WO2019146884A1 - 마이크로 니들 및 이의 제조방법 - Google Patents

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WO2019146884A1
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skin
needle
tip
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박정환
이원준
김지석
정혜린
박지현
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가천대학교 산학협력단
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    • A61M2037/0061—Methods for using microneedles

Definitions

  • the present invention relates to a microneedle and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a micronee needle which can be easily penetrated and separated so that a tip of the micronee needle can be quickly penetrated and separated from a diseased part, and a method for manufacturing the same.
  • Typical transdermal drug delivery systems include passive transdermal drug delivery systems and active transdermal drug delivery systems.
  • a passive transdermal drug delivery system is a passive method that depends on the physicochemical properties of the drug and is applied to the skin in the form of a cream, a patch, and an ointment.
  • this passive transdermal drug delivery system has limitations only when the molecular weight of the drug delivered through the skin is 500 Da or less.
  • an active transdermal drug delivery system physically permeates a 10 ⁇ m thick stratum corneum using a micro needle to overcome the skin permeation limit, thereby transferring an effective ingredient.
  • Methods for delivering drugs using such micro needles include a method of applying the drug after the needle is administered, a method of coating the drug on the needle surface, or a method of delivering the drug to the molten micro-needle containing the drug.
  • microneedles have a tip shape with a sharp tip and penetrate into the skin to deliver the drug. Accordingly, various researches on micro needle which can increase the drug delivery amount without hindering the penetration ability of the micro needle have been continuously carried out in recent years.
  • An object of the present invention is to provide a micro needle easily detachable from a base so that the tip of the micro needle can quickly penetrate and separate from the affected part.
  • Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a microneedle for manufacturing a microneedle to achieve the above object.
  • a micro needle including a needle portion including a plurality of tips formed of a chemical solution and permeable to the skin, and a base for supporting the plurality of tips, wherein the needle portion is provided between the plurality of tips and the base, and a separating guider separating the plurality of tips with respect to the base may be provided.
  • the guide portion may include a plurality of pressing protrusions respectively coupled to the plurality of tips and a support body for supporting the plurality of pressing protrusions, wherein the plurality of the tips are integrally formed with the needle portion, And then be detachable relative to the plurality of tips.
  • a plurality of pressing protrusions are provided at the rear end of the plurality of tips, which are coupled with the pressing protrusions, respectively, and the engaging grooves are formed in a hemispherical shape drawn from the rear end of the tip toward the tip in the infiltration direction Lt; / RTI >
  • the guide portion can be separated from the tip together with the base.
  • the separating guider is provided between the plurality of tips and the base so as to be thinner than the tip, so that the plurality of tips can be separated from the base by a physical pressing force by the guide.
  • the separating guider may include a plurality of separation holes provided between the plurality of tips and the base and spaced apart from each other along the periphery of the plurality of tips, so that the plurality of tips Can be formed separately from each other.
  • the separation guider may further include a plurality of separation holes provided between the plurality of tips and the base and spaced apart from each other around the circumference of the coupling groove so that the plurality of tips It is possible to form separate perforated lines.
  • the guide portion may include an adhesive band provided on a rear surface of the base with respect to a penetration direction of the needle portion, and the adhesive force between the adhesive band and the skin may be larger than the adhesive force between the adhesive band and the needle portion It can be bigger.
  • a hemispherical cavity formed in the infiltration direction may be provided between the plurality of tips and the adhesive band.
  • a method of manufacturing a microneedle includes the steps of: providing a needle portion including a plurality of tips formed of a chemical liquid and a base for supporting the plurality of tips; Wherein the needle portion includes a guide portion for guiding the needle portion in a direction in which the needle penetrates into the skin, and the needle portion is engaged with the guide portion, A separating guider for separating the plurality of tips with respect to each other.
  • the needles may be formed in a mold having a mold groove corresponding to the plurality of tips having a horn shape whose tip is sharp with respect to the direction of infiltration of the needle into the skin and whose diameter increases toward the rear end
  • the polymer solution corresponding to the chemical solution may be injected, centrifuged and dried to form a molding.
  • the separating guider is provided between the plurality of tips and the base so as to be thinner than the tip, so that the plurality of tips can be separated from the base by the physical pressing force by the guide portion.
  • the separating guider includes a plurality of separating holes provided between the plurality of tips and the base and spaced apart from each other along the circumference of the plurality of the tips to form a perforated line, A plurality of spaced apart mold projections may be provided to form the separating hole.
  • the plurality of pressing protrusions may be formed at a rear end of the plurality of tips and the plurality of pressing protrusions may be formed by molding a plurality of pressing stone devices corresponding to the plurality of tips and a support body supporting the plurality of pressing protrusions, And an engaging groove, which can be inserted and joined, may be provided in the penetration direction.
  • the height of the coupling groove may be adjustable according to the volume ratio of the chemical liquid to the mold volume for the molding process and the content of the solid formulation in the chemical liquid.
  • the step of providing the guide portion may include a step of providing an adhesive band capable of covering the base, and a step of attaching the adhesive band and the skin to each other so that the adhesive force between the adhesive band and the skin is greater than the adhesive force between the adhesive band and the needle portion. And bonding the adhesive band to the back surface of the base with reference to the direction of penetration of the needle portion.
  • a hemispherical cavity may be provided between the plurality of tips and the adhesive band.
  • the chemical liquid is formed by mixing a biocompatible material with a solvent
  • the biocompatible material may be selected from the group consisting of hyaluronic acid, alginic acid, pectin, carrageenan, chondroitin (sulfate), dextran (Sulphate), chitosan, polylysine, collagen, gelatin, carboxymethyl chitin, fibrin, agarose, pullulan polylactide, polyglycolide (PGA), polylactide- (PLGA), hyaluronic acid, alginic acid, carrageenan, chondroitin (sulfate), dextran (sulfate), chitosan, polylysine, collagen, gelatin, carboxymethyl chitin carboxymethyl chitin, fibrin, agarose, pullulan polyanhydride, polyorthoester, polyetherester, polycaprolactone, polyester, Polyacrylates, ethylene-vinyl acetate polymers, acrylic substituted
  • the chemical liquid is mixed with an additive for increasing mechanical strength
  • the additive is selected from the group consisting of trehalose, glucose, maltose, lactose, lactulose, fructose, turanose, melitose, melitose, dextran, sorbitol, (Lactide), poly (lactide-co-glycolide), polyanhydride, polyorthoester, poly (lactide), poly But are not limited to, polyether sulfone, polyetheretherketone, polyetherester, polycaprolactone e, polyesteramide, poly (butyric acid), poly (valeric acid), polyurethane, polyacrylate, ethylene- Cellulose acetate, non-degradable polyurethane, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, poly (vinyl imidazole), chlorosulfonate, polyolefin polyvinylpyrrolidone (PVP), polyethylene
  • the drug solution is mixed with active ingredients, and the active ingredient is a protein / peptide drug, a hormone, a hormone analogue, an enzyme, an enzyme inhibitor, a signal transduction protein or a part thereof, an antibody or a part thereof, a single chain antibody, , An antigen, an attachment protein, a structural protein, a regulatory protein, a toxin protein, a cytokine, a transcriptional regulatory factor, a blood coagulation factor and a vaccine.
  • active ingredients is a protein / peptide drug, a hormone, a hormone analogue, an enzyme, an enzyme inhibitor, a signal transduction protein or a part thereof, an antibody or a part thereof, a single chain antibody, , An antigen, an attachment protein, a structural protein, a regulatory protein, a toxin protein, a cytokine, a transcriptional regulatory factor, a blood coagulation factor and a vaccine.
  • the protein / peptide medicament can be used for the treatment of insulin, insulin sensitivity factor 1 (IGF-1), growth hormone, erythropoietin, granulocyte-colony stimulating factors (G-CSFs), granulocyte / macrophage- ), Interferon alpha, interferon beta, interferon gamma, interleukin-1 alpha and beta, interleukin-3, interleukin-4, interleukin-6, interleukin-2, epidermal growth factors, calcitonin, adrenocorticotropic hormone ), TNF (tumor necrosis factor), atobisban, buserelin, cetrorelix, deslorelin, desmopressin, dinorpin A dynorphin A (1-13), elcatonin, eleidosin, eptifibatide, growth hormone releasing hormone-II (GHRH-II), gonadorelin, Goserelin, histrelin, le
  • the solvent may be selected from the group consisting of DI water, methanol, ethanol, chloroform dibutyl phthalate, dimethyl phthalate, ethyl lactate, , Organic solvents such as glycerin, isopropyl alcohol, lactic acid, propylene glycol and the like.
  • the guide portion for guiding the tip of the needle portion in the direction of penetration to the skin is provided, so that the tip can quickly penetrate into the affected portion and can be separated.
  • the tip can be quickly separated from the base by the physical pressing force, and the penetration ability can be improved.
  • a separating guider is provided between the tip and the base, so that the tip can be quickly separated from the base, so that a fixed amount of the chemical solution contained in the tip can be supplied, contributing to the improvement of the reliability of the patient.
  • the tip penetrated into the skin can be easily separated from the base by a simple operation in which the adhesive band is adhered integrally with the needle portion and adhered to the skin and then removed.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a microneedle according to a first preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the needle portion shown in Fig.
  • Fig. 3 is an image schematically showing the tip of the needle portion shown in Fig. 2 by an optical microscope.
  • Fig. 4 is an image schematically taken by a scanning electron microscope of the needle portion shown in Fig.
  • Fig. 5 is an image schematically taken by an optical microscope of the guide portion shown in Fig.
  • FIGS. 6A to 6D are views sequentially illustrating the operation of penetrating the micro needles shown in FIG. 1 into the skin.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing a microneedle according to a second preferred embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8A to 8E are diagrams schematically showing steps of manufacturing the microneedles shown in FIG. 7.
  • FIG. 8A to 8E are diagrams schematically showing steps of manufacturing the microneedles shown in FIG. 7.
  • 9A to 9C are images obtained by schematically photographing the needle portion of the micro needle according to the second embodiment using a scanning electron microscope.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically showing a microneedle according to a third preferred embodiment of the present invention.
  • FIGS. 11A to 11D are views sequentially showing the operation of penetrating the micro needles shown in FIG.
  • the microneedle 1 according to the first preferred embodiment of the present invention includes a needle portion 10 and a guide portion 20. As shown in Fig.
  • the needle portion 10 includes a plurality of tips 11 which are formed of a chemical liquid and infiltrate into the skin S (see FIG. 6) and a base 12 which supports the plurality of tips 11.
  • the needle portion 10 is a body of the microneedle 1 for supplying a chemical solution to the skin S.
  • the base 12 may be formed of a flexible material so as to be able to adhere to the skin (S).
  • a separating guider 14 having a thickness thinner than that of the tip 11 is provided between the plurality of tips 11 and the base 12.
  • the separating guider 14 is provided such that the thickness of the tip 11 is relatively reduced so that it can be easily broken by an external impact.
  • This separating guider 14 may be formed along the periphery of the tip 11 between the tip 11 and the base 12. [ Since the separation guider 14 is formed along the periphery of the tip 11, the stress concentration phenomenon occurs at the edge portion, so that even with a relatively small pressure, It is easy to separate the tip 11 with respect to the base 12.
  • the tips 11 are pointed at the tip with respect to the penetration direction P (see FIG. 6), and have a conical shape whose diameter gradually increases toward the rear end.
  • an engaging groove 13 for engaging with a guide portion 20 to be described later is provided in the penetration direction P. More specifically, the engaging groove 13 is provided in a hemispherical shape drawn from the rear end of the tip 11 toward the tip, and the separating guider 14 described above is provided along the side surface of the engaging groove 13 of the tip 11 .
  • the height of the engaging groove 13, that is, the depth of the engaging groove 13 can be adjusted according to the infiltration amount of the chemical liquid, the infiltration condition, etc., as shown in Fig.
  • the thickness of the separating guider 14 and the height of the coupling groove 13 are controlled by the volume ratio of the molding solution to the mold volume of the molding process for manufacturing the tip 11 and the content of the solid formulation in the molding solution .
  • the solid formulation may contain a thickening agent, a surfactant, a stabilizer and an active ingredient added to the molding solution.
  • the formation of the separating guider 14 and the engaging groove 13 may relate to the surface characteristics between the mold and the molding solution for manufacturing the microneedles 1.
  • a mold for fabricating a micro needle 1 having a surface tension of 10 to 40 mN / m is used, and in the case of PDMS, the surface tension may be hydrophobic and the surface tension may be 22 to 23 mW / m.
  • the surface tension of the molding solution for making the meltable micro needle 1 is made based on a hydrophilic material and the spread on the mold can be controlled using a surfactant. Accordingly, the spreading of the solution can be controlled by controlling the viscosity of the solution for the production of the meltable micro needle 1, so that the thickness of the molding solution can locally be controlled in the mold.
  • the viscosity can be controlled by adjusting the concentration of the thickener, the surfactant, the stabilizer, and the active ingredient in the solution for producing the micro needle 1.
  • the thickness of the solution for making the micro needle 1 can be made relatively thin compared to other portions.
  • FIG. 4 an image of the needle portion 10 taken by a scanning electron microscope is shown.
  • a plurality of tips 11 are supported by the base 12 with the engaging grooves 13, respectively.
  • the coupling groove 13 is provided with a predetermined depth from the rear end of the tip 11 toward the pointed tip, and the thickness is relatively increased along the circumference of the coupling groove 13 A thin separating guider 14 is provided.
  • the guide portion 20 is a kind of pressure pusher that presses the needle portion 10 in the infiltration direction penetrating the skin S.
  • the guide portion 20 includes a plurality of pressing protrusions 21 which are respectively engaged with the plurality of tips 11 and a supporting body 22 which supports the plurality of pressing protrusions 21.
  • a plurality of pressing protrusions 21 protrude from the supporting member 22 at a height that can be inserted into the engaging groove 13 provided at the rear end of the tip 11.
  • the pressing protrusion 21 is inserted into the engaging groove 13 and is integrally coupled with the needle portion 10.
  • the pressing protrusion 21 can physically impact the separating guider 14 formed along the circumference of the engaging groove 13.
  • the guide portion 20 having the pressing protrusion 21 has the same mold as that of the needle portion 10 and can be manufactured by melting PLLA (Polylactic acid) at a temperature of about 195 ⁇ and applying it to a mold.
  • the pressing protrusion 21 may protrude from the support 22 to a height of 650 m, as shown in Fig. 5, and the length of the base may be approximately 370 m.
  • the support 22 has a diameter of approximately 1 cm and can support approximately 95 to 100 pressing protrusions 21.
  • the height of the pressing projection 21 can also be adjusted by the height of the engaging groove 13, the penetration condition, and the like.
  • the needle portion 10 is engaged with the guide portion 20 with respect to the skin S so that the needle portion 10 penetrates in a unified state.
  • the guide portion 20 presses the needle portion 10 in the infiltration direction P, so that the pressing projection 21
  • the tip 11 of the needle portion 10 is pressed in the penetration direction P while being inserted into the engaging groove 13.
  • the needle portion 10 can be administered by the guide portion 20 with a force of approximately 10 N for 10 seconds.
  • the separating guider 14 provided on the plurality of tips 11 is easily cracked by the physical pressing force of the pressing protrusion 21, so that the tip 11 can be easily separated from the base 12 ) And completely penetrates into the skin (S).
  • the guide portion 20 is detached from the skin S together with the base 12, so that the tip 11, which is finally left on the skin S, is melted, To the skin (S).
  • a needle portion 10 in a state in which a plurality of tips 11 are supported by a base 12 is provided. Further, a guide portion 20 provided with a plurality of pressing projections 21 corresponding to the plurality of tips 11 is provided.
  • the step of preparing the needle portion 10 will be described in more detail as follows.
  • a molding solution containing a chemical solution for preparing the needle portion 10 is prepared by mixing a viscous agent with the purified water DW.
  • hyaluronic acid was selected as a viscous agent
  • lutrol f68 as a surfactant
  • calcein as a model drug.
  • Such a needle portion 10 can be manufactured by a single process by a mold casting method.
  • the composition of the mold solution that is, the chemical solution, supplied to the mold is exemplified by 3.5% of viscous hyaluronanic acid (HA), 0.035% of surfactant lutrol f68, 0.7% of calcein as a model drug, and 95.765% of purified water.
  • the thus prepared molding solution casts 0.4 g into a mold, and the weight of the thus-prepared solid formulation, i.e., the finally produced micro needle 1, can be approximately 0.017 g.
  • the loading amount of the molding solution in the mold can be adjusted to control the thickness of the separating guider 14 provided in the tip 11 of the needle portion 10 and the size of the coupling groove 13.
  • the loading amount of the tip 11 shown in Fig. 3 may be approximately 0.3 g for b-1, 0.35 g for b-2, and 0.4 g for b-3, Can be approximately 0.013 g for b-1, 0.015 g for b-2, and 0.017 g for b-3.
  • the needle portion 10 and the guide portion 20, which are molded and molded as described above, are integrally joined to each other. That is, the pressing protrusions 21 are inserted into the engaging grooves 13 of the tip 11, respectively, and are engaged with each other.
  • the drug for manufacturing the needle portion 10 is mixed with a biocompatible material
  • the biocompatible material is not limited to the exemplified hyaluronic acid but also alginic acid, pectin, carrageenan, chondroitin (sulfate), dex Polyglycolide (PGA), polylactide-glycolide aerials, polylactide-polylactide, polylactide-polylactide, polylactide-polylactide, (PLGA), hyaluronic acid, alginic acid, carrageenan, chondroitin (sulfate), dextran (sulfate), chitosan, polylysine, collagen, gelatin, carboxymethylchitin but are not limited to, carboxymethyl chitin, fibrin, agarose, pullulan polyanhydride, polyorthoester, polyetherester, polycaprolactone, Polyacrylates, ethylene-vinyl acetate polymers, acrylic substituted
  • the chemical liquid is formed by mixing a biocompatible material and an additive for increasing the mechanical strength.
  • the additives may be selected from the group consisting of trehalose, glucose, maltose, lactose, lactulose, fructose, turanose, melitose, melitose, dextran, sorbitol, xylitol, palatinite, mannitol, poly (lactide) (Glycolides), poly (lactide-co-glycolides), polyanhydrides, polyorthoesters, polyetheresters, polycaprolactones, polyesters Polyacrylates, ethylene-vinyl acetate polymers, acrylic substituted cellulose acetates, non-degradable polyurethanes, polystyrenes, polyvinyl chlorides, poly (vinylidene chloride), poly Polyvinylpyrrolidone (PVP), polyethylpyrrolidone (PVP), polyvinyl pyrrolidon
  • the chemical liquid is formed by mixing a biocompatible substance and an active ingredient.
  • the active ingredient may be a hormone, a hormone analog, an enzyme, an enzyme inhibitor, a signaling protein or a portion thereof, an antibody or a portion thereof, a single chain antibody, a binding protein or a binding domain thereof, an antigen, An adhesion protein, a structural protein, a regulatory protein, a toxin protein, a cytokine, a transcription regulator, a blood coagulation factor, and a vaccine.
  • the protein / peptide medicament may be selected from the group consisting of insulin, insulin sensitization factor 1 (IGF-1), growth hormone, erythropoietin, granulocyte-colony stimulating factors (G-CSFs), granulocyte / macrophage- interleukin-1, interleukin-6, interleukin-2, EGFs (epidermal growth factors), calcitonin, ACTH a tumor necrosis factor (TNF), an atobisban, a buserelin, a cetrorelix, a deslorelin, a desmopressin, a dyno Dynorphin A (1-13), elcatonin, eleidosin, eptifibatide, growth hormone releasing hormone-II (GHRH-II), gonadorelin ), Goserelin, histrelin, leuprorelin, lypressin n), octreotide, oxytocin, pitress
  • the solvent of the chemical liquid dissolves the biocompatible material.
  • solvents include, but are not limited to, DI water, methanol, ethanol, chloroform dibutyl phthalate, dimethyl phthalate, ethyl lactate, glycerin And at least one of inorganic and organic solvents including glycerin, isopropyl alcohol, lactic acid, propylene glycol and the like.
  • micro needle 100 according to a second preferred embodiment of the present invention will be described.
  • the microneedle 100 includes a needle portion 110 and a guide portion 120.
  • the needle portion 110 includes a plurality of tips 111 that are formed of a chemical liquid and permeable to the skin and a base 112 that supports the plurality of tips 111.
  • the needle portion 110 is provided with a separating guider 114 for separating the plurality of tips 111 from the base 112 between the plurality of tips 111 and the base 112.
  • the separation guider 114 includes a plurality of separation holes 114 which are spaced apart from each other along the periphery of the plurality of (111), between the plurality of tips 111 and the base 112 do.
  • the separation guider 114 will be referred to as a separation hole 114 for convenience of explanation.
  • the plurality of separation holes 114 form a perforation line around the rear end of the tip 111 so that a crack can be generated between the tip 111 and the base 112 even under a small pressure.
  • the guide part 120 includes a plurality of pressing protrusions 121 and a supporting body 122 for supporting the plurality of pressing protrusions 121, respectively.
  • the plurality of pressing protrusions 121 are inserted into and engaged with the coupling grooves 113 provided at the rear end of the tip 111 and a plurality of separation holes 114 are formed along the circumference of the coupling groove 113, And will provide a shim line.
  • 8A to 8E the manufacturing method of the microneedle 100 according to the second embodiment is sequentially shown.
  • 8A to 8E show only the method of manufacturing the needle unit 110 of the microneedle 100 according to the second embodiment and the configuration of the guide unit 120 is the same as that of the first embodiment, The manufacturing method of the heat sink 120 is omitted.
  • a mold M corresponding to the needle portion 110 according to the second embodiment is provided.
  • the mold M is provided with a mold groove G corresponding to a plurality of tips 111 having a conical shape.
  • the mold groove G may have a polygonal pyramid shape such as a quadrangular pyramid or a pyramid instead of a conical shape, and the shape of the tip 111 may be deformed correspondingly.
  • the mold M is provided with a plurality of mold protrusions C for forming a separation hole 114, which is a separation guider.
  • a plurality of mold protrusions C are provided so as to be spaced a predetermined distance along the periphery of the mold groove (G).
  • the polymer solution F is injected into the mold groove H of the mold M as shown in FIG. 8B. At this time, about 0.5 g of the polymer solution (F) is injected, which is a drug for manufacturing the needle portion 110.
  • the polymer solution (F) is a biocompatible material containing 5% of carboxy methyl cellulose sodium, 15% of sucrose and 80% of purified water (DW) do. This polymer solution (F) is injected at a sufficient capacity to cover the mold projection (C).
  • the polymer solution (F), that is, the drug forming the needle portion 110 is not limited to the above-mentioned description, and may include various components of the drug described in the first embodiment.
  • the mold When the polymer solution (F) is injected into the mold (M), the mold is cast as shown in FIG. In the present embodiment, it is exemplified that mold casting is performed six times for 5 minutes at a speed of 3000 rpm.
  • the polymer solution (F) is dried as shown in FIG. 8D.
  • the drying temperature is about 25 ⁇ , and it is dried for about 12 hours, about 24%, and can be made into the needle portion 110.
  • the needle portion 110 thus manufactured is separated from the mold M as shown in Fig. 8E, and finally, the needle portion 110 is manufactured.
  • the coupling groove 113 may be formed.
  • FIG. 9A to 9C An image of the needle portion 110 produced by the manufacturing method as shown in Figs. 8A to 8E, taken by a scanning electron microscope (SEM) is shown in Figs. 9A to 9C.
  • FIGS. 9A and 9C are views showing a state in which the separation hole 114 is formed in the base 112 Are images taken at the top and bottom, respectively.
  • the plurality of separation holes 114 are formed so as to be spaced along the circumference of the rear end connected to the base 112, not the tip of the tip 111.
  • a tear line is formed between the tip 111 and the base 112 by the separating holes 114 so that a small pressing force provided by the guide portion 120 causes a shear stress along the periphery of the tip 111 So that the tip 111 can be easily separated.
  • the coupling grooves 13 and 113 are formed at the rear end of the tips 11 and 111 in the first and second embodiments, but the present invention is not limited thereto.
  • a coupling groove 113 which is a kind of cavity, is formed at the rear end of the tip 111 A sufficient crack can be generated in the base 112 even with a small force so that the pressing projection 121 can be separated. That is, the tip 111 can be easily separated from the base 112 by the separation hole 114 even if a small pressing force is applied to the pressing projection 121 without a separate separation guide structure such as a cavity.
  • a microneedle 200 according to a third preferred embodiment of the present invention is schematically shown.
  • the microneedle 200 includes a needle portion 210 and a guide portion 220.
  • the needle portion 210 includes a plurality of tips 211 and a base 212 for supporting a plurality of tips 211.
  • the needle portion 210 is provided with a plurality of separation holes 214 along the periphery of the tip 211 for forming a perforated line between the tip 211 and the base 212 as in the second embodiment.
  • the structure of the needle unit 210 is similar to that of the second embodiment described above, detailed description is omitted.
  • the manufacturing method is similar to the second embodiment described with reference to Figs. 8A to 8E described above, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the guide part 220 includes an adhesive band provided on the rear surface of the base 212 with respect to the penetration direction of the needle part 210.
  • an adhesive band 220 the guide portion 220 according to the third embodiment will be referred to as an adhesive band 220.
  • the adhesive band 220 is provided on the rear surface of the needle portion 210 so that the adhesive force of the adhesive band 220 with respect to the needle portion 210 is smaller than that of the skin portion S do. That is, the magnitude of the adhesive force between the adhesive band 220 and the skin S is larger than the magnitude of the adhesive force between the adhesive band 220 and the base 212. Thereby, even after the micro-needle 200 penetrates the skin S and the adhesive band 220 is removed, the tip 211 remains on the skin S.
  • a plurality of tips 211 are provided with a hemispherical cavity 213 between the adhesive bands 220.
  • the cavity 213 can guide the tip 211 more easily to a small pressing force applied to the adhesive band 220.
  • the needle portion 210 of the microneedle 200 according to the third embodiment is adhered to the adhesive band 220 and enters the skin S in an integrated state.
  • the adhesive band 220 is separated as shown in Fig. 11C in a state in which the needle portion 210 is completely penetrated into the skin S.
  • the tip 211 separated from the base 212 is left on the skin S as shown in FIG. 11D, so that the tip 211 sufficiently penetrates into the skin S and a chemical liquid of a predetermined amount can be supplied.
  • the needle portion 210 of the microneedle 200 according to the third embodiment shown in FIG. 10 is illustrated as having the cavity 213, but is not limited thereto. That is to say, it is possible to sufficiently induce and separate cracks from occurring between the tip 211 and the base 212 only by the perforations by the plurality of separation holes 214, that is, by the pressing force exerted on the adhesive band 2220 even by the separation guider. Do.
  • the separation holes 113 and 213 have a circular shape and four penetration holes are formed along the circumference of the tips 111 and 211.
  • the shape and the number of the holes 113 and 213 are not limited.
  • the plurality of separation holes 113 and 213 are formed in the microneedle portions 100 and 200 by the molding process.
  • the present invention is not limited thereto. That is, a modified embodiment of various manufacturing methods in which the separation holes 113 and 213, which are perforated lines, are formed between the tips 111 and 211 and the bases 112 and 212 by a physical method using laser cutting, Possible is obvious.

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Abstract

개시된 본 발명에 의한 본 발명에 의한 마이크로 니들은, 약액으로 형성되어 피부로 침투 가능한 복수의 팁 및 복수의 팁을 지지하는 베이스를 포함하는 니들부 및, 피부에 대한 니들부의 침투를 가이드하는 가이드부를 포함하며, 니들부는 복수의 팁과 베이스 사이에 베이스에 대해 복수의 팁을 분리시키는 분리 가이더가 마련된다. 이러한 구성에 의하면, 팁이 피부에 신속하게 침투하여 분리됨으로써, 정량의 약물 공급이 가능해진다.

Description

마이크로 니들 및 이의 제조방법
본 발명은 마이크로 니들 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 마이크로 니들의 팁이 환부에 대해 신속하여 침투하여 분리될 수 있도록 침투 및 분리가 용이한 마이크로 니들 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 경피 약물 전달 방식에는 수동적 경피 약물 전달 시스템과 능동적 경피 약물 전달 시스템이 있다. 수동적 경피 약물 전달 시스템은 약물의 물리 화학적 성질에 의존하는 수동적인 방법으로써, 크림형태, 패치형태 및 연고형태 등을 피부에 도포하는 방식이다. 한편, 이러한 수동적인 경피 약물 전달 방식은 피부를 통하여 전달되는 약물의 분자량이 500Da 이하일 경우에만 가능한 한계를 가진다.
또한, 능동적인 경피 약물 전달 방식은 피부 투과 한계를 극복하기 위해 마이크로 니들을 이용하여 10㎛두께의 각질층을 물리적으로 투과시켜 유효성분을 전달한다. 이러한 마이크로 니들을 이용하여 약물을 전달하는 방법으로는 니들을 투여한 후 약물을 도포하는 방식, 니들 표면에 약물을 코팅하여 전달하는 방식 또는, 약물을 포함한 용융 마이크로 니들로 전달하는 방식 등이 있다.
이러한 마이크로 니들은 단부가 뾰족한 팁 형상을 가지고 피부로 침투되어 약물을 전달한다. 이에 따라, 근래에는 마이크로 니들의 침투력을 저해하지 않으면서도 약물 전달량을 증대시킬 수 있는 마이크로 니들에 대한 다양한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.
본 발명의 목적은 마이크로 니들의 팁이 환부에 대해 신속하여 침투하여 분리될 수 있도록 베이스로부터 분리가 용이한 마이크로 니들을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 마이크로 니들을 제조하기 위한 마이크로 니들의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 마이크로 니들은, 약액으로 형성되어 피부로 침투 가능한 복수의 팁 및 상기 복수의 팁을 지지하는 베이스를 포함하는 니들부 및 상기 피부에 대한 상기 니들부의 침투를 가이드하는 가이드부를 포함하며, 상기 니들부는 상기 복수의 팁과 베이스 사이에 상기 베이스에 대해 상기 복수의 팁을 분리시키는 분리 가이더가 마련될 수 있다.
또한, 상기 가이드부는, 상기 복수의 팁에 각각 결합되는 복수의 가압돌기 및 상기 복수의 가압돌기를 지지하는 지지체를 포함하며, 상기 니들부와 상호 일체로 형성되어 상기 복수의 팁이 상기 피부에 침투한 이후에 상기 복수의 팁에 대해 분리 가능할 수 있다.
또한, 상기 가압돌기와 결합되는 상기 복수의 팁의 후단에는 상기 복수의 가압돌기가 각각 삽입되는 결합홈이 마련되며, 상기 결합홈은 상기 침투방향으로 상기 팁의 후단으로부터 선단을 향해 인입된 반구 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 복수의 팁이 상기 피부에 침투하면, 상기 가이드부는 상기 베이스와 함께 상기 팁으로부터 분리될 수 있다.
또한, 상기 분리 가이더는 상기 복수의 팁과 베이스 사이에 상기 팁보다 두께가 얇도록 마련되어, 상기 가이드부에 의한 물리적 가압력에 의해 상기 베이스에 대해 상기 복수의 팁을 분리시킬 수 있다.
또한, 상기 분리 가이더는 상기 복수의 팁과 베이스의 사이에 상기 복수의 팁의 주위를 따라 상호 이격되어 마련된 복수의 분리공을 포함하여, 상기 복수의 분리공을 따라 상기 베이스에 대해 상기 복수의 팁이 각각 분리되는 절취선을 형성할 수 있다.
또한, 상기 분리 가이더는 상기 복수의 팁과 베이스의 사이에 상기 결합홈의 둘레를 따라 상호 이격되어 마련된 복수의 분리공을 포함하여, 상기 복수의 분리공을 따라 상기 베이스에 대해 상기 복수의 팁이 각각 분리되는 절취선을 형성할 수 있다.
또한, 상기 가이드부는 상기 니들부의 침투방향을 기준으로 상기 베이스의 후면에 마련되는 접착밴드를 포함하며, 상기 접착밴드와 상기 니들부 사이의 접착력의 크기보다 상기 접착밴드와 피부 사이의 부착력의 크기가 더 클 수 있다.
또한, 상기 복수의 팁과 접착밴드 사이에는 상기 침투방향으로 형성된 반구 형상의 캐비티(cavity)가 마련될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 마이크로 니들의 제조방법은, 약액으로 형성되는 복수의 팁과 상기 복수의 팁을 지지하는 베이스를 포함하는 니들부를 마련하는 단계, 상기 니들부를 상기 피부로 침투하는 침투방향으로 가이드하는 가이드부를 마련하는 단계 및, 상기 니들부가 피부에 침투하는 방향으로 가압하도록 상기 니들부에 대해 상기 가이드부를 결합시키는 단계를 포함하며, 상기 니들부는 상기 복수의 팁과 베이스 사이에 상기 베이스에 대해 상기 복수의 팁을 분리시키는 분리 가이더가 마련될 수 있다.
또한, 상기 니들부 마련단계는, 상기 니들부가 상기 피부에 침투하는 침투방향을 기준으로 선단을 뾰족하며 후단으로 갈수록 직경이 확장되는 뿔 형상을 가지는 상기 복수의 팁에 대응되는 몰드홈이 마련된 몰드에 상기 약액에 대응되는 고분자 용액을 주입하여, 원심분리 및 건조하여 몰딩 형성시킬 수 있다.
또한, 상기 분리 가이더는 상기 복수의 팁과 베이스 사이에 상기 팁보다 두께가 얇도록 마련되어 상기 가이드부에 의한 물리적 가압력에 의해 상기 베이스에 대해 상기 복수의 팁을 분리시킬 수 있다.
또한, 상기 분리 가이더는 상기 복수의 팁과 베이스의 사이에, 상기 복수의 팁의 주위를 따라 상호 이격되어 마련되어 절취선을 형성시키는 복수의 분리공을 포함하며, 상기 몰드는 상기 몰드홈 둘레를 따라 상호 이격된 복수의 몰드돌기가 마련되어 상기 분리공을 형성시킬 수 있다.
또한, 상기 가이드부 마련단계는 상기 복수의 팁에 각각 대응되는 복수의 가압돌기기 및 상기 복수의 가압돌기를 지지하는 지지체를 몰딩하여 제조하며, 상기 복수의 팁의 후단에 상기 복수의 가압돌기가 각각 삽입되어 결합될 수 있는 결합홈이 상기 침투방향으로 마련될 수 있다.
또한, 상기 결합홈의 높이는 몰딩 공정을 위한 몰드 부피에 대한 상기 약액의 부피 비율과 상기 약액내의 고체 제형의 함량에 따라 조절 가능할 수 있다.
또한, 상기 가이드부 마련단계는, 상기 베이스를 커버할 수 있는 접착밴드를 마련하는 단계 및 상기 접착밴드와 상기 니들부 사이의 접착력의 크기보다 상기 접착밴드와 피부 사이의 부착력이 더 크도록, 상기 접착밴드를 상기 니들부의 침투방향을 기준으로 상기 베이스의 후면에 접착시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 팁과 접착밴드 사이에는 반구 형상의 캐비티(cavity)가 마련될 수 있다.
또한, 상기 약액은 용매에 생체 적합성 물질이 혼합되어 형성되며, 상기 생체 적합성 물질은, 히아루로닉 산(hyaluronic acid), 알지닉 산(alginic acid), 펙틴, 카라기난, 콘드로이틴(설페이트), 덱스트란(설페이트), 키토산, 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린, 아가로스, 풀루란 폴리락타이드, 폴리글리코라이드(PGA), 폴리락타이드-글리코라이드 공중합체(PLGA), 히아루로닉 산(hyaluronic acid), 알지닉 산(alginic acid), 카라기난, 콘드로이틴(설페이트), 덱스트란(설페이트), 키토산, 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린, 아가로스, 풀루란 폴리안하이드라이드(polyanhydride), 폴리오르쏘에스테르(polyorthoester), 폴리에테르에스테르(polyetherester), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리에스테르아마이드(polyesteramide), 폴리(뷰티릭 산), 폴리(발레릭 산), 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체, 아크릴 치환 셀룰로오스 아세테이트, 비-분해성 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 풀루오라이드, 폴리(비닐 이미다졸), 클로로설포네이트 폴리올레핀(chlorosulphonate polyolefins), 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리 메타크릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 카복시메틸셀루로스, 싸이클로덱스트린 및, 이러한 고분자를 형성하는 단량체들의 공중합체와 셀룰로오스의 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 약액은 기계적 강도를 높이기 위한 첨가제가 혼합되며, 상기 첨가제는 트레할로스, 글루코스, 말토스, 락토스, 락툴로스, 프럭토스, 투라노스, 멜리토스, 멜레지토스, 덱스트란, 소르비톨, 크실리톨, 팔라티니트, 만니톨, 폴 리(락타이드), 폴리(글리코라이드), 폴리(락타이드-코-글리코라이드), 폴리안하이드라이드(polyanhydride), 폴 리오르쏘에스테르(polyorthoester), 폴리에테르에스테르(polyetherester), 폴리카프로락톤(polycaprolacton e), 폴리에스테르아마이드(polyesteramide), 폴리(뷰티릭 산), 폴리(발레릭 산), 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체, 아크릴 치환 셀룰로오스 아세테이트, 비-분해성 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리 비닐 클로라이드, 폴리비닐 풀루오라이드, 폴리(비닐 이미다졸), 클로로설포네이트, 폴리올레핀(chlorosulphonate polyolefins), 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리 메타크릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 카복시메틸셀루로스, 싸이클로덱스트린 및 이러한 고분자를 형성하는 단량체들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 혹은 둘 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 약액은 유효성분이 혼합되며, 상기 유효성분은 단백질/펩타이드 의약, 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 효소저해제, 신호전달단백질 또는 그 일부분, 항체 또는 그 일부분, 단쇄항체, 결합단백질 또는 그 결합 도메인, 항원, 부착단백질, 구조단백질, 조절단백질, 독소단백질, 사이토카인, 전사조절 인자, 혈액 응고 인자 및 백신 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 단백질/펩타이드 의약은 인슐린, IGF- 1(insulinlikegrowth factor 1), 성장호르몬, 에리쓰로포이에틴, G-CSFs(granulocyte-colony stimulating factors), GM-CSFs(granulocyte/macrophage-colony stimulating factors), 인터페론 알파, 인터페론 베타, 인터페론 감마, 인터루킨-1 알파 및 베타, 인터루킨-3, 인터루킨-4, 인터루킨-6, 인터루킨-2, EGFs(epidermal growth factors), 칼시토닌(calcitonin), ACTH(adrenocorticotropic hormone), TNF(tumor necrosis factor), 아토비스반(atobisban), 부세레린(buserelin), 세트로렉릭스(cetrorelix), 데스로레린(deslorelin), 데스모프레신(desmopressin), 디노르핀 A(dynorphin A)(1-13), 엘카토닌(elcatonin), 엘레이도신(eleidosin), 엡티피바타이드(eptifibatide), GHRH-II(growth hormone releasing hormone-II), 고나도레린(gonadorelin), 고세레린(goserelin), 히스트레린(histrelin), 류프로레린(leuprorelin), 라이프레신(lypressin), 옥트레오타이드(octreotide), 옥시토신(oxytocin), 피트레신(pitressin), 세크레틴(secretin), 신칼라이드(sincalide), 테르리프레신(terlipressin), 티모펜틴(thymopentin), 티모신(thymosine), 트리프토레린(triptorelin), 바이발리루딘(bivalirudin), 카르베토신(carbetocin), 사이클로스포린, 엑세딘(exedine), 란 레오타이드(lanreotide), LHRH(luteinizing hormone-releasing hormone), 나파레린(nafarelin), 부갑상선 호르몬, 프람린타이드(pramlintide), T-20(enfuvirtide), 타이말파신(thymalfasin) 및 지코노타이드 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 용매는 정제수(DI water), 메탄올(Methanol), 에탄올(Ethanol), 클로로포름(Chloroform)다이부틸 프탈레잇(Dibutyl phthalate), 다이메틸 프탈레잇(Dimethyl phthalate), 에틸 락테잇(Ethyl lactate), 글리세린(Glycerin), 아이소프로필 알코올(Isopropyl alcohol), 라틱 에씨드(Lactic acid), 프로필렌 글리콜(Propylene glycol) 등의 무기, 유기 용매를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 니들부의 팁을 피부에 대한 침투방향으로 가이드하는 가이드부를 구비함으로써, 팁이 환부에 신속하게 침투되어 분리될 수 있게 된다.
둘째, 팁에 상대적으로 두께가 얇은 분리 가이더가 마련됨으로써, 물리적 가압력에 의해 팁을 베이스에 대해 신속하게 분리시킬 수 있어 침투력을 향상시킬 수 있게 된다.
셋째, 팁의 둘레를 따라 복수의 분리공을 형성하여 팁과 베이스 사이에 일종의 절취선을 형성함으로써, 상대적으로 작은 압력으로도 응력 집중현상에 의한 크랙을 유도하여 팁을 베이스로부터 신속하게 분리시킬 수 있게 된다.
넷째, 팁과 베이스 사이에 분리 가이더가 마련되어 팁이 베이스에 대해 신속하게 분리될 수 있으로써, 팁에 포함된 정량의 약액 공급이 가능해져 환자의 신뢰성 향상에 기여할 수 있게 된다.
다섯째, 니들부와 일체로 접착밴드를 접착하여 피부에 접착시킨 후 제거하는 단순 동작에 의해, 피부에 침투된 팁을 베이스로부터 용이하게 분리시킬 수 있게 된다.
여섯째, 가압돌기의 길이 및 가압돌기와 결합되는 결합홈의 높이가 조절 가능함으로써, 다양한 약제 및 투약 조건에 대응할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 의한 마이크로 니들을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 니들부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 니들부의 팁을 광학 현미경으로 개략적으로 촬영한 이미지이다.
도 4는 도 2에 도시된 니들부를 전자주사현미경으로 개략적으로 촬영한 이미지이다.
도 5는 도 1에 도시된 가이드부를 광학 현미경으로 개략적으로 촬영한 이미지이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 1에 도시된 마이크로 니들이 피부에 침투하는 동작을 순차적으로 도시한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 의한 마이크로 니들을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8a 내지 도 8e는 도 7에 도시된 마이크로 니들을 제조하는 방법을 단계별로 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 제2실시예에 의한 마이크로 니들의 니들부를 전자주사현미경으로 개략으로 촬영한 이미지이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 의한 마이크로 니들을 개략적으로 도시한 사시도이다. 그리고,
도 11a 내지 도 11d는 도 10에 도시된 마이크로 니들이 피부에 침투하는 동작을 순차적으로 도시한 도면들이다.
이하, 본 발명의 바람직한 제1실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
도 1의 도시를 참고하면, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 의한 마이크로 니들(1)은 니들부(10) 및 가이드부(20)를 포함한다.
니들부(10)는 약액으로 형성되어 피부(S)(도 6 참고)로 침투 가능한 복수의 팁(11) 및 복수의 팁(11)을 지지하는 베이스(12)를 포함한다. 이러한 니들부(10)는 피부(S)에 약액을 공급하기 위한 마이크로 니들(1)의 몸체이다.
복수의 팁(11)은 베이스(12)에 대해 복수개가 동시에 지지된다. 베이스(12)는 피부(S)에 밀착 가능하도록 유연한 재질로 형성됨이 좋다.
한편, 복수의 팁(11)과 베이스(12) 사이에는 팁(11)보다 두께가 얇은 분리 가이더(14)가 마련된다. 분리 가이더(14)는 상대적으로 팁(11)의 두께가 급격히 감소하여 외부 충격에 의해 쉽게 파괴 가능하도록 마련된다.
이러한 분리 가이더(14)는 팁(11)과 베이스(12) 사이에 팁(11)의 둘레를 따라 형성될 수 있다. 이렇게 분리 가이더(14)가 팁(11)의 둘레를 따라 형성됨으로써, 에지(edge) 부분으로 응력 집중(stress concentration) 현상이 발생됨에 따라, 상대적으로 작은 압력으로도 크랙(crack) 발생에 의해 베이스(12)에 대해 팁(11)의 분리가 용이해진다.
또한, 복수의 팁(11)은 침투방향(P)(도 6 참고)을 기준으로 선단은 뾰족하며 후단으로 갈수록 점차 직경이 확장되는 뿔 형상을 가진다. 복수의 팁(11)의 후단에는 후술할 가이드부(20)와 결합을 위한 결합홈(13)이 침투방향(P)으로 마련된다. 보다 구체적으로, 결합홈(13)은 팁(11)의 후단으로부터 선단을 향해 인입된 반구 형상으로 마련되며, 팁(11)의 결합홈(13) 측면을 따라 상술한 분리 가이더(14)가 마련될 수 있다. 이때, 결합홈(13)의 높이 즉, 결합홈(13)의 깊이는 도 3의 도시와 같이, 약액의 침투량, 침투 조건 등에 따라 조절 가능하다.
이러한 분리 가이더(14)의 두께와 결합홈(13)의 높이는 팁(11)의 제조를 위한 몰딩 공정의 몰드 부피에 대한 몰딩 용액 즉, 약액의 부피 비율과 몰딩 용액내의 고체 제형의 함량에 의해 조절될 수 있다. 이때, 고형 제형은 몰딩 용액에 첨가되는 증점제, 계면활성제, 안정화제 및 유효성분을 포함할 수 있다. 또한, 분리 가이더(14) 및 결합홈(13)의 형성은 마이크로 니들(1)의 제작을 위한 몰드와 몰딩 용액 간의 표면 특성에 관계할 수 있다.
참고로, 본 실시예에서는 10 내지 40mN/m 사이의 표면장력을 갖는 마이크로 니들(1) 제작용 몰드를 사용하며, PDMS의 경우 소수성으로 표면장력은 22 내지 23mW/m일 수 있다. 또한, 용융성 마이크로 니들(1) 제작용 몰딩 용액의 표면장력은 친수성 물을 기반으로 제작되며 계면활성제를 사용하여 몰드위에서 퍼짐을 조절할 수 있다. 이에 따라, 용융성 마이크로 니들(1)의 제작을 위한 용액의 점도를 조절함으로써 용액의 퍼짐을 조절할 수 있으며, 이로 인해 몰드내에서 국부적으로 몰딩 용액의 두께를 조절할 수 있는 것이다.
여기서, 마이크로 니들(1)의 제작을 위한 용액의 증점제, 계면활성제, 안정화제 및 유효성분의 농도 조절을 통해 점도가 조절될 수 있다. 아울러, 분리 가이더(14)의 형성을 위해, 마이크로 니들(1)의 제작을 위한 용액의 두께가 상대적으로 타 부위에 비해 얇게 형성시킬 수 있다.
도 4를 참고하면, 니들부(10)를 전자주사현미경으로 촬영한 이미지가 도시된다. 도 4의 도시와 같이, 베이스(12)에 대해 복수의 팁(11)이 결합홈(13)을 각각 구비하여 지지된다. 이때, 도 4에 확대 도시된 이미지와 같이, 팁(11)의 후단으로부터 뾰족한 선단을 향하도록 결합홈(13)이 소정 깊이를 가지고 마련되며, 결합홈(13)의 둘레를 따라 상대적으로 두께가 얇은 분리 가이더(14)가 마련된다.
가이드부(20)는 니들부(10)를 피부(S)로 침투하는 침투방향으로 가압하는 일종의 가압 밀대이다. 이러한 가이드부(20)는 복수의 팁(11)에 각각 결합되는 복수의 가압돌기(21)와, 복수의 가압돌기(21)를 지지하는 지지체(22)를 포함한다.
가압돌기(21)는 팁(11)의 후단에 마련된 결합홈(13)에 삽입 가능한 높이를 가지고 지지체(22)로부터 복수개 돌출된다. 여기서, 가압돌기(21)는 결합홈(13)에 삽입되어 니들부(10)와 일체로 결합된다. 이러한 가압돌기(21)는 결합홈(13)의 둘레를 따라 형성된 분리 가이더(14)에 물리적인 충격을 줄 수 있다. 이러한 가압돌기(21)를 구비하는 가이드부(20)는 니들부(10)와 동일한 몰드를 사용하였으며, PLLA(Polylactic acid)를 대략 195℃의 조건에서 용융시켜 몰드에 도포하여 제작할 수 있다.
이때, 가압돌기(21)는 도 5의 도시와 같이, 지지체(22)로부터 650㎛의 높이로 돌출될 수 있으며, 밑변의 길이는 대략 370㎛일 수 있다. 또한, 지지체(22)는 대략 1㎝의 직경을 가지며, 대략 95 내지 100개의 가압돌기(21)를 지지할 수 있다.
참고로, 가압돌기(21)의 높이 또한, 결합홈(13)의 높이와 침투 조건 등에 의해 조절 가능하다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 제1실시예에 의한 마이크로 니들(1)이 피부(S)에 침투하는 동작을 도 6을 참고하여 설명한다.
도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 피부(S)에 대해 니들부(10)가 가이드부(20)와 결합되어 일체화된 상태로 침투한다. 이때, 가이드부(20)는 도 6의 (b) 및 (c)와 같이, 침투방향(P)으로 니들부(10)를 가압함으로써, 도 6의 (c)와 같이 가압돌기(21)가 결합홈(13)에 삽입된 상태로 니들부(10)의 팁(11)을 침투방향(P)으로 가압하게 된다. 이때, 니들부(10)는 가이드부(20)에 의해 대략 10N의 힘으로 10초간 투여될 수 있다.
그로 인해, 도 6의 (c)와 같이 복수의 팁(11)에 마련된 분리 가이더(14)가 가압돌기(21)에 의한 물리적 가압력에 의해 쉽게 크랙이 발생됨으로써, 팁(11)이 베이스(12)로부터 분리되어 피부(S)로 완전히 침투하게 된다. 이 후, 도 6의 (d)와 같이, 가이드부(20)는 베이스(12)와 함께 피부(S)로부터 분리됨으로써, 최종적으로 피부(S)에 잔류된 팁(11)은 용융되어 약물을 피부(S)에 제공하게 된다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 마이크로 니들(1)의 제조방법을 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1과 같이, 복수의 팁(11)이 베이스(12)에 지지된 상태의 니들부(10)를 마련한다. 아울러, 복수의 팁(11)에 각각 대응되는 복수의 가압돌기(21)가 마련된 가이드부(20)를 마련한다.
니들부(10) 마련단계를 보다 자세히 설명하면, 다음과 같다.
우선, 정제수(DW)에 점성제를 혼합하여 니들부(10) 제조를 위한 약액을 포함하는 몰딩 용액을 준비한다. 여기서, 점성제로는 히아루로닉 산(hyaluronic acid)을 선택하였으며, 계면활성제로는 lutrol f68, 모델약물로는 calcein이 이용되었다.
이 후, 니들부(10)의 형상에 대응되는 몰드에 준비된 몰딩용액을 도포한 후, 원심분리 공정을 3500rpm, 25℃ 및 10min조건에서 진행하여, 항습실에서 건조과정을 진행하였다. 이러한 니들부(10)은 몰드 캐스팅 방법에 의해 단일공정으로 제조될 수 있다.
여기서, 몰드에 공급되는 몰드 용액 즉, 약액의 조성은 점성제 히아루로닉 산(HA) 3.5%, 계면활성제 lutrol f68 0.035%, 모델약물인 calcein 0.7% 그리고 정제수 95.765%인 것으로 예시한다. 이렇게 준비된 몰딩용액은 0.4g을 몰드에 캐스팅하며, 이렇게 제조되는 고형제형의 즉 최종적으로 제조된 마이크로 니들(1)의 질량은 대략 0.017g일 수 있다.
한편, 니들부(10)의 팁(11)에 마련되는 분리 가이더(14)의 두께 및 결합홈(13)의 크기 조절을 위해, 몰드에 몰딩 용액의 로딩량을 조절할 수 있다. 참고로, 도 3에 도시된 팁(11)의 로딩량은 대략 각각 b-1은 0.3g, b-2는 0.35g, b-3 은 0.4g일 수 있으며, 최종 니들부(10)의 질량은 대략 b-1은 0.013g, b-2는 0.015g 및 b-3은 0.017g일 수 있다.
이상과 같이 몰딩되어 제조된 니들부(10)와 가이드부(20)는 상호 일체로 결합된다. 즉, 팁(11)의 결합홈(13)에 가압돌기(21)가 각각 삽입되어 결합됨으로써, 최종 제조되는 것이다.
한편, 니들부(10)를 제조하는 약물은 생체 적합성 물질이 혼합되며, 생체 적합성 물질은 예시한 히아루로닉 산 뿐만 아니라, 알지닉 산(alginic acid), 펙틴, 카라기난, 콘드로이틴(설페이트), 덱스트란(설페이트), 키토산, 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린, 아가로스, 풀루란 폴리락타이드, 폴리글리코라이드(PGA), 폴리락타이드-글리코라이드 공중합체(PLGA), 히아루로닉 산(hyaluronic acid), 알지닉 산(alginic acid), 카라기난, 콘드로이틴(설페이트), 덱스트란(설페이트), 키토산, 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린, 아가로스, 풀루란 폴리안하이드라이드(polyanhydride), 폴리오르쏘에스테르(polyorthoester), 폴리에테르에스테르(polyetherester), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리에스테르아마이드(polyesteramide), 폴리(뷰티릭 산), 폴리(발레릭 산), 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체, 아크릴 치환 셀룰로오스 아세테이트, 비-분해성 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 풀루오라이드, 폴리(비닐 이미다졸), 클로로설포네이트 폴리올레핀(chlorosulphonate polyolefins), 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리 메타크릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 카복시메틸셀루로스, 싸이클로덱스트린 및, 이러한 고분자를 형성하는 단량체들의 공중합체와 셀룰로오스의 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 약액은 생체 적합성 물질과 기계적 강도를 높이기 위한 첨가제를 혼합하여 형성된다. 첨가제는 트레할로스, 글루코스, 말토스, 락토스, 락툴로스, 프럭토스, 투라노스, 멜리토스, 멜레지토스, 덱스트란, 소르비톨, 크실리톨, 팔라티니트, 만니톨, 폴 리(락타이드), 폴리(글리코라이드), 폴리(락타이드-코-글리코라이드), 폴리안하이드라이드(polyanhydride), 폴 리오르쏘에스테르(polyorthoester), 폴리에테르에스테르(polyetherester), 폴리카프로락톤(polycaprolacton e), 폴리에스테르아마이드(polyesteramide), 폴리(뷰티릭 산), 폴리(발레릭 산), 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체, 아크릴 치환 셀룰로오스 아세테이트, 비-분해성 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리 비닐 클로라이드, 폴리비닐 풀루오라이드, 폴리(비닐 이미다졸), 클로로설포네이트, 폴리올레핀(chlorosulphonate polyolefins), 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리 메타크릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 카복시메틸셀루로스, 싸이클로덱스트린 및 이러한 고분자를 형성하는 단량체들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 혹은 둘 이상의 물질로 이루어진다.
또한, 약액은 생체 적합성 물질과 유효성분을 혼합하여 형성된다. 유효성분은 단백질/펩타이드 의약을 포함하나 꼭 이에 한정되지 않으며, 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 효소저해제, 신호전달단백질 또는 그 일부분, 항체 또는 그 일부분, 단쇄항체, 결합단백질 또는 그 결합 도메인, 항원, 부착단백질, 구조단백질, 조절단백질, 독소단백질, 사이토카인, 전사조절 인자, 혈액 응고 인자 및 백신 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 보다 상세하게는, 상기 단백질/펩타이드 의약은 인슐린, IGF- 1(insulinlikegrowth factor 1), 성장호르몬, 에리쓰로포이에틴, G-CSFs(granulocyte-colony stimulating factors), GM-CSFs(granulocyte/macrophage-colony stimulating factors), 인터페론 알파, 인터페론 베타, 인터페론 감마, 인터루킨-1 알파 및 베타, 인터루킨-3, 인터루킨-4, 인터루킨-6, 인터루킨-2, EGFs(epidermal growth factors), 칼시토닌(calcitonin), ACTH(adrenocorticotropic hormone), TNF(tumor necrosis factor), 아토비스반(atobisban), 부세레린(buserelin), 세트로렉릭스(cetrorelix), 데스로레린(deslorelin), 데스모프레신(desmopressin), 디노르핀 A(dynorphin A)(1-13), 엘카토닌(elcatonin), 엘레이도신(eleidosin), 엡티피바타이드(eptifibatide), GHRH-II(growth hormone releasing hormone-II), 고나도레린(gonadorelin), 고세레린(goserelin), 히스트레린(histrelin), 류프로레린(leuprorelin), 라이프레신(lypressin), 옥트레오타이드(octreotide), 옥시토신(oxytocin), 피트레신(pitressin), 세크레틴(secretin), 신칼라이드(sincalide), 테르리프레신(terlipressin), 티모펜틴(thymopentin), 티모신(thymosine), 트리프토레린(triptorelin), 바이발리루딘(bivalirudin), 카르베토신(carbetocin), 사이클로스포린, 엑세딘(exedine), 란 레오타이드(lanreotide), LHRH(luteinizing hormone-releasing hormone), 나파레린(nafarelin), 부갑상선 호르몬, 프람린타이드(pramlintide), T-20(enfuvirtide), 타이말파신(thymalfasin) 및 지코노타이드 중 어느 하나를 포함한다.
또한, 약액의 용매는 생체 적합성 물질을 용해시킨다. 이러한 용매는 정제수(DI water), 메탄올(Methanol), 에탄올(Ethanol), 클로로포름(Chloroform)다이부틸 프탈레잇(Dibutyl phthalate), 다이메틸 프탈레잇(Dimethyl phthalate), 에틸 락테잇(Ethyl lactate), 글리세린(Glycerin), 아이소프로필 알코올(Isopropyl alcohol), 라틱 에씨드(Lactic acid), 프로필렌 글리콜(Propylene glycol) 등을 포함하는 무기, 유기 용매 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
도 7을 참고하여, 본 발명의 바람직한 제2실시예에 의한 마이크로 니들(100)을 설명한다.
도 7의 도시와 같이, 제2실시예에 의한 마이크로 니들(100)은 니들부(110)와 가이드부(120)를 포함한다.
니들부(110)는 약액으로 형성되어 피부에 침투 가능한 복수의 팁(111) 및 복수의 팁(111)을 지지하는 베이스(112)를 포함한다. 여기서, 니들부(110)는 복수의 팁(111)과 베이스(112) 사이에 베이스(112)에 대해 복수의 팁(111)을 분리시키기 위한 분리 가이더(114)가 마련된다.
제2실시예에 의한 분리 가이더(114)는 복수의 팁(111)과 베이스(112)의 사이에, 복수의 (111)의 주위를 따라 상호 이격되어 관통된 복수의 분리공(114)을 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 분리 가이더(114)를 분리공(114)으로 지칭하여 설명한다.
이러한 복수의 분리공(114)은 팁(111)의 후단 둘레를 따라 절취선을 형성함으로써, 작은 압력에도 팁(111)과 베이스(112) 사이에 크랙(crack)이 발생될 수 있도록 가이드한다.
가이드부(120)는 복수의 팁(111)에 각각 결합되는 복수의 가압돌기(121)와 복수의 가압돌기(121)를 지지하는 지지체(122)를 포함한다. 이때, 복수의 가압돌기(121)는 팁(111)의 후단에 마련된 결합홈(113)에 삽입되어 결합되며, 결합홈(113)의 둘레를 따라 분리 가이더인 복수의 분리공(114)이 형성되어 절쉬선을 제공하게 된다.
이러한 가이드부(120)의 구성은 도 1을 참고하여 설명한 제1실시예의 구성과 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다.
도 8a 내지 도 8e를 참고하면, 제2실시예에 의한 마이크로 니들(100)의 제조방법이 순차적으로 도시된다. 여기서, 도 8a 내지 도 8e는 제2실시예에 의한 마이크로 니들(100)의 니들부(110) 제조방법만이 도시되며, 가이드부(120)의 구성은 제1실시예와 동일하므로, 가이드부(120)의 제조방법에 대한 도시 및 설명은 생략한다.
도 8a와 같이, 제2실시예에 의한 니들부(110)에 대응되는 몰드(M)를 마련한다. 여기서, 몰드(M)에는 원뿔 형상을 가지는 복수의 팁(111)에 대응되는 몰드홈(G)이 마련된다. 이때, 몰드홈(G)이 원뿔이 아닌 사각뿔, 오각뿔과 같은 다각뿔 형상을 가질 수 있으며, 이에 대응되어 팁(111)의 형상도 변형될 수 있다.
또한, 몰드(M)에는 분리 가이더인 분리공(114) 형성을 위한 복수의 몰드돌기(C)가 마련된다. 복수의 몰드돌기(C)는 자세히 도시되지 않았으나, 몰드홈(G)의 둘레를 따라 소정 간격 이격되도록 복수개 마련된다.
몰드홈(G)과 몰드돌기(C)를 구비하는 몰드(M)가 마련되면, 도 8b와 같이, 몰드(M)의 몰드홈(H)으로 고분자 용액(F)을 주입한다. 이때, 고분자 용액(F)은 대략 0.5g 정도 주입되며, 니들부(110)를 제조하는 약물이다. 본 실시예에서는 고분자 용액(F)이 생체 적합성 물질로써 카복시메틸셀루로스(carboxy methyl cellulose sodium) 5%가 함유되고, 자당(Sucrose) 15% 및 정제수(DW) 80%가 함유된 용액인 것으로 예시한다. 이러한 고분자 용액(F)은 몰드돌기(C)를 덮을 수 있는 충분한 용량으로 주입된다.
참고로, 고분자 용액(F) 즉, 니들부(110)를 형성하는 약물은 상술한 기재로 한정되지 않으며, 제1실시예에 기재된 약물의 성분들을 다양하게 포함할 수 있다.
몰드(M)에 고분자 용액(F)이 주입되면, 도 8c와 같이 몰드 캐스팅된다. 본 실시예에서는 3000rpm의 속도로 5분씩 6회에 걸쳐 몰드 캐스팅되는 것으로 예시한다.
몰드 캐스팅된 상태에서 도 8d와 같이 고분자 용액(F)이 건조된다. 이때, 건조 온도는 대략 25℃이며, 대략 12시간, 24% 가량 건조되어, 니들부(110)로 제조될 수 있다. 이렇게 제조된 니들부(110)는 도 8e와 같이, 몰드(M)로부터 분리되어, 최종적으로 니들부(110)가 제조된다.
한편, 도 8a 내지 도 8e에 도시된 니들부(110)는 가이드부(120)와의 결합을 위한 결합홈(113)이 도시되지 않으나, 결합홈(113)은 도 8c의 도시된 원심분리 공정단계에서 결합홈(113)이 형성될 수 있다.
도 8a 내지 도 8e와 같은 제조방법에 의해 제조된 니들부(110)를 주사 전자 현미경(scanning electron microscope, SEM)으로 촬영한 이미지가 도 9a 내지 9c에 도시된다.
도 9a는 팁(111)의 둘레를 따라 분리공(114)이 베이스(112)에 관통 형성된 상태를 촬영한 이미지이며, 도 9b 및 9c는 분리공(114)이 베이스(112)에 관통 형성된 상태를 각각 상부 및 하부에서 촬영한 이미지이다. 도 9a 내지 도 9c와 같이, 분리공(114)들은 팁(111)의 첨단이 아닌 베이스(112)와 연결되는 후단의 둘레를 따라 이격되도록 복수개 형성된다. 이러한 분리공(114)들에 의해 팁(111)과 베이스(112)의 사이에 절취선이 형성되어, 가이드부(120)에 의해 제공되는 작은 가압력에도 팁(111)의 둘레를 따라서 전단 응력 발생에 의한 크랙이 발생되어, 팁(111)이 쉽게 분리되게 된다.
참고로, 상술한 제1 및 제2실시예에서는 결합홈(13)(113)이 팁(11)(111)의 후단에 형성되는 것으로 도시 및 예시하나, 꼭 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 제2실시예와 같이, 일종의 절취선을 형성시키는 복수의 분리공(114)이 베이스(112)에 마련된 경우, 팁(111)의 후단에 일종의 캐비티(Cavity)인 결합홈(113)이 마련되지 않아도, 가압돌기(121)가 작은 힘으로도 베이스(112)에 충분한 크랙(Crack)을 발생시켜 분리시킬 수 있다. 즉, 캐비티와 같은 별도의 분리 가이드구성 없이도, 가압돌기(121)에 작은 크기의 가압력이 가해지더라도 베이스(112)로부터 팁(111)이 분리공(114)에 의해 쉽게 분리되는 것이다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 바람직한 제3실시예에 의한 마이크로 니들(200)이 개략적으로 도시된다.
도 10과 같이, 제3실시예에 의한 마이크로 니들(200)은 니들부(210) 및 가이드부(220)를 포함한다.
니들부(210)는 복수의 팁(211)과 복수의 팁(211)을 지지하는 베이스(212)를 포함한다. 이러한 니들부(210)는 제2실시예와 마찬가지로, 팁(211)과 베이스(212)의 사이에 절취선을 형성하기 위한 복수의 분리공(214)이 팁(211)의 둘레를 따라 마련된다.
이러한 니들부(210)의 구성은 앞서 설명한 제2실시예와 유사한 구성을 가지므로, 자세한 설명은 생략한다. 아울러, 제조방법 또한, 상술한 도 8a 내지 도 8e를 참고하여 설명한 제2실시예와 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다.
가이드부(220)는 니들부(210)의 침투방향을 기준으로 베이스(212)의 후면에 마련되는 접착밴드를 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 제3실시예에 의한 가이드부(220)를 접착밴드(220)로 지칭하여 설명한다.
접착밴드(220)는 베이스(212)를 충분히 커버할 수 있는 면적을 가지고 마련되며, 니들부(210)와의 접착력의 크기가 피부(S)와의 부착력보다 작도록 니들부(210)의 후면에 마련된다. 즉, 접착밴드(220)와 베이스(212) 사이의 접착력의 크기보다 접착밴드(220)와 피부(S) 사이의 부착력의 크기가 더 크다. 그로 인해, 피부(S)에 마이크로 니들(200)이 침투한 후, 접착밴드(220)가 제거되어도, 팁(211)이 피부(S)에 잔류하게 된다.
참고로, 복수의 팁(211)에는 접착밴드(220)의 사이에 반구 형상의 캐비티(cavity)(213)가 마련된다. 이러한 캐비티(213)는 접착밴드(220)에 가해지는 작은 가압력에도 팁(211)의 분리가 보다 용이하도록 가이드할 수 있다.
이러한 제3실시예에 의한 마이크로 니들(200)의 피부(S) 침투동작을 도 11a 내지 도 11d를 참고하여 설명한다.
도 11a 및 도 11b와 같이, 제3실시예에 의한 마이크로 니들(200)의 니들부(210)가 접착밴드(220)에 접착되어 일체화된 상태로 피부(S)로 진입한다. 니들부(210)가 피부(S)에 완전히 침투된 상태에서 도 11c와 같이, 접착밴드(220)가 분리된다.
이때, 베이스(212)와 팁(211) 사이에 절취선을 형성하는 복수의 분리공(214)과 캐비티(213)에 의해 작은 가압력에도 팁(211)의 테두리 영역에서 응력 집중이 발생되어 베이스(212)에 대해 팁(211)의 분리가 용이하다. 또한, 접착밴드(220)가 피부(S)에 부착되는 힘이 상대적으로 큼에 따라, 접착밴드(220)가 피부(S)로부터 분리됨에 연동하여 베이스(212)에 대한 팁(211)의 분리가 가이드되게 된다.
이렇게 베이스(212)로부터 분리된 팁(211)은 도 11d와 같이, 피부(S)에 잔류됨으로써 팁(211)이 피부(S)내에 충분히 침투되어 정량의 약액 공급이 가능해진다.
참고로, 도 10의 도시된 제3실시예에 의한 마이크로 니들(200)의 니들부(210)가 캐비티(213)을 구비하는 것으로 도시 및 예시하나, 꼭 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 복수의 분리공(214)에 의한 절취선 즉, 분리 가이더만으로도 접착밴드(2220)에 가해지는 가압력만으로 팁(211)과 베이스(212) 사이에 크랙 발생을 충분히 유도하여 분리시킬 수 있음은 당연하다.
또한, 상술한 제2 및 제3실시예에서는 분리공(113)(213)이 원형의 형상을 가지고 팁(111)(211)의 둘레를 따라 4개 관통 형성되는 것으로 예시하나, 도시된 예로 분리공(113)(213)의 형상 및 개수가 한정되지 않음은 당연하다.
아울러, 상술한 제2 및 제3실시예에서는 마이크로 니들부(100)(200)에 복수의 분리공(113)(213)을 몰딩 공정으로 제조시키는 것과 도시 및 설명하였으나, 꼭 이에 한정되지 않는다. 즉, 레이저 컷팅, 칼 등을 이용한 물리적 방법에 의해 팁(111)(211)과 베이스(112)(212) 사이에 절취선인 분리공(113)(213)을 형성시키는 다양한 제조방법의 변형 실시예가 가능함은 당연하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (22)

  1. 약액으로 형성되어 피부로 침투 가능한 복수의 팁 및 상기 복수의 팁을 지지하는 베이스를 포함하는 니들부; 및
    상기 피부에 대한 상기 니들부의 침투를 가이드하는 가이드부;
    를 포함하며,
    상기 니들부는 상기 복수의 팁과 베이스 사이에 상기 베이스에 대해 상기 복수의 팁을 분리시키는 분리 가이더가 마련되는 마이크로 니들.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 복수의 팁에 각각 결합되는 복수의 가압돌기 및 상기 복수의 가압돌기를 지지하는 지지체를 포함하며,
    상기 니들부와 상호 일체로 형성되어 상기 복수의 팁이 상기 피부에 침투한 이후에 상기 복수의 팁에 대해 분리 가능한 마이크로 니들.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가압돌기와 결합되는 상기 복수의 팁의 후단에는 상기 복수의 가압돌기가 각각 삽입되는 결합홈이 마련되며,
    상기 결합홈은 상기 침투방향으로 상기 팁의 후단으로부터 선단을 향해 인입된 반구 형상을 가지는 마이크로 니들.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 팁이 상기 피부에 침투하면, 상기 가이드부는 상기 베이스와 함께 상기 팁으로부터 분리되는 마이크로 니들.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분리 가이더는 상기 복수의 팁과 베이스 사이에 상기 팁보다 두께가 얇도록 마련되어, 상기 가이드부에 의한 물리적 가압력에 의해 상기 베이스에 대해 상기 복수의 팁을 분리시키는 마이크로 니들.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분리 가이더는 상기 복수의 팁과 베이스의 사이에 상기 복수의 팁의 주위를 따라 상호 이격되어 마련된 복수의 분리공을 포함하여, 상기 복수의 분리공을 따라 상기 베이스에 대해 상기 복수의 팁이 각각 분리되는 절취선을 형성하는 마이크로 니들.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 분리 가이더는 상기 복수의 팁과 베이스의 사이에 상기 결합홈의 둘레를 따라 상호 이격되어 마련된 복수의 분리공을 포함하여, 상기 복수의 분리공을 따라 상기 베이스에 대해 상기 복수의 팁이 각각 분리되는 절취선을 형성하는 마이크로 니들.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 니들부의 침투방향을 기준으로 상기 베이스의 후면에 마련되는 접착밴드를 포함하며,
    상기 접착밴드와 상기 니들부 사이의 접착력의 크기보다 상기 접착밴드와 피부 사이의 부착력의 크기가 더 큰 마이크로 니들.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 팁과 접착밴드 사이에는 상기 침투방향으로 형성된 반구 형상의 캐비티(cavity)가 마련되는 마이크로 니들.
  10. 약액으로 형성되는 복수의 팁과 상기 복수의 팁을 지지하는 베이스를 포함하는 니들부를 마련하는 단계;
    상기 니들부를 상기 피부로 침투하는 침투방향으로 가이드하는 가이드부를 마련하는 단계; 및
    상기 니들부가 피부에 침투하는 방향으로 가압하도록 상기 니들부에 대해 상기 가이드부를 결합시키는 단계;
    를 포함하며,
    상기 니들부는 상기 복수의 팁과 베이스 사이에 상기 베이스에 대해 상기 복수의 팁을 분리시키는 분리 가이더가 마련되는 마이크로 니들의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 니들부 마련단계는,
    상기 니들부가 상기 피부에 침투하는 침투방향을 기준으로 선단을 뾰족하며 후단으로 갈수록 직경이 확장되는 뿔 형상을 가지는 상기 복수의 팁에 대응되는 몰드홈이 마련된 몰드에 상기 약액에 대응되는 고분자 용액을 주입하여, 원심분리 및 건조하여 몰딩 형성시키는 마이크로 니들의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 분리 가이더는 상기 복수의 팁과 베이스 사이에 상기 팁보다 두께가 얇도록 마련되어 상기 가이드부에 의한 물리적 가압력에 의해 상기 베이스에 대해 상기 복수의 팁을 분리시키는 마이크로 니들의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 분리 가이더는 상기 복수의 팁과 베이스의 사이에, 상기 복수의 팁의 주위를 따라 상호 이격되어 마련되어 절취선을 형성시키는 복수의 분리공을 포함하며,
    상기 몰드는 상기 몰드홈 둘레를 따라 상호 이격된 복수의 몰드돌기가 마련되어 상기 분리공을 형성시키는 마이크로 니들의 제조방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 가이드부 마련단계는 상기 복수의 팁에 각각 대응되는 복수의 가압돌기기 및 상기 복수의 가압돌기를 지지하는 지지체를 몰딩하여 제조하며,
    상기 복수의 팁의 후단에 상기 복수의 가압돌기가 각각 삽입되어 결합될 수 있는 결합홈이 상기 침투방향으로 마련되는 마이크로 니들의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 결합홈의 높이는 몰딩 공정을 위한 몰드 부피에 대한 상기 약액의 부피 비율과 상기 약액내의 고체 제형의 함량에 따라 조절 가능한 마이크로 니들의 제조방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 가이드부 마련단계는,
    상기 베이스를 커버할 수 있는 접착밴드를 마련하는 단계; 및
    상기 접착밴드와 상기 니들부 사이의 접착력의 크기보다 상기 접착밴드와 피부 사이의 부착력이 더 크도록, 상기 접착밴드를 상기 니들부의 침투방향을 기준으로 상기 베이스의 후면에 접착시키는 단계;
    를 포함하는 마이크로 니들의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 팁과 접착밴드 사이에는 반구 형상의 캐비티(cavity)가 마련되는 마이크로 니들의 제조방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 약액은 용매에 생체 적합성 물질이 혼합되어 형성되며,
    상기 생체 적합성 물질은,
    히아루로닉 산(hyaluronic acid), 알지닉 산(alginic acid), 펙틴, 카라기난, 콘드로이틴(설페이트), 덱스트란(설페이트), 키토산, 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린, 아가로스, 풀루란 폴리락타이드, 폴리글리코라이드(PGA), 폴리락타이드-글리코라이드 공중합체(PLGA), 히아루로닉 산(hyaluronic acid), 알지닉 산(alginic acid), 카라기난, 콘드로이틴(설페이트), 덱스트란(설페이트), 키토산, 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린, 아가로스, 풀루란 폴리안하이드라이드(polyanhydride), 폴리오르쏘에스테르(polyorthoester), 폴리에테르에스테르(polyetherester), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리에스테르아마이드(polyesteramide), 폴리(뷰티릭 산), 폴리(발레릭 산), 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체, 아크릴 치환 셀룰로오스 아세테이트, 비-분해성 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 풀루오라이드, 폴리(비닐 이미다졸), 클로로설포네이트 폴리올레핀(chlorosulphonate polyolefins), 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리 메타크릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 카복시메틸셀루로스, 싸이클로덱스트린 및, 이러한 고분자를 형성하는 단량체들의 공중합체와 셀룰로오스의 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 마이크로 니들의 제조방법.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 약액은 기계적 강도를 높이기 위한 첨가제가 혼합되며,
    상기 첨가제는 트레할로스, 글루코스, 말토스, 락토스, 락툴로스, 프럭토스, 투라노스, 멜리토스, 멜레지토스, 덱스트란, 소르비톨, 크실리톨, 팔라티니트, 만니톨, 폴 리(락타이드), 폴리(글리코라이드), 폴리(락타이드-코-글리코라이드), 폴리안하이드라이드(polyanhydride), 폴 리오르쏘에스테르(polyorthoester), 폴리에테르에스테르(polyetherester), 폴리카프로락톤(polycaprolacton e), 폴리에스테르아마이드(polyesteramide), 폴리(뷰티릭 산), 폴리(발레릭 산), 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체, 아크릴 치환 셀룰로오스 아세테이트, 비-분해성 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리 비닐 클로라이드, 폴리비닐 풀루오라이드, 폴리(비닐 이미다졸), 클로로설포네이트, 폴리올레핀(chlorosulphonate polyolefins), 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리 메타크릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 카복시메틸셀루로스, 싸이클로덱스트린 및 이러한 고분자를 형성하는 단량체들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 혹은 둘 이상의 물질로 이루어지는 마이크로 니들의 제조방법.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 약액은 유효성분이 혼합되며,
    상기 유효성분은 단백질/펩타이드 의약, 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 효소저해제, 신호전달단백질 또는 그 일부분, 항체 또는 그 일부분, 단쇄항체, 결합단백질 또는 그 결합 도메인, 항원, 부착단백질, 구조단백질, 조절단백질, 독소단백질, 사이토카인, 전사조절 인자, 혈액 응고 인자 및 백신 중 적어도 어느 하나를 포함하는 마이크로 니들의 제조방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 단백질/펩타이드 의약은 인슐린, IGF- 1(insulinlikegrowth factor 1), 성장호르몬, 에리쓰로포이에틴, G-CSFs(granulocyte-colony stimulating factors), GM-CSFs(granulocyte/macrophage-colony stimulating factors), 인터페론 알파, 인터페론 베타, 인터페론 감마, 인터루킨-1 알파 및 베타, 인터루킨-3, 인터루킨-4, 인터루킨-6, 인터루킨-2, EGFs(epidermal growth factors), 칼시토닌(calcitonin), ACTH(adrenocorticotropic hormone), TNF(tumor necrosis factor), 아토비스반(atobisban), 부세레린(buserelin), 세트로렉릭스(cetrorelix), 데스로레린(deslorelin), 데스모프레신(desmopressin), 디노르핀 A(dynorphin A)(1-13), 엘카토닌(elcatonin), 엘레이도신(eleidosin), 엡티피바타이드(eptifibatide), GHRH-II(growth hormone releasing hormone-II), 고나도레린(gonadorelin), 고세레린(goserelin), 히스트레린(histrelin), 류프로레린(leuprorelin), 라이프레신(lypressin), 옥트레오타이드(octreotide), 옥시토신(oxytocin), 피트레신(pitressin), 세크레틴(secretin), 신칼라이드(sincalide), 테르리프레신(terlipressin), 티모펜틴(thymopentin), 티모신(thymosine), 트리프토레린(triptorelin), 바이발리루딘(bivalirudin), 카르베토신(carbetocin), 사이클로스포린, 엑세딘(exedine), 란 레오타이드(lanreotide), LHRH(luteinizing hormone-releasing hormone), 나파레린(nafarelin), 부갑상선 호르몬, 프람린타이드(pramlintide), T-20(enfuvirtide), 타이말파신(thymalfasin) 및 지코노타이드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 마이크로 니들의 제조방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 용매는 정제수(DI water), 메탄올(Methanol), 에탄올(Ethanol), 클로로포름(Chloroform)다이부틸 프탈레잇(Dibutyl phthalate), 다이메틸 프탈레잇(Dimethyl phthalate), 에틸 락테잇(Ethyl lactate), 글리세린(Glycerin), 아이소프로필 알코올(Isopropyl alcohol), 라틱 에씨드(Lactic acid), 프로필렌 글리콜(Propylene glycol) 등의 무기, 유기 용매를 포함하는 마이크로 니들의 제조방법.
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