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[바이오프린팅] 2. 3D 프린팅과 약물
Bio통신원(이배훈)
3D 프린팅 기술은1980년 이후 제조산업에서 주로 프로토타입을 만드는 수단으로 활용되어 왔으나, 최근에는 의료분야까지 확대되어 맞춤형 치료를 가능하게 하고 있다. 여기서 FDA에서 처음 승인한 3D 프린팅된 약물을 소개하고자 한다.
전 세계적으로 활동성 간질을 앓고 있는 수 천만 명의 사람들이 있다. 발작 증세 초기에 빠르게 대처할 수 약물이 필요한데 FDA는 처음으로 3D 프린팅 기술로 제조된 빠르게 용해/흡수 작용하는 약물(Spritam®, Aprecia Pharmaceuticals)을 허가했다.[1,2]
간질 환자들은 발작 시 빠르게 약물을 통해 진정시켜야 주어야 하는데 기존의 딱딱한 정제 알약은 크고 삼키기가 어려워서 간질 환자에게 적합하지 않았다. Spritam®은 3D 프린팅 기술로 고용량 (최대 1000mg)의 약물(levetiracetam)이 입 안에서 빠르게 (몇 초 안에) 녹아 투여되도록 제조 되었다. Spritam®은 기존의 주형(molding) 기술 또는 압축(compression) 기술로 제조되지 않고, 적층(layer-by-layer) 방식으로 제조된 다공성의 약물 제형이다. 즉 가루형태의 약물을 powder jet 3D print로 분사후 액체 바인더 방울를 통해 가루 형태의 약물을 뭉치게 하여 얇은 박막을 형성하게하고 원하는 만큼의 약물을 추가적으로 적층하여 프린트하게 된다.(ZipDose technology, 그림1).
한편, 암과 심장병을 포함한 다양하고 복잡한 질환들을 앓고 있는 환자들은 치료 목적으로 다양한 약물을 동시에 복용해야 할 경우가 발생한다. 다양한 약물을 여러 번 복용하는 경우 환자에게 불편함을 줄 수 있다. 만약 환자 맞춤형으로 한 알에 약물 방출 기전이 조절된 다양한 약물을 넣을 수 있다면 환자들에게 좋은 소식이 될 수 있다. 최근 3D 프린팅 기술을 이용한 복합 알약들이 소개되고 있다.[2,3]
대표적인 복합 알약은 PolycapTM으로 심혈관 질환과 뇌경색을 예방하기 위해 다섯가지 약물들(atenolol, hydrochlorothiazide, ramipril, simvastatin, aspirin)이 한 알에 포함된다. 복합 알약 개념과 3D 프린팅 기술이 합쳐져서 약물의 방출 기전을 조절한 복합 알약이 제조되었다. 서방성이 필요한 약물들은(atenolol, pravastatin, ramipril) 수화젤 계열의 hydroxypropyl methylcellulose와 합쳐져서 먼저 프린팅된 후 급속 방출이 필요한 약물들을(aspirin과 hydrochlorothiazide) 바인더들과(sodium starch glycolate와 polyvinylpyrrolidone) 함께 섞어 앞서 프린트된 서방성 약물들 바로 위에서 프린팅하였다. 결과적으로 서방성 약물들과 급속 방출 약물들이 동시에 조합된 한 알의 복합 알약이 만들어 졌다.(그림2)
이와 같이 약물의 3D 프린팅은 환자에게 적합한 맞춤형 약물 조제를 가능하게 할 수 있다. 개개 환자에 필요한 약물들과 약물 용량 그리고 약물 전달 방법을 의사를 통해 처방받아 약국에서 또는 가정에서 프린팅하여 개인에 맞게 복용할 수 있는 날도 멀지 않아 올 것을 기대하게 된다.
참고 논문
1. Aprecia Pharmaceuticals https://www.aprecia.com.
2. Asian Journal of Pharmaceutical and Development. 2018, 6(3), 46-54
3. Journal of Controlled Release 2015, 217, 308–314.
그림 1. 3D 프린팅 기술로 제작되어 FDA에 의해 승인된 조제 약물 Spritam®. 이 약물은 간질 증세 (부분 경련 또는 전신 경련)에 대처하여 약물이 입안의 소량의 물에 빠르게 용해되어 몸에 투여 되도록 제조 되었다.[1]
그림 2. 3D 프린팅 기술과 복합 알약. 약물 방출 속도가 조절되는 복합 알약의 3D 프린팅.[1,2]
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