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[BRIC View 리뷰논문요약]

연질 재료 활용을 위한 3D 프린팅 기술의 개요 및 지질 기반 약물 전달 시스템의 잠재성

차상학 (포항공과대학교)

요약문

3D 프린팅 기술은 빠르게 성장하고 있는 적층 제조 공정으로써, 다양한 분야에서 제품 변화 방법을 변화시킬 것으로 예측된다. 제약 분야에서 3D 프린팅 기술은 기존 방식으로는 불가능했던 다양한 크기와 구조, 용량 변화, 용량 조합 및 방출 특성의 복잡한 제형의 개발 및 생산을 가능하게 할 것으로 기대하고 있다. 하지만, 지금까지 해당 기술은 주로 폴리머 기반의 시스템에 국한되어 있었으며, 지질과 같은 연질재료를 활용하는 분야에 대해서는 연구가 부족한 상황이다. 본 리뷰에서는 다양한 3D 프린팅 기술과 함께 이들의 연질재료 사용에 대해서 소개할 것이다. 또한, 3D 프린팅 기술의 제약 산업에 있어서의 활용도 및 장점과 한계점들에 대해서 소개할 것이며, 특히 지질 기반의 약물 전달 시스템에 초점을 맞추어 설명할 것이다. 결론적으로, 지질 기반 약물 전달 시스템을 위한 연질 재료의 사용에 있어서 3D 프린팅은 매우 큰 이점을 가지며, 추후 해당 기술은 개인 맞춤형 의약품 개발에 큰 영향을 미칠 것으로 기대한다.

1. 서론

3D 프린팅은 디자인된 컴퓨터 디지털 파일로부터 3D 물체를 생산할 수 있는 프로토타입 기술이다. 3D 프린팅은 기저에 물질 층을 차례로 결합하거나 도금시키는 방법으로 목적물체를 생산할 수 있다. 이 때의 목적 물체는 CAD 프로그램에 의해 디자인되어 .STL을 확장자로 가진 파일 형식으로 저장되게 되는데, 3D 프린터 소프트웨어는 해당 파일의 정보를 특정 두께의 연속된 층으로 인식하게 된다. 이로써 특정 두께의 층이 연속적으로 쌓이는 방법으로 3D 프린터가 목적 물체를 생산할 수 있게 된다 (그림 1).

이러한 3D 프린팅은 금속, 가루, 고체, 액체, 세라믹, 폴리머, 플라스틱, 생체 재료에 걸쳐 다양한 물체 생산에 활용될 수 있으며, 이러한 장점 때문에 다양한 분야에서 물체 생산을 위한 핵심 기술로 주목을 받고 있다. 이는 3D 프린터의 빠른 생산 속도, 높은 정확도 및 복잡한 물질의 생산 가능성과 낮은 폐기물 발생량 그리고 생산 가능한 물질의 다양성 때문인 것으로 여겨진다. 특히 제약 산업에서 3D 프린팅의 잠재력이 높게 평가 되는데, 특히나 물에 잘 녹지 않는 불수용성 약이나 단백질 등의 생산에 용이하다는 점 때문인 것으로 여겨진다. 3D 프린터의 등장은 고객 맞춤형 특징과 투여량이 고려된 약품의 개발을 가능하게 할 수 있다는 점에서 제약 산업의 패러다임을 바꿀 것으로 기대하고 있다 (그림 1).

이러한 3D 프린팅의 높은 잠재력에도 불구하고 지질 기반 약품 전달 시스템(lipid-based drug delivery system, LBDDS) 분야에서의 3D 프린터의 활용은 아직 연구가 필요한 상황이다. 지질은 점성이 높은 액체 혹은 부드러운 고체(연질) 물성을 가지고 있으며, 제약 산업에서 이러한 지질 기반의 LBDDS는 약품의 흡착력 및 물에 잘 용해되는 친유성 약품의 생물학적 이용 가능성을 높이기 위한 차세대 전략으로 주목받고 있다. 본 리뷰에서는 다양한 종류의 폴리머를 넘어서 연질 물질을 사용하는 3D 프린팅 기술에 대해서 설명하고, 이의 LBDDS에의 활용에 대해서 다룰 예정이다.

...................(계속)

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