WO2020060195A1 - 미세 구조체 기반 약물 주입장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

미세 구조체 기반 약물 주입장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

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WO2020060195A1
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filling
shape
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전소희
김기돈
윤석민
이주범
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한국기계연구원
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Definitions

  • the present invention relates to a microstructure-based drug injection device and a method for manufacturing the same, and more specifically, to form an internal space in an area other than the area where the drug is accommodated in the filling space, and the filled drug penetrates into the hole formed in the microstructure.
  • the drug is distributed not only in the filling space but also in the tip of the microstructure, thereby maintaining the shape of the microstructure, preventing drug leakage, and injecting a microstructure-based drug that can improve the skin penetration and delivery efficiency of the active ingredients contained in the drug. It relates to an apparatus and a method for manufacturing the same.
  • DDS Drug Delivery System
  • Such a drug delivery system includes an oral drug delivery system that ingests drugs orally and a transdermal drug delivery system that injects drugs locally using a syringe or the like.
  • the transdermal transmissive drug delivery system has been recognized as important for a long time since it can efficiently and safely administer pharmaceutical substances such as drugs, but has a problem of accompanying pain and temporary injection of drugs.
  • a micro-sized transdermal permeable needle that is much smaller than the needle of a syringe is manufactured and utilized.
  • microneedles are used in many fields, such as injecting drugs for skin care or treatment into skin tissues, as instruments for the extraction of body fluids such as blood from inside the skin, and for the treatment of skin diseases or preventive injection of diseases. have.
  • Methods of delivering the drug using the microneedle include coating the drug on the needle surface and filling the drug inside the needle, and when the drug is filled inside the needle, the needle is made of a biodegradable material. As the needle penetrates the percutaneous layer and the needle in the region permeated through the percutaneous layer dissolves, the filled drug is injected into the skin tissue.
  • One aspect of the present invention by forming the inner space in the area other than the area in which the drug is accommodated in the filling space, the drug is penetrated into the hole formed in the microstructure to distribute the drug not only in the filling space but also in the tip of the microstructure It is intended to provide a microstructure-based drug injection device and a method for manufacturing the same, which can maintain the shape of the microstructure, prevent drug leakage, and improve skin penetration and delivery efficiency of the active ingredients contained in the drug.
  • the method for manufacturing a drug injection device based on a microstructure comprises a preparation step of a molding mold for preparing a molding mold having a shape corresponding to a microstructure to be produced, and a mixture of biodegradable materials in the molding mold.
  • the drug filled in the filling space in the drug filling step is in a fluid state, and at least a part of the drug filled in the filling space in the drug filling step may penetrate the microstructure.
  • the droplet diameter of the drug filled in the filling space may have a range within 1,000 ⁇ m.
  • the drug filling step further comprises a solid drug preparation step of producing a solid state drug filled in the filling space, the solid drug production step, the fluid filling the drug in the fluid state to the solid drug production mold
  • a drug filling step a mold bonding step in which a shape mold corresponding to the shape of the solid state drug to be produced is combined with the solid drug production mold, and a drug so that the drug in the fluid phase changes to the solid state drug. It may include a drug treatment step of processing.
  • the shape mold forms a shape of the drug as a triangle corresponding to the shape inside the filling space, and is formed in a structure to be disposed in a region of a part of the filling space to produce the solid drug. It can be combined with a mold.
  • the shape mold forms the drug in a V-shape, a portion of which is arranged in a part of the filling space, and the other part of the filling space to be arranged in an outer area of the filling space. It can be formed and combined with the solid drug production mold.
  • the shape mold may form the drug in a V-shape, and may be combined with the solid drug production mold by being formed in a structure to be disposed in a region of a portion of the filling space.
  • a preparation step of a molding mold for preparing a molding mold having a shape corresponding to the microstructure to be produced, and biodegradability to the molding mold A biodegradable material mixture liquid application step of applying a material mixture solution, and a primary drying step of drying the biodegradable material mixture solution applied to the molding mold to form a needle film on which the microstructure is formed, and on the outer surface of the microstructure.
  • the microstructure-based drug injection device the needle film formed with a microstructure, a drug filled in at least a portion of the filling space formed by the microstructure, and the drug in the filling space Corresponds to a space other than the accommodated area, but includes an inner space portion in which the gas is accommodated.
  • the drug is in a fluid state, and at least a part of the drug filled in the filling space may penetrate the microstructure.
  • the droplet diameter of the drug may have a range within 1,000 ⁇ m.
  • the drug is in a solid state, and the shape of the drug is formed in a triangle corresponding to the shape inside the filling space, and may be disposed in at least a part of the filling space.
  • the drug is in a solid state
  • the shape of the drug is V-shaped
  • a portion is disposed in an area of at least a portion of the filling space
  • the other portion can be disposed outside the filling space.
  • the drug is in a solid state and is formed in a V-shape of the shape of the drug, and may be disposed in at least a portion of the filling space.
  • the drug injection device based on a microstructure a needle film on which a microstructure is formed, a drug coated on the outer surface of the microstructure, and at least a portion of a filling space formed by the microstructure And an inner space portion to be disposed.
  • a drug injection device based on a microstructure according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same have the following effects.
  • the drug filled in the filling space penetrates into the hole formed in the microstructure and the drug is distributed not only in the filling space but also at the tip of the microstructure, thereby improving the skin penetration and delivery efficiency of the active ingredients contained in the drug. There is this.
  • the internal space portion is formed inside the microstructure, thereby reducing the shrinkage of the microstructure in the drying step, thereby making it possible to produce a microstructure close to the shape of the mold.
  • the microstructure when the microstructure is inserted into and dissolved in the subcutaneous tissue by forming the internal space inside the microstructure, the region where the internal space is located among the microstructure rapidly dissolves, thereby inserting the microstructure of the region filled with the drug into the subcutaneous tissue. It has the advantage of being able to quickly separate the patch film and the attached needle film from the skin.
  • FIG. 1 is a view illustrating a first embodiment of a method for manufacturing a drug injection device based on a microstructure according to the present invention.
  • FIG. 2 is a view illustrating a second embodiment of a method for manufacturing a drug injection device based on a microstructure according to the present invention.
  • FIG 3 is a view illustrating a third embodiment of a method of manufacturing a drug injection device based on a microstructure according to the present invention.
  • FIG. 4 is a view illustrating a solid drug manufacturing step of the method of manufacturing the drug injection device based on the microstructure of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a view illustrating a fourth embodiment of a method for manufacturing a drug injection device based on a microstructure according to the present invention.
  • FIG. 6 is a view illustrating a fifth embodiment of a method of manufacturing a drug injection device based on a microstructure according to the present invention.
  • FIG. 7 is a view illustrating a sixth embodiment of a method of manufacturing a drug injection device based on a microstructure according to the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a photograph of a microstructure-based drug injection device manufactured by a first embodiment of a method of manufacturing a microstructure-based drug injection device.
  • FIG. 9 is a view illustrating a seventh embodiment of a method of manufacturing a drug injection device based on a microstructure according to the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a first manufacturing example of a microstructure-based drug injection device manufactured by a second embodiment of a method of manufacturing a microstructure-based drug injection device.
  • FIG. 11 is a view showing a second manufacturing example of the microstructure-based drug injection device manufactured by the fourth embodiment of the method for manufacturing a drug injection device based on a microstructure.
  • FIG. 12 is a view showing a third manufacturing example of the microstructure-based drug injection device manufactured by the fifth embodiment of the method of manufacturing a drug injection device based on a microstructure.
  • FIG. 13 is a view showing a fourth manufacturing example of the microstructure-based drug injection device manufactured by the sixth embodiment of the method for manufacturing a drug injection device based on a microstructure.
  • FIG. 14 is a view showing a fifth manufacturing example of the microstructure-based drug injection device manufactured by the seventh embodiment of the method for manufacturing a drug injection device based on a microstructure.
  • FIG. 1 a first embodiment of a method for manufacturing a drug injection device based on a microstructure according to the present invention will be described as follows.
  • the manufacturing method of the drug injection device based on the microstructure according to the first embodiment is a molding mold preparation step (S110), a biodegradable material mixture solution application step (S120), the first drying step (S130), It includes a drug filling step (S140) and a second drying step (S150).
  • a molding mold having a shape corresponding to a microstructure to be produced is prepared.
  • the biodegradable material mixture is applied to the upper region of the molding mold.
  • the biodegradable material mixture applied to the molding mold is dried to form a needle film on which the microstructure is formed.
  • the needle film that has been subjected to the first drying step (S130) may be semi-dried.
  • the drug is filled in a partial region of the filling space formed by the microstructure.
  • the needle film is dried, and an inner space portion is formed in an area other than the area where the drug is filled in the filling space that has undergone the second drying step (S150), and the inner space part The gas is accommodated.
  • the drug filling step (S140) and the second drying step (S150) is preferably repeated until the active ingredient contained in the drug is accommodated in the microstructure as much as it should penetrate the skin of the human body.
  • a molding mold is formed by reducing the shrinkage of the microstructure in the first drying step (S130) and the second drying step (S150) by forming an internal space inside the microstructure of the microstructure-based drug injection device manufactured through the above-described process. A microstructure close to the shape can be produced.
  • a drug injection device based on a microstructure can be manufactured as shown in FIG. 8.
  • the manufacturing method of the drug injection device based on the microstructure according to the second embodiment is a molding mold preparation step (S110), a biodegradable material mixed liquid application step (S120), the first drying step (S130), It includes a drug filling step (S140), although not shown in Figure 2 also includes a second drying step.
  • a molding mold 1100 having a shape corresponding to the microstructure 1211 to be produced is prepared, and in the step of applying the biodegradable material mixture (S120), the molding mold 1100 is formed.
  • the biodegradable material mixture 1200 is applied to the upper region as a whole.
  • the needle film (1210 of S130) to be produced can be formed with a uniform thickness. That is, when the biodegradable material mixture 1200 is applied to the molding mold 110 with a constant thickness, the biodegradable material mixture 1200 with the microstructure 1211 of the molding mold according to the characteristics of the fluid Since the needle film 1210 having a non-uniform thickness is collected at the end of the corresponding shape, the biodegradable material mixture solution application step (S120), as shown in FIG. 2, biodegrades to the upper region of the molding mold 1100 The sexual material mixture 1200 is applied as a whole.
  • the biodegradable material mixture solution 1200 in the step of applying the biodegradable material mixture solution (S120), after the biodegradable material mixture solution 1200 is entirely applied to the molding mold 1100, the biodegradable material mixture solution 1200 is effective.
  • the biodegradable material mixture 1200 has a constant thickness by performing a process of etching after the material is precipitated or 0 times drying the biodegradable material mixture 1200, and the final completed microstructure-based drug injection device It may be formed in the shape of a needle film 1210 having a shape corresponding to the shape.
  • the biodegradable material of the biodegradable material mixture 1200 is a material that can be dissolved or decomposed in vivo, nucleic acid, deoxyribonucleic acid (DNA), ribonucleic acid, RNA ), Polydeoxyribonucleotide sodium (PDRN), hyaluronic acid, alginic acid, pectin, carrageenan, chondroitin (sulfate), chondroitin sulfate, glycogen, dextran (Sulfate), dextran, dextrin, chitosan, polylysine, collagen, gelatin, carboxymethyl chitin, fibrin, agarose, pullulan polylactide, polyglycolide (PGA), polylactide-glycolide copolymer (PLGA), hyaluronic acid, alginic acid, pectin, carrageenan, chondroitin (sulfate), dextran (sulfate), chitin
  • the amount of the biodegradable material mixture solution 1200 applied to the molding mold 1100 in the step of applying the biodegradable material mixture solution (S120) may be adjusted according to the size and thickness of the final completed needle film 1210. .
  • the biodegradable material mixture solution 1200 applied to the molding mold 1100 is dried to form a needle film 1210 on which the microstructure 1211 is formed.
  • the needle film () is dried by drying the molding mold 1100 coated with the biodegradable material mixture 1200 in a separate drying unit (not shown) for a predetermined temperature and time. 1210).
  • the drying condition of the first drying step (S130) is a temperature condition of 0 ° C to 100 ° C, and the molding mold 1100 can be dried in a drying unit for several minutes to several hours.
  • the length of the microstructure 1211 is a length that can reach a desired position to the subcutaneous tissue of the skin, it may be 10 ⁇ m to 10,000 ⁇ m.
  • the filling space 1212 formed by the microstructure that is, an area formed by the internal space portion (1212a in FIG. 10), reduces shrinkage of the microstructure 1211 in the first drying step (S130). By doing so, it is possible to manufacture the microstructure 1211 close to the shape of the molding mold 1100.
  • the drug 1310 is filled in the filling space 1212 formed by the microstructure 1211.
  • the drug 1310 is in a fluid state, and in the drug filling step (S140), the drug 1310 is filled in the filling space 1212 formed by the microstructure 1211, and at this time, the filling space 1212 )
  • the amount of the drug 1310 filled is proportional to the amount of the active ingredient that has to penetrate the human skin.
  • the diameter of the drug 1310 filled in the filling space 1212 has a range within 1,000 ⁇ m, and the minimum size of the diameter of the drug 1310 is It is the size of a droplet that can be manufactured, and may be a nano unit or less units within a manufacturing range.
  • the reason for limiting the diameter of the drug 1310 is to allow the drug 1310 in the form of droplets to easily move inside the hole formed in the needle film 1210 and to precisely control the amount of drug filling.
  • the needle film 1210 is formed of a porous material, wherein the hole is formed in the needle film 1210 according to the characteristics of the needle film 1210 made of a porous material.
  • the drug filling step (S140) at least a part of the drug 1310 filled in the microstructure 1211 penetrates into a hole formed in the microstructure 1211, and the drug is injected into the microstructure 1211. A portion of the formed hole and a portion of the filling space 1212 are filled, and a detailed description thereof will be described later.
  • the needle film 1210 is dried, and although the second drying step is not illustrated in FIG. 2, in order to help understanding of the second drying step according to the second embodiment, FIG. 2
  • the second drying step according to the second embodiment will be described with reference to the configuration shown in FIG.
  • the needle film 1210 formed in the molding mold 1100 is dried in a separate drying unit for a predetermined temperature and a predetermined time, thereby allowing the microstructure of the region where the drug 1310 penetrates ( 1211) allows the skin to have a mechanical strength sufficient to penetrate the skin, and at this time, an inner space portion (1212a in FIG. 10) is formed in the filling space 1212.
  • the temperature condition of the second drying step is 0 ° C to 80 ° C, and the needle film 1210 is dried for several minutes to several hours.
  • the reason why the maximum temperature condition of the second drying step is lower than the maximum temperature condition of the first drying step (S130) is that the drug droplets are dried before contacting the needle film 1210 during the drug filling process. This is to prevent the needle film 1210 from being distorted by heat.
  • the filling space 1212 formed by the microstructure 1211 that is, an area formed by the internal space portion (1212a in FIG. 10) reduces shrinkage of the microstructure 1211 in the second drying step. By doing so, it is possible to manufacture the microstructure 1211 close to the shape of the molding mold 1100.
  • the microstructure 1211 is dried to have mechanical strength to penetrate human skin.
  • the needle film 1210 on which the microstructure 1211 is formed is manufactured through the above-described process, and the needle film () is formed in the upper region of the needle film 1210, that is, in the region opposite to the direction in which the microstructure 1211 protrudes.
  • a patch film (not shown) for attaching 1210) to human skin is adhered.
  • the inner space portion of the microstructure 1211 (1212a in FIG. 10) The region where is located, that is, one surface is in contact with the subcutaneous tissue, and the other side is the microstructure 1211 in the region where the drug 1310 is filled by rapidly dissolving the region of the microstructure 1211 in contact with the inner space portion, the substructure is subcutaneous tissue Needle film attached to the patch film in the inserted state can be quickly separated from the skin.
  • the manufacturing method of the drug injection device based on the microstructure according to the third embodiment is a molding mold preparation step (S110), a biodegradable material mixed liquid application step (S120), the first drying step (S130), It includes a solid drug production step (S140 '), a drug filling step (S140) and a secondary drying step (S150).
  • a molding mold preparation step (S110), a biodegradable material mixed liquid application step (S120), a first drying step (S130), and a second drying step (S150) included in the manufacturing method of the microstructure-based drug injection device according to the third embodiment ) Is a molding mold preparation step (S110), a biodegradable material mixture coating step (S120), and a first drying step included in the manufacturing method of the microstructure-based drug injection device according to the first and second embodiments described above ( S130) and the second drying step (S150), so detailed description thereof will be omitted.
  • the drug filling step (S140) in the third embodiment by the solid drug production step (S140 ') is somewhat different from the drug filling step (S140) in the first and second embodiments, so The description will be made later.
  • the solid drug production step (S140 ') is performed after the first drying step (S130), and is a step of preparing a drug in a solid state filled in the filling space in the drug filling step (S140).
  • the solid drug production step (S140 ') includes a fluid drug filling step (S141'), a mold bonding step (S142 ') and a drug treatment step (S143') as shown in FIG.
  • the fluid drug is filled into a solid drug production mold.
  • a shape mold corresponding to the shape of the drug in the solid state to be produced is combined with the mold for preparing the solid drug.
  • the shape mold is formed in a structure to form the drug so as to be disposed only in a part of the filling space.
  • the drug is processed such that the drug in the fluid state changes to the drug in the solid state.
  • the drug is heated, dried, or irradiated with ultraviolet light depending on the type of drug.
  • the drug can be phase-changed by performing a process such as.
  • the drug filling step (S140) inserts and fills the solid state drug into the filling space formed by the microstructure, where the drug is accommodated in the filling space.
  • An internal space portion is formed in a region other than this, and a gas is accommodated in the interior space portion.
  • a molding mold is formed by reducing the shrinkage of the microstructure in the first drying step (S130) and the second drying step (S150) by forming an internal space inside the microstructure of the microstructure-based drug injection device manufactured through the above-described process. A microstructure close to the shape can be produced.
  • FIG. 5 a fourth embodiment of a method for manufacturing a microstructure-based drug injection device according to the present invention will be described.
  • the manufacturing method of the drug injection device based on the microstructure according to the fourth embodiment includes a molding mold preparation step, a biodegradable material mixed liquid application step, a first drying step, a solid drug production step, a drug filling step, and a second drying step.
  • the molding mold preparation step, the biodegradable material mixture liquid application step, the first drying step, the drug filling step and the second drying step according to the fourth embodiment are the molding mold preparation step (S110) of the third embodiment, the biodegradable material mixture solution Since it corresponds to the application step (S120), the first drying step (S130), the drug filling step (S140) and the second drying step (S150), detailed description thereof will be omitted.
  • the solid drug manufacturing step of the manufacturing method of the microstructure-based drug injection device according to the fourth embodiment is the same as the solid drug manufacturing step (S140 ') of the third embodiment, the fluid drug filling step, the mold bonding step and the drug Including a treatment step, a solid state drug formed in a triangular shape is produced in the solid drug production step.
  • the method for manufacturing the drug injection device based on the microstructure according to the fourth embodiment in the fluid drug filling step, the solid drug preparation mold 1400 is filled with the drug 1320 in a fluid state.
  • the shape mold 1510 is combined with the solid drug production mold 1400 to deform the shape of the drug 1320, and the drug in the liquid state in the drug treatment step Phase change to a solid drug.
  • the shape of the shape mold 1510 forms the shape of the drug 1320 in a triangle corresponding to the inner shape of the filling space, and can be disposed in an area of at least a portion of the filling space. It is formed in a structure to be combined with the solid drug production mold 1400 to be able to produce the shape of the drug 1320.
  • the drug 1320 is manufactured in a solid triangular shape, and accordingly, in the drug filling step, the drug 1320 is inserted into a region of a portion of the filling space to be filled, and an interior space is inside the filling space. It is possible to fabricate a drug injection device based on a microstructure in which the addition is formed (see FIG. 11).
  • the shape of the drug 1320 manufactured according to the fourth embodiment may be formed in a shape that is evenly filled at the distal end of the filling space, as shown in FIG. 5, but may be filled to be biased to one side.
  • the triangular shape of the drug 1320 can be freely formed.
  • FIG. 6 a fifth embodiment of a method for manufacturing a drug injection device based on a microstructure according to the present invention will be described.
  • the manufacturing method of the drug injection device based on the microstructure according to the fifth embodiment includes a molding mold preparation step, a biodegradable material mixed liquid application step, a first drying step, a solid drug production step, a drug filling step, and a second drying step.
  • the molding mold preparation step, the biodegradable material mixture liquid application step, the first drying step, the drug filling step and the second drying step according to the fifth embodiment are the molding mold preparation step (S110) of the third embodiment, the biodegradable material mixture solution Since it corresponds to the application step (S120), the first drying step (S130), the drug filling step (S140) and the second drying step (S150), detailed description thereof will be omitted.
  • the solid drug manufacturing step of the manufacturing method of the microstructure-based drug injection device is the same as the solid drug manufacturing step (S140 ') of the third embodiment, the fluid drug filling step, the mold bonding step and the drug It includes a treatment step, but is formed in a V-shape in a solid drug production step, a part is disposed in a part of the filling space, and the other part is produced in a solid state drug formed in a shape that is arranged in an outer region of the filling space. .
  • the manufacturing method of the drug injection device based on the microstructure according to the fifth embodiment in the fluid drug filling step, the solid drug preparation mold 1400 is filled with the drug 1330 in the fluid state.
  • the shape mold 1520 is combined with the solid drug production mold 1400 to deform the shape of the drug 1330, and the drug in the liquid state in the drug treatment step Phase change to a solid drug.
  • the shape of the shape mold 1520 forms the shape of the drug 1330 in a V-shape, but a portion of the drug 1330 is disposed in an area of at least a portion of the filling space, and The portion is formed in a structure that can be disposed outside the filling space, and is combined with the solid drug production mold 1400 so as to make the shape of the drug 1330.
  • the drug 1330 is in a solid state, and is formed in a V-shape, in the drug filling step, a part of the drug 1330 is disposed in an area of at least a part of the filling space, and the other part is the filling space.
  • the structure is arranged in a shape that is disposed on the outside, and thus, in the drug filling step, the drug 1330 is inserted into and filled in at least a portion of the filling space, and an internal space is formed inside the filling space.
  • a structure-based drug injection device (see FIG. 12) can be manufactured.
  • the shape of the drug 1330 manufactured according to the fifth embodiment is not limited thereto, and both ends corresponding to the other portion of the drug 1330 may be formed to have the same length as in FIG. 6. , It may be formed in different lengths, wherein one end may be formed inside the filling space and one end may be arranged outside the filling space.
  • FIG. 7 a sixth embodiment of a method for manufacturing a drug injection device based on a microstructure according to the present invention will be described.
  • the manufacturing method of the drug injection device based on the microstructure according to the sixth embodiment includes a molding mold preparation step, a biodegradable material mixed liquid application step, a first drying step, a solid drug production step, a drug filling step, and a second drying step.
  • the molding mold preparation step, the biodegradable material mixture solution application step, the first drying step, the drug filling step and the second drying step according to the sixth embodiment are the molding mold preparation step (S110) of the third embodiment, the biodegradable material mixture solution Since it corresponds to the application step (S120), the first drying step (S130), the drug filling step (S140) and the second drying step (S150), detailed description thereof will be omitted.
  • the solid drug production step of the manufacturing method of the microstructure-based drug injection device as in the solid drug manufacturing step (S140 ') of the third embodiment described above, the fluid drug filling step, mold bonding step and drug Including a treatment step, a solid-state drug is formed in a V-shape in a solid drug production step, and is formed in a shape disposed in a partial region of the filling space.
  • the manufacturing method of the drug injection device based on the microstructure according to the sixth embodiment in the fluid drug filling step, the solid drug preparation mold 1400 is filled with the drug 1340 in a fluid state.
  • the shape mold 1530 is combined with the solid drug production mold 1400 to deform the shape of the drug 1340, and the drug in the liquid state in the drug treatment step Phase change to a solid drug.
  • the shape of the shape mold 1530 of the present embodiment is formed in a structure to form the drug 1340 in a V-shape, but can be disposed in a region of a portion of the filling space, and the solid drug production mold ( 1400) to be able to manufacture the shape of the drug (1340).
  • the drug 1340 is in a solid state, and is V-shaped, and is manufactured in a shape to fill a part of the filling space. Accordingly, in the drug filling step, the drug 1340 is a part of the filling space. It is inserted into the region and filled, and a microstructure-based drug injection device (see FIG. 11) in which an internal space is formed inside the filling space can be manufactured.
  • the shape of the drug 1340 manufactured according to the sixth embodiment is not limited to this, and both ends of the drug 1340 may be formed to have the same length as in FIG. 7, or to different lengths. It may be formed.
  • FIG. 9 a seventh embodiment of a method for manufacturing a microstructure-based drug injection device according to the present invention will be described.
  • the manufacturing method of the drug injection device based on the microstructure according to the seventh embodiment is a molding mold preparation step (S210), a biodegradable material mixture solution application step (S220), a first drying step (S230), It includes a drug coating step (S240) and a second drying step (S250).
  • the manufacturing method is the same as the molding mold preparation step (S110), the biodegradable material mixed liquid application step (S120), the first drying step (S130), and the second drying step (S150) described in the first and second embodiments. The description is omitted.
  • the drug is coated on the outer surface of the microstructure.
  • the drug is composed of a fluid state, and may be coated on the outer surface of the microstructure by being applied to the outer surface of the microstructure.
  • the drug is composed of a solid state, and may be coated on the outer surface of the microstructure by being fitted to the outer surface of the microstructure.
  • the drug may be prepared through the step of preparing the drug to be fitted to the outer surface of the microstructure before the drug coating step (S240).
  • an internal space portion in which the gas is accommodated is formed in the filling space formed by the microstructure.
  • the drug is coated on the outside of the microstructure, and the drug is formed by forming an internal space in which the gas is accommodated in the filling space formed by the microstructure. It is possible to improve the skin penetration and delivery efficiency of the active ingredient contained in.
  • the internal space portion is formed inside the microstructure to reduce the shrinkage of the microstructure in the first drying step (S230) and the second drying step (S250) to produce a microstructure close to a mold shape.
  • FIG. 10 a first manufacturing example of the microstructure-based drug injection device manufactured by the second embodiment of the method of manufacturing the above-described microstructure-based drug injection device will be described.
  • the microstructure-based drug injection device includes a needle film 1210, a drug (1310a, 1310b) and an internal space portion (1212a).
  • the needle film 1210 is composed of a biodegradable material, and a microstructure 1211 is formed.
  • the drug (1310a, 1310b) is in a fluid state, and is filled in at least a portion of the filling space (1212, see FIG. 2) formed by the microstructure 1211, and the amount of the drug 1310a, 1310b is the skin of the human body
  • the diameter of the drug (1310a, 1310b) droplets (k) has a range within 1,000 ⁇ m, detailed description thereof will be omitted because it has been described above.
  • the drugs 1310a, 1310b may include any beneficial active substances that act on the skin or penetrate the skin.
  • the active substance may be a cosmetic component such as, but not limited to, vaccines, genes, antibodies, peptides, anesthetics, insulins, polysaccharides, proteins, synthetic organic compounds, synthetic inorganic compounds, or whitening or antioxidants. Or any other active substance that is cosmetically acceptable.
  • a stabilizer may be mixed with the drug 1310.
  • the stabilizer serves to keep the active substance contained in the drug stable in the drug.
  • the stabilizer includes, but is not limited to, albumin (albumin), nucleic acid (nucleic acid), deoxyribo nucleic acid (DeoxyriboNucleic Acid, DNA), ribonucleic acid (RNA), polydeoxyribonucleotide sodium (Polydeoxyribonucleotide, PDRN) It may be a component, and may be any other stabilizer that is medically or cosmetically acceptable.
  • At least a portion 1310a of the drug filled in the microstructure 1211 is formed in the microstructure 1211 Is infiltrated into.
  • the needle film 1210 on which the microstructure 1211 is formed should be formed of a porous material, and the diameter of the hole formed in the needle film 1210 should be larger than the diameter of the drug 1310a. , Accordingly, the drug 1310a can penetrate the tip of the needle film 1210, that is, the microstructure 1211.
  • an interior space portion 1212a which is an area occupied by the drug 1310b that is not penetrated into the microstructure 1211 and other areas, is formed in the filling space, and the interior space portion 1212a has gas. Is filled.
  • the drug injection device based on the microstructure according to the first manufacturing example is filled with a drug in the filling space 1212 formed by the microstructure 1211, and some of the drugs 1310a are inside the microstructure 1211. By penetrating the formed hole, it is possible to improve skin penetration and delivery efficiency of the active ingredients included in the drugs 1310a and 1310b.
  • FIG. 11 a second manufacturing example of the microstructure-based drug injection device manufactured by the fourth embodiment of the method of manufacturing the above-described microstructure-based drug injection device will be described.
  • the drug injection device based on the microstructure according to the second manufacturing example includes a needle film 1220, a drug 1320, and an internal space portion 1222a.
  • the drug 1320 of the microstructure-based drug injection device according to the second manufacturing example is in a solid state, and is formed in a triangular shape by the mold bonding step described with reference to FIG. 5 to be filled by the microstructure 1221. It is inserted into the space (not shown in the drawing) and filled.
  • the shape of the drug 1320 is formed in a triangle corresponding to the inner shape of the filling space, is disposed in at least a portion of the filling space, the inner space portion 1222a is the drug 1320 It may be formed in an area other than the accommodated area.
  • the needle film 1220 according to the second manufacturing example is the same as the needle film 1210 in the first manufacturing example described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 12 a third manufacturing example of the microstructure-based drug injection device manufactured by the fifth embodiment of the manufacturing method of the microstructure-based drug injection device will be described as follows.
  • the drug injection device based on the microstructure according to the third manufacturing example includes a needle film 1230, a drug 1330, and an internal space portion 1232a.
  • the drug 1330 of the microstructure-based drug injection device according to the third manufacturing example is in a solid state, and is formed in a V-shape by the mold bonding step described with reference to FIG. 6 to be formed by the microstructure 1231 It is inserted into the filling space (not shown in the drawing number) and filled.
  • the shape of the drug 1330 is formed in a V-shape, a portion is disposed in an area of at least a portion of the filling space, the other portion is disposed outside the filling space, and the inner space portion 1232a May be formed in an area other than the area where the drug 1330 is accommodated.
  • the needle film 1230 according to the third manufacturing example is the same as the needle film 1210 in the first manufacturing example described above, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the drug injection device based on the microstructure according to the fourth manufacturing example includes a needle film 1240, a drug 1340, and an internal space portion 1242a.
  • the drug 1340 of the microstructure-based drug injection device according to the fourth manufacturing example is in a solid state, and is formed in a V-shape by a mold bonding step described with reference to FIG. 7 to be formed by the microstructure 1241 It is inserted into the filling space (not shown in the drawing number) and filled.
  • the shape of the drug 1330 is formed in a V-shape, a portion is disposed in an area of at least a portion of the filling space, and is disposed in an area of at least a portion of the filling space, and the inner space portion 1242a Is formed in an area other than the area where the drug 1340 is accommodated.
  • the needle film 1230 according to the fourth manufacturing example is the same as the needle film 1210 in the first manufacturing example described above, detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 14 a fifth manufacturing example of the microstructure-based drug injection device manufactured according to the seventh embodiment of the method for manufacturing the above-described microstructure-based drug injection device will be described.
  • the microstructure-based drug injection device includes a needle film 2210, a drug 2310, and a microstructure 2211.
  • the needle film 2210 of the microstructure-based drug injection device according to this embodiment is the same as the first manufacturing example of the above-described microstructure-based drug injection device, a description thereof will be omitted.
  • the drug 2310 of the microstructure-based drug injection device is coated on the outer surface of the microstructure 2211. That is, the drug 2310 is composed of a fluid state, is coated on the outer surface of the microstructure 2211 by being applied to the outer surface of the microstructure 2211, or the drug 2310 is composed of a solid state , It may be coated on the outer surface of the microstructure 2211 by being fitted to the outer surface of the microstructure 2211.
  • the inner space part 2212a is disposed in a filling space formed by the microstructure 2211, and a gas is accommodated therein.
  • the detailed description of the drug injection device based on the microstructure according to the present invention is the same as the manufacturing method of the drug injection device based on the microstructure, so a description thereof will be omitted.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법은, 제작하고자 하는 미세 구조체와 대응되는 형상이 형성된 성형 몰드를 준비하는 성형 몰드 준비단계와, 상기 성형 몰드에 생분해성 소재 혼합액을 도포하는 생분해성 소재 혼합액 도포단계와, 상기 성형 몰드에 도포된 상기 생분해성 소재 혼합액을 건조하여 상기 미세 구조체가 형성된 니들 필름을 형성하는 1차 건조단계와, 상기 미세 구조체에 의하여 형성된 충진 공간에 약물을 충진하는 약물 충진단계와, 상기 니들 필름을 건조하는 2차 건조단계를 포함하며, 상기 2차 건조단계를 거친 상기 충진 공간에는 상기 약물이 수용된 영역 이외의 영역에 내부 공간부가 형성된다.

Description

미세 구조체 기반 약물 주입장치 및 이의 제조 방법
본 발명은 미세 구조체 기반 약물 주입장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충진 공간에 약물이 수용된 영역 이외의 영역에 내부 공간부를 형성하고, 충진된 약물이 미세 구조체에 형성된 홀 안쪽으로 침투하여 충진 공간뿐만 아니라 미세 구조체의 선단부에도 약물이 분포함으로써 미세 구조체의 형상을 유지하고 약물의 누출을 방지하며 약물에 포함된 유효 성분의 피부 침투도 및 전달 효율을 향상시킬 수 있는 미세 구조체 기반 약물 주입장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 약물 전달 시스템(Drug Delivery System, DDS)은 약리학적 활성을 갖는 물질을 다양한 물리화학적 기술을 이용하여 최적의 효력을 발휘하도록 세포, 조직, 장기 및 기관으로 전달을 제어하는 일련의 기술을 의미한다.
이러한 약물 전달 시스템은 경구로 약물을 섭취하는 경구형 약물 전달 시스템과 주사기 등을 사용하여 국부에 약물을 주입하는 경피 투과형 약물 전달 시스템 등을 포함한다.
이 중, 경피 투과형 약물 전달 시스템은 약물과 같은 약제학적 물질을 효율적이면서도 안전하게 투여할 수 있어 이미 오래전부터 중요하게 인식되어 왔지만, 통증의 동반과 약물의 일시적 주입이라는 문제점을 가지고 있다.
이러한 주사기의 단점을 개선하기 위하여, 주사기의 니들보다 훨씬 작은 마이크로 사이즈의 경피 투과형 니들이 제작되어 활용되고 있다.
이와 같은 마이크로 니들은 피부 미용 또는 치료를 위한 약물을 피부 조직 내에 주입하거나, 피부의 내부로부터 혈액과 같은 체액의 추출을 위한 기구로 사용되고, 피부 질환의 치료나 질병의 예방 주사 등과 같이 많은 분야에서 사용되고 있다.
이러한 마이크로 니들을 이용하여 약물을 전달하는 방법으로는 약물을 니들 표면에 코팅하는 경우와, 니들 내부에 약물을 충진하는 경우 등이 있으며, 니들 내부에 약물이 충진되는 경우 니들은 생분해성 재질로 구성되어 니들이 경피에 투과되고, 경피에 투과된 영역의 니들이 용해됨으로써 충진된 약물이 피부 조직 내로 주입된다.
그러나 대부분의 마이크로 니들은 생분해성 재질 내에 빈공간없이 약물을 주입하여 제조과정 중에 생분해성 재질내로 약물 침투로 인하여 마이크로 니들의 형상이 수축되거나 충진된 약물이 마이크로 니들 밖으로 누출되는 문제점과, 생분해성 재질로 구성된 니들이 용해되는 시간 동안에는 약물이 주입될 수 없으므로, 즉각적인 약물의 주입이 어려울 뿐만 아니라 피부 침투도 및 전달 효율이 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명의 일 측면은, 충진 공간에 약물이 수용된 영역 이외의 영역에 내부 공간부를 형성하고, 충진된 약물이 미세 구조체에 형성된 홀 안쪽으로 침투하여 충진 공간뿐만 아니라 미세 구조체의 선단부에도 약물이 분포함으로써 미세 구조체의 형상을 유지하고 약물의 누출을 방지하며 약물에 포함된 유효 성분의 피부 침투도 및 전달 효율을 향상시킬 수 있는 미세 구조체 기반 약물 주입장치 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법은, 제작하고자 하는 미세 구조체와 대응되는 형상이 형성된 성형 몰드를 준비하는 성형 몰드 준비단계와, 상기 성형 몰드에 생분해성 소재 혼합액을 도포하는 생분해성 소재 혼합액 도포단계와, 상기 성형 몰드에 도포된 상기 생분해성 소재 혼합액을 건조하여 상기 미세 구조체가 형성된 니들 필름을 형성하는 1차 건조단계와, 상기 미세 구조체에 의하여 형성된 충진 공간에 약물을 충진하는 약물 충진단계와, 상기 니들 필름을 건조하는 2차 건조단계를 포함하며, 상기 2차 건조단계를 거친 상기 충진 공간에는 상기 약물이 수용된 영역 이외의 영역에 내부 공간부가 형성된다.
여기서, 상기 약물 충진단계에서 상기 충진 공간에 충진되는 약물은 유체상태이며, 상기 약물 충진단계에서 상기 충진 공간에 충진된 상기 약물의 적어도 일부가 상기 미세 구조체에 침투할 수 있다.
또한, 상기 약물 충진단계에서 상기 충진 공간에 충진되는 상기 약물의 액적 직경은 1,000μm 이내의 범위를 가질 수 있다.
또한, 상기 약물 충진단계 이전에 상기 충진 공간에 충진되는 고체상태의 약물을 제작하는 고체약물 제작단계를 더 포함하며, 상기 고체약물 제작단계는, 유체상태의 약물을 고체약물 제작몰드에 충진하는 유체약물 충진단계와, 제작하고자 하는 상기 고체상태의 약물의 형상과 대응되는 형상몰드가 상기 고체약물 제작몰드와 결합되는 몰드결합단계와, 상기 유체상태의 약물이 상기 고체상태의 약물로 상변화하도록 약물을 처리하는 약물처리단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 몰드결합단계에서 상기 형상몰드는 상기 약물의 형상을 상기 충진 공간 내부 형상과 대응되는 삼각형으로 형성하되, 상기 충진 공간의 일부분의 영역에 배치될 수 있도록 하는 구조로 형성되어 상기 고체약물 제작몰드와 결합될 수 있다.
또한, 상기 몰드결합단계에서 상기 형상몰드는 상기 약물을 V자 형상으로 형성하되, 일부분은 상기 충진 공간의 일부 영역에 배치되고, 타부분은 상기 충진 공간의 외부 영역에 배치될 수 있도록 하는 구조로 형성되어 상기 고체약물 제작몰드와 결합될 수 있다.
또한, 상기 몰드결합단계에서 상기 형상몰드는 상기 약물을 V자 형상으로 형성하되, 상기 충진 공간의 일부분의 영역에 배치될 수 있도록 하는 구조로 형성되어 상기 고체약물 제작몰드와 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치를 제조하는 방법은, 제작하고자 하는 미세 구조체와 대응되는 형상이 형성된 성형 몰드를 준비하는 성형 몰드 준비단계와, 상기 성형 몰드에 생분해성 소재 혼합액을 도포하는 생분해성 소재 혼합액 도포단계와, 상기 성형 몰드에 도포된 상기 생분해성 소재 혼합액을 건조하여 상기 미세 구조체가 형성된 니들 필름을 형성하는 1차 건조단계와, 상기 미세 구조체의 외측면에 약물을 코팅하는 약물 코팅단계와, 상기 니들 필름을 건조하는 2차 건조단계를 포함하며, 상기 1차 건조단계에서 상기 미세 구조체에 의하여 형성된 충진 공간에는 내부에 기체가 수용되는 내부 공간부가 형성된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치는, 미세 구조체가 형성된 니들 필름과, 상기 미세 구조체에 의하여 형성된 충진 공간의 적어도 일부분에 충진된 약물과, 상기 충진 공간 중 상기 약물이 수용된 영역 이외의 공간에 해당하되, 기체가 수용되는 내부 공간부를 포함한다.
여기서, 상기 약물은 유체상태이며, 상기 충진 공간에 충진된 상기 약물의 적어도 일부가 상기 미세 구조체에 침투될 수 있다.
또한, 상기 약물의 액적 직경은 1,000μm 이내의 범위를 가질 수 있다.
또한, 상기 약물은 고체상태이며, 상기 약물의 형상은 상기 충진 공간 내부 형상과 대응되는 삼각형으로 형성되어, 상기 충진 공간의 적어도 일부분의 영역에 배치될 수 있다.
또한, 상기 약물은 고체상태이며, 상기 약물의 형상은 V자 형상이되, 일부분은 상기 충진 공간의 적어도 일부분의 영역에 배치되고, 타부분은 상기 충진 공간의 외부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 약물은 고체상태이며, 상기 약물의 형상의 V자 형상으로 형성되어, 상기 충진 공간의 적어도 일부분의 영역에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치는, 미세 구조체가 형성된 니들 필름과, 상기 미세 구조체의 외측면에 코팅된 약물과, 적어도 일부분이 상기 미세 구조체에 의하여 형성된 충진 공간에 배치되는 내부 공간부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치 및 이의 제조 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 충진 공간에 충진된 약물이 미세 구조체에 형성된 홀 안쪽으로 침투하여 충진 공간뿐만 아니라 미세 구조체의 선단부에도 약물이 분포함으로써 약물에 포함된 유효 성분의 피부 침투도 및 전달 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
둘째, 미세 구조체 내부에 내부 공간부가 형성됨으로써 건조단계에서 미세 구조체의 수축을 감소시켜 성형 몰드 형상과 가까운 미세 구조체를 제작할 수 있는 이점이 있다.
셋째, 미세 구조체 내부에 내부 공간부가 형성됨으로써 미세 구조체가 피하 조직에 삽입되어 용해될 때, 미세 구조체 중 상기 내부 공간부가 위치하는 영역이 빠르게 용해됨으로써 약물이 충진된 영역의 미세 구조체가 피하 조직에 삽입된 상태로 패치 필름과 접착된 니들 필름을 피부로부터 빠르게 분리될 수 있게 되는 이점이 있다.
넷째, 니들 필름이 피부에 부착되고, 미세 구조체가 피하 조직에 삽입될 수 있도록 외력을 가할 때, 미세 구조체에 내부 공간부가 형성됨으로써 미세 구조체에 수용된 약물이 외력에 의하여 니들 필름과 패치 필름 사이로 빠져나오는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제1 실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제2 실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제3 실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 고체약물 제작단계를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제4 실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제5 실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제6 실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 8은 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제1 실시예에 의하여 제작된 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 사진을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제7 실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 10은 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제2 실시예에 의하여 제작된 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제1 제조예를 도시한 도면이다.
도 11은 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제4 실시예에 의하여 제작된 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제2 제조예를 도시한 도면이다.
도 12는 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제5 실시예에 의하여 제작된 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제3 제조예를 도시한 도면이다.
도 13은 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제6 실시예에 의하여 제작된 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제4 제조예를 도시한 도면이다.
도 14는 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제7 실시예에 의하여 제작된 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제5 제조예를 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)" 되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결" 되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결" 되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제1 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법은 성형 몰드 준비단계(S110), 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S120), 1차 건조단계(S130), 약물 충진단계(S140) 및 2차 건조단계(S150)를 포함한다.
상기 성형 몰드 준비단계(S110)에서는 제작하고자 하는 미세 구조체와 대응되는 형상이 형성된 성형 몰드 준비한다.
상기 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S120)에서는 상기 성형 몰드 상부 영역에 생분해성 소재 혼합액을 도포한다.
상기 1차 건조단계(S130)에서는 상기 성형 몰드에 도포된 상기 생분해성 소재 혼합액을 건조하여 상기 미세 구조체가 형성된 니들 필름을 형성한다. 이때, 상기 1차 건조단계(S130)를 거친 상기 니들 필름은 반건조(semi-dried)상태일 수 있다
상기 약물 충진단계(S140)에서는 상기 미세 구조체에 의하여 형성된 충진 공간의 일부분 영역에 약물을 충진한다.
상기 2차 건조단계(S150)에서는 상기 니들 필름을 건조하며, 상기 2차 건조단계(S150)를 거친 상기 충진 공간에는 상기 약물이 충진된 영역 이외의 영역에 내부 공간부가 형성되고, 상기 내부 공간부에는 기체가 수용된다.
여기서, 상기 약물 충진단계(S140)와 상기 2차 건조단계(S150)는 상기 약물에 포함된 유효 성분이 인체의 피부에 침투되어야 하는 양만큼 상기 미세구조체에 수용될 때까지 반복되는 것이 바람직하다.
상술한 과정을 통해 제작된 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 미세 구조체 내부에 내부 공간부가 형성됨으로써 상기 1차 건조단계(S130) 및 상기 2차 건조단계(S150)에서 미세 구조체의 수축을 감소시켜 성형 몰드 형상과 가까운 미세 구조체를 제작할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제1 실시예에 의하여 미세 구조체 기반 약물 주입장치를 도 8과 같이 제작할 수 있게 된다.
도 2를 참조하여, 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제2 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법은 성형 몰드 준비단계(S110), 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S120), 1차 건조단계(S130), 약물 충진단계(S140)를 포함하며, 도 2에 도시되지 않았지만 2차 건조단계 또한 포함한다.
상기 성형 몰드 준비단계(S110)에서는 제작하고자 하는 미세 구조체(1211)와 대응되는 형상이 형성된 성형 몰드(1100)를 준비하며, 상기 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S120)에서는 상기 성형 몰드(1100)의 상부 영역에 생분해성 소재 혼합액(1200)을 전체적으로 도포한다.
이는 제작하고자 하는 니들 필름(S130의 1210)이 균일한 두께로 형성될 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 상기 생분해성 소재 혼합액(1200)을 상기 성형 몰드(110) 상부에 일정한 두께로 도포하게 되면, 유체의 특성에 따라 상기 생분해성 소재 혼합액(1200)은 상기 성형 몰드의 미세 구조체(1211)와 대응되는 형상 끝에 모이게 되어 불균일한 두께의 니들 필름(1210)을 형성하게 되므로, 상기 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S120)에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 성형 몰드(1100)의 상부 영역에 생분해성 소재 혼합액(1200)을 전체적으로 도포한다.
도 2에서 자세하게 도시되지 않았지만, 상기 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S120)에서는 상기 생분해성 소재 혼합액(1200)이 상기 성형 몰드(1100)에 전체적으로 도포된 이후, 상기 생분해성 소재 혼합액(1200)의 유효 물질들의 침전이 이루어지거나 또는 상기 생분해성 소재 혼합액(1200)을 0차 건조한 후 식각하는 과정을 수행함으로써 상기 생분해성 소재 혼합액(1200)이 일정한 두께를 가지며, 최종 완성되는 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 형태에 대응되는 형상을 가지는 니들 필름(1210)의 형상으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 생분해성 소재 혼합액(1200)의 생분해성 소재는 생체 내에서 용해 또는 분해가 가능한 소재로, 핵산(nucleic acid), 데옥시리보 핵산(DeoxyriboNucleic Acid, DNA), 리보핵산(RiboNucleic Acid, RNA), 폴리데옥시리보뉴클레오티드나트륨(Polydeoxyribonucleotide, PDRN), 히알루론산(hyaluronic acid), 알긴산(alginic acid), 펙틴, 카라기난, 콘드로이틴(설페이트), 콘드로이틴황산(chondroitin sulfate), 글리코겐(glycogen), 덱스트란(설페이트), 덱스트란(dextran), 덱스트린(dextrin), 키토산, 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르 복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린, 아가로스, 풀루란 폴리락타이드, 폴리글리코라이드(PGA), 폴리락타이드-글리코라이드 공중합체(PLGA), 히아루로닉 산(hyaluronic acid), 알지닉 산(alginic acid), 펙틴, 카라기난, 콘드로이틴(설페이트), 덱스트란(설페이트), 키틴(chitin), 키토산, 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린, 아가로스, 풀루란(pullulan) 등의 다당류나 콜라겐(collagen), 젤라틴(gelatin) 및 이들의 가수분해물 등의 단백질, 풀루란 폴리안하이드라이드(polyanhydride), 폴리오르 쏘에스테르(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(chlorosulphonatepolyolefins), 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 카르복시비닐 중합체(carboxylvinylpolymer), 히드록시프로필메틸셀룰로스(hydroxypropyl methylcellulose), 에틸셀룰로오스(EC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 카복시메틸셀루로스, 싸이클로덱스트린 및 이러한 고분자를 형성하는 단량체들의 공중합체 및 셀룰로오스의 군으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S120)에서 상기 성형 몰드(1100)에 도포되는 상기 생분해성 소재 혼합액(1200)의 양은 최종 완성되는 니들 필름(1210)의 크기와 두께에 따라 조절될 수 있다.
상기 1차 건조단계(S130)에서는 상기 성형 몰드(1100)에 도포된 상기 생분해성 소재 혼합액(1200)을 건조하여 상기 미세 구조체(1211)가 형성된 니들 필름(1210)을 형성한다.
즉, 상기 1차 건조단계(S130)에서는 상기 생분해성 소재 혼합액(1200)이 도포된 상기 성형 몰드(1100)를 별도의 건조유닛(미도시)에서 일정 온도, 일정 시간 동안 건조시킴으로써 상기 니들 필름(1210)을 형성한다. 예를 들어, 상기 1차 건조단계(S130)의 건조 조건은 0℃ 내지 100℃의 온도 조건으로 하며, 수 분 내지 수 시간 동안 상기 성형 몰드(1100)를 건조유닛에서 건조시킬 수 있다.
이때, 상기 미세 구조체(1211)의 길이는 피부의 피하 조직까지 원하는 위치에 닿을 수 있는 길이로, 10㎛ 내지 10,000㎛일 수 있다. 또한, 상기 미세 구조체에 의하여 형성된 충진 공간(1212), 즉, 이후 내부 공간부(도 10의 1212a)로 형성되는 영역은 상기 1차 건조단계(S130)에서 상기 미세 구조체(1211)의 수축을 감소시킴으로써 상기 성형 몰드(1100) 형상에 가까운 미세 구조체(1211)를 제작할 수 있도록 할 수 있다.
상기 약물 충진단계(S140)에서는 상기 미세 구조체(1211)에 의하여 형성된 충진 공간(1212)에 약물(1310)을 충진한다.
구체적으로, 상기 약물(1310)은 유체 상태이고, 상기 약물 충진단계(S140)에서는 상기 미세 구조체(1211)에 의하여 형성된 충진 공간(1212)에 약물(1310)을 충진하며, 이때 상기 충진 공간(1212)에 충진된 상기 약물(1310)의 충진량은 인체의 피부에 침투되어야 하는 유효 성분의 양과 비례한다.
상기 약물 충진단계(S140)에서 상기 충진 공간(1212)에 충진되는 상기 약물(1310)의 직경(도 10의 k)은 1,000μm이내의 범위를 가지며, 상기 약물(1310)의 직경의 최소 크기는 제작할 수 있는 액적의 크기이고, 제작하는 범위 내에서 나노 단위 또는 그 이하의 단위일 수 있다.
상기 약물(1310)의 직경을 한정한 이유는 액적 형태의 약물(1310)이 니들 필름(1210)에 형성된 홀 안쪽으로 용이하게 이동하게 하기 위함과 약물 충진량을 정밀하게 조절하기 위함이다. 여기서, 상기 니들 필름(1210)은 다공성 재질로 형성되어 있으며, 여기서 상기 홀은 다공성 재질로 구성된 상기 니들 필름(1210)의 특성에 따라 상기 니들 필름(1210)에 형성된다.
따라서, 약물 충진단계(S140)에서는 상기 미세 구조체(1211)에 충진된 상기 약물(1310)의 적어도 일부가 상기 미세 구조체(1211)에 형성된 홀에 침투하며, 상기 약물은 상기 미세 구조체(1211)에 형성된 홀의 일부분 및 충진 공간(1212)의 일부분에 충진되고, 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
이후, 상기 2차 건조단계에서는 상기 니들 필름(1210)을 건조하며, 도 2에 상기 2차 건조단계는 도시되지 않았지만, 제2 실시예에 따른 상기 2차 건조단계의 이해를 돕기 위하여, 도 2에 도시된 구성 및 도번부호를 사용하여 제2 실시예에 따른 2차 건조단계를 설명하면 다음과 같다.
구체적으로, 상기 2차 건조단계에서는 상기 성형 몰드(1100)에 형성된 상기 니들 필름(1210)을 별도의 건조유닛에서 일정 온도, 일정 시간 동안 건조시킴으로써 상기 약물(1310)이 침투한 영역의 미세 구조체(1211)가 피부를 뚫을 수 있을 정도의 기계적 강도를 가질 수 있도록 하며, 이때 상기 충진 공간(1212)에는 내부 공간부(도 10의 1212a)가 형성된다.
예를 들어, 상기 2차 건조단계의 온도 조건은 0℃ 내지 80℃로 하며, 상기 니들 필름(1210)을 수 분 내지 수 시간 동안 건조시킨다.
여기서, 상기 2차 건조단계의 온도 조건 최대값이 상기 1차 건조단계(S130)의 온도 조건 최대값에 비해 낮은 이유는 약물 충진과정에서 약물 액적이 니들필름(1210)에 접촉하기 전에 건조되는 것과 니들필름(1210)이 열에 의하여 뒤틀리는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 상기 미세 구조체(1211)에 의하여 형성된 충진 공간(1212), 즉, 이후 내부 공간부(도 10의 1212a)로 형성되는 영역은 상기 2차 건조단계에서 상기 미세 구조체(1211)의 수축을 감소시킴으로써 상기 성형 몰드(1100) 형상에 가까운 미세 구조체(1211)를 제작할 수 있도록 할 수 있다.
결과적으로, 상기 2차 건조단계를 수행함으로써 상기 미세 구조체(1211)가 건조되어 사람의 피부를 뚫을 수 있을 정도의 기계적 강도를 가진다.
상술한 과정을 통해 미세 구조체(1211)가 형성된 니들 필름(1210)이 제작되며, 상기 니들 필름(1210)의 상부 영역, 즉 상기 미세 구조체(1211)가 돌출된 방향의 반대 영역에는 상기 니들 필름(1210)을 사람의 피부에 부착하기 위한 패치 필름(미도시)이 접착된다.
패치 필름이 접착된 상기 니들 필름(1210)이 피부에 부착되고, 상기 미세 구조체(1211)가 피하 조직에 삽입되어 용해될 때, 상기 미세 구조체(1211) 중 상기 내부 공간부(도 10의 1212a)가 위치하는 영역, 즉 일면은 피하 조직과 접하고, 다른면은 상기 내부 공간부와 접하는 미세 구조체(1211) 영역이 빠르게 용해됨으로써 상기 약물(1310)이 충진된 영역의 미세 구조체(1211)가 피하 조직에 삽입된 상태로 상기 패치 필름과 접착된 니들 필름을 피부로부터 빠르게 분리될 수 있게 된다.
또한, 상기 니들 필름이 피부에 부착되고, 상기 미세 구조체가 피부에 삽입될 수 있도록 외력을 가할 때, 상기 미세 구조체(1211)에 내부 공간부가 형성됨으로써 상기 미세 구조체(1211)에 수용된 상기 약물(1310)이 외력에 의하여 상기 니들 필름(1210)과 상기 패치 필름 사이로 빠져나오는 것을 방지할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제3 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법은 성형 몰드 준비단계(S110), 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S120), 1차 건조단계(S130), 고체약물 제작단계(S140'), 약물 충진단계(S140) 및 2차 건조단계(S150)를 포함한다.
제3 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법에 포함된 성형 몰드 준비단계(S110), 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S120), 1차 건조단계(S130) 및 2차 건조단계(S150)는 상술한 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법에 포함된 성형 몰드 준비단계(S110), 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S120), 1차 건조단계(S130) 및 2차 건조단계(S150)와 대응되므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 고체약물 제작단계(S140')에 의하여 제3 실시예에서의 약물 충진단계(S140)는 제1 실시예 및 제2 실시예에서의 약물 충진단계(S140)와 다소 상이하므로, 이에 대한 설명은 후술하도록 한다.
상기 고체약물 제작단계(S140')는 상기 1차 건조단계(S130) 이후 수행되며, 상기 약물 충진단계(S140)에서 상기 충진 공간에 충진되는 고체상태의 약물을 제작하는 단계이다.
구체적으로, 상기 고체약물 제작단계(S140')는 도 4에 도시된 바와 같이 유체약물 충진단계(S141'), 몰드결합단계(S142') 및 약물처리단계(S143')를 포함한다.
상기 유체약물 충진단계(S141')에서는 유체상태의 약물을 고체약물 제작몰드에 충진한다.
상기 몰드결합단계(S142')에서는 제작하고자 하는 고체상태의 약물의 형상과 대응되는 형상몰드가 상기 고체약물 제작몰드와 결합된다. 이때, 상기 몰드 결합단계에서 상기 형상몰드는 상기 약물을 상기 충진 공간 내부의 일부분에만 배치되도록 형성하는 구조로 형성된다.
상기 약물처리단계(S143')에서는 상기 유체상태의 약물이 상기 고체상태의 약물로 상변화하도록 약물을 처리하며, 예를 들어, 상기 약물의 처리는 상기 약물의 종류에 따라 가열, 건조 또는 자외선 조사 등의 과정을 수행함으로써 상기 약물을 상변화시킬 수 있다.
상술한 고체약물 제작단계(S140') 이후, 상기 약물 충진단계(S140)에서는 고체상태의 약물을 상기 미세 구조체에 의하여 형성된 충진 공간에 삽입하여 충진하며, 이때, 상기 충진 공간에는 상기 약물이 수용된 영역 이외의 영역에 내부 공간부가 형성되고, 상기 내부 공간부에는 기체가 수용된다.
상술한 과정을 통해 제작된 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 미세 구조체 내부에 내부 공간부가 형성됨으로써 상기 1차 건조단계(S130) 및 상기 2차 건조단계(S150)에서 미세 구조체의 수축을 감소시켜 성형 몰드 형상과 가까운 미세 구조체를 제작할 수 있다.
도 5를 참조하여 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제4 실시예를 설명하면 다음과 같다.
제4 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법은 성형 몰드 준비단계, 생분해성 소재 혼합액 도포단계, 1차 건조단계, 고체약물 제작단계, 약물 충진단계 및 2차 건조단계를 포함한다.
여기서, 제4 실시예에 따른 성형 몰드 준비단계, 생분해성 소재 혼합액 도포단계, 1차 건조단계, 약물 충진단계 및 2차 건조단계는 제3 실시예의 성형 몰드 준비단계(S110), 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S120), 1차 건조단계(S130), 약물 충진단계(S140) 및 2차 건조단계(S150)와 대응되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 제4 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 고체약물 제작단계는 상술한 제3 실시예의 고체약물 제작단계(S140')와 같이, 유체약물 충진단계, 몰드결합단계 및 약물처리단계를 포함하되, 고체약물 제작단계에서 삼각형 형상으로 형성된 고체 상태의 약물을 제작한다.
구체적으로 제4 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 유체약물 충진단계에서 고체약물 제작몰드(1400)에 유체상태의 약물(1320)을 충진하는 과정을 수행하며, 이후, 상기 몰드결합단계에서 상기 형상몰드(1510)는 상기 고체약물 제작몰드(1400)와 결합하여 상기 약물(1320)의 형상을 변형시키고, 상기 약물 처리단계에서 액체 상태의 약물을 고체 상태의 약물로 상변화시킨다.
즉, 본 실시예에서 상기 형상몰드(1510)의 형상은 상기 약물(1320)의 형상을 상기 충진 공간의 내부 형상과 대응되는 삼각형으로 형성하며, 상기 충진 공간의 적어도 일부분의 영역에 배치될 수 있도록 하는 구조로 형성되어 상기 고체약물 제작몰드(1400)와 결합됨으로써 상기 약물(1320)의 형상을 제작할 수 있도록 한다.
따라서, 상기 약물(1320)은 고체상태의 삼각형 형상으로 제작되며, 이에 따라 상기 약물 충진단계에서 상기 약물(1320)은 상기 충진 공간의 일부분의 영역에 삽입되어 충진되며, 상기 충진 공간 내부에는 내부 공간부가 형성되는 미세 구조체 기반 약물 주입장치(도 11 참조)를 제작할 수 있게 된다.
물론, 제4 실시예에 따라 제작된 상기 약물(1320)의 형상은 도 5에 도시된 바와 같이, 충진 공간의 선단부에 고르게 충진되는 형상으로 형성될 수도 있지만, 한쪽으로 치우쳐지도록 충진될 수도 있으며, 상기 약물(1320)의 삼각형 형상은 자유롭게 형성될 수 있다.
도 6을 참조하여 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제5 실시예를 설명하면 다음과 같다.
제5 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법은 성형 몰드 준비단계, 생분해성 소재 혼합액 도포단계, 1차 건조단계, 고체약물 제작단계, 약물 충진단계 및 2차 건조단계를 포함한다.
여기서, 제5 실시예에 따른 성형 몰드 준비단계, 생분해성 소재 혼합액 도포단계, 1차 건조단계, 약물 충진단계 및 2차 건조단계는 제3 실시예의 성형 몰드 준비단계(S110), 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S120), 1차 건조단계(S130), 약물 충진단계(S140) 및 2차 건조단계(S150)와 대응되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 제5 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 고체약물 제작단계는 상술한 제3 실시예의 고체약물 제작단계(S140')와 같이, 유체약물 충진단계, 몰드결합단계 및 약물처리단계를 포함하되, 고체약물 제작단계에서 V자 형상으로 형성되되, 일부분은 충진 공간의 일부 영역에 배치되고, 타부분은 충진 공간의 외부 영역에 배치되는 형상으로 형성된 고체 상태의 약물을 제작한다.
구체적으로 제5 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 유체약물 충진단계에서 고체약물 제작몰드(1400)에 유체상태의 약물(1330)을 충진하는 과정을 수행하며, 이후, 상기 몰드결합단계에서 상기 형상몰드(1520)는 상기 고체약물 제작몰드(1400)와 결합하여 상기 약물(1330)의 형상을 변형시키고, 상기 약물 처리단계에서 액체 상태의 약물을 고체 상태의 약물로 상변화시킨다.
즉, 본 실시예에서 상기 형상몰드(1520)의 형상은 상기 약물(1330)의 형상을 V자 형상으로 형성하되, 상기 약물(1330)의 일부분은 충진 공간의 적어도 일부분의 영역에 배치되고, 타부분은 상기 충진 공간의 외부에 배치될 수 있도록 하는 구조로 형성되며, 상기 고체약물 제작몰드(1400)와 결합됨으로써 상기 약물(1330)의 형상을 제작할 수 있도록 한다.
따라서, 상기 약물(1330)은 고체 상태이고, V자 형상으로 형성되되, 상기 약물 충진단계에서 상기 약물(1330)의 일부분은 상기 충진 공간의 적어도 일부분의 영역에 배치되고, 타부분은 상기 충진 공간의 외부에 배치되는 구조를 형상으로 제작되고, 이에 따라 상기 약물 충진단계에서 상기 약물(1330)은 상기 충진 공간의 적어도 일부분의 영역에 삽입되어 충진되며, 상기 충진 공간 내부에는 내부 공간부가 형성되는 미세 구조체 기반 약물 주입장치(도 12 참조)를 제작할 수 있게 된다.
물론, 제5 실시예에 따라 제작된 상기 약물(1330)의 형상은 이에 한정되지 아니하며, 상기 약물(1330) 중 타부분에 해당하는 양 끝부분은 도 6에서와 같이 같은 길이로 형성될 수도 있고, 서로 다른 길이로 형성될 수도 있으며, 이때, 한쪽 끝은 상기 충진 공간의 내부에, 한쪽 끝은 상기 충진 공간의 외부에 배치되도록 형성될 수도 있다.
도 7을 참조하여 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제6 실시예를 설명하면 다음과 같다.
제6 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법은 성형 몰드 준비단계, 생분해성 소재 혼합액 도포단계, 1차 건조단계, 고체약물 제작단계, 약물 충진단계 및 2차 건조단계를 포함한다.
여기서, 제6 실시예에 따른 성형 몰드 준비단계, 생분해성 소재 혼합액 도포단계, 1차 건조단계, 약물 충진단계 및 2차 건조단계는 제3 실시예의 성형 몰드 준비단계(S110), 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S120), 1차 건조단계(S130), 약물 충진단계(S140) 및 2차 건조단계(S150)와 대응되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 제6 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 고체약물 제작단계는 상술한 제3 실시예의 고체약물 제작단계(S140')와 같이, 유체약물 충진단계, 몰드결합단계 및 약물처리단계를 포함하되, 고체약물 제작단계에서 V자 형상으로 형성되되, 충진 공간의 일부분 영역에 배치되는 형상으로 형성된 고체 상태의 약물을 제작한다.
구체적으로 제6 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법은 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 유체약물 충진단계에서 고체약물 제작몰드(1400)에 유체상태의 약물(1340)을 충진하는 과정을 수행하며, 이후, 상기 몰드결합단계에서 상기 형상몰드(1530)는 상기 고체약물 제작몰드(1400)와 결합하여 상기 약물(1340)의 형상을 변형시키고, 상기 약물 처리단계에서 액체 상태의 약물을 고체 상태의 약물로 상변화시킨다.
즉, 본 실시예의 상기 형상몰드(1530)의 형상은 상기 약물(1340)을 V자 형상으로 형성하되, 충진 공간의 일부분의 영역에 배치될 수 있도록 하는 구조로 형성되며, 상기 고체약물 제작몰드(1400)와 결합됨으로써 상기 약물(1340)의 형상을 제작할 수 있도록 한다.
따라서, 상기 약물(1340)은 고체 상태이고, V자 형상이되, 상기 충진 공간의 일부분을 충진하는 형상으로 제작되며, 이에 따라 상기 약물 충진단계에서 상기 약물(1340)은 상기 충진 공간의 일부분의 영역에 삽입되어 충진되며, 상기 충진 공간 내부에는 내부 공간부가 형성되는 미세 구조체 기반 약물 주입장치(도 11 참조)를 제작할 수 있게 된다.
물론, 제6 실시예에 따라 제작된 상기 약물(1340)의 형상은 이에 한정되지 아니하며, 상기 약물(1340) 중 양 끝 부분은 도 7에서와 같이 같은 길이로 형성될 수도 있고, 서로 다른 길이로 형성될 수도 있다.
도 9를 참조하여 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제7 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제7 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법은 성형 몰드 준비단계(S210), 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S220), 1차 건조단계(S230), 약물 코팅단계(S240) 및 2차 건조단계(S250)를 포함한다.
본 실시예에 따른 성형 몰드 준비단계(S210), 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S220), 1차 건조단계(S230) 및 2차 건조단계(S250)의 내용은 상술한 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법 제1 실시예 및 제2 실시예에서 설명한 성형 몰드 준비단계(S110), 생분해성 소재 혼합액 도포단계(S120), 1차 건조단계(S130) 및 2차 건조단계(S150)와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
다만, 본 실시예에 따른 약물 코팅단계(S240)에서는 상기 미세 구조체의 외측면에 약물을 코팅한다.
예를 들어, 상기 약물 코팅단계(S240)에서 상기 약물은 유체상태로 구성되어, 상기 미세 구조체 외측면에 도포됨으로써 상기 미세 구조체의 외측면에 코팅될 수 있다.
또는, 상기 약물 코팅단계(S240)에서 상기 약물은 고체상태로 구성되어, 상기 미세 구조체 외측면에 끼워짐으로써 상기 미세 구조체의 외측면에 코팅될 수도 있다. 이때, 상기 약물은 상기 약물은 약물 코팅단계(S240) 이전에 고체의 약물을 상기 미세 구조체의 외측면에 끼워질 수 있도록 제조하는 단계를 통해 제조될 수도 있다.
이때, 상기 미세 구조체에 의하여 형성된 충진 공간에는 내부에 기체가 수용되는 내부 공간부가 형성된다.
상술한 단계를 거쳐 제조된 제7 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치는 미세 구조체의 외측에 약물이 코팅되고, 미세 구조체에 의하여 형성된 충진 공간에 내부에 기체가 수용되는 내부 공간부가 형성됨으로써 약물에 포함된 유효 성분의 피부 침투도 및 전달 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 미세 구조체 내부에 내부 공간부가 형성됨으로써 상기 1차 건조단계(S230) 및 상기 2차 건조단계(S250)에서 미세 구조체의 수축을 감소시켜 성형 몰드 형상과 가까운 미세 구조체를 제작할 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하여 상술한 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제2 실시예에 의하여 제조된 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제1 제조예를 설명하면 다음과 같다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1 제조예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치는 니들 필름(1210), 약물(1310a, 1310b) 및 내부 공간부(1212a)를 포함한다.
상기 니들 필름(1210)은 생분해성 소재로 구성되며, 미세 구조체(1211)가 형성된다.
상기 약물은(1310a, 1310b) 유체 상태이고, 상기 미세 구조체(1211)에 의하여 형성된 충진 공간(1212, 도 2 참조)의 적어도 일부분에 충진되며, 상기 약물(1310a,1310b)의 충진량은 인체의 피부에 침투되어야 하는 유효 성분의 양과 비례하고, 상기 약물(1310a, 1310b) 액적의 직경(k)은 1,000μm 이내의 범위를 가지며, 이에 대한 상세한 설명은 상술하였으므로 생략한다.
또한, 상기 약물(1310a, 1310b)은 피부에 작용하거나, 혹은 피부를 투과하는 어떤 유익한 유효 물질을 모두 포함할 수 있다. 상기 유효 물질은, 비제한적 예로서 백신, 유전자, 항체, 펩티드, 마취제, 인슐린, 다당류, 단백질, 합성 유기 화합물, 합성 무기 화합물, 또는 미백 또는 항산화제와 같은 미용 성분일 수 있으며, 약학적, 의학적 또는 화장학적으로 사용이 허용된 여하의 다른 유효 물질일 수 있다.
또한, 상기 약물(1310)에는 안정화제가 혼합될 수 있다. 안정화제는 약물에 포함된 유효 물질이 약상에서 안정적으로 유지시키는 역할을 한다. 상기 안정제는, 비제한적 예로서 알부민 (albumin), 핵산(nucleic acid), 데옥시리보 핵산(DeoxyriboNucleic Acid, DNA), 리보핵산(RiboNucleic Acid, RNA), 폴리데옥시리보뉴클레오티드나트륨(Polydeoxyribonucleotide, PDRN)과 같은 성분일 수 있으며, 의학적 또는 화장학적으로 사용이 허용된 여하의 다른 안정제일 수 있다.
또한, 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제2 실시예에 기재한 설명과 같이, 상기 미세 구조체(1211)에 충진된 상기 약물의 적어도 일부(1310a)가 상기 미세 구조체(1211)에 형성된 홀에 침투된다.
이때, 상기 미세 구조체(1211)가 형성된 상기 니들 필름(1210)은 다공질로 형성되어야 하고, 상기 니들 필름(1210)에 형성된 홀(hole)의 직경은 상기 약물(1310a)의 직경보다 크게 형성되어야 하며, 이에 따라 상기 약물(1310a)이 상기 니들 필름(1210), 즉 상기 미세 구조체(1211)의 선단부에 침투될 수 있게 된다.
또한, 상기 충진 공간에는 상기 미세 구조체(1211) 내부로 침투되지 않은 상기 약물(1310b)이 차지하는 영역과 그 이외 영역인 내부 공간부(1212a)가 형성되며, 상기 내부 공간부(1212a)는 기체가 채워진다.
이에 따라, 제1 제조예 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치는 미세 구조체(1211)에 의하여 형성된 충진 공간(1212)에 약물이 충진되고, 상기 약물중 일부(1310a)가 상기 미세 구조체(1211) 내부에 형성된 홀에 침투함으로써 약물(1310a, 1310b)에 포함된 유효 성분의 피부 침투도 및 전달 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
다음으로, 도 11을 참조하여 상술한 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제4 실시예에 의하여 제조된 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제2 제조예를 설명하면 다음과 같다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제2 제조예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치는 니들 필름(1220), 약물(1320) 및 내부 공간부(1222a)를 포함한다.
이때, 제2 제조예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 약물(1320)은 고체 상태이며, 도 5를 참조하여 설명한 몰드결합단계에 의하여 삼각형 형상으로 제작되어 상기 미세 구조체(1221)에 의하여 형성된 충진공간(도번부호 미도시)에 삽입되어 충진된다.
즉, 상기 약물(1320)의 형상은 상기 충진 공간의 내부 형상과 대응되는 삼각형으로 형성되어, 상기 충진 공간의 적어도 일부분의 영역에 배치되며, 상기 내부공간부(1222a)는 상기 약물(1320)이 수용된 영역 이외의 영역에 형성될 수 있다.
제2 제조예에 따른 니들 필름(1220)은 상술한 제1 제조예에서의 니들 필름(1210)과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다음으로, 도 12를 참조하여 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제5 실시예에 의하여 제조된 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제3 제조예를 설명하면 다음과 같다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제3 제조예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치는 니들 필름(1230), 약물(1330) 및 내부 공간부(1232a)를 포함한다.
이때, 제3 제조예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 약물(1330)은 고체 상태이며, 도 6을 참조하여 설명한 몰드결합단계에 의하여 V자 형상으로 제작되어 상기 미세 구조체(1231)에 의하여 형성된 충진공간(도번부호 미도시)에 삽입되어 충진된다.
즉, 상기 약물(1330)의 형상은 V자 형상으로 형성되어, 일부분은 상기 충진 공간의 적어도 일부분의 영역에 배치되고, 타부분은 상기 충진 공간의 외부에 배치되며, 상기 내부공간부(1232a)는 상기 약물(1330)이 수용된 영역 이외의 영역에 형성될 수 있다.
제3 제조예에 따른 니들 필름(1230)은 상술한 제1 제조예에서의 니들 필름(1210)과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다음으로, 도 13을 참조하여 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제6 실시예에 의하여 제조된 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제4 제조예를 설명하면 다음과 같다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제4 제조예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치는 니들 필름(1240), 약물(1340) 및 내부 공간부(1242a)를 포함한다.
이때, 제4 제조예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 약물(1340)은 고체 상태이며, 도 7을 참조하여 설명한 몰드결합단계에 의하여 V자 형상으로 제작되어 상기 미세 구조체(1241)에 의하여 형성된 충진공간(도번부호 미도시)에 삽입되어 충진된다.
즉, 상기 약물(1330)의 형상은 V자 형상으로 형성되어, 일부분은 상기 충진 공간의 적어도 일부분의 영역에 배치되고, 상기 충진 공간의 적어도 일부분의 영역에 배치되며, 상기 내부공간부(1242a)는 상기 약물(1340)이 수용된 영역 이외의 영역에 형성된다.
제4 제조예에 따른 니들 필름(1230)은 상술한 제1 제조예에서의 니들 필름(1210)과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 14를 참조하여, 상술한 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법의 제7 실시예에 따라 제조된 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제5 제조예를 설명하면 다음과 같다.
다른 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치는 니들 필름(2210), 약물(2310) 및 미세 구조체(2211)를 포함한다.
본 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 니들 필름(2210)은 상술한 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제1 제조예와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
다만, 본 실시예에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 약물(2310)은 상기 미세 구조체(2211)의 외측면에 코팅된다. 즉, 상기 약물(2310)이 유체상태로 구성되어, 상기 미세 구조체(2211) 외측면에 도포됨으로써 상기 미세 구조체(2211)의 외측면에 코팅되거나, 또는 상기 약물(2310)은 고체상태로 구성되어, 상기 미세 구조체(2211) 외측면에 끼워짐으로써 상기 미세 구조체(2211)의 외측면에 코팅될 수도 있다.
상기 내부 공간부(2212a)는 상기 미세 구조체(2211)에 의하여 형성된 충진 공간에 배치되며, 내부에는 기체가 수용된다.
이 외, 본 발명에 따른 미세 구조체 기반 약물 주입장치에 대한 상세한 설명은 상술한 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
- 부호의 설명 -
1100: 성형 몰드
1200: 생분해성 소재 혼합액
1210, 1220, 1230, 1240, 2210: 니들 필름
1211, 1221, 1231, 1241, 2211: 미세 구조체
1212: 충진 공간
1212a, 1222a, 1232a, 1242a, 2212a: 내부 공간부
1310, 1320, 1330, 1340, 2310: 약물
1400: 고체약물 제작몰드
1510, 1520, 1530: 형상몰드

Claims (15)

  1. 미세 구조체 기반 약물 주입장치를 제조하는 방법에 있어서,
    제작하고자 하는 미세 구조체와 대응되는 형상이 형성된 성형 몰드를 준비하는 성형 몰드 준비단계;
    상기 성형 몰드에 생분해성 소재 혼합액을 도포하는 생분해성 소재 혼합액 도포단계;
    상기 성형 몰드에 도포된 상기 생분해성 소재 혼합액을 건조하여 상기 미세 구조체가 형성된 니들 필름을 형성하는 1차 건조단계;
    상기 미세 구조체에 의하여 형성된 충진 공간에 약물을 충진하는 약물 충진단계;
    상기 니들 필름을 건조하는 2차 건조단계;를 포함하며,
    상기 2차 건조단계를 거친 상기 충진 공간에는 상기 약물이 수용된 영역 이외의 영역에 내부 공간부가 형성되는, 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 약물 충진단계에서 상기 충진 공간에 충진되는 약물은 유체상태이며,
    상기 약물 충진단계에서 상기 충진 공간에 충진된 상기 약물의 적어도 일부가 상기 미세 구조체에 침투하는, 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 약물 충진단계에서 상기 충진 공간에 충진되는 상기 약물의 액적 직경은 1,000μm 이내의 범위를 가지는, 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 약물 충진단계 이전에 상기 충진 공간에 충진되는 고체상태의 약물을 제작하는 고체약물 제작단계;를 더 포함하며,
    상기 고체약물 제작단계는,
    유체상태의 약물을 고체약물 제작몰드에 충진하는 유체약물 충진단계;
    제작하고자 하는 상기 고체상태의 약물의 형상과 대응되는 형상몰드가 상기 고체약물 제작몰드와 결합되는 몰드결합단계;
    상기 유체상태의 약물이 상기 고체상태의 약물로 상변화하도록 약물을 처리하는 약물처리단계;를 포함하는, 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 몰드결합단계에서 상기 형상몰드는 상기 약물의 형상을 상기 충진 공간 내부 형상과 대응되는 삼각형으로 형성하되, 상기 충진 공간의 일부분의 영역에 배치될 수 있도록 하는 구조로 형성되어 상기 고체약물 제작몰드와 결합되는, 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 몰드결합단계에서 상기 형상몰드는 상기 약물을 V자 형상으로 형성하되, 일부분은 상기 충진 공간의 일부 영역에 배치되고, 타부분은 상기 충진 공간의 외부 영역에 배치될 수 있도록 하는 구조로 형성되어 상기 고체약물 제작몰드와 결합되는, 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 몰드결합단계에서 상기 형상몰드는 상기 약물을 V자 형상으로 형성하되, 상기 충진 공간의 일부분의 영역에 배치될 수 있도록 하는 구조로 형성되어 상기 고체약물 제작몰드와 결합되는, 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법.
  8. 미세 구조체 기반 약물 주입장치를 제조하는 방법에 있어서,
    제작하고자 하는 미세 구조체와 대응되는 형상이 형성된 성형 몰드를 준비하는 성형 몰드 준비단계;
    상기 성형 몰드에 생분해성 소재 혼합액을 도포하는 생분해성 소재 혼합액 도포단계;
    상기 성형 몰드에 도포된 상기 생분해성 소재 혼합액을 건조하여 상기 미세 구조체가 형성된 니들 필름을 형성하는 1차 건조단계;
    상기 미세 구조체의 외측면에 약물을 코팅하는 약물 코팅단계; 및
    상기 니들 필름을 건조하는 2차 건조단계;를 포함하며,
    상기 1차 건조단계에서 상기 미세 구조체에 의하여 형성된 충진 공간에는 내부에 기체가 수용되는 내부 공간부가 형성되는, 미세 구조체 기반 약물 주입장치의 제조 방법.
  9. 미세 구조체가 형성된 니들 필름;
    상기 미세 구조체에 의하여 형성된 충진 공간의 적어도 일부분에 충진된 약물;
    상기 충진 공간 중 상기 약물이 수용된 영역 이외의 공간에 해당하되, 기체가 수용되는 내부 공간부;를 포함하는, 미세 구조체 기반 약물 주입장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 약물은 유체상태이며,
    상기 충진 공간에 충진된 상기 약물의 적어도 일부가 상기 미세 구조체에 침투된, 미세 구조체 기반 약물 주입장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 약물의 액적 직경은 1,000μm 이내의 범위를 가지는, 미세 구조체 기반 약물 주입장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 약물은 고체상태이며,
    상기 약물의 형상은 상기 충진 공간 내부 형상과 대응되는 삼각형으로 형성되어, 상기 충진 공간의 적어도 일부분의 영역에 배치되는, 미세 구조체 기반 약물 주입장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 약물은 고체상태이며,
    상기 약물의 형상은 V자 형상이되, 일부분은 상기 충진 공간의 적어도 일부분의 영역에 배치되고, 타부분은 상기 충진 공간의 외부에 배치되는, 미세 구조체 기반 약물 주입장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 약물은 고체상태이며,
    상기 약물의 형상의 V자 형상으로 형성되어, 상기 충진 공간의 적어도 일부분의 영역에 배치되는, 미세 구조체 기반 약물 주입장치.
  15. 미세 구조체가 형성된 니들 필름;
    상기 미세 구조체의 외측면에 코팅된 약물;
    적어도 일부분이 상기 미세 구조체에 의하여 형성된 충진 공간에 배치되는 내부 공간부;를 포함하는, 미세 구조체 기반 약물 주입장치.
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