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2020년 11월 10일부터 11일까지 Microneedles 2020 6th International Conference on Microneedles 이 Online 형식으로 개최되었습니다. 6회째를 맞이하는 국제 마이크로니들 콘퍼런스는 마이크로니들 관련 분야에서 가장 권위 있는 국제 학술대회로 격년에 한 번씩 열리며, 지난 학회는 미국 영국 및 캐나다 등에서 개최됐고 올해는 한국에서 주최했습니다. (Microneedles 2020 홈페이지)

저는 가천대학교 바이오나노학과를 졸업하고 한의학과 접목할 수 있는 연구를 수행해보고자 한의대 석사과정에 진학하였습니다. 석사과정 동안 마이크로니들의 임상연구에 대한 체계적 문헌고찰을 수행한 결과를 이번 학회에서 포스터 발표를 하는 기회를 얻게 되었습니다. 제가 발표한 주제는 피부 미용 및 의료용 목적으로 임상연구가 수행된 다양한 마이크로니들의 종류와 특성, 각 연구에서의 결과를 분석한 것으로, 학회 발표 며칠 후 Pharmaceutics 저널에 게재 승인을 받았습니다. 아직 스스로 마이크로니들 연구를 한다고 말하기에는 한참 부족하다는 생각에 이번 학회에서 훌륭한 교수님들의 다양한 연구 발표를 들을 기회를 얻고자 했습니다.

마이크로니들 (Microneedle)은 마이크로 사이즈의 단일 니들 또는 여러 니들의 조합으로 구성되어, 피부에 미세한 통로를 만들어 적은 양의 약물을 빠르게 전달하도록 하는 기기입니다. 여드름, 주름, 색소 침착 등의 피부 미용 분야와 백신 및 인슐린 전달 등의 의료 산업에서 활발하게 개발되고 있습니다. 이번 Microneedles 2020 학회에서는 마이크로니들에 대한 디자인과 기술, 제작, 재료, 약물 전달과 임상 및 비임상시험 연구 등 다양한 분야의 발표가 있었습니다. 코로나19로 인해 온라인으로 진행하여 live sessions은 약 30분 간격으로 다양한 연구의 발표가 있었습니다. 그중 특별히 기억에 남는 흥미로웠던 발표를 간단하게 정리해보았습니다.

첫 Plenary session에서는 ‘Trends of Microneedle Technology in the Scientific Literature, Patents, Clinical Trials and Internet Activity’라는 제목으로 Mark R. Prausnitz가 발표하였습니다. 마이크로니들에 대한 분야별 종류의 분포를 한눈에 볼 수 있는 표로 정리한 내용으로 제목과 같이 마이크로니들의 기술적 트렌드를 파악할 수 있는 시간이었습니다. 마이크로니들의 새로운 연구 또는 분야를 고민하고 있다면 이 발표 자료를 통해서 부족한 부분에 대한 정보를 얻을 수 있으리라 생각했고, 제가 수행한 리뷰에서 표현 방식에 대한 부분과 주제들에 대해서 생각해 볼 수 있었습니다.

땅콩의 allergen을 빠르게 전달해서 탈감작 반응을 보여주는 코팅형 마이크로니들에 대한 발표에서는 땅콩 알레르기라는 질병에 대한 선택과 면역 반응에 대한 설명, 목표하는 TH1 타입의 반응을 증가 시켜 human IgG4, mice IgG2 antibodies를 binding 하는 내용에 대한 설명이 인상적이었습니다.

‘MR MAPS: Great Expectations or Hard Times’라는 제목의 마이크로니들 패치에 대한 리뷰 발표에서는 마이크로니들의 장점과 해결해야 하는 문제들에 대해서 카테고리를 만들어 전달하는 내용이 흥미로웠습니다. 특히, 기존 마이크로니들에 대한 설명과 함께 현재 큰 문제인 코로나19 백신에 대한 내용이 인상적이었는데, 코로나19 백신 개발을 위한 5가지 질문으로, ‘1. 자연적인 COVID-19 감염이 재감염을 예방 합니까?; 2. 계절성 COVID-19 백신이 필요합니까?; 3. 보호 면역 반응은 무엇입니까?; 4. 동물 모델이 예측 가능한가요?; 5. 안전 문제가 있습니까?’를 제시하였고, 각 내용에 대해서 전달한 부분이 흥미로웠습니다.

연구 결과와 최신 연구 트렌드에 대한 내용뿐만 아니라 회사에서의 연구를 소개하며 회사에 대한 정보를 전달한 발표도 있었습니다. 마이크로니들 전문 기업 쿼드메디슨의 ‘Towards Commercialization of Pharmaceutical Microneedle Array Patch’라는 제목의 발표에서는 회사 내에서 MAP의 코팅, 생분해성 기술에 대한 전략과 사업 아이템, GMP 시설에 대한 소개와 함께 compartmental MAP에 대한 연구 결과와 기술을 소개했습니다. 두 가지 백신을 서로 다른 구획으로 코팅시켜서 백신 접종 과정에서 한 번에 적용 가능한 기술로 매우 흥미로웠고, 질문 시간에 회사의 기술을 통해 약물 전달이 90% 이상 가능하다는 답변을 듣고 평균적으로 80% 정도인 경우에 비해서 높다는 점에서 놀라웠습니다.

라파스 회사에서도 상업적인 아이템과 제작 방법에 대한 발표가 있었는데 쿼드메디슨과 다르게 라파스에서는 생분해성 마이크로니들 제작 방법으로 ‘Droplet extension technology’를 이용해서 두 가지 물질 또는 약물에 대한 단일 적용 방법을 설명했습니다. 물에서 표면장력을 떠오르게 하는 기술 방법으로, 동영상을 추가해서 설명하여 이해하기 편했습니다.

‘Bridging the Gap between Commercial and Public Value of Measles/Rubella-Microarray Patch Vaccines’라는 제목으로 백신 패치의 상업적 가치와 공공 가치의 격차에 대한 내용을 전달한 발표도 있었습니다. 이 발표는 중산층 국가에 영향을 미치는 MAP의 제품 속성은 무엇이고 국가 예방 접종 프로그램에서 MAP가 어떻게 사용되는지, MAP 사용에 있어서 어떤 매력이 있고, 개발을 추진하고 영향을 가속화하기 위해 필요한 활동은 무엇인지에 대한 질문을 소주제로, Target product profile 속성을 통해 중산층 국가에 전달하고, 6가지 use cases를 이용한 프로그램 설명과 MAP를 통한 목표와 전략들을 풀어서 설명해주는 방식으로 MAP의 상업적 및 연구 개발의 방향을 알려주는 발표였기에 매우 흥미로웠습니다.

Zosano Pharma 회사에서 발표한 코팅형 마이크로니들의 컨셉과 상업에 대한 발표에서는 마이크로니들의 재질, 제조 방법, 적용 방법과 디자인에 따라서 분류하여 설명하고, Zosano의 패치형, cup 디자인의 아이템들을 설명했습니다. Cup 디자인을 이용하여 stability와 intuitive를 지키며 application을 이용하여 적용하며 관련 발전 과정들을 보여주었고, 코팅 기술을 설명했습니다. 이전에 코팅 기술과 다르게 롤링 형태의 약물 전달 과정을 이용해서 Needle array 중간에 약물이 코팅되는 형태가 매우 흥미로웠습니다. 또한, 최근 FDA 승인을 받은 편두통 치료에 사용된 Zolmitriptan과 연구 결과에 대해서 전달하며 패치 활용에 관한 기술을 설명했습니다.

특별히 흥미로웠던 부분으로는 MN 종류에서 solid, coated, dissolving, hollow, hydrogel-forming 외에 porous microneedle에 대한 연구입니다. Porous 마이크로니들은 무작위로 분포된 다량의 채널을 가진 solid 기반의 바늘로 모세관 작용에 의해서 전해질로 미리 채워질 수 있고 전기 측정 및 치료를 가능하게 하는 안정적인 전도도를 보여주는 기기로 피부 부종 모니터링, 수분 상태 모니터링 등의 적용이 가능하다고 합니다.

Porous 마이크로니들 관련 또 다른 발표에서는 PVA/PVP 고분자 혼합물을 이용하여 공막에 빠르게 이식하는 연구로, porous 층이 공막의 간질액을 흡수하고 용해되면서 약물의 팁이 분리되고, 공막 내에서 지속해서 약물을 방출하여 안구 질환을 치료하는데 사용된다는 연구가 있었습니다.

‘Photolithography-Free Fabrication of High Aspect Ratio Hollow Metallic Microneedles’라는 제목의 논문에서는 마이크로니들의 template을 제작하는 과정에 대한 설명으로, 3D 프린팅을 이용하여 첫 PMMA를 제작하고, Silver sputtering 과정 후에 PDMS 이용하여 몰드를 형성, PLA pellets을 이용하여 마이크로니들 template 구조를 형성합니다. 그 위에 etching 과정 후 PDMS 이용한 몰드 과정을 반복하고 PLA를 이용하여 마이크로니들을 제작하는 이 과정은 Photolithography 과정이 생략된 새로운 방법으로, 학부 때 PDMS를 이용하여 금속 액체 관련 실험을 한 기억이 생각나서 흥미롭게 들었습니다.

Microneedles 2020 학회는 microneedle 관련 논문을 작성하며 처음으로 참여한 온전한 microneedle에 관한 학회였습니다. 특허에 대한 논문과 임상연구에 대한 분석 연구를 하면서 나름 마이크로니들이 적용되고 있는 분야에 대해 접하고 있다고 생각을 했지만, 디자인, 재료, 제작에 관한 여러 발표, 상업적인 분야와 직접 설계하고 승인받는 과정에서 나오는 연구를 보며 하루가 다르게 성장하고 있는 마이크로니들 산업, 연구 분야에 말 그대로 접하고 있는 것으로는 한참 부족하겠다는 느낌을 받았던 시간이었습니다.

아직 경험해보지 못했던 마이크로니들의 코팅 또는 제작 연구, 혹은 in-vivo, ex-vivo 연구에 참여할 기회가 있었으면 좋겠고, 다양한 연구를 충분히 이해할 수 있도록 많은 공부가 필요하겠다는 생각이 들었습니다.

Microneedles 2020은 코로나19로 인해 온라인으로 개최되어 연구자들을 직접 만나볼 수 없었다는 아쉬움이 있지만, 다음 학회는 코로나19가 종식되어 훌륭한 연구자들의 발표를 직접 볼 수 있고, 이 분야가 낯선 사람들도 많이 참석하여 이 주제에 관심을 가질 수 있게 되기를 기대합니다.

© KMCRIC 학회 참관기