백신 접종 주사를 맞는 공포와 통증을 해결할 수 있는 마이크로니들 기술 기반 패치형 백신이 국내 연구진에 의해 개발했다.
연세대 정형일 교수팀(생명공학과)은 ‘용해성 마이크로니들 기술 기반 패치형 백신을 효율적으로 피부에 전달 가능한 적용기 개발’이라는 논문을 재료공학 분야 세계적 권위 국제 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials, IF 19.924)’ 1월 6일자에 게재했다.
연구 주제는 ‘엄지 힘에 의한 탄성 변형 에너지의 신속한 방출에 기반한 용해성 미세바늘의 효율적인 전달을 위한 래치 어플리케이터(Latch Applicator for Efficient Delivery of Dissolving Microneedles Based on Rapid Release of Elastic Strain Energy by Thumb Force)’이다.
연세대 정 교수팀과 의료스타트업 주빅(대표 양휘석)이 공동 개발한 이 기술은 백신이 들어있는 미세한 바늘 모양 구조체가 피부 안쪽으로 백신이 안정적으로 흡수되도록 설계됐다..
주빅은 경피를 통해 통증없이 약물을 전달할 수 있는 시스템인 마이크로 니들을 개발하고 있는 스타트업이다.
마이크로 니들 의약품은 주사제의 접종 통증을 완화할 뿐 아니라, 상온 유통까지 가능해 운송 비용을 줄일 수 있다. 이에 더해 의료 폐기물로 인해 유통 및 수출에 한계가 있었던 기존 백신에 단점을 보완할 수 있다.
마이크로니들 패치는 머리카락보다 3배 얇은 미세바늘을 패치 형태로 몸에 부착해 약물을 체내에 투여하는 방식이다. 기존 주사형 백신의 통증과 불편함을 크게 개선하고 근육보다 면역 세포가 많이 분포하는 피부에 항원을 직접 전달해 감염병에 대해 뛰어난 방어 효능을 기대할 수 있는 것으로 알려져 있다.
지금까지의 패치형 백신은 미세한 바늘을 일정하게 피부에 전달할 수 있는 적용기가 없어 상용화되기 힘들었다. 기존 적용기는 구성이 복잡해 사용이 어렵고 가격이 비싸다는 한계를 지니고 있을 뿐만 아니라 탑재된 백신을 안정적으로 정량 전달하는 데 어려움이 있었다.
이번에 개발된 적용기는 간단한 부품으로 최적의 패치형 백신 전달을 구현해 기존 패치형 백신의 고질적인 전달 문제를 해결했을 뿐만 아니라 대량생산 및 보급에 용이하다는 장점이 있다.
정형일 교수는 “주사형 백신을 대체 가능한 패치형 백신의 상용화를 위해서는 효율적이면서도 간편한 적용기가 필요했다”면서 “이번 연구를 통해 개발한 새로운 패치형 백신 및 적용기 시스템을 활용한 새로운 백신 개발이 기대된다”고 말했다.
주빅의 양휘석 대표는 “이번 연구 성과와 마이크로 니들 분야의 오랜 연구개발 노하우를 바탕으로 기존 백신의 한계를 극복 가능한 새로운 제품을 지속적으로 개발할 것이다”며 “패치형 백신을 통해 코로나19, 인플루엔자, 결핵 등 다양한 백신을 효과적으로 접종 가능하며, 백신 부작용 최소화와 보급률 향상이 기대된다”고 밝혔다.
한편, GC녹십자도 미국 백세스 테크놀로지와 패치형 인플루엔자백신 ‘미믹스 플루(MIMIX-Flu)’를 개발하고 있다.
MIMIX-Flu는 GC녹십자의 인플루엔자 백신 항원을 백세스의 패치 기반 피하 약물전달 시스템과 결합한 제품이다.
18세에서 39세 사이의 건강한 성인을 대상으로 위약군 대비 약물의 안전성과 반응성, 내성 및 면역원성을 평가하는 방식으로 진행한 임상1상에서 백신 패치로 인한 중증 부작용이 주사기로 약물이 전달되는 전통 백신에 비해 양호한 것으로 나타났다고 GC녹십자는 설명했다.
