용하고 있다.In order to solve this problem, according to the present invention, as a method of making insulin into a monomer, a method of dissolving insulin in a semiprotic solvent or dissolving in a salt buffer solution is employed.

본 발명에서 사용되는 반양자성용매로는 디메틸술폭사이드, 디메틸술폴란,5,5-디메틸-1,3-사이클로헥산디온등을 예를 들수 있는 바, 이러한 반양자성용매는 인슐린은 15,000IU/㎖까지 용해시킬 수 있는 매우 우수한 용매로서, 인슐린분자의 극성영역에 이러한 반양자성용매가 둘러싸여 극성을 제거해주므로서 인슐린은 단량체로 존재하게 되고, 어떠한 화학적, 물리적 조건에서도 안정하게 되는 것이다.Examples of the semiprotic solvent used in the present invention include dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfolane, 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexanedione, and the like. The antiprotic solvent is 15,000 IU / ml of insulin. As a very excellent solvent that can be dissolved until, the semi-protic solvent is surrounded in the polar region of the insulin molecule to remove the polarity, the insulin is present as a monomer, it is stable in any chemical and physical conditions.

또한, 본 발명에서 사용되는 염완충액으로서는 소디움아세테이트, 소디움 살리실레이트, 소디움 글리코쵸레이트(Sodium glycocholate), 구연산염, 염화나트륨, 인산염등을 사용할 수 있는 바, 이러한 염완충액을 사용하게 되면 인슐린분자간에 존재하는 극성을 완화시켜주고, 또 분자간에 존재하는 수소결합을 이완 또는 해리시켜 줌으로써,인슐린을 단량체가 되어지도록 하는데 기여한다.In addition, as the salt buffer used in the present invention, sodium acetate, sodium salicylate, sodium glycocholate, sodium citrate, citrate, sodium chloride, phosphate, and the like may be used. It relaxes the polarity and loosens or dissociates the hydrogen bonds present between the molecules, thereby contributing to making the insulin a monomer.

여기서, 소디움아세테이트완충액은1∼50㎎/㎖을 사용하는데, 적정량으로는 15∼30㎎/㎖이고, 소디움살리실레이트완충액은 50∼300㎎/㎖을 사용하는데, 적정량으로는 60∼160㎎/㎖이며, 소디움글리코쵸레이트는 1∼10㎎/㎖을 사용하는데, 적정량으로는 2∼4㎎/㎖가 인슐린완충액으로 사용되는 것이 좋다. 또한, 염화나트륨과 인산염, 구연산염은 0.5∼2몰의 용액을 사용하며, 인슐린 50∼300IU/㎖에 대해 각 완충액을 별도로 사용하거나 2개이상 혼용할 수 있다.Here, sodium acetate buffer solution is used from 1 to 50 mg / ㎖, the appropriate amount is 15 to 30 mg / ㎖, sodium salicylate buffer solution is used from 50 to 300 mg / ㎖, the appropriate amount is 60 to 160 mg / Ml, sodium glycochorate is used in the 1 ~ 10mg / ㎖, the appropriate amount is preferably used as insulin buffer 2 ~ 4mg / ㎖. In addition, sodium chloride, phosphate, and citrate may be used in a solution of 0.5 to 2 moles, and each buffer may be used separately or two or more may be used for 50 to 300 IU / ml of insulin.

더욱이, 용매중에는 인슐린 안정제와 더불어서 가속제로서 페놀, 글리세린 또는 m-크레졸을 사용할 수도 있다. 이때 페놀의 첨가량은 1∼10㎎/㎖를 사용할 수 있는데, 적정량으로는 2∼4㎎/㎖가 가장 좋다. 또, 글리세린은 1∼100㎎/㎖를 사용할 수 있는데, 적정량으로는 10∼25㎎/㎖가 좋으며, m-크레졸은 페놀첨가량과 동일한 량으로 사용된다.Furthermore, in the solvent, in addition to the insulin stabilizer, phenol, glycerin or m-cresol may be used as an accelerator. At this time, the addition amount of phenol may be used from 1 to 10mg / ㎖, the appropriate amount is 2 ~ 4mg / ㎖ is the best. Glycerin may be used in an amount of 1 to 100 mg / ml, but an appropriate amount is preferably 10 to 25 mg / ml, and m-cresol is used in the same amount as the phenol addition amount.

이때, 상기 염완충액조성에서 글리세린은 공용으로 사용되며 페놀 또는 m-크레졸을 첨가사용할 수 있다. 또한, 염완충액으로서 상기와 같은 것들 외에도 일반적인 유기 또는 무기염류들을 사용하는 경우에는 용해성을 증가시켜준다.At this time, glycerin is commonly used in the salt buffer solution composition, and phenol or m-cresol may be added and used. In addition, in the case of using general organic or inorganic salts in addition to the above as the salt buffer solution solubility is increased.

이외에도, 본 발명에 따르면 인슐린은 산 또는 염기의 수용액중에서 등전위점이 변하게 되고, 따라서 위에서 더 자세히 설명되겠지만 전도도 역시 증가하게 된다. 그러므로, 본 발명에서는 인슐린용매로서 상기와 같은 반양자성용매 또는 염완충액외에도 산 또는 염기 수용액을 사용할 수 있는 바, 산수용액으로서는 예컨대 초산, 염산, 살리실산, 인산, 구연산 및 옥살산 등과 같은, 유기, 무기산의 수용액을 사용할 수가 있고, 염기수용액으로서는 예컨대 가성소오다, 수산화칼륨 또는 암모니아수용액을 사용할 수가 있다.In addition, according to the present invention, the insulin has an isoelectric point changed in an aqueous solution of acid or base, and thus the conductivity is also increased as will be described in more detail above. Therefore, in the present invention, an acid or base aqueous solution may be used in addition to the above-mentioned aprotic solvent or salt buffer solution as the insulin solvent, and as the acid aqueous solution, for example, organic and inorganic acids, such as acetic acid, hydrochloric acid, salicylic acid, phosphoric acid, citric acid and oxalic acid, may be used. An aqueous solution can be used, and aqueous solution of caustic sodium, potassium hydroxide or ammonia can be used as the base aqueous solution.

이때, 산수용액의 pH농도는 인슐린분자가 전하를 띠게 될 수 있는 농도인 pH2.5∼3.5의 용액을 사용하며, 적당하기로는 pH 3.2∼3.0의 용액이 가장 좋다. 또한, 염기수용액으로 인슐린분자가 음전하를 갖을 수 있는 pH 7∼8이 적당하며, pH 8이상에서는 수산기(OH)에의해 인슐린이 분해될 위험이 있다. 즉, 본발명에서는 인슐린과 더불어, 산,염기수용액을 사용하는데, 이때 글리세린을 혼합 사용하며, 페놀 또는m-크레졸을 혼합 사용할 수도 있다.At this time, the pH of the acid aqueous solution is a solution of pH 2.5 ~ 3.5 that is the concentration that can be charged by the insulin molecule, and preferably a solution of pH 3.2 ~ 3.0 is the best. In addition, as a base aqueous solution, pH 7 to 8, in which the insulin molecule may have a negative charge, are suitable. At pH 8 and above, there is a risk of decomposing insulin by hydroxyl group (OH). That is, in the present invention, in addition to insulin, acid and base solutions are used, wherein glycerin is mixed and phenol or m-cresol may be mixed.

결국, 본 발명에서 인슐린용매로서 위에서 열거한 바와같은 반양자성용매, 염완충액, 산 또는 염기의 수용액중에서 하나 이상을 사용하게 되면, 그 용매의 사용으로 인해 인슐린은 단량체화 및 이온화되어 피부의 투과를 용이하게 해줄 수 있다는 것을 알 수 있다.As a result, when one or more of the above-mentioned antiprotic solvent, salt buffer, acid or base aqueous solution is used as the insulin solvent in the present invention, insulin is monomerized and ionized due to the use of the solvent to prevent penetration of the skin. It can be seen that it can be facilitated.

한편, 본 발명의 투여방법에 따르면, 위와같은 용매의 선택과 더불어 인슐린의 전기 전도도 역시 전류에의한 인슐린의 전달 흐름의 제어에 중요한 역할을 한다.On the other hand, according to the administration method of the present invention, the electrical conductivity of the insulin in addition to the selection of the solvent also plays an important role in the control of the delivery flow of insulin by the current.

상기와 같은 용매에 혼합된 용액중의 인슐린의 전도도는 MHO-메타로 측정한 결과, 예컨대 디메틸술폭사이드와 같은 반양자성용매에서는 인슐린100IU/㎖의 농도에서 2μ mho로서 용액의 전도도가 거의 없는 것으로 나타났다. 이는 인슐린분자에 존재하는 극성이 반양자성 용매에 포위되어 극성이 제거된 상태에 있는 것으로 판단된다. 또한, 증류수속에 분산된 인슐린은 13㎛ho로서 매우 낮은 전도도를 나타낸다.The conductivity of insulin in the solution mixed in the above solvent was measured by MHO-meta, and it was found that the solution had little conductivity as 2 μmho at a concentration of 100 IU / ml of insulin in a semiprotic solvent such as dimethyl sulfoxide. . It is determined that the polarity present in the insulin molecule is surrounded by the aprotic solvent and thus the polarity is removed. In addition, insulin dispersed in distilled water has a very low conductivity of 13 μmho.

따라서, 본 발명의 방법에서는 전기를 이용하여 인슐린의 흐름을 조절하여야 하기 때문에 인슐린이 전하를 많이 띠도록 하는 것이 피부투여에 유리한 바, 인술린이 전하를 많이 띠게 하기 위해서는, 인슐린분자의 등전위점 이상 또는 이하로 존재할 때 전하를 띤 인슐린이 되기 때문에 상기한 바도 있듯이 상기와 같은 산 또는 염기의 수용액을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 산 또는 염기의 수용액속에서 인슐린의 등전위점은 변하게 되고, 그렇기 때문에 전도도도 증가하게 되는 것이다.Therefore, in the method of the present invention, since the flow of insulin must be controlled by using electricity, it is advantageous for skin administration that the insulin is charged a lot. In order for the insulin to be charged a lot, the insulin molecules have an isoelectric point above or Since it becomes charged insulin when it exists below, it is preferable to use the above-mentioned aqueous solution of an acid or a base as mentioned above. That is, the equipotential point of insulin in the aqueous solution of acid or base is changed, and thus the conductivity is also increased.

이러한 사실의 이해를 돕기 위해 산 또는 염기의 수용성용매에 대한 인슐린의 전도도 변화를 다음표에 나타내었다.To help understand this fact, changes in the conductivity of insulin in aqueous solvents of acids or bases are shown in the following table.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

*염산의 농도는 6M임* The concentration of hydrochloric acid is 6M

한편, 이와같이 전도도를 증가시킨 인슐린은 전류의 흐름에 의해 이온화되게 되는데, 인슐린의 흐름량 파악을 위해 이렇게 이온화된 인슐린의 이온 영동은 다음과 같은 수식으로 계산된 수치로 표현되게 된다.On the other hand, the insulin with increased conductivity is ionized by the flow of current, in order to determine the flow rate of insulin ion ionization of the ionized insulin is expressed as a value calculated by the following formula.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

여기서, J는 전달량, D1은 비이온화종의 확산계수, D2는 이온화된 종의 확산계수, Z는 분자의 전하수, e는 이온화된 정도, E는 전위차, C는 이온화된 종의 농도, K는 플랑크 상수, T 는 절대온도이다.Where J is the transfer amount, D 1 is the diffusion coefficient of the non-ionized species, D 2 is the diffusion coefficient of the ionized species, Z is the number of charges of the molecule, e is the ionization degree, E is the potential difference, and C is the concentration of the ionized species. Where K is Planck's constant and T is the absolute temperature.

즉, 전해질속에서 전달량 J는 비이온화종의 확산과 이온화된 종의 확산의 합으로 표현된다.In other words, the transfer amount J in the electrolyte is expressed as the sum of diffusion of non-ionized species and diffusion of ionized species.

이 식에서 보면 용액의 전도도가 클수록 이온화된 종들의 경쟁적으로 확산을 지배하게 되어 dc/dx=0 이 되기 때문에 비이온화종의 확산은 무시할 수가 있다. 그러므로 상기 식은In this equation, the diffusion of non-ionized species can be neglected because the higher the conductivity of the solution, the more dominated the diffusion of the ionized species, the dc / dx = 0. Therefore, the above formula

Figure kpo00003
Figure kpo00003

가 된다.Becomes

본 발명에 따르면, 이온화된 인슐린을 전기적이동을 증가시켜 주기 위해 분자의 전하수(Z)를 증가시켜주는 방법으로는 전하수가 한정되어 있는 인슐린에다 황산염기와 같이 전하수가 많이 포함되어 있는 기능기를 결합시키게 되면 전하수가 증가된 인슐린유도체를 얻을 수 있다.According to the present invention, a method of increasing the number of charges (Z) of a molecule to increase the electrical movement of ionized insulin to combine a functional group containing a large number of charges, such as sulphate with a limited number of insulin In this case, an insulin derivative having an increased number of charges can be obtained.

이와같은 전하수가 증가된 인슐린유도체는 용매중에서 전하수가 상대적으로 적은 일반적인 인슐린보다 더 많이 이온화될수 있고, 또 전기적이동에 더욱 민감해져서 경쟁적으로 이동을 하기 때문에 그 전달량을 증가시키게 된다, 또한, 이온화정도 e는 앞에서 언급했던 바와같이 용매의 선택에 따라 그 이온화율이 증가하므로 본 발명에서는 인슐린용매중에 유기또는 무기산과 유기 또는 무기염기를 사용할 수 있으며, 경우에 따라서는 염의 형태로 사용할 수도 있다. 이때 염으로서는 염화나트륨, 인산염 또는 유기산염을 사용할 수 있다. 그러나, 염수용액내에서 용해된 인슐린은 전기장내에서 유리된 염이온과 경쟁적으로 이동하게 되어 피부 전달시 크기가 작고 이온화력이 강한 염이온이 먼저 투과되므로서 인슐린이 피부로 투과되는데 장애요인이 되기도 한다.Insulin derivatives with increased number of charges can be ionized more than ordinary insulin with relatively low number of charges in solvents, and are more sensitive to electrical movement, thus increasing the amount of transfer because they move competitively. As mentioned above, since the ionization rate increases according to the selection of the solvent, in the present invention, an organic or inorganic acid and an organic or inorganic base may be used in the insulin solvent, and in some cases, may be used in the form of a salt. As the salt, sodium chloride, phosphate or organic acid salt can be used. However, the insulin dissolved in the saline solution moves competitively with the free salt ions in the electric field, and the small size and strong ionization ions are transmitted first during skin delivery, which may impede the penetration of insulin into the skin. do.

한편, 인슐린의 경피투여시에는 인슐린 단량체가 피부를 통해 혈액에 공급될때까지 여러 장벽을 거치게 된다. 그 중에서도 가장 큰 장벽은 표피층으로서, 그 표피층은 약 20%의 지질과 40% 의 단백질로 구성되어 있고 두께는 0.1㎜ 이상이며, 단백질의 각 세그멘트를 지질이 둘러싸고 있는 구조를 가지고 있어서 표피의 성질은 소수성을 띠고 있다. 또한, 진피나 경피층에서는 70% 이상인데 비하여 표피층의 함수율은 40% 로 작기 때문에 전기적 저항이 크고, 열적자극이나 외부의 자극으로부터 진피층을 보호하는 작용을 한다.On the other hand, transdermal administration of insulin goes through several barriers until insulin monomer is supplied to the blood through the skin. Among them, the largest barrier is the epidermal layer, which is composed of about 20% lipid and 40% protein and has a thickness of 0.1 mm or more, and has a structure in which lipids surround each segment of the protein. It is hydrophobic. In addition, since the moisture content of the epidermal layer is smaller than 40% in the dermis or transdermal layer, the electrical resistance is large, and it acts to protect the dermal layer from thermal stimulation or external stimulation.

인슐린은 이러한 표피층 다음의 장애요인인 경피층(Epidermis)과 진피층(Dermis)을 거쳐 모세혈관내로 이동되는데, 외부물질이나 자극에 대하여 진피세포내에서 많은 효소를 분비하여 투여된 인슐린의 일부는 대사되고 일부는 세포내에 침적되며, 남은 양은 혈액으로 들어가게 된다.Insulin is transported into capillaries via the epidermis and dermis, which are the obstacles following this epidermal layer. Some of the insulin administered by secreting many enzymes in the dermal cells for foreign substances or irritation is metabolized. Some are deposited intracellularly, and the remaining amount enters the blood.

이와같은 인슐린의 전달경로에서 인슐린이 피부층을 투과하도록 하기 위해서는 앞에서 상세시 설명한 바와 같이 인슐린을 단량체화하고, 이온화강도를 높히고, 이온영동으로 인슐린분자의 이동성을 증가시켜주는 것 이외에, 본 발명에 따른 투여기구에서 표피층에 피부침을 사용하여서 인슐린 투과통로를 만들어 주므로서 인슐린의 전달량을 증가 시킬 수가 있는 것이다.In order to allow the insulin to penetrate the skin layer in the delivery route of insulin, as described in detail above, the insulin is monomerized, the ionization strength is increased, and the mobility of the insulin molecules is increased by iontophoresis. By using dermal needles on the epidermal layer in the administration device, insulin delivery can be increased by increasing insulin delivery.

본 발명에 따르면, 인슐린이 피부를 투과하여 혈액중으로 전달되는 경로는 피부침을 이용하므로서 효율성이 극대화되는데, 이렇게 피부침으로 형성된 통로는 전기적 흐름이 없을 때에는 인슐린분자가 거의 투과하지 못한다. 그 이유는 표피층의 성질이 소수성이어서 친수성의 인슐린을 받아들이지 않을 뿐만 아니라 피부침으로 형성된 통로는 피부의 팽윤에 의해 일시적으로 닫혀지기 때문이다. 따라서 여기에다 전기적 흐름을 가해주면 이온화된 인슐린과 용매들이 반대편전극을 향하여 이동하게 되고, 이때 피부의 친수성 단백질과 폴리펩타이드는 양극을 향하여 평형되게 배열하므로서 수축이 일어나게 되며, 이러한 현상으로 인해 표피층의 통로는 열려지게 되고 통로속의 인슐린은 진피층으로 통과하게 된다.According to the present invention, the path through which the insulin passes through the skin to the blood is maximized by using a dermal needle. The passage formed by the dermal needle can hardly penetrate the insulin molecules when there is no electric flow. The reason is that the nature of the epidermal layer is hydrophobic so that it does not accept hydrophilic insulin and the passage formed by the dermal needle is temporarily closed by the swelling of the skin. Therefore, when electrical flow is applied, ionized insulin and solvents move toward the opposite electrode, and the hydrophilic proteins and polypeptides of the skin are contracted by equilibrating toward the anode, which causes passage of the epidermal layer. It opens up and insulin in the passage passes through the dermis.

이때, 피부침에 의해 인슐린이 피부속으로 투과하는 경로를 살펴보면, 피부침에 의해 형성된 표피층 통로의 단백질은 전류조건하에서 쌍극자성에 의해 양극을 향하여 평형되게 배향을 하게 되고 단백질은 수축을 일으켜 통로의 크기가 증가한다. 또한 표피층 구성체의 하나인 지방질층은 인슐린용매중에 첨가된 글리세린 ,폴리에틸렌글리콜(P.E.G)등과 같은 첨가제에 의해 지방질의 소수성영역과 인슐린의 친수성영역의 혼화성을 증가시키게 되고, 또한 페놀, m-크레졸, 살리실산 등과 같은 지방용해성 물질의 첨가로 지방질의 유동성을 증가시키므로서 친수성의 인슐린이 생성된 통로로 쉽게 통과할 수 있게 된다.At this time, looking at the path through which the insulin penetrates into the skin by the dermal needle, the protein of the epidermal passage formed by the dermal needle is oriented equilibrium toward the anode by the dipole under the current condition and the protein causes contraction and the size of the passage Increases. In addition, the lipid layer, which is one of the epidermal layer constructs, increases the miscibility between the hydrophobic region of the lipid and the hydrophilic region of insulin by additives such as glycerin and polyethylene glycol (PEG) added to the insulin solvent, and also phenol, m-cresol, The addition of lipolytic substances, such as salicylic acid, increases the fluidity of the lipids, thereby allowing the passage of hydrophilic insulin easily through the passage.

이와같은 피부침에 역할은 일반피부에 약물투과시 받게되는 저항들, 즉 표피층의 통로나 확산시 생기는 저항을 받지 않도록, 피부침의 큰 통로로 약물을 집중시켜 저항을 적게하고, 표피층에 분포하는 많은 소수성조건을 피부침이 이루는 통로내에서 국한시켜서 소수성조건을 해결하므로서 첨가제의 양을 최소화하여 많은 인슐린의 전달을 가능케 한다.The role of such acupuncture on the skin is to reduce the resistance by focusing the drug in the large passage of the skin so that it does not receive the resistance that is received when the drug is administered to the general skin, that is, the passage of the epidermis or the diffusion. It solves the hydrophobic condition by limiting many hydrophobic conditions in the passages of the skin needles, thereby minimizing the amount of additives to enable the delivery of a large amount of insulin.

여기서, 전기장내에서 피부의 단백질구성체인 폴리펩타이드의 헬릭스(Helixs)구조가 전기적 진동으로 평형하게 배열되는데, 이와같이 정상적인 헬릭스구조가 평형하게 배열되면 그 이웃에 위치한 펩타이드의 수소결합이 일시적으로 파괴되면서 쌍극자간의 반발로 공극의 크기가 증가하게 된다. 따라서, 이러한 상태에서 이온성 인슐린분자와 물은 쌍극자간의 반발을 중화시켜주기 위해 공극으로 이동하게 되어, 결국은 이온성 인슐린의 전달이 이루어지게 되는 것이다.Here, in the electric field, the helix structure of the polypeptide, which is the protein construct of the skin, is arranged in an equilibrium by electrical vibration. When the normal helix structure is equilibrated, the hydrogen bonds of the peptides in the neighbor are temporarily destroyed, thereby dipoles. Repulsion of the liver increases the size of the voids. Thus, in this state, the ionic insulin molecules and water move to the pores to neutralize the repulsion between the dipoles, and eventually the ionic insulin is delivered.

상술한 바와같이 피부를 통해 인슐린을 투과시키는 방법의 경우에 있어서, 지금까지는 당뇨병을 치료할 만 한량의 인슐린을 전달할 수 없었으나, 본 발명의 방법에서는 인슐린을 적당한 용매를 사용하여 단량체화 및 이온화 시켜 줌으로써 피부투과가 용이하게 하였으며, 또 전기적 흐름으로 이온화된 인슐린의 투과량을 조절할 수가 있게 된다. 그 뿐만 아니라 피부투과의 가장 큰 장벽이라 할 수 있는 표피층을 투과시키는데 있어서 피부침을 이용하여 통로를 만들어 줌으로써, 유효혈당농도를 유지하기에 충분한 량의 인슐린을 전달할 수가 있다.As described above, in the case of the method of permeating insulin through the skin, until now it was not possible to deliver a sufficient amount of insulin to treat diabetes, but in the method of the present invention, the monomer is ionized and ionized by using an appropriate solvent. Skin permeation is facilitated and the amount of ionized insulin permeation can be controlled by electrical flow. In addition, by making a passage through the skin needle to penetrate the epidermal layer, which is the biggest barrier to skin penetration, it is possible to deliver a sufficient amount of insulin to maintain an effective blood glucose level.

따라서, 본 발명의 방법은 현재 주사, 경구, 이식수술등에 의한 인슐린투여의 문제점을 완전히 극복하고, 나아가 인슐린과 유사한 펩타이드/단백질성 약물의 피부투여에 많은 응용이 기대된다.Therefore, the method of the present invention currently overcomes the problems of insulin administration by injection, oral, transplantation, etc., and furthermore, many applications are expected for skin administration of insulin-like peptide / proteinaceous drugs.

그외에도 본 발명에 따른 투여방법이나 투여기구를 사용함으로서, 일반적인 약물의 경피투여방법과 마찬가지로 예방치료약인 인슐린이 간에서 대사되거나 위장조건으로 인해 파괴되는 것을 피할 수 있고, 전기적 흐름으로 투여량을 조절할 수가 있기 때문에 저혈당이나 고혈당으로 인한 또 다른 부작용도 감소시킬 수 있으며, 설사 부작용이 나타나더라도 환자가 투여기구를 신속히 제거할 수 있는 잇점이 있다.In addition, by using the administration method or administration device according to the present invention, like the general method of transdermal administration of the drug, it is possible to prevent the insulin, which is a prophylactic drug, from being metabolized in the liver or destroyed by gastrointestinal conditions, and to adjust the dosage by electric flow In addition, it is possible to reduce other side effects due to hypoglycemia or hyperglycemia, and even if diarrhea side effects occur, the patient can quickly remove the administration device.

또한, 1회 부착투여로 부작용없이 3일이상 약물을 계속 공급할 수 있어서 환자에게 편리함을 더해주며, 주사나 이식수술과 같이 환자의 심리적 부담을 해소할 수 있는 장점도 있는 것이다.In addition, it is possible to continue to supply the drug for more than three days without side effects by a single dose of administration, which is convenient for the patient, and also has the advantage of relieving the psychological burden of the patient, such as injection or transplant surgery.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하겠는바, 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by Examples.

[실시예 1]Example 1

인슐린이 분산된 매트릭스는 3% 젤라틴용액 1g에 인슐린 분말 300단위를 넣어 고르게 분산시키고, 여기에다 7㎎의 페놀을 넣어 10℃미만의 온도에서 충분히 혼합한다.Insulin-dispersed matrix is uniformly dispersed by adding 300 units of insulin powder to 1 g of 3% gelatin solution, and then mixed with 7 mg of phenol at a temperature of less than 10 ° C.

혼합용액을 피부침(10개/10㎠)이 수직으로 고정된 피부침포위에 용액을 조용히 붓고 동결건조기에서 진공건조하여 인슐린매트릭스를 얻는다.The mixed solution is gently poured onto the skin needle where the skin needles (10/10/10 cm2) are fixed vertically and vacuum-dried in a lyophilizer to obtain an insulin matrix.

한편, 인슐린용매는 pH 3.2의 초산용액 2㎖와 분자량 4,000의 P.E.G 0.4㎖와 글리세린 32㎎ 을 넣어 충분히 혼합한 용액을 만든다.On the other hand, the insulin solvent is prepared by mixing 2 ml of acetic acid solution at pH 3.2, 0.4 ml of P.E.G having a molecular weight of 4,000 and 32 mg of glycerin.

[실시예 2]Example 2

인슐린이 분산된 수용성고분자 지지체는 3% 알긴산염 용액1g에 인슐린분말 300단위를 넣어 고르게 분산시키고, 여기에 글리세린 50㎎과 메타-크레졸 6㎎을 넣고 10℃ 미만의 온도에서 충분히 혼합한다.Insulin-dispersed water-soluble polymer support is dispersed evenly by putting 300 units of insulin powder in 1 g of 3% alginate solution, and 50 mg of glycerin and 6 mg of meta-cresol are mixed well at a temperature below 10 ° C.

혼합용액을 피부침이 수직으로 고정된 피부침포(10개/㎠) 위에 균일하게 부어 진공건조기에서 12시간동안 건조한후, 전체면적이 6㎠이 되게 원형으로 절단한다.The mixed solution is poured evenly over the skin needles (10 pieces / cm 2) where the skin needles are fixed vertically, dried for 12 hours in a vacuum dryer, and cut into a circular shape such that the total area becomes 6 cm 2.

인슐린이 분산된 피부침포를 제1도에 예시한 바와 같은 패취형 투여기구에 장치한다. 인슐린용매는 염완충액으로 소디움살리실테이트 200㎎과 pH 3.0의 초산수용액 2㎖를 혼합하여 충분히 용해시킨다음, 글리세린 32㎎을 넣어 인슐린용매저장조에 넣는다.Insulin-dispersed skin infiltrates are mounted in a patch-type administration device as illustrated in FIG. Insulin solvent is dissolved by saline buffer solution 200mg sodium salicylate and 2ml of acetic acid solution of pH 3.0 and then dissolved enough, put the glycerin 32mg into the insulin solvent storage tank.

[실시예 3]Example 3

인슐린 매트릭스는 실시예1과 같은 방법으로 제조하고, 인슐린 용매는 pH3.2의 염산수용액 2㎖와 32㎎의 글리세린, 페놀 6㎎을 고르게 혼합하여 용액을 사용한다.The insulin matrix was prepared in the same manner as in Example 1, and the insulin solvent was evenly mixed with 2 ml of aqueous hydrochloric acid solution at pH 3.2, 32 mg of glycerin and 6 mg of phenol.

[실시예 4]Example 4

인슐린 매트릭스는 실시예1과 같은 방법으로 제조하고 인슐린용매는 소디움살리실레이트 1몰수용액 20㎖와 글리세린 32㎎, 페놀6㎎을 고르게 혼합하여 용매로 사용한다.The insulin matrix is prepared in the same manner as in Example 1, and the insulin solvent is evenly mixed with 20 ml of 1 molar aqueous solution of sodium salicylate, 32 mg of glycerine and 6 mg of phenol, and used as a solvent.

[실시예 5]Example 5

인슐린이 분산된 수용성 지지체는 실시예 2와 같은 방법으로 제조하고 지지체에 메타-크레졸 대신 페놀을 6㎎을 첨가한다. 인슐린용매로는 디메틸술폭사이드 2㎎과 염완충액으로 소디움 글리코쵸레이트 80㎎ 및 글리세린 32㎎을 혼합한 후, pH 3.2의 인산수용액 2㎖를 첨가한다.A water-soluble support in which insulin is dispersed is prepared in the same manner as in Example 2, and 6 mg of phenol is added to the support instead of meta-cresol. As an insulin solvent, 2 mg of dimethyl sulfoxide, 80 mg of sodium glycochorate and 32 mg of glycerin were mixed with a salt buffer, followed by addition of 2 ml of an aqueous solution of pH 3.2.

이상과 같은 실시예 1 내지 5를 통하여 만든 인슐린 경피투여기구를 토끼피부에 부착시키고 전기처리를 한 다음, 그 결과 혈당의 감소량은 표1에 나타내었다.Insulin transdermal administration device made through Examples 1 to 5 as described above was attached to rabbit skin and subjected to electrotreatment, and the resultant blood glucose reduction is shown in Table 1.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00004
Figure kpo00004

*처리후 1시간 후에 측정한 값* Value measured 1 hour after treatment

[시험예][Test Example]

인슐린의 피부투과실험은 In vitro와 In vivo에서 각각 실시하였다. 피부투과에 필요한 전기적조건은 전원은 직류 또는 맥류로서 0.1∼1.5㎃의 전류를 사용하였다. 맥류의 경우 단속비율은 1∼2, 주파수는 1∼3KHz의 구형파를 사용하였다. 또한 피부에 전기처리시간은 60분으로 일정하게 하여 통전하였다.Insulin skin permeation experiments were performed in vitro and in vivo, respectively. Electrical conditions required for skin penetration were used as a direct current or a pulse current of 0.1 to 1.5 mA. In the case of pulse flow, a square wave having an interruption ratio of 1 to 2 and a frequency of 1 to 3 KHz was used. In addition, the skin was electrically energized at 60 minutes.

In vitro에서는 실험용 쥐의 털을 면도기로 제거한 후 60℃ 의 물에 넣어 30초간 열처리하고 수시간 후에 날카로운 칼을 이용하여 경피층과 전피층을 분리시킨다. 그후 피부를 유리판위에 고르게 펼치고 표피층부위를 0.2㎜ 길이의 피부침으로 가볍게 눌러 상처를 낸다.In vitro, the rats' hairs are removed with a razor and placed in water at 60 ° C for 30 seconds. After several hours, the transdermal and epidermal layers are separated using a sharp knife. The skin is then spread evenly on a glass plate, and the epidermal layer is lightly pressed with a 0.2 mm long needle.

그 다음에는 일정크기로 절단하여 약물전달용 확산셀에 장치하고 한쪽에는 인슐린용액을 넣고 다른 쪽에는 생리식염수로 채운다음, 확산셀상부에 연결된 전극을 통하여 일정시간동안 전류를 통과시키고, 생리식염수가 없는 셀에서 시료를 채취하여 HPLC로 투과된 인슐린 양을 정량한다.Then, cut to a certain size, placed in a diffusion cell for drug delivery, put insulin solution on one side, and filled with physiological saline on the other side, and then passed a current through the electrode connected to the diffusion cell for a predetermined time. Samples are taken from cells that do not exist and the amount of insulin permeated is determined by HPLC.

인슐린 정량을 하기 위한 HPLC의 조건은 다음과 같다.HPLC conditions for quantifying insulin were as follows.

기기는 워터스제품을 사용하였으며, 펌프의 압력은 8.5기압, 유속은 0.5㎖/min, 감지기의 파장은 214m이며, 분리용칼럼은 NOVA-PAK C18을 사용하였고, 감도는 0.1AUFS이고, 용매의 조성은 A용액는 CF3COOH이 1㎖ 포함된 물 650㎖와 아세토니트릴 350㎖를 혼합하였으며, B 용액은 CF3COOH가 1㎖ 포함된 물 750㎖와 아세토니트릴 250㎖를 혼합하여 제조하고, 이들 A용액과 B 용액의 비율은 60/40으로 다시 혼합하여 사용하였다.The instrument uses Waters, the pressure of the pump is 8.5 atm, the flow rate is 0.5ml / min, the wavelength of the detector is 214m, the separation column is NOVA-PAK C 18 , the sensitivity is 0.1AUFS, The composition A was prepared by mixing 650 ml of water containing 1 ml of CF 3 COOH and 350 ml of acetonitrile. A solution B was prepared by mixing 750 ml of water containing 1 ml of CF 3 COOH and 250 ml of acetonitrile. The ratio of solution A and solution B was mixed again at 60/40.

In vitro 실험은 뉴질랜드산 실험용토끼에 알록산(Alloxan)을 정맥주사하여 당뇨화시킨 후 실험한다.In vitro experiments are performed after intravenous injection of Alloxan into New Zealand laboratory rabbits to cause diabetes.

주사액은 알록산(125㎎/㎏)을 생리식염수로 10% 용액을 만들어 하루에 한번씩 2∼3일에 걸쳐 주사한다. 혈당이 200㎎/dl 이상이 되면 물과 음식을 자유로이 공급하고, 등을 중심으로 양쪽부위에 털을 제거한후 24시간후에 실험을 한다.Injectable solution is injected with a oxalic acid (125mg / kg) in a 10% solution of saline solution every 2 to 3 days once a day. When the blood sugar is 200mg / dl or more, water and food are freely supplied, and the hair is removed on both sides of the back and experimented after 24 hours.

앞에 기술된 패취를 등부위에 부착시키고 일정시간동안 전류를 통과시킨후 동물의 귀정맥에서 혈액을 채취하여 글루코메타(Glucometer)를 사용하여 혈당을 측정한다.The patch described above is attached to the dorsal area, a current is passed for a certain time, and blood is collected from the animal's ear vein, and the blood glucose is measured using a glucometer.

In vitro 실험결과, 전기적 처리를 한것과 하지않은 것 또한 피부침을 사용한 것과 사용하지 않는 것의 비교결과는 표 2와 같다.The results of in vitro experiments show that the results of the comparison between the treatment with and without the electrocution and those with and without the skin needle are shown in Table 2.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00005
Figure kpo00005

* 쥐피부로 In vitro에서 실험하여 HPLC로 분석* Experimented in vitro with rat skin and analyzed by HPLC

전류를 통과하지 않을 경우 피부를 통한 인슐린의 전달량은 확인할 수 없었으며, 피부침으로 처리한 피부는 정상피부에서 보다 10배 정도의 투과량이 증가하였다.When the current did not pass, the amount of insulin delivered through the skin could not be confirmed, and the skin treated with acupuncture needles had a 10-fold increase in permeation rate compared to normal skin.

또한 전류의 형태가 맥류일 경우 직류전원보다 3배정도 낮은 전류를 통하였어도 1.5배 이상의 인슐린전달량을 나타내었다.In addition, when the current was in the form of a pulse, the insulin delivery amount was 1.5 times or more even though the current was about 3 times lower than the DC power.

이같은 사실은 피부침을 사용하지 않고 일반적인 이온영동법을 사용해서는 인체에 필요한 인슐린을 공급할 수가 없으며, 그러나 피부침을 사용할 경우 당뇨병환자에게 필요한 인슐린(10∼80IV/1일)을 충분히 공급할 수 있다는 것을 나타내는 것이다.This fact indicates that normal iontophoresis cannot be used to supply insulin for the human body without using acupuncture needles. However, the use of acupuncture needles can provide sufficient insulin (10 to 80 IV / 1 day) for diabetics. will be.

다음은 전기흐름을 60분간 통전한 후 시간에 따라 인슐린이 피부를 투과하는 양을 다음 표 3에 나타내었다.Next, the amount of insulin penetrating the skin with time after energizing the electric flow for 60 minutes is shown in Table 3 below.

전류형태는 맥류를 사용하였으며 전기적조건과 분석조건은 상기 표2와 동일하다.The current type used pulse current and the electrical and analysis conditions are the same as in Table 2 above.

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00006
Figure kpo00006

*쥐피부로 In vitro에서 실험하여 HPLC로 분석한 값* Value analyzed by HPLC after experiment in vitro with rat skin

인슐린의 투과량은 전기적처리후 6시간동안은 방출양이 급격히 증가하다가 그 이후부터는 방출양이 점차 감소하는 경향을 보이고 있다.The permeation amount of insulin increased rapidly during the 6 hours after the electrotreatment, and then the release amount gradually decreased.

이것은 앞에서 언급한 바와같이 피부침에 의해 생성된 통로가 계속적인 전류와 인슐린을 포함한 용매가 통과하므로서 피부조직이 이완된 상태에 있는 것으로 추측된다.It is assumed that the skin tissue is in a relaxed state as mentioned above, as the passage generated by the dermis passes through a continuous current and a solvent containing insulin.

또한, 6시간이 지난후 투과량의 감소는 이완된 조직이 점차적으로 원상회복됨에 따라 인슐린의 투과를 방해하기 때문이라고 생각되어진다.In addition, the decrease in the amount of permeation after 6 hours is considered to be due to the obstruction of the permeation of insulin as the relaxed tissue gradually recovers.

한편, In vitro실험에서 쥐의 복부피부를 통한 인슐린의 전달량은 다음 표4와 같은바, 쥐의 표피층을 사포로 제거한 경우에는 인슐린 투과량이 전혀 나타나지 않았다.On the other hand, in vitro experiments, the amount of insulin delivered through the abdominal skin of rats is as shown in Table 4 below.

[표 4]TABLE 4

Figure kpo00007
Figure kpo00007

*피부침의 각각의 경우는 길이 1㎜, 갯수 10, 굵기 0.1㎜를 기준으로함* For each case of skin needle, it is based on 1mm in length, 10 in number and 0.1mm in thickness.

그리고, In vivo 실험에서 토끼피부를 통한 인슐린의 혈당감소를 정상피부와 피부침처리피부와 비교한 결과는 다음표 5에 나타내었다.In addition, the results of comparing the blood glucose reduction of insulin through rabbit skin with normal skin and acupuncture skin in the in vivo experiment are shown in Table 5 below.

[표 5]TABLE 5

Figure kpo00008
Figure kpo00008

*처리후 1시간후에 측정한 값* Value measured 1 hour after treatment

또한, 인슐린을 150단위를 함유한 피부침포에 페놀을 3.5㎎/㎖, 소디움살리실레이가 80㎎/㎖ 함유한 용매를 패취를 3㎏ 중량의 토끼에 적용하였을 때 처리후 시간에 따른 혈당감소비(%)는 다음표 6과 같다.In addition, the blood glucose decrease with time after treatment was applied to rabbits weighing 3 kg by applying a solvent containing 3.5 mg / ml of phenol and 80 mg / ml of sodium salicylate to skin blisters containing 150 units of insulin. The ratio (%) is shown in Table 6 below.

[표 6]TABLE 6

Figure kpo00009
Figure kpo00009

즉, 토끼피부를 피부침으로 처리하고 전류를 통하여 인슐린의 전달에 의한 혈당감소비를 시간에 따라 측정한 결과, 2시간 경과후 급격한 혈당감소를 보였고 그후 시간이 지남에 따라 서서히 증가함을 나타내었다.In other words, rabbit skin was treated with acupuncture needles and the blood glucose reduction ratio caused by the delivery of insulin through the current was measured over time. As a result, it showed a rapid decrease in blood glucose after 2 hours and gradually increased over time. .

이상의 결과는 상기 표3에서 나타낸 In vitro 에서 확산셀 실험결과와 유사한 경향을 나타내고 있다. 이것은 지금까지 발표된 문헌에서 나타난 문제점 즉, 인슐린의 유효혈당농도 지속시간이 2∼3 시간으로 짧은것과 피부의 상처에 의한 문제점을 충분히 극복한 것으로 생각된다.The above results show a similar tendency to the diffusion cell test results in vitro shown in Table 3. This is considered to have overcome the problems caused by the literature published so far, that is, the effective blood glucose concentration duration of insulin is 2-3 hours, and the problems caused by skin wounds.

한편, 제3도를 통하여 나타난 부착시간에 대한 혈당 변화량에서는 인슐린을 패취형태로 투여한후 일정시간마다 전류를 통하므로서 혈당을 감소할 수 있는 것을 나타내고 있다. 이 결과로 표피층에 인슐린 투과 통로를 형성하므로서 표피층의 투과저항이 감소하게 되기 때문에 전류를 제거한 피부조직단백질의 배향에 의해 투과통로가 계속 열려있게 되고, 이로 인해 인슐린 전달이 오랜시간 지속된 것으로 생각된다.On the other hand, the change in blood glucose with respect to the adhesion time shown through FIG. 3 shows that the blood glucose can be reduced by passing a current every predetermined time after the insulin is administered in a patch form. As a result, the permeation resistance of the epidermal layer decreases by forming the insulin permeation pathway in the epidermal layer, so that the permeation pathway is kept open due to the orientation of the skin tissue protein from which the current is removed. .

또한, 약 20시간후 투과통로의 배향된 단백질은 원상 회복되어 투과량이 감소하게 되면 반복해서 전류를 통과시키면 원상 회복된 단백질은 다시 배향하게 되고 인슐린의 전달도 급격히 증가되어 처음과 동일한 형태로 투과양상을 나타내게 된다.In addition, after about 20 hours, the oriented protein in the permeate passage is restored to its original form, and when the amount of permeation decreases, if the current is repeatedly passed, the original restored protein is oriented again and the delivery of insulin is rapidly increased, so that the same form Will be displayed.

토끼의 혈당감소는 확산셀 실험에서 얻은결과(표2)와 유사한 경향을 나타내었다. 정상피부의 토끼에서 혈당감소는 15%이하로 적은 감소량을 나타내었으나, 피부침을 사용하고 전류흐름이 있는 경우는 최고 61% 까지 감소하였다.The blood glucose reduction in rabbits showed a similar trend as the results obtained in the diffusion cell experiment (Table 2). Glucose decrease was less than 15% in rabbits of normal skin, but up to 61% was reduced in case of using acupuncture needle and current flow.

Claims (7)

패취형(Patch Type) 투여기구를 이용하여 인슐린을 경피투여함에 있어서, 투여기구내에서 인슐린을 방양자성 용매와 염완충액 및 산 또는 염기의 수용액 중에서 선택된 하나 이상의 인슐린용매와 인슐린안정제에 접촉시켜 인슐린을 단량체화 시킴과 동시에 이온화도를 증가시키고, 다수개의 피부침을 이용하여 표피층에 인슐린 전달통로를 형성시킨 다음, 이 통로를 통하여 이온화된 인슐린이 전기적인 힘에 의해 피부속으로 전달되도록 하는 것을 특징으로하는 인슐린의 경피투여방법.In the transdermal administration of insulin using a patch type administration device, the insulin is contacted with one or more insulin solvents selected from a protic solvent, a salt buffer solution, and an aqueous solution of an acid or a base and the insulin stabilizer. While increasing the degree of ionization at the same time as the monomerization, and using a plurality of dermal needles to form an insulin delivery path in the epidermal layer, through which the ionized insulin is delivered into the skin by electrical force, characterized in that Transdermal administration of insulin. 제1항에 있어서, 상기 반양자성 용매로는 디메틸술폭사이드, 디메틸술폴란 및 5,5-디메틸-1,3-사이클로헥산디온중에서 하나이상을 선택하여 사용함을 특징으로 하는 인슐린의 경피투여방법.The method of transdermal administration of insulin according to claim 1, wherein at least one selected from dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfolane, and 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexanedione is used as the semiprotic solvent. 제1항에 있어서, 상기 염완충액으로는 소디움아세테이트, 소디움살리실레이트, 소디움글리코쵸레이트, 염화나트륨 및 인산염중에서 하나이상을 선택하여 사용함을 특징으로 하는 인슐린의 경피투여방법.The method for transdermal administration of insulin according to claim 1, wherein the salt buffer solution is selected from one or more of sodium acetate, sodium salicylate, sodium glycocholate, sodium chloride and phosphate. 제1항에 있어서, 상기 산으로서는 초산, 염산, 살리실산, 인산, 구연산 및 옥살산중에서 하나이상을 선택하여 사용함을 특징으로 하는 인슐린의 경피투여방법.The method of transdermal administration of insulin according to claim 1, wherein at least one selected from acetic acid, hydrochloric acid, salicylic acid, phosphoric acid, citric acid and oxalic acid is used as the acid. 제1항에 있어서, 상기 염기로서는 가성소오다, 수산화칼륨 또는 암모니아중에서 선택된 것을 사용함을 특징으로 하는 인슐린의 경피투여방법.The method of transdermal administration of insulin according to claim 1, wherein the base is selected from caustic sodium, potassium hydroxide or ammonia. 제1항에 있어서, 상기 인슐린 안정제로서는 페놀, 글리세린 또는 m-크레졸을 사용함을 특징으로 하는 인슐린의 경피투여방법.The method of transdermal administration of insulin according to claim 1, wherein phenol, glycerin or m-cresol is used as the insulin stabilizer. 제1항에 있어서, 사용되는 전류는 10∼500㎂/㎠의 직류 또는 맥류로 사용하는 것을 특징으로 하는 인슐린의 경피투여방법.The method of transdermal administration of insulin according to claim 1, wherein the current used is 10 to 500 mA / cm 2 or in direct current or pulse flow.
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