1. Microneedle
마이크로니들이란 마이크로 수준의 미세바늘로 기존 주사기에 비해 최소의 손상과 고통으로 피부를 통해 약물을 전달하는 약물전달 시스템이다. 본 연구실은 이러한 마이크로니들을 제작하는 다양한 원천기술을 개발해 왔고 보유하고있다. 마이크로니들은 다양한 형태로 제작이 가능하고 솔리드/코팅형/생분해성/중공형 마이크로니들이 존재한다. 그리고 사용 목적에 적합한 마이크로니들을 채택하여 의약, 진단, 미용 등 분야에 널리 활용되고 있다.
2. Dissolving microneedle
생분해성 마이크로니들(microneedle) 기술은 피부를 통해 약물을 전달하는 새로운 기술이다. 피부를 통해 약물을 전달하는 방법으로는 주사나 연고, 패치 제형의 크게 세 종류로 나눌 수가 있는데 마이크로니들은 피부에 붙이는 ‘패치’ 제형으로 분류할 수 있다.
생분해성 마이크로니들은 약물을 전달하기 위한 혁신적인 약물전달시스템으로 소화관을 거치지 않기 때문에 소화 작용에 의해서 약물이 분해될 여지가 없음은 물론 피부에 주는 손상이 거의 없으면서, 피부장벽을 효과적으로 투과하여 약물을 통증 없이 체내로 전달할 수 있다.
생분해성 마이크로니들은 약품과의 제형을 최적화함을 통하여 다양한 약물들을 탑재할 수 있는 약물전달 플랫폼이 될 수 있다. 분자의 크기가 큰 인슐린이나 EGF(Epidermal growth factor)와 같은 단백질 약물뿐만 아니라 비타민과 같은 화합물, 백신 등 다양한 물질을 생분해성 마이크로니들에 탑재하여 사용할 수 있다. 또한 히알루론산(Hyaluronic acid)으로 생분해성 마이크로니들을 제작하여 화장품에 사용할 수 있다.
3. Hollow microneedle
혈액채취를 통한 분석물질 검출(blood sampling) 및 체내약물전달(drug delivery)은 모든 질병 치료의 기본이며, 일상적으로 밀리미터 크기를 가지는 피하주사침(hypodermic needle)을 사용한다. 피하주사침은 환자에게 통증과 육체적 외상은 물론 정신적 외상의 거부감을 주기 때문에 새로운 무통증 혈액채취 및 약물전달을 가능하게 하는 중공형 마이크로니들(hollow microneedle)에 대한 개발 필요성이 전 세계적으로 증가되고 있다.
기존 기술 기반으로 제작된 마이크로니들은 피부관통 후 혈관까지의 접근성이 용이할 정도의 길이 (1,500 μm)까지 제작되지 못하기 때문에 그 용도가 제한적이었다. 이에 본 연구실에서는 새롭게 개발한 드로잉 제작방법을 통하여 길이의 한계를 극복하고, 금속 소재로서 안전성을 확보한 중공형 금속 마이크로니들(ultra-high-aspect-ratio hollow metallic microneedle)을 제작하였으며, 혈액채취 및 체내약물전달의 소자로서 이용하고 있다.
중공형 마이크로니들을 이용해 인슐린주사와 안구를 통한 약물주사에 대한 연구를 진행해 왔고, 이 기술을 통해 약물전달 효율은 같으면서 적은 고통으로 약물을 전달해 환자의 편의성을 도모한다는 점에서 연구의 의의와 응용범위가 크다.