약물 전달의 맥박 파악: 전임상 연구를 통해 단일 주사로 여러 약물 투여에 대한 길을 열 수 있음

2023년 5월 18일

이 기사는 Science X의 편집 과정 및 정책에 따라 검토되었습니다. 편집자들은 콘텐츠의 신뢰성을 보장하면서 다음 특성을 강조했습니다.

사실 확인된

동료 검토 출판물

교정하다

작성자: Karen Olsen, 국립 생체의학 영상 및 생명공학 연구소

의약품은 생명을 구할 수 있지만 처방대로 이러한 의약품을 복용하는 것은(특히 만성 질환이 있는 경우) 여러 가지 이유로 어려울 수 있습니다. 약물 준수를 개선하면 불리한 건강 결과, 입원 및 예방 가능한 사망을 줄이는 동시에 미국에서만 연간 의료 비용을 최대 3000억 달러까지 줄일 수 있습니다.

순응도를 높이는 한 가지 잠재적인 방법은 환자가 약을 복용해야 하는 빈도를 줄이는 것입니다. 이는 단일 주사에 장기간에 걸쳐 체내에서 지속적으로 방출되는 약물이 포함된 방출 제어 시스템을 통해 달성될 수 있습니다. 불행하게도 많은 제어 방출 시스템은 주입 직후 화물의 상당 부분을 전달하므로 일관되지 않은 약물 투여가 발생할 수 있습니다. 처음에는 더 많은 약물이 방출되고(잠재적으로 독성이 발생할 수 있음) 시간이 지남에 따라 더 적은 약물이 방출됩니다(잠재적으로 너무 작은 용량에서는 효과적인 복용량). 특정 시점에 개별 용량을 방출할 수 있는 시스템은 다회 용량 예방접종부터 일일 약물 투여에 이르기까지 약물 전달 방식에 혁명을 일으킬 수 있습니다.

이러한 문제에 대응하기 위해 라이스 대학의 연구자들은 PULSED(약물을 캡슐화하기 위해 균일하게 액화되고 밀봉된 입자용)를 개발했습니다. 최근 Advanced Materials에 보고된 그들의 방법은 주사 후 며칠 또는 몇 주 후에 치료 화물을 분해하고 방출하도록 조작할 수 있는 약물로 채워진 미세 입자를 생성합니다. 분해 시간이 서로 다른 여러 미세입자를 단일 주사로 결합함으로써 연구자들은 시간이 지남에 따라 많은 용량을 전달하는 약물 제제를 개발할 수 있었습니다.

"분야로서 우리는 치료 효과를 극대화하고 부작용을 최소화하여 궁극적으로 약물 순응도를 향상시킬 수 있는 효과적이고 효율적인 약물 전달 시스템을 개발하는 것을 지속적으로 목표로 삼고 있습니다"라고 의학부 프로그램 디렉터인 Luisa Russell 박사는 말했습니다. NIBIB(국립생의학영상생명공학연구소)의 과학 및 기술 발견. "여러 용량을 단일 치료법으로 결합하면 여기에 설명된 제어 방출 시스템이 치료 환경을 변화시켜 잠재적으로 가정과 진료소 모두에서 빈번한 약물 투여의 필요성을 무효화할 수 있습니다."

PULSED 미세 입자는 여러 FDA 승인 장치에 일반적으로 사용되는 폴리머인 PLGA 또는 폴리(락틱-코-글리콜산)으로 구성됩니다. PLGA는 우리 몸에서 자연적으로 발생하는 두 분자인 젖산과 글리콜산의 반복 단위로 구성됩니다. 폴리머의 전체 길이를 연장하고, 젖산과 글리콜산의 비율을 수정하고, 폴리머의 끝 부분을 다른 분자로 "캡핑"함으로써 연구자들은 PLGA가 분해되는 데 걸리는 시간(따라서 치료 페이로드를 방출하는 데 걸리는 시간)을 지정할 수 있습니다. .

"우리의 경우, 우리는 서로 다른 PLGA 구성과 미세 입자 집단을 결합하여 각각이 서로 다른 시점에 전체 내용을 방출할 수 있습니다"라고 선임 연구 저자이자 라이스 대학교 조교수인 Kevin McHugh 박사는 설명했습니다. "이를 통해 우리는 특정하고 미리 결정된 시간에 여러 릴리스 이벤트를 달성할 수 있습니다."

약물이 탑재된 미립자가 만들어지는 방법은 다음과 같습니다. 가열된 반액체 PLGA를 금형에 밀어 넣은 다음 냉각하여 상단에 구멍이 있는 속이 빈 원통 모양으로 응고됩니다. 각 미세입자의 코어에는 치료용 화물이 채워져 있으며, 미세입자의 윗부분을 가열하면 PLGA가 녹아 개구부 위로 흘러 약물이 내부에 밀봉됩니다. 연구진이 개발한 초기 입자는 직경이 400마이크로미터(참고로 한 푼의 두께는 1350마이크로미터 정도)였다.