최영빈·조영민 교수팀 공동연구
무전원 기계식 구동으로 배터리 교체 없이 '반영구'
크기 작아 국소 마취 통해 이식 가능해 환자 부담 적다
조 교수 "환자 스스로 바늘 없이 편리하게 약물 주입"
최 교수 "향후 자가 주사로 투여되던 다수 약물로 확장 적용 가능"
논문 미국 AIChE의 'BIOENGINEERING & TRANSLATIONAL MEDICINE 최근호'에 게재
[보건타임즈] 최근 체내 이식으로 버튼 클릭을 통해 정확한 양의 약물을 손쉽게 투여할 수 있는 반영구적 디바이스(논문보기)가 개발됐다.
이처럼 단 한 번의 체내 이식으로 그간 매일 약물을 자가 주사 투여해야만 했던 만성 질환 환자들에게 편리함을 선사할 수 있을 것으로 기대된다.
서울대병원 의공학과 최영빈(사진 左)·내분비대사내과 조영민 교수(右)팀은 피부 위에서 손쉽게 버튼 클릭으로 정교한 양의 약물을 체내에 주입할 수 있는 '이식형 약물전달 디바이스'를 개발했다며 6일 이같이 밝혔다.
이 장치는 정교하지만 간단한 무전원 기계식 구동으로 배터리 교체 없이 반영구적으로 사용할 수 있다.
게다가 크기가 작아 국소 마취를 통해 이식이 가능해 환자의 부담이 적다.
기존엔 당뇨병이나 고도비만과 같은 만성 질병을 앓는 환자들이 치료를 위해 인슐린 등의 약물을 매일 3~4회 자가 주사 투여해야만 해 주사 바늘의 공포증을 비롯해 통증, 혹시나 발생할 수 있는 감염, 찔림 사고와 같은 불편함을 감수했어야만 했다.
특히 전체 환자군 중 20~30%는 극심한 바늘 공포증을 가지고 있다.
이러한 바늘 주사에 환자의 부정적 심리 요인으로 정해진 스케줄에 의도적으로 약물을 투여하지 않는 사례도 빈번하다.
바늘 주사를 대체하기 위해 체외 착용형 약물주입기가 개발됐지만 오랜 시간 피부에 접착제 스티커로 부착해야만 하는 불편함이 있었다.
이를 해결하기 위해 이식형 약물주입기가 개발됐으나 디바이스 배터리를 교체하기 위해 큰 이식 수술을 반복적으로 했어야 했다.
이런 상황에서 연구팀은 단 한 번의 체내 이식으로 버튼 클릭을 통해 약물을 정확하면서 손쉽게 주입할 수 있는 디바이스를 개발했다. (사진 이미지)
이 장치는 버튼 클릭 수를 다양하게 해 약물 용량을 쉽게 조절할 수 있다.
또 장치 안엔 리필 포트와 약물 저장소가 장착돼 교체 수술 없이 의료진의 정기적인 주사를 통해 다회 약물을 보충할 수 있다.
연구팀은 체내에 비만·당뇨치료약물 주입 효과를 확인하기 위해 ▲ 기존 바늘 피하 주사 약물 투여 군 ▲ 디바이스 이식 버튼 클릭 약물 투여 군으로 나눠 동물실험을 했다.
이들 심험군에 당뇨·비만 치료제(exenatide), 인슐린(혈당 저하 유도), 글루카곤(혈당 상승 유도)을 탑재한 디바이스를 각각 이식해 28일간 평가했다.
이 결과, 당뇨·비만 치료제(exenatide)의 경우 두 그룹 모두 음식 섭취량과 몸무게 감소 수준이 동등했다.
인슐린과 글루카곤도 혈당을 낮추거나 상승시키는 정도가 두 그룹에서 유사하게 확인돼 디바이스가 기존 바늘 주사 방식을 대체할 수 있음을 입증했다.
이 뿐만 아니라 디바이스를 56일간 이식, 평가했을 때 특이한 이물반응이나 독성은 발견되지 않아 이 장치의 안전성을 확인했다.
조 교수는 "이 연구 결과는 기존에 약물을 바늘 주사로 투여하던 방식을 탈피, 환자 스스로 바늘 없이 편리하게 약물을 주입할 수 있게 한다는 점에서 의의가 있다"며 "개발된 디바이스를 통해 환자들에게 편의성을 선사하는 것은 것은 물론 높은 치료 효과를 기대할 수 있을 것"이라고 평가했다.
최 교수는 "향후 비만·당뇨약물 이외에 자가 주사로 투여되던 다수의 약물로 확장 적용 가능할 것으로 기대된다"며 "만성질환으로 고통받는 환자의 약물 치료 편의성을 높이는 차세대 의공학 기술로 안착하길 바란다"고 덧붙였다.
이 연구는 한국연구재단 개인기초연구사업(중견연구)와 서울대병원 집중육성 원내과제의 지원을 받아 수행됐다.
현재 이 기술은 최 교수가 교원창업한 투바이오스(주)에 이전돼 상용화가 진행 중이다.
이 연구 결과를 상세하게 정리한 논문은 'Implantable device actuated by manual button clicks for noninvasive self-drug administration'이란 주제로 미국 화학 공학자 협회(AIChE)의 'BIOENGINEERING & TRANSLATIONAL MEDICINE 최근호'에 게재됐다.
기사최종편집일: 2024-04-25 17:53:17
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