Transcript 3-2

경피약물전달시스템 응용
Nano Chemical
Engineering
Materials Lab
방종민
차 례
2-1 배경
2-2 경피흡수제제의 현황
2-3 약물선택시 고려사항
2-4 경피흡수 원리 및 경로
2-5 경피흡수속도론
2-6 경피흡수제제의 구조 및 종류
2-7 경피흡수촉진법
2-8 경피흡수제제의 전망
2-1 배경
과거 피부도포의 사용예
피부의 감염예방·감염의 치료
항균제 사용
자외선에 의한 피부노화·기미·주근깨 예방
자외선 차단제의 사용
미백·노화방지를 원함
여러 활성성분이 포함된 기능성화장품
국소작용을 위한 것이었고 피부의 상층부에 영향을 미치는 것을 목표로 하였음
★ 경피약물전달시스템- 피부를 통해 약물을 투여하여 전신효과를 나타내는 제형
(=경피흡수제제, 경피패치제제), (≠ 국소약물전달제형)
2-1 배경
전신작용
전신으로 확산가능
체내로도 흡수됨
피부를 통한 활성
성분의 투과
• 전신작용을 나타내기 위한 약물의 새로운
수송경로로써 많은 주목을 받음
• 피부를 통한 약물투여가 1980년대 초부터 활발하게 연구 중
• 표피에만 머물지 않고 체내로 흡수됨
• 활성성분의 투과는 화학포텐셜, 즉 농도의 차이에
의해 일어남
2-1 배경 (경피약물투여의 장점)
경구약물투여
경구약물투여
정맥주사
정맥주사
경피약물투여
경피약물투여
초기 일정시간동안 약물의
농도가 최소유효 혈중농도
에 미치지 못함
일정한 혈중농도를 유지할
수 있음
비교적 일정한
혈중농도 유지
최소유효 혈중농도 이하에
서 약효가 나타나지 않음
환자의 입원이나 의료전문
인의 도움이 필요함
위장관에 독성을 나타내는
물질의 부작용을 최소화
약물의 농도가 독성을 나
타내는 농도에 접근할수
있음
수시로 감독을 해야 하는
불편함 존재
간의 부담을 줄일 수 있음
주사제에서 발생할 수 있는
부작용 감수해야 함
생체이율률을 증가시켜 결
과적으로 투여량 감소
환자의 상태에 따라 손쉽게
투여중지 가능
투약량의 조절이 쉬움
★ 최소유효 혈중농도- 생체내로 투여된 약물이 약효를 나타낼 수 있는 최소한의 농도
★ 치료영역 – 독성을 나타내는 농도와 약효를 나타내는 최소유효혈중농도 사이의 범위
2-1 배경 (경피약물투여의 장점)
2-2 경피흡수제제의 현황
경피흡수제제로 개발된
대표적인 약물
니트로글리세린, 펜타닐,
클로니딘, 테스로스테론,
니코틴, 에스트라다이올,
에티닐 에스트라다이올,
노레틴드론 아세테이트,
리도카인, 필로카린,
피록시캄, 디클로페낙 등
현재 개발대상 약물
기존의 제품화된 약물 이외에
알프로스타딜, 뷰프레노핀,
덱사메타손,
덱스트로암체타민,
디하이드로테스토스테론,
플리비프로펜,
메틸페니데이트 등
경피약물전달의 여러 가지 장점, 많은 응용연구, 시장규모 및 발전성을
고려해 볼 때, 경피전달제형의 전망은 매우 밝음
2-3 약물선택시 고려사항
1
2
3
4
5
6
분자량이 500g/mol이하
적절한 지용성과 수용성을 가질 것
기존제형에 비해 특별한 장점이 있을 것
약물의 분배계수가 적절할 것 (K=1~3정도)
일일투여량이 너무 많지 않을 것
반감기가 짧아 투여횟수를 감소시켜 편리한 것
이런 제한점을 극복하기 위해 전기, 초음파, 마이크로니들
등을 사용하여 보다 많은 약물을 경피전달제형에 적용가능
★ 반감기 – 혈중 약물의 농도는 점차 감소하게 되는데 이 약물의 혈중농도가 반으로
줄어드는데 걸리는 시간
2-4 경피흡수 원리 및 경로
★ 각질층 – 표피의 최외각층, 케라틴으로 채워져 있는 케라티노사이트와 그 사이를
채우는 지질로 구성되어 있음
2-4 경피흡수 원리 및 경로
2-5 경피흡수속도론
(
) (
)
C2 – C1
Cd – Cr
dQ
Jss=
= DK
= -D
h
h
Sdt
•
•
•
•
D=막에서의 확산계수(cm2/h)
C1=공여층(Cd)과 맞닿은 막 바로 안쪽의 약물농도(mg/ml)
C2=수용층(Cr)과 맞닿은 막 바로 안쪽의 약물농도(mg/ml)
H=막의 두께, 즉 투과거리(cm)
Jss=
•
•
•
•
DK
C = PCd
h d
{수용층의 농도가 항상 매우 낮을때}
(Cr≒0)
P(DK/h)=투과도 또는 투과계수(cm/h)
C1=공여층(Cd)과 맞닿은 막 바로 안쪽의 약물농도(mg/ml)
C2=수용층(Cr)과 맞닿은 막 바로 안쪽의 약물농도(mg/ml)
H=막의 두께, 즉 투과거리(cm)
Q=PCdSt
{공여계의 농도가 일정하고
수용층의 농도가 항상 매우 낮을 때}
(Cd=constant, Cr≒0)
★ 투과도 – 막을 통해 단위시간당·단위면적당 투과되는 양
2-5 경피흡수속도론
2
tlag = h
6D
2-6 경피흡수제제의 구조 및 종류
2-7 경피흡수촉진법
여러가지 화합물을
약물과 동시에
투여하는 방법
이온도입법
전기세공도입법
술폭사이드 계통의 화합물
피롤리돈 계통 화합물
화학적
방법
물리적
방법
경피흡수
촉진법
지방산 계통 화합물
계면활성제 계통 화합물
마이크로니들
초음파도입법
각질층 박피법
알코올
각질층 수화팽윤법
글리콜류
생화학적
방법
에센셜오일류
터펜류
열에너지의 공급
요소
환화요소(아존)
생체전환
프로드러그를
사용하는 방법
피부약물대사
억제제의
동시투여방법
2-7 경피흡수촉진법 (물리적방법)
•이온도입법의 원리
Anode
Cathode
e-
★ 이온도입법 – 생리적으로 수용할 수 있을 정도의 작은 전류를
피부에 가함으로써 전기적인 반발력 및 전기삼투압 작용을 일으켜
전하를 가진 약물이나 중성약물의 경피흡수를 촉진시키는 방법
2-7 경피흡수촉진법 (물리적방법)
•이온도입법에서의 약물의 피부투과
농도기울기에 따른
단순확산
약물의
피부
투과
전기적 퍼텐셜 기울기에 따
른 전기적 반발
피부의 전기삼투압에 의한
약물용액의 대류운동
•이온도입법의 장점
약물의 투여량을 전류세기
및 적용시간의 조절로 제어
장점
약물의 투여를 환자가 손쉽
게 on/off할 수 있음
2-7 경피흡수촉진법 (물리적방법)
•전기세공도입법
장점
짧은 시간에 고전압을 적용하여 약물의
투과를 크게 증진시키는 방법
단점
고전압에 의해 피부가 비가역적 손상을
받을 수 있어 장기간 적용에 문제
•초음파도입법
→ 초음파를 적용하여 각질층 내의 지질구조를 변화시켜 약물의 투과도를
증가시키는 방법 (펩티드 약물로 응용되고, 백신의 경피전달에도 이용)
•각질층박피법
→ 피부투과의 장벽역할을 하는 각질층을 접착테입·초음파 등 기타 물리적
방법으로 제거하는 것
•마이크로니들법
→ 수~수백㎛의 바늘침을 병렬로 연결하여 피부에 문질러 피부의 통증을
최소화하면서 물리적인 다공을 형성하는 방법
2-7 경피흡수촉진법 (생화학적방법)
•생체전환프로드러그를 사용하는 방법
→ 자체로는 흡수가 어려운 약물의 화학구조를 변형시켜 흡수가 용이한 형태로
투여한 후, 체내에서 효소나 가수분해에 의해 원래의 약물로 생체전환시켜서
약효를 나타나게 하는 방법
•피부약물대사 억제제의 동시투여방법
→ 흡수가 일어나는 과정에서 분해되는 약물의 양을 최소화하는 방법으로
대사를 일으키는 효소의 대사저해제를 같이 투여하는 방법
★ 프로드러그 – 자체로는 흡수가 어려운 약물의 화학구조를 변형시켜
흡수가 용이한 형태로 투여한 후, 체내에서 효소나 가수분해를 통해
원래의 약물로 변화시켜서 약효를 나타내는 약물
2-7 경피흡수촉진법 (메커니즘)
•각질층 내의 지질에 영향을 주는 것
→ 각질층의 지질의 구조를 변화시켜 유체의 유동성을 증가시키는 것
→ 이에 따라 약물을 보다 쉽게 투과시킬 수 있음
→ 유동성의 증가는 액정상태에서 액체로의 상 변화에 의한 것
•피부로의 분배촉진
→ 약물 각질층과의 친화도를 증가시켜 각질로의 분배를 촉진함으로써
경피흡수를 촉진시키는 방법
•각질층 지질의 추출
→ 각질층 내의 지질량을 줄여 약물이 투과해야 하는 지질층의 두께를 줄이는 방법
2-8 경피흡수제제의 전망
1981년 첫 상용화
1981년 Ciba에서 발매한 Transderm-Scop
- 스코폴라민을 72시간동안 방출시킬 수 있는 제제
1981 ~ 2000년
미국 FDA에 의해 40여개의 패치제가 허가됨
- 그 중 20여종의 약물이 경피흡수제제로 개발·상업적 성공
2001년
전세계적으로 약 40억 불의 시장이 형성됨
- 펜타닐, 니트로글리세린, 에스트라다이올, 니코틴의 순서
2001년~2010년(예측)
매년 약 10% 이상의 발전을 거둘 것으로 예상됨
즉, 활발한 연구와 시장의 증가를 고려해 볼 때,
경피투여제형의 미래는 매우 낙관적임