세마글루타이드 전달 마이크로니들에서 제형 용해속도 및 피부 내 분포와 약동학적 특성 간의 상관관계 분석 = Correlation Analysis Between Formulation Dissolution Rate, Intradermal Distribution, and Pharmacokinetics in Semaglutide-Loaded Microneedles

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 세마글루타이드의 경피 전달 효율을 향상시키기 위해 파우 더 부착 마이크로니들 기반 전달 시스템을 개발하고, 제형 설계 및 투여 전 략에 따른 약물 방출 및 확산 특성을 체계적으로 분석하였다. 특히 제형에 따른 피부 내 확산 차이를 규명하고, 제형을 녹일 수 있는 용매를 추가적으 로 투여함으로써 피내 대류 환경 형성이 제형 간 물리적 특성 차이를 극복 시킬 수 있는지 확인하고자 하였다. 이를 위해 빠른 용해 및 확산을 유도하 는 수크로즈 기반 제형과, 점성 및 겔 매트릭스 특성을 지닌 고분자기반 제 형을 설계하여 비교하였다. 각 제형은 동결건조 및 볼밀 공정을 통해 수행 하였으며, 제조된 고형 파우더를 마이크로니들 표면에 부착하여 투여 시스 템을 구성하였다. 약물 방출 특성은 In vitro 용출 실험을 통해 평가하였다. 이당류 기반 제형은 고분자 기반 제형 대비 5분 이내 누적 방출률이 약 90% 이상으로 빠르게 도달하였으며, 고분자 제형은 상대적으로 느린 방출 특성을 나타냈 다. 그러나 용매를 추가 투여할 경우, 특히 고분자 기반 제형에서 초기(5분) 누적 방출량이 약 23.1%에서 37.2%로 유의하게 증가하여, 피부 내 약물 방출 가속화 가능성을 확인할 수 있었다. 피부 내 확산 거동은 Ex vivo 돼지 피부 모델을 이용하여 형광 모델 약 물 투여 직후 소량의 용매를 국소적으로 투여하여 피부 내 대류 환경을 조 성함으로써, 약물 방출 및 조직 확산을 가속화하는 전략의 효과를 검증하였 다. 용매 투여 그룹은 비투여 그룹 대비 형광 강도 감소율이 뚜렷하게 증가 하였으며, 이는 피부 조직 내에서의 약물 용해 및 확산 촉진을 반영하는 결 과이다. In vivo 약동학 평가에서는 용매 투여를 통한 피부 내 용해 및 확산 가속이 체내 흡수 속도에도 긍정적 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 본 연구는 제형 설계와 용매 투여 전략을 결합한 복합적 접근이, 세마글 루타이드와 같은 고분자량 바이오의약품의 경피 전달 효율을 획기적으로 개 선할 수 있는 가능성을 제시한다. 이는 향후 비침습적 바이오의약품 전달 플랫폼 개발에 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

목차 (Table of Contents)

• 국문 초록 ⅰ
• 그림목차 ⅴ
• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 실험방법 4
• 1. 세마글루타이드 파우더의 제작 4
• 2. 세마글루타이드 파우더 부착 마이크로니들의 제작 6
• 3. In vitro 용출실험 7
• 4. 파우더 부착 마이크로니들 피부 투과도 평가 8
• 5. Ex vivo 돼지피부에서의 약물 확산 비교 8
• 6. In vivo 약동학 평가 12
• Ⅲ. 실험 결과 및 고찰 13
• 1. 동결건조 및 볼밀 분쇄 후 파우더의 안정성 평가 13
• 2. 세마글루타이드 파우더 부착 마이크로니들 특성 평가 14
• 3. In vitro 용출실험 18
• 4. 파우더 부착 마이크로니들 피부 투과도 평가 20
• 5. Ex vivo 돼지피부에서의 약물 확산 비교 22
• 6. In vivo 약동학 평가 28
• Ⅳ. 결론 29
• Ⅴ. 참고문헌 32
• Ⅵ. Abstract 35