서울아산병원, ‘표면유체식 마이크로니들 패치’ 개발…대용량 약물 주입 가능

주사 치료의 불편함 없이 약물을 빠르고 정확하게 주입할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

울산의대 서울아산병원 재활의학과 전재용 교수, 의공학연구소 천화영 박사, 서울과학기술대학교 윤현식 교수 공동 연구팀은 ‘표면유체식 마이크로니들 패치(SFMNP, Surface Fluidic MicroNeedle Patch)’를 개발했다고 27일 밝혔다.

이 기술은 주사 없이도 대용량 약물을 간질공간을 거쳐 림프절까지 신속히 전달할 수 있다. 소동물 모델 실험 결과, 패치 부착 후 10분 내 조영제가 림프절까지 도달했으며, 약물 전달 효율은 기존 주사기 수준과 유사했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 Advanced Functional Materials에 게재되며 백커버 논문으로 선정됐다. 또한 유럽화학학술연합회(Chemistry Europe)의 ‘핫토픽(Hot Topic)’으로도 주목받았다.

우리 몸의 체액은 혈관→간질공간→림프관→림프절을 거쳐 정맥으로 이동한다. 연구팀은 이 중 약물 표적 경로로 주목받는 ‘간질공간’을 활용해 모세관력 기반의 약물 전달 시스템을 구현했다. 모세관력은 좁은 틈에서 액체가 외부 압력 없이도 스스로 퍼지는 물리 현상이다.

연구팀은 크기가 다른 통로(약물 저장소–1mm 홀–마이크로니들)를 계층적으로 연결해, 약물이 자연스럽게 간질공간으로 흘러들어가도록 설계했다. 이 구조 덕분에 별도의 압력이나 기계 장치 없이도 약물이 자발적으로 퍼지고, 마이크로니들 끝을 통해 인체 내로 안정적으로 전달된다.

실험 결과, 마이크로니들에 의해 생성된 약 0.2~0.3mm의 미세 통로를 통해 약물이 손실 없이 림프 모세혈관까지 전달되었으며, 형광신호강도는 기존 주사기 투여군과 거의 동일했다. 약물은 2시간 이상 체내에 안정적으로 체류했고, 림프부종 모델에서도 동일한 전달 효율을 보였다.

연구팀은 “패치형 구조로 일회용 제작이 가능해 감염 위험을 줄이고, 환자의 치료 편의성을 크게 높일 수 있다”고 설명했다.

전재용 교수는 “이번 기술은 조영제나 항암제 등 림프계 표적 약물의 효율적 전달뿐 아니라, 림프부종·암 전이 진단과 치료 모니터링까지 확장 가능한 플랫폼으로 발전할 것”이라고 말했다.

윤현식 교수 역시 “연속 대량생산이 가능한 단순 공정 기술이어서 상용화 속도를 크게 앞당길 수 있다”며 “비침습적 치료 시대를 여는 핵심 기술로 성장할 잠재력이 크다”고 강조했다.