3D 프린팅 기술로 개인 맞춤형 의약품 제조

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개인 맞춤형 의약품, 왜 필요할까?

전통적인 의약품 제조 방법은 많은 경우 환자의 개별 요구를 충족시키지 못합니다. 실제로 기존 의약품은 성인 용량을 기준으로 하기 때문에 소아 및 고령 환자의 경우 연령에 맞는 용량이 필요합니다. 또한 특정 환자 그룹에 대해서는 약물의 경구 투여를 용이하게 하기 위해 다른 모양으로 의약품을 제조해야 할 때도 있습니다. 이런 경우를 위해 혀에 바르는 순간 녹아내리는 '속붕해정'이 좋은 대안으로 떠오르고 있습니다. 하지만 제약 회사가 해결해야 하는 또 다른 과제는 시간이 지남에 따른 약물의 제어 방출입니다. 특히 약물이 소수성 (hydrophobic) 유형인 경우, 물에 용해하는 과정 자체가 문제가 됩니다.

 

3D 프린팅을 이용한 의약품 개발

UPV/EHU의 Materials+Technologies Group(GMT)의 Kizkitza González는 이를 위해 3D 프린팅 기술을 이용했습니다. 이 연구의 주요 목표는 소수성 약물의 맞춤형 전달을 위해 3D 프린팅 된 전분 기반 정제를 생산하는 것이었습니다. 3D 프린팅은 컴퓨터 디자인 소프트웨어로 설계된 모델을 이용, 재료가 증착되는 제품을 레이어별로 프린팅 하는 기술입니다. 빠르고 간단한 3D 프린팅 덕분에 "우리는 세 가지 유형의 전분(옥수수 전분 2가지 유형(일반 및 왁스) 및 감자 전분 1가지 유형)을 기반으로 하여 다양한 기하학적 구조를 가진 소수성 물질 정제를 준비할 수 있었습니다."라고 Kizkitza González는 말했습니다. "생산된 재료는 인쇄하기 전에 주사기에 삽입해야 합니다. 그러나 그전에 재료가 인쇄 가능하고 인쇄된 후에는 모양이 유지되는지 확인해야 합니다. 이를 위해 상세한 유변학적 분석은 수행할 것"이라고 UPV/EHU 연구원은 설명했습니다. 세 가지 유형의 전분은 적절한 유변학적 특성을 나타내었지만 감자 전분의 경우 인쇄 공정이 더 힘든 것으로 나타났습니다.

또한 "우리는 다공성 미세 구조, 안정적인 네트워크 형성 또는 약물 방출과 같은 거의 모든 특성에서 전분의 식물 기원의 중요성을 관찰했습니다. 일반 옥수수 전분의 경우 약물 방출이 즉각적입니다. 10분 이내에 약물이 완전히 방출됩니다. 밀랍 옥수수 전분과 감자 전분의 경우 방출이 더 연속적이며 완전한 방출을 위해 최대 6시간이 걸릴 수 있습니다. 또한 약물 방출에서 정제 기하학의 중요성을 입증할 수 있었습니다. "라고 Kizkitza González는 말했습니다. 마지막으로 "여러 종류의 전분을 혼합한 정제도 인쇄했습니다. 이 경우 방출은 두 단계로 일어납니다. 예를 들어 감염의 경우 초기 단계에서는 일반 옥수수 전분을 사용하여 약을 즉시 방출할 수 있습니다. 통증을 완화하고 후속 단계에서 다른 두 가지 유형의 전분 중 하나를 사용하면 항생제가 더 지속적으로 방출될 수 있습니다"라고 UPV/EHU 연구원은 말했습니다.

Kizkitza González는 이 작업이 긴 과정의 첫 번째 단계에 불과하다는 것을 알고 있지만 "그들이 생산한 전분 기반 3D 인쇄 정제는 미래의 개인화된 약물 전달 응용 프로그램에 대한 유망한 특성을 보여주었다"고 합니다.

 

* 원본 기사: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/08/220825164111.htm

* 논문 보기: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378517322004276?via%3Dihub