"통증 없이 약물 전달"…문어 빨판 구조 신개념 패치 개발

성균관대 박재형-방창현 교수팀 문어 빨판 구조와 짧은 미세바늘 사용

(왼쪽 위부터 시계방향으로) 성균관대 박재형 교수, 방창현 교수, 성균관대 성신솔 박사, 하민지 석사과정생, 송민우 석박통합과정생. (사진=성균관대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]전수현 인턴 기자 = 성균관대 화학공학부 박재형 교수와 방창현 교수 공동 연구팀이 피부 깊숙한 곳까지 통증 없이 약물을 전달할 수 있는 피부 부착형 패치를 개발했다.

이 패치는 문어 빨판의 흡착 원리와 매우 짧은 미세바늘(마이크로니들)을 결합한 독특한 구조를 가진다. 이에 크기가 큰 엑소좀과 같은 생물학적 약물을 피부 속 진피층까지 효과적으로 전달할 수 있다.

엑소좀은 세포가 내보내는 아주 작은 소포체로, 내부에 단백질이나 유전자 같은 중요한 성분을 담고 있다. 하지만 크기가 비교적 커서 피부에 바르는 연고나 크림 형태로는 깊이 침투하기 어려워 보통 주사기를 이용해 전달한다.

이를 보완하기 위해 나온 것이 '마이크로니들 패치'다. 그러나 기존 마이크로니들 패치 제품은 바늘이 길어 통증이 따르고 피부 자극이나 부작용이 발생할 수 있었다.

연구팀이 개발한 패치는 300마이크로미터 이하의 아주 짧은 마이크로니들을 활용해 사용 시 통증이 없다. 또한 문어 빨판처럼 피부에 붙으면 자연스럽게 음압(공기 압력 차이)이 생겨 피부에 단단히 밀착된다.

이러한 구조는 피부의 바깥층인 각질층을 순간적으로 열어줘 엑소좀을 더 깊이 전달할 수 있도록 도와준다.

피부 깊숙한 진피층까지 약물 전달 가능한 이중 증폭 경피 약물 전달 패치의 구조 및 작용 메커니즘. (사진=성균관대 제공) *재판매 및 DB 금지

실제 동물 실험에서도 기존 바르는 방식에 비해 엑소좀이 피부 속으로 약 2.6배 더 깊이 침투했고, 피부 속 콜라겐 생성과 항산화 작용도 함께 확인됐다.

연구팀은 "이 패치는 손쉽게 붙이기만 하면 통증 없이 약물이 피부 깊숙이 전달되는 방식을 가진다"며 "앞으로는 엑소좀뿐 아니라 단백질, RNA 등 다양한 약물 전달에도 활용될 수 있다"고 설명했다.