약물전달시스템 (Drug Delivery System, DDS)

 

약물전달시스템 (Drug Delivery System, DDS)은 약물의 흡수, 분포, 대사, 배설의 메커니즘이 알려진 이후로 지속적으로 발전해 왔습니다. 경구 투여뿐만 아니라 요즘 Nano carrier, SMEDDS (Self-micro emulsifying drug delivery system), SEDDS (Selfemulsifying drug delivery system) 등이 많이 연구되고 있습니다.

 

1. 약물전달시스템 (Drug Delivery System, DDS)이란?

약물전달시스템 (Drug Delivery System, DDS)은 의약품의 단순한 배합성에서부터 고도의 기능성을 갖는 제형까지 통칭하는 것으로 경구, 주사, 경피, 점막 등 인체의 다양한 경로를 통하여 환자에게 적용되고 있는 것을 말합니다. 인체로 투여된 의약품으로부터 방출된 약물은 혈약과 림프계의 운반 경로를 통하여 생체막과 장기 등으로 이동 후 특정 부위에 도달하게 됩니다. 약물은 질환 부위에 분포되어 있는 수용체와 결합하여 치료 효과를 나타내게 되고, 일부는 인체의 대사체계와 간 등에 의하여 대사 되어 체외로 배출됩니다. 약물전달시스템은 경피전달 (Transdermal delivery), 경구전달 (Oral delivery), 경막전달 (Mucosal delivery), 이식전달 (Implant delivery), 주사제 (Parenteral delivery) 등이 있습니다. 약물전달시스템은 난용성 약물의 가용화나 치료하기 어려운 부위에 약물전달, 약효의 극대화를 위해서 진행됩니다. 순수한 약물을 그대로 인체에 투여하는 경우 유효성, 안정성, 그리고 복약 편의성을 확보하기 어렵기 때문에, 적절한 제형으로 제제화하여 사용해야 합니다. 제형은 약물의 유효성과 안전성을 크게 변화시킬 수 있으므로 약물의 선택만큼 적절한 제형의 선택은 중요하며, 약물에 따라서는 같은 제형이라고 하더라도 처방이나 제조방법에 따라서 위장관 내에서의 흡수속도, 흡수량, 약효 지속시간, 독성의 발현 여부등이 크게 차이 나게 됩니다. 약물의 특성, 투여량, 투여경로, 지속시간 등을 고려하여 적절한 기술을 사용하고 최소량으로 효과를 극대화하여 부작용을 감소시키는 것이 약물전달시스템의 목적입니다.

 

2. 약물전달 시스템 기술들은?

약물전달 시스템은 일반 고형제제도 약물전달 시스템이라고 할 수 있습니다. 경구 투여 후 위장관을 지나 간에서 대사 되어 전신작용을 하게 됩니다. 다만, 경구투여의 단점은 다양한 부작용이 나타난다는 점입니다. 또한 서방정이나 장용성 제제도 약물전달 시스템을 이용한 기술이라 할 수 있습니다. 위장의 낮은 pH에 의해 분해되는 활성성분을 보호해서 소장과 대장에서 흡수되도록 만든 기술입니다. 이렇게 약물전달 시스템은 보통 폴리머를 이용한 전달방법들을 택하고 있습니다. 항암치료에서도 약물전달시스템을 적용한 다양한 연구들이 있습니다. 암에 있는 리셉터를 이용하여 전달하는 방법, ERP시스템을 이용한 전달 방법, pH나 Radiation, 열 (Thermal)을 이용한 방법들이 있습니다. 항암제에 적용된 약물전달기술 중 생체분해 고분자를 이용하여 양산한 제품도 있습니다. 독성이 강한 유방암치료제인 파클리탁셀을 폴리락틱에시드에 봉입하여 전달하는 방법입니다. 약물전달 시스템에서 약물 봉입에 대한 기술은 중요한 부분이며, CMC (Critical Micelle Concentration)을 통해 나노 혹은 마이크로 입자를 형성하는 기술을 나타냅니다. 미셀을 제조하기 위해 Bottom flask 법이나 Dillution 방법이 있는데 각각의 장단점이 있습니다. Bottom flask 법은 유기용매를 증발시켜서 빠른 시간 내에 미셀을 형성할 수 있느냐 입자가 고르지 않는 단점이 있고, Dillution 방법은 시간이 오래 걸리고, 동결건조를 해야 하는 등의 공수가 많은 반면 고른 입자의 파우더를 얻을 수 있습니다.

3. 최신 약물전달 시스템 연구 동향은?

요즘 약물전달 시스템 연구동향은 SMEDDS (Self-micro emulsifying drug delivery system), SEDDS (Self-emulsifying drug delivery system)나 PLGA (Poly D L-lactide-co-glycolide)를 이용한 장기방출형 (서방형) 주사제 그리고 마이크로니들 개발에 집중하고 있습니다. 2023년 라스베이거스에서 있었던 CRS (Controlled Release Society, 07/24 ~ 07/28)에서도 장기방출형 주사제 (Long acting injection)과 마이크로니들 (Microneedle)에 대한 관심도가 상당히 높았습니다. SMEDDS (Self-micro emulsifying drug delivery system), SEDDS (Self-emulsifying drug delivery system)는 유사한 기술이며 입자의 차이를 가지고 있습니다. 두 제형은 약물, 지질, 계면활성제와 co-solvent를 사용하여 만들어지며, 난용성 약물의 생체이용률을 향상하고, 약물 흡수의 지속적으로 발생하는지 예측이 가능하고, 투여 빈도 감소나 투여량을 감소시킬 수 있으며, 약물에 대한 환자 순응도가 향상될 수 있습니다. 장기방출형 주사제는 서방형 주사라고 불리며 지속적인 치료효과와 일정한 혈중농도 유지, 감소된 투여빈도 그리고 잦은 투약을 벗어나 삶의 질이 향상될 것이라는 기대감이 있습니다. 현재 개발된 제품들은 말기암환자의 통증완화를 위한 마약성 진통제를 체내에서 서서히 방출하여 그 통증을 지속적으로 감소시켜 주는 역할을 합니다. 향후 비만치료제, 탈모, 당뇨약 등 매일 복용해야 하는 약들을 위주로 서방형 주사제 개발에 박차를 가할 것으로 보입니다.