R&D 동향분석보고서

약물방출제어시스템 개발동향

손은수

<목차>

I. 서론 ···············································································································1

II. 기술개발동향 ·····························································································2

1. 약물방출제어시스템의 개요 ··············································································2

1) 경구용 DDS ········································································································2

2) 경피흡수용 DDS ································································································3

3) 폐 달 DDS ········································································································3

4) 주사용 DDS ········································································································4

2. 약물방출제어시스템의 개발동향 ······································································5

1) 경구용 제제 ········································································································5

2) 경피흡수용 제제 ······························································································12

3) 폐 달 제제 ······································································································14

4) 주사용 제제 ······································································································17

Ⅲ. 기술특성분석 ··························································································19

1. 제형별 기술개발특성 ························································································19

1) 경구용 DDS ······································································································19

2) 경피흡수용 DDS ······························································································21

3) 폐 달 제제 ······································································································22

4) 주사용 제제 ······································································································22

2. 효과 ··············································································································24

Ⅳ. 결론 망 ··························································································25

<표 차례>

<표 1> 2000/2005년 세계 DDS 시장규모2) ························································1

<표 2> 경구용 약물 달에 있어 약물방출조 시스템의 종류 ························2

<표 3> 경피흡수용 제제의 약물 흡수 진방법 ················································3

<표 4> 삼투압을 이용한 경구용 약물방출제어시스템의 주요 특징 ············8

<표 5> 국내 기업의 주요 경구용 DDS제제 수출 황 ····································20

- 3 -

<표 6> 국내 약물방출제어기술의 SWOT 분석 ·················································23

<그림차례>

<그림 1> Alza의 OROS system의 개략도3) ·······················································7

<그림 2> Flamel의 Mcropump 개략도4) ·····························································7

<그림 3> Elan의 SODAS system 개략도5) ·························································8

<그림 4> SkyePharma의 Geomatrix 개념도6) ··················································12

<그림 5> Catapres TTS의 구조7) ········································································13

<그림 6> 기 지 천식 방제인 폐 달제제 Nebuliser8) ······························14

<그림 7> Dry Powder Inhalation(DPI) 기구9) ·················································15

<그림 8> Aradigm의 AERx system 투여장치10) ············································16

<그림 9> 3M의 환경 친화 폐 달 도구와 달효율 비교도11) ···············17

<그림 10> Atrigel의 투여 모식도12) ···································································19

<그림 11> Alza의 Duros 구조도3) ······································································19

<그림 12> 태평양제약의 토톱 구조도13) ·······················································21

<그림 13> SK제약의 트라스트 구조도14) ··························································21

- 1 -

I. 서론

약물은 용이 편리하고 약리효과가 최 으로 발 될 수 있는 제형으로 가

공된 후 여러 경로로 생체에 투여된다. 투여된 약물은 제형에서 방출된 후

흡수되고 류를 따라 각 장기로 분포된 다음 사 배설로 소실된다. 주

로 약물의 약효는 약물농도에 비례하여 나타나므로 다양한 제제학 기

술로 농도곡선의 모양을 조 할 필요가 있다. 따라서 약물치료 효과를

안정 이고 효과 으로 발 하고, 약물을 가능한 작용부 에 선택 으로 작

용할 수 있도록 약물의 생체내 거동 특히 제형으로부터 방출되는 약물의 양

을 각종 기술로 제어할 필요가 있다. 즉 약물의 부작용을 이고 효능/효과

를 극 화시켜 필요한 양의 약물을 효율 으로 달할 수 있도록 설계한 제

형을 약물 달시스템(Drug Delivery System; DDS)이라고 하며1), 경구, 경피,

주사, 막 등의 모든 달경로에 해 외 없이 달체로부터 약물의 방출

을 제어하는 기술은 약물 달시스템의 개발에 있어 가장 핵심 인 것들

의 하나이다(<표 1>).

따라서 본 연구에서는 약물의 투여경로별로 표 인 약물방출제어시스템

을 조사하고, 각 약물방출제어 기술이 용되어 개발되었거나 혹은 개발

인 제품을 심으로 약물방출제어시스템의 개발동향을 살펴보기로 한다.

<표 1> 2000/2005년 세계 DDS 시장규모2)

기술 2000년 매출(bil. $) 2005년 매출 (bil. %)

Controlled release 14.0 26.3Needle free injection 0.4 1.0Injectable/Implantable polymer system 3.8 7.2Transdermal delivery 6.7 12.7Transnasal delivery 8.2 16.0Pulmonary delivery 11.7 22.6Transmucosal delivery 2.4 6.5Rectal delivery 0.5 1.2Liposomal delivery 1.2 3.3Cell/gene therapy - 5.0Miscellaneous 1.5 2.5

계 50.4 104.3

- 2 -

II. 기술개발동향

1. 약물방출제어시스템의 개요

달체로부터 약물의 방출을 제어하는 기술을 경구, 경피, 주사 등 해당 제

형의 투여경로별로 알아보기로 한다.

1) 경구용 DDS

경구용 DDS는 제제학에 있어 가장 통 이고 가장 선호되는 투여경로로

서 복용 편의성, 렴한 제조비 등의 이유로 인해 거의 모든 약물이 목 하

는 최종 제형으로서 앞으로도 DDS분야에 있어 가장 주도 인 치를 유지

할 것으로 망된다. 이러한 경구투여는 DDS기술이 용되지 않은 일반 제

형에 해 투여 즉시 약물이 모두 방출되어 짧은 시간내에 농도가 최고

치에 도달하기 때문에 신속한 효과를 필요로 하는 진통제 등의 한정된 약물

을 제외하고는 유효 농도 유지를 한 반복투여와 이로 인한 최소 독성

농도와 최소 유효 농도를 넘나드는 농도의 격한 변동이 약 으로 지

되어 왔다. 따라서 경구용 DDS에 있어 주요 핵심 쟁 은 약물방출의 조

기술에 집 되어 왔으며 이는 크게 서방성, 지연성 속효성으로 구분할 수

있다. <표 2>에 이들의 주요 특징을 정리하 다.

<표 2> 경구용 약물전달에 있어 약물방출조절시스템의 종류

종류 특징 주요 개발/생산 업체

Controlled release

Sustained release

1-2회/일 복용

부작용 개선

일정약물농도 유지

Alza, Elan

Skyepharma

Mundipharma

Delayed releaseControlled release와 유사한 기술

위장관내 특정부위에서의 방출개시

Astra

Poli, Yamanouchi

Fast dissolving

빠른 효과가 필요한 경우

물 없이 복용(Taste masking)

약을 삼키기 어려운 환자나 경우

Scherer DDS

Cima, Prographarm

Yamanouchi

- 3 -

2) 경피흡수용 DDS

경피흡수용 DDS는 패취, 젤, 연고 등의 제형이나 기장치를 이용하여 피

부를 통해 약물을 으로 직 달하는 기술로서 장이나 간장에 의한

약물의 사를 피해갈 수 있는 장 이 있어 경구용으로 투여하 을 때 부작

용을 나타내거나 약물의 흡수가 매우 낮아 효과를 잘 나타내지 못하는 약물

에 해 주로 용되어 왔다. 이들 제형 패취형이 경피흡수용 제제의 주

류를 이루어 개발되고 상품화되어 왔으며, 이는 다시 착제와 약물이 혼합

된 DIA(drug in adhesive)형, reservoir형, multi laminate adhesive형 등으로

구분되며 제조의 용이성 등으로 인해 drug in adhesive형 제제가 가장 많이

상품화되어 있다.

경피흡수용 제제의 핵심 연구 쟁 은 피부를 통한 약물의 흡수 진과 패취

제제의 약물 방출조 수단, 그리고 기나 자기장, 음 등을 이용한 능

동수송에 의한 약물 달을 들 수 있다. <표 3>에 경피흡수용 제제의 표

인 약물 흡수 진 방법을 정리하 다.

경피흡수용 DDS의 주요 개발사는 Alza, LTS, Noven, Ethical, Cygnus,

TheraTech, 3M 등을 들 수 있다.

<표 3> 경피흡수용 제제의 약물 흡수촉진방법

구분 수단

화학적 방법

지질친화성 유도체 합성

각질층의 탈 지질

흡추촉진제의 병행투여

생화학적 방법Prodrug 이용

피부대사 저해제의 병행투여

물리적 방법

각질층 탈리

각질층 수화

Iontophoresis

Electrophoresis

Sonophoresis

Thermal energy

3) 폐 달 DDS

최근 기오염의 증가에 의해 호흡기 질환이 증가되었는데 지난 80년 에

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서 90년 반까지 미국에서 천식환자가 약 46% 증가했다고 한다. 이러한

호흡기 질환의 증가는 폐를 통한 약물의 달에 심을 갖게 하는 요한

계기가 되었다고 볼 수 있다. 이와 아울러 많은 생명공학제품(peptide, gene,

protein 등)이 의약품으로 개발되었는데, 온도, pH, 효소계 등 외부환경에 매

우 민감하고 불안정한 물질의 특성상 이들 제품의 투여경로로 지 까지는

거의 주사제가 사용되었으나, 주사제의 경우 환자들의 순응도가 많이 떨어지

므로 주사제의 안으로 폐를 통한 약물 달이 시도되었다. 폐를 통한 약물

달의 경우 약물이 사되지 않고 신순환 속으로 달될 수 있는데 이

는 약물에 한 높은 투과도를 나타내는 폐의 특성과 에 기인한다고 볼

수 있다. 폐에서 흡수된 약물은 심장을 거쳐서 신순환으로 이행함으로써

간 회통과 효과가 없다. 보통 간에서 많이 사되는 약물의 경우 독성의 감

소 등 우수한 이 있지만 폐에서 약물의 사가 일어나지 않는 것은

아니다.

폐를 통한 약물의 달에 있어서 약물 입자크기가 도달부 와 한 계

를 갖는다. 폐에 국소 으로 작용하고자 할 경우에는 1∼10㎛ 정도가 좋으며

신속하게 흡수시켜 신효과를 목 으로 하는 경우에는 0.5∼1㎛가 바람직하

다. 한 입자크기가 지나치게 작을 때(〈0.5㎛)에는 흡입된 약물이 호흡에 의

해 체외로 배출될 가능성도 있다. 이러한 폐 달 DDS의 주요 형태는 분말

형, 분산형 기타 형태로 나 수 있다. 재 폐 달 DDS를 연구개발하고

있는 주요 회사는 Dura, Inhale, Astra, 3M, Jago, GSK, Schering-Plough,

Aradigm 등이 있다.

4) 주사용 DDS

주사제는 약물의 흡수에 한 장벽이 없고 신속히 약효를 나타내며 한

경구투여에서의 간 회통과 효과를 피할 수 있다. 그러나 일반 으로 약물의

소실이 매우 빠르므로 경구제형에서와 같이(더 잦은 간격으로) 유효 농

도의 유지를 해 반복투여가 필수 이기 때문에 약효지속기간을 연장하고

작용을 증강시키거나 부작용을 감소시키기 한 방출제어 제제의 개발이 임

상에서 요구되고 있다. 최근 들어 생명공학이 발 함에 따라 내인성 생리활

성물질이 발견 는 합성되어 주사제에 한 높은 차원의 제제설계가 필요

하다고 인식되고 있다. 주사용 DDS 제품에 있어 약물방출조 기술이 핵심

으로 용되는 분야가 바로 서방형 주사제이며 서방형 주사제는 다시 콜

로이드형 제제와 체내이식형 제제로 구분할 수 있다.

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가. 콜로이드형 제제

오래 부터 서방화 제제로서 가장 일반 으로 사용된 제제는 약물을 난용

성 염 형태로 만든다든지 난용성 에스테르를 만들어 수성 유성 탁제형

으로 만드는 기술이다. 이러한 제제들은 체내에서 체액에 의한 약물의 용해

속도가 약물 흡수의 속도결정단계가 되어 약물의 방출제어가 가능하다.

한 마이크로캡슐 마이크로스피어를 이용하여 지속화하는 기술을 응용

하는데 마이크로캡슐의 경우는 고체 는 액체약물이 심핵에 치한 구형

입자를 말하며 마이크로스피어는 고분자물질 에 고체 는 액체약물이 분

산되어 있는 것으로 다핵의 마이크로캡슐이라고 할 수 있다. 피막소재로는

생분해성 폴리머를 이용하고, 호르몬제와 항생제 등에 이용되고 있다.

나. 체내이식형 제제

체내이식형 제제는 임 란트형 제제라고도 불리는데, 약물을 기제에 분산

하여 성형한 것과 약물 장부 방출구동부로 구성된 것 등이 있다. 이러한

제제는 장기간에 걸쳐서 일정한 속도로 약물방출을 제어할 수 있다는 장

이 있다. 그러나 부분의 경우 투여 시 동통을 피하기 해 국소마취가 필

요하며 생체를 개 합해야 하는 불편이 있고 약물 장부와 방출구동

부로 구분된 제제의 경우에는 일정 시간이 지난 후 기구를 제거해야 하는

불편이 따른다. 한 제제마다 독특한 투여기구를 제공하고 있어 약물을 투

여하는 데 숙련된 의료 인력이 필요하며 약효지속기간에 해당하는 많은 양

의 약물을 한꺼번에 투여하는 제제의 특성상 용 가능한 약물에 제한이 있

으며, 갑작스러운 약물의 방출에 한 험성을 가지고 있기도 하다.

2. 약물방출제어시스템의 개발동향

1) 경구용 제제

경구용 약물방출조 기술을 용한 제제는 경구 제어방출제제의 가장 기

본 인 유형으로서 1960년 부터 지속 으로 연구되어 오고 있는 통 인

약물 달시스템이다. 제어방출제제의 일차 인 목표는 원하는 속도로 원하는

시간만큼 약물을 방출시키는 것이다. 이를 해서는 환경 인 요소로서 체내

액, 장액과 약물방출시스템과의 상호작용, 기술 인 요소로서 약물의 방출

을 제어하는 물질 는 장치, 이러한 요소들을 실용성 있게 구 하는 제조방

법, 시스템과 약물의 용가능성 등 매우 복잡하고 다양한 인자들이 고려되

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어야 한다. 용하고자 하는 약물에 따라 제어방출제제는 방출패턴을 달리하

는데 크게 다음과 같이 4가지로 나뉠 수 있다.

첫째는 일정한 속도로 약물을 방출하는 것(zero order release),

둘째는 일정한 지체시간을 갖고 약물을 방출하는 것(delayed release),

셋째는 약물방출을 조 하여 같은 약물이 2번 이상의 용출피크를 갖는 것

(pulsatile Release),

넷째는 서로 다른 성질의 약물을 하나의 시스템 내에서 갖은 속도로 방출

시키는 것(combinational release) 등이다.

약물의 방출패턴 조 을 한 다양한 시도가 많이 진행되어 왔지만 유용성

이 있는 시스템은 아래의 몇 가지로 구분할 수 있다. 즉 삼투압을 이용한 약

물방출제어 제제, microsphere/microparticle을 포함하는 약물방출제어 제제,

liquid를 포함하는 약물방출제어 제제, hydrogel 는 막 착성 약물방출제

어 제제, pulsatile 약물 달시스템, 그리고 가장 보편 인 polymer

matrix/coating 약물방출제어 제제가 그것이다.

가. 삼투압을 이용한 약물방출제어

약물방출제어 제제의 가장 큰 문제 은 체내에서 매트릭스나 코 이 일정

하게 분해되지 않음으로써 약물이 일정한 속도로 방출되기 어렵다는 인데,

이를 삼투압을 이용하여 개선한 제품이 Osmotic pump제제의 표 기술인

Alza사의 OROS System이다. 이것은 삼투압을 이용하여 작은 구멍으로 약물

이 서서히 방출되도록 만든 것이다. 즉 수분이 반투막을 통해 디바이스 안쪽

으로 달되면 가스 는 고분자물질이 팽창하여 약물을 작은 구멍으로

어내는 방식으로 작동한다.

Alza의 표 인 삼투압 제어기술로는 pH 7 미만의 사용 환경으로 달되

기 어려운 약물을 삼투압 디바이스로부터 달하기 한 장치가 있는데, 이

디바이스는 반투막성 물질로 형성된 성형된 벽과 격실 격실과 디바이스

의 외부를 연결하는 벽내 통로를 포함한다. 이 디바이스를 환경에 투여하면

벽을 통하여 액체를 격실로 흡수하며 약물을 함유하는 화합물의 용액을 형

성하고 사용 환경의 액체와 시켜 가스를 생성함으로써 약물을 미세분산

형태로 환경으로 장기간 동안 달할 수 있게 한다. 이 시스템을 개량한 기

술로 7시간까지 약물 달을 지연시키는 디바이스도 있다. 이밖에 Alza의 삼

투압을 이용하여 맥동성 약물 달시스템과 액상의 물질을 삼투압을 이용하

여 서방화시키는 시스템도 개발되어 있다. Alza의 OROS 시스템을 용한

표 인 제품에는 Cardura XL(doxazosin mesylate), Glucotrol(glipizide),

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Procardia XL(nifedipine) 등이 있다.

Alza사 외에 코어에 유기용매를 함유하지 않으며 더 간단한 방법으로 경

구 삼투압 투여형태를 제공한 Ciba-Guigy사의 기술도 주목할 만하다. 한

삼투압을 이용한 다른 서방형 시스템으로 Flamel사의 Micropump 시스템,

Andrx사의 SCOT시스템 등이 있다.

<그림 1> Alza의 OROS system의 개략도3)

<그림 2> Flamel의 Mcropump 개략도4)

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<표 4> 삼투압을 이용한 경구용 약물방출제어시스템의 주요 특징

개발사 특징 (관련기술명)

Alza Corp.

1. 사용환경에서 발생하는 휘발성에 의해 약물을 전달(OROS system)

2. 유효성분을 수용자에게 투여하기 위한 자가 제어방출성 디바이스

(OROS system)

3. 7시간까지 약물방출을 지연시키는 기술

C i b a - G e i g y

Corp.약간 용해성인 활성성분에 대한 경구 삼투시스템

Andrx즉석에서 약물전달통로가 형성되는 수용성 약물의 제어방출기술(SCOT

system)

Elan 경구용 몰핀 다중입자 조성물(CODAS system)

나. Microsphere/microparticle을 포함하는 약물방출제어시스템

Microsphere/microparticle 제조기술은 약 100-200㎛의 크기로 약물을 폴리

머와 함께 구형 입자로 만들어 체내에서 서서히 방출되도록 하거나 맛을 차

폐시키거나 생체이용율을 높이는 데도 활용하고 있다. 이 기술의 가장 큰 장

은 다양한 제형화가 가능하다는 인데 주사제, 정제, 캡슐제, 탁제, 비

등정 등으로 만들 수 있다. 표 인 기술로는 Fuisz Technology사의

Ceform microsphere technology, Elan사의 IPDAS 시스템, SODAS 시스템

(Spheroidal Oral Drug Absorption System), 단백질 등에 용하는 BEODAS

(Bioerodable Enhanced Oral Drug Absorption System) 등을 들 수 있다.

<그림 3> Elan의 SODAS system 개략도5)

장 을 통과하는 시간은 사람마다 일정하지 않기 때문에 약물의 일정한

흡수 패턴을 확보하면서 약물방출을 제어하기는 매우 어렵다. 이러한 문제

을 해결하기 해 100개 이상의 microencapsulated unit을 포함하는 복수유

닛 시스템이 제안되었다.

90년 반 이후 microsphere 형태의 peptide 는 protein의 지속성 경

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구제제에 한 기술이 Emisphere Technologies, Inc.에 의해 개발되었는데,

분해 산과 단백질분해효소에 의한 분해에 하여 안정성이 증가된

달시스템으로서 미세구를 형성하는 로테노이드를 제공하고 있다.

다. 맥동성(pulsatile) 약물방출제어시스템

약물을 최 에 신속히 달하고 일정시간 이후 다시 달시키는 제형을 맥

동성 약물 달시스템이라 하는데, 기에 신속한 약효를 보이고 이후 서서히

방출되어 오래 효과를 지속할 것을 기 하는 진통제 등에 합한 시스템이

다.

맥동성 약물 달시스템은 디바이스의 크기가 무 크고 투여회수에 제한을

갖고 있었다. Merck & Co., Inc.에 의해 개발된 기술은 약물 달 펄스 사이

의 간격을 용이하게 조 할 수 있는 간헐 인 약물 달을 한 약물 달시

스템을 제공한다. 일정한 구동력을 구비한 환경액에 손상되지 않는 캅셀 모

양의 긴 용기에 복수의 층을 포함하는데 팽창층과 스페이서층, 그리고 나머

지는 팽창층과 스페이서층 사이에 교 로 존재한다. 이와 련하여 Alza

Corporation은 복수의 불연속 약물 함유 유닛을 원하는 달 패턴과 로

필로 달할 수 있는 분배기를 개발하 는데, 이는 고형의 불연속 활성성

분 투여 유닛 복수개를 포함하는 액상 환경에 사용하기 한 활성성분 분배

기를 포함하고 있다.

이러한 연구는 최근에도 지속 으로 이루어지고 있는데 F.H. Faulding &

Co.는 NMDA(N-methyl-D-aspartate) 리셉터 길항물질을 서방하는 매트릭스

나 코 된 코어와 즉각 으로 방출하는 매트릭스 는 코 된 코어로 구성

된 시스템을 개발하 다.

라. 액상을 포함하는 약물방출제어시스템

경구 매트릭스형태나 microsphere 형태와는 달리 액상형태의 약물방출제어

시스템은 소수성 약물의 함유가 용이하다는 장 과 함께 림 계를 통해 흡

수되어 간을 통과하지 않고 약물이 체내 순환계로 들어가므로 회통과효과

를 거치지 않는다는 장 이 있다. 이러한 액상형태의 제제에는 유성 코아를

포함하는 마이크로에멀젼(microemulsion) 형태가 일반 이다.

Clinical Technologies Associates, Inc.가 개발한 시스템은 무향, 무미의 먹기

좋은 어유-함유 미세캡슐을 제공하고 있는데, 염기성 용액 에 오일 기제

생물학 활성화합물 비오일 용해성 장용 코 의 유제를 형성하고 그 유

제를 산성 수용액으로 원자화시킨 다음 석출한 미세캡슐을 산성 수용액으로

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부터 분리하는 방법으로 제조한다.

Abbott Laboratories는 치료 활성화합물 유효량 5% 내지 20 량%의 오

일을 포함하는 치료용 활성화합물을 신 으로 달하기 한 약제학 정

제를 개발하 는데, 활성화합물을 오일에 분산시키고 이것을 담체 실리카와

혼합하여 정제화하는 시스템이다.

액체 활성물질이 사용될 환경에 활성성분을 즉시에 방출될 것과 장시간에

걸쳐 사용하는 환경으로 제어 방출하는 것이 요청되고 있으나 여기에 합

한 시스템은 없었다. Alza사는 다공성 입자를 삼투압성 푸시층 투여형태로

분산시킴으로써 액체 활성물질 제형을 제어 방출하는 투여형태를 개발하고

있다.

마. Hydrogel bioadhesive polymer 련 경구 약물제어방출시스템

막부착성 제제는 구강 막, 비강 막, 막, 직장 막 등 다양한 경로

로 투여가 용이하다. 약물의 특정부 체류성을 극 화하기 해 다양한

막부착성 소재가 사용되고 있다. 이러한 소재로는 sulfated sucrose,

alumineum hydroxide, gelatin, pectin, carboxymethyl cellulose 등이 있다.

Bio-mimetics Inc.는 수팽윤성이지만 수불용성 섬유상 가교된 합체를 포함

하는 생체 착제 유효량의 치료제를 포함하는 조성물을 개발하 다. 생체

착제 유효량의 치료제를 포함하는 제어방출 처리 조성물에 있어서, 상

기 생체 착제는 수팽창성이지만 수불용성의 섬유, 가교된 카르복시 작용기

합체를 포함한다.

활성성분을 막으로 투여하는 데에는 다양한 요소가 작용하는 것이며 강

력한 생체 착 효과를 가지면서 활성성분을 제어 방출하는 조성물에 해서

는 아직 보고되어 있지 않다. Adir et Compagnie가 개발한 시스템은 막

착력을 갖으면서 활성성분을 제어방출하기 한 생체 착성 약리학 조

성물이다. 한 장 막에 착하는 방법이 아닌 체류성 서방형 제형에

한 요구가 계속 제기되고 있다. Alza사는 작은 환약을 함유하는 하이드로

젤 장기를 포함하는 약물 달시스템을 개발하 는데, 이것은 액을 흡수

하여 2-50배 팽창함으로써 장시간 디바이스를 에서 유지하도록 해 다. 서

방성 제형을 제조하기 해 사용되는 하이드로젤은 약물의 비선형 방출속도

를 유발하는 단 이 있었다. Andrx Pharmaceuticals는 하이드로젤로부터 약

물을 0차 방출속도로 제공할 수 있는 약제학 으로 허용되는 이온성 화합물

유효량을 사용하여 하이드로젤로부터 약물의 방출속도를 제어하는 방법을

개발하 다. LTS사 역시 장 에서 활성화합물의 제어방출이 가능하고 유

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문을 지연시켜 활성물질의 체류 시간을 연장시킨 시스템을 개발하 다.

바. 매트릭스형태 경구 약물방출제어시스템

경구제제에 있어서 가장 보편 인 형태인 매트릭스형태 약물방출제어시스

템은 가공성형이 쉬우나 방출특성을 효과 으로 제어하기는 어려운 것이 사

실이다. 그 까닭은 제형 외부의 환경과 시스템을 구성하고 있는 고분자, 약

물간의 상호작용이 제형의 특성상 매우 클 수밖에 없기 때문이다. 매트릭스

내에 합한 고분자를 혼합하여 pH와 무 하게 약물방출을 제어하는 방법,

그리고 정제 내에 겔화 bead를 형성하도록 하여 약물의 방출을 제어하려는

시도가 진행되었다. Biovail사의 Dimatrix 시스템, Skye Pharma사의

Geomatrix 시스템 등이 이와 련된 표 인 기술들이다. American Home

Products Corporation는 약물을 함유하는 코어, 코어를 둘러싸는 코

코 된 코어 주 에 당 코 을 포함하는 약물방출제어 시스템을 개

발하 다. E.R. Squibb & Sons Inc.는 pH에 계없이 기본 특징의 약제가

제어되는 속도로 방출되는 것을 특징으로 하는 제어방출성 약제학 제형을

개발하 다. 한 SmithKline Beecham은 아목시실린과 클라불란산을 함유한

코어를 방출 지연 코 을 하고 아목시실린을 함유하는 이스층에 의해 둘

러싸인 정제 제형을 개발하 다.

가용성, 난용성 약물에 모두 용시킬 수 있는 약물방출제어 시스템을 구

하기 해 Merck & Co.는 유효성분을 함유하는 탁액을 그 자리에서 생

성하여 그 방출을 제어하기 한 달 지연 디바이스를 제공하고 있다. 이

시스템은 2개 이상의 층을 포함하며 어도 한개 층은 활성성분 수화시

미세 합체 겔 bead를 형성하는 나트륨 아크릴 이트 수크로오스 는

펜타에리트리톨로 아크릴산 가교된 카르복시폴리메틸 으로 구성된 군으로

부터 선택된 합체를 포함하며 나머지 한개 층은 수화시 미세 합체 겔

bead를 형성하는 합체를 포함하는 압축코어와 코어를 둘러싸서 착하고

있고 코어에 도포된 수불용성, 수 불투과성 합체 코 으로 구성되며 상기

코 은 개구를 가지고 있으며 코어표면의 5 내지 75%를 노출시키는 것을 특

징으로 한다.

- 12 -

<그림 4> SkyePharma의 Geomatrix 개념도6)

2) 경피흡수용 제제

가. 막제어 시스템

패취형 경피흡수 제제의 약물방출조 시스템은 크게 막제어 방식과 매트릭

스 방식으로 분류할 수 있다. 막제어 방식의 경우 막과 지지체 내에 반고형

의 물질이 들어 있고 약물의 방출을 막을 통해 조 하는 방식으로 구성되어

있으며, 매트릭스 방식의 경우 약물이 착제 내에 포함되어 있는 형태와 약

물이 착제 내에는 포함되어 있지 않지만 착제층이 약물층 주변을 둘러

싸고 있는 형태의 제제로 외 상 구별이 될 수 있다.

막제어 방식의 표 인 기술은 재 시 인 Duragesic에 용된 Alza사

의 기술로서 펜타닐의 부작용을 감소시키면서 지속 으로 약물을 투여할 수

있는 것이 있으며, 심증 치료에 효과 인 니트로 리세린 제제를 기존에는

연고제나 겔제로 투여되던 제형을 막제어 방식으로 어도 16~24시간 사용

될 수 있는 형태의 제제로 개발하기도 하 다. Biotek Inc.은 약물의 서방화

를 이루면서 막제어 방식으로 약물을 달하는 방법으로서 약물을 입한

micorparticle을 함유한 형태의 약물 달시스템을 개발하 는데, 약물은 0차

속도로 방출되면서 지속 인 효과를 확보할 수 있다.

재 시 인 Alza사의 testoderm에 련된 기술은 피부의 유효한 부

를 통해 유효한 약물의 농도를 나타낼 수 있도록 투여가능한 장치를 제

공한 것으로 호르몬요법에 응용되는 기술이다. 본 기술은 비수성 폴리머 담

체를 이용하여 약물을 담지시키고 약물이 방출되는 부 에는 착성 물질을

포함하지 않고 가장자리 부 에만 착성 물질을 도포하여 약물의 방출에

착성 물질이 향을 주지 않는 시스템으로 고안되었다. 한 시 인

- 13 -

Noven사의 Vivelle에 련된 시스템의 경우, 기존 경피를 통한 약물 달 장

치는 착용자에 한 착성이 무 강하여 제거시 불편함을 느껴야 했거나

혹은 단일상으로 된 종래 젤 조성물의 경우는 약물의 방출 시간이 젤의

도에 따라 변화할 수 있고 이러한 성질은 표 제조기법으로는 제어하기 곤

란하다는 문제 이 있었는데, 제품 성형 이 에 토(Clay)를 첨가함으로써

약물 함유의 감압성 착제, 즉 피부용 조성물의 착성을 증가시킬 수 있었

다.

나. 매트릭스 시스템

재 시 인 Nitrodisc의 원천기술은 매트릭스 형태로 심증 치료에

장시간 동안 피부투과 니트로 리세린 투여를 가능하도록 피부에 해 편리

하게 용할 수 있는 시스템이다. 한 약물을 피부를 통해 달하는 방법의

특징 하나인 서방성 효과를 나타내기 해 합체성 확산 매트릭스를 제

공한 특허가 Key Pharmaceuticals Inc.에 의해 개발되었다.

일본 Hisamitsu Pharmaceut Co Inc는 약물방출조 을 해 미세한 분말을

이용하 으며, 시 인 고 압치료제인 clonidine을 주 1회 투여 경피흡수제

로 제조한 Catapres TTS의 원천기술인 미국 Alza의 E-Trans는 약물층 간

에 방출속도제어층을 두어 약물의 확산속도를 일정하게 조 하는 새로운 방

식의 근을 시도하 다.

<그림 5> Catapres TTS의 구조7)

다. 기타

경피흡수용 제제의 약물방출을 제어하기 해 술한 상기의 막제어나 매

트릭스 방식의 제품은 많은 약물을 피부를 통해 달하는데 어려움이 있으

며 용 상약물에도 제한이 있다. 를 들어 고분자물질이나 단백질, 펩타

이드와 같은 약물은 재의 막제어나 매트릭스 방식으로는 개발하기 어려운

문제 이 있다. 따라서 약물의 투과를 증가시킬 수 있는 방법으로 경피흡수

진제를 개발하던가 아니면 기 힘을 이용하여 투여할 수 있는 방법이

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연구되고 있다. 여기에서는 기 방법을 이용한 iontophoresis,

electrophoration, sonophoresis 와 열에 의한 피부투과 증가가 소개되었다.

이와 련하여 Jassen은 iontophoresis에 의한 약물의 수송방법, Alza는

electorporation에 의한 약물의 수송방법을 개발하고 있다. Iontophoresis나

electroporation에 의한 경피흡수제제 개발은 90년 이후 소개되기 시작했으

며 이는 분자생물학의 발 과 유 공학기술의 발달로 이들 약물을 투여할

수 있는 체경로로서 피부의 장벽을 넘을 수 있는 방법으로 연구가 진행된

것이다.

3) 폐 달 제제

가. 우더형

폐를 통한1 흡입제에 있어서 많은 부분을 차지하고 있는 것이 약물을 분말

화하고 입자크기를 균일하게 만들고 형성된 입자들이 서로 응집되지 않고

사용 기간동안 안정할 수 있게 만드는 것과 약물을 분무함에 있어서 동일한

양을 정확하게 제공할 수 있으며 사용되는 추진제가 친환경 인 추진제를

이용하여 제제화 하는 것이다. 약물을 분무함에 있어 항상 일정한 양이 분무

되도록 하는 것은 용기에 한 부분이므로 엄 하게 말하면 제제자체의 설

계에 의한 약물방출제어기술이라고 할 수 없으나, 황을 살펴보면

nebuliser, DPI(dry powder inhaler), pMDI(pressurised metered dose

inhaler) 등으로 많이 개발되고 있으며 재 가장 보편 으로 사용되고 있는

방법은 체의 약 70%를 차지하고 있는 pMDI이다.

<그림 6> 기관지 천식 예방제인 폐전달제제 Nebuliser8)

- 15 -

<그림 7> Dry Powder Inhalation(DPI) 기구9)

이러한 용기의 발 과 아울러 분체에 한 기술도 발 되고 있는데,

Fisons plc는 입자의 크기가 작으면서도 흐름성이 좋은 생산 공정과 미세분

말이 뭉치지 않고 캡슐에 충 된 약물을 운반체도 없이 흡입기로 이동을 쉽

게 하는 방법을 개발하 다. 국소 항염증효과를 나타내는 beclomethasone

dipropionate라는 약물은 호흡기로 흡입하여 달할 경우 천식의 치료 방에

유효한 약물로서 미세입자를 제조할 경우 입자가 커지는 물성을 갖는 약물

인데, Glaxo Group Limited는 monohydrate 형태로 약물을 제조하여 결정

성장을 억제한 기술로서 흡입형 제제를 개발하 고, 이는 GSK에서 재 시

인 Beclovent에 용되었다. 한 SRI International는 폴리펩타이드 약

물을 미세분말화 할 때 일어나는 역가의 손실을 방지하고 미세분말들간의

응집을 방지할 수 있는 기술을 개발하 으며, Dura Pharmaceuticals Inc.는

분말상의 제품이 수분에 노출될 경우 안정성이 떨어지는 것을 방지할 수 있

는 방법을 개발하 다.

Innovata Biomed Limited는 기존의 폐를 통한 약물 달의 경우 약물의

신속한 작용은 나타낼 수 있었으나 약효의 지속화에는 문제 이 있었는데

이러한 문제 을 해결하기 해 마이크로캡슐 기술과 지용성 계면활성제를

사용한 기술을 이용하여 약효를 지속시킬 수 있는 방법을 제공하 다.

분무제형의 경우 약물을 분무시킬 때 propellant가 사용되고 이들

propellant가 기존에는 염소 불소계의 가스를 사용함으로써 기권의 오

존층을 괴하는 원인이 되었는데, GSK는 propellant로 오존층을 괴하지

않는 기체를 사용함으로써 친환경 인 기술을 개발하 는데 이는 GSK의

salmeterol inhaler와 련있는 기술이며, 환경친화 인 propellant의 사용과

계면활성제 첨가로 분말의 응집을 억제하는 기술을 개발하기도 하 다.

폐를 통한 단백질이나 펩타이드, 혹은 유 자 달을 한 시도가 이루어

지고 있는데, 당뇨병치료제인 인슐린을 경폐제제로 개발하기 해 Aradigm

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은 AERx system과 monomeric insulin을 이용하여 생체이용율을 증가시킬

수 있는 방법을 고안하 다. 한 흡입제를 이용한 유 자 치료를 하여 핵

산을 국소부 에 용하는 연구가 꾸 히 진행되어져 왔는데, Inhale

Therapeutic Systems Inc.는 친수성부형제에 핵산을 분포시켜 분말상으로 제

조하여 안정화시키고 친수성 부형제를 통하여 습기가 있는 곳에 쉽게 부착

할 수 있도록 하여 핵산의 투여를 쉽게 하는 방법을 개발하 다. 이러한 유

자 달을 해 폐를 통한 투여는 90년 후반에 많이 이루어지고 있다.

<그림 8> Aradigm의 AERx system 투여장치10)

나. 분산형

폐를 통한 약물의 달에 있어서 분산형 제제의 경우 탁상과 에멀젼 형

태로 구별할 수 있는데, 탁상의 경우 우더 형태와 구별이 명확하지는 않

다. 한 분산형 내에서 탁상과 에멀젼을 분류하기도 힘들고 련된 기술

의 수도 어서 분산형으로 통합하여 고찰하 다.

Fisons LTD는 천식치료제로 사용되는 약물의 입자크기를 일정 범 내에

서 유지하면서 분말 내에 수분을 게 함유하여 안정성을 증가시킬 수 있는

시스템을 개발하 으며, 3M은 계면활성제 성질을 갖고 있는 불소로 치환된

propellant를 사용함으로써 분산이 잘되며 탁상으로 잘 유지될 수 있으며

결정의 안정성을 갖도록 하고 막에 한 부착성을 좋게 할 수 있는 방법

을 개발하 다. 나노 입자를 탁액 상으로 유지하면서 nebuliser를 통해 분

산시켜 질병의 진단 치료 수단으로 사용할 수 있는 방법이 Elan사에 의

해 개발되기도 하 다.

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<그림 9> 3M의 환경 친화적 폐전달 도구와 전달효율 비교도11)

4) 주사용 제제

가. 콜로이드형

The Liposome Company Inc.는 생분해성 지질매트릭스를 이용하여 생체

내에서 약물이 지속 으로 방출하는 기술을 개발하 으며, Syntex Inc.는 생

분해성이며 생체 합성 폴리머를 이용하여 마이크로캡슐를 제조하여 약물방

출제어 시스템과 다공성 고분자를 이용하여 미세입자를 제조하여 30일 이상

방출 제어될 수 있는 기술을, 일본의 Takeda Chemical Industries Ltd와

Fujisawa Pharmaceutical Co. Ltd는 각각 W/O 에멀젼 형태의 마이크로캡슐

을 이용하여 수용성 약물을 지속성 주사제로 개발할 수 있는 기술과 생분해

성 폴리머를 이용하여 마이크로스피어를 제조하여 지속성 작용을 나타낼 수

있는 기술을, American Cyanamid Company는 성장 호르몬을 다 에멀젼

시스템으로 지속성 작용을 나타낼 수 있는 기술을 가지고 있다.

일본의 Tanabe Seiyaku Co.는 약물의 방출을 조 할 수 있도록 폴리머 비

율을 다르게 제조한 다핵의 마이크로스피어를 만들어 기존의 마이크로스피

어들이 안고 있었던 장기간 동안 일정한 속도로 약물을 방출할 수 있는 기

술을 소개하 다.

인간성장호르몬의 지속성 제제를 해 고분자매트릭스를 형성한 기술을 미

국의 유명한 DDS회사인 Alkermes Controlled Therapeutics Inc.가 가지고

있으며, Prolease라는 이름의 기반기술로서 여러 제약회사와 합작으로 제품

을 개발했거나 개발 에 있다. 한 생체 합성 고분자를 이용하여 생리활성

물질이 in vivo에서 지속성 작용을 나타낼 수 있는 기반 기술로서 분자량

약물에 주로 용하는 Medisorb기술을 가지고 있다.

한국의 삼양사는 생분해성 마이크로스피어를 형성하여 립선치료에 지속

성 작용을 나타낼 수 있는 기술을 개발하 으며, 한국화학연구원은 생분해성

고분자인 키토산을 이용하여 제조한 지속성 주사제 기술을 개발하 다.

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Eli Lilly and Company는 지속성 작용을 나타낼 수 있는 반고형 형태의

주사제 기술을, Liposome Technology Inc.가 내부에 약물을 함유하는 리포좀

을 제조하여 근육이나 피하에 주사했을 때 지속성 작용을 나타내는 기술을,

Yissum Research Development Company of the Hebrew University가 리포

좀의 막간 농도차를 이용해 물과 기름에 모두 친한 양친화성 물질을 리포좀

에 담지하는 빠르고 간단하며 효율 인 방법을 개발하기도 하 다.

나. 체내이식형

Merck & Co.는 다공성 반투막으로 이루어진 달시스템의 내부에 약물을

주입하여 삼투압 차를 이용하여 약물이 달될 수 있도록 하는 기술과 상온

에서는 액체이고 주사로 투여되면 체온에서 반고형 내지는 젤 상을 갖는 고

분자를 이용하여 약물을 지속 으로 방출할 수 있는 시스템을 개발하 고,

Brown University Research Foundation은 신경 달 분비세포를 반투막으로

캡슐화하여 생체 내에서 일정한 속도로 방출될 수 있는 시스템을 개발하

다. Alza Corporation는 삼투압에 의해 작동하는 약물방출제어용 약물 달시

스템으로서 형태안정성을 가지는 새로운 주사기에 한 기술과 삼투압을 이

용해서 반투막 몸체를 갖는 지속성 기술을 가지고 있다.

Atrix사는 체내에 용하면 젤이 되는 Atrigel이라는 시스템과 고분자가 아

닌 implant로 치주염에 사용되는 기술을 소유하고 있으며, 온도감응성 고분

자로 이루어진 Macromed사의 Regel과 련된 기술도 있다.

일본의 Sumitomo Pharmaceuticals Company는 생분해성 고분자로 구성된

고체 서방성 약물 달시스템으로 막 모양의 형태를 갖는 물질을 개발하

다. Pfizer Inc.는 기공성 매트릭스에 거 분자가 분산되어 있는 키토산 조성

물을 이용해 분자량이 큰 약물이 달 과정에서 활성을 유지하도록 하는 방

법을, Syntec Inc.는 폴리락티드 매트릭스 안에 수용성 고분자 폴리펩타이드

의 서방성 제제에 한 기술을, MIT와 Nova Pharmaceutical Corporation가

공동으로 생분해성 고분자로 이루어진 성장호르몬의 체내 서방형 약물 달

시스템을 개발하 다. PDT systems는 상 으로 염증반응이 고 지속성

작용을 나타내며 implant 자체를 자가 으로 안정화 시키는 기능이 있는

implant를 개발하 다.

Axxia Technologies는 생체 합성이 있으며 0차 속도에 근 한 약물방출을

나타내며 생분해성이 아닌 implant에 한 기술로 암성 통증을 억제하는 목

으로 개발된 기술을 보유하고 있다.

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<그림 10> Atrigel의 투여 모식도12)

<그림 11> Alza의 Duros 구조도3)

Ⅲ. 기술특성분석

1. 제형별 기술개발특성

1) 경구용 DDS

국내에서의 경구용 DDS제품은 다른 분야에 비해 기술 인 측면에서 상당

히 앞서가고 있고 세계의 다른 DDS 개발회사와 비교해 보아도 기술 인 측

면에서 뒤지지 않는 수 이다. 재 국내에서 개발되어 세계 유명 제약회사

에 수출한 주요 DDS기술 의 부분이 경구용 DDS기술이라는 것이 이를

잘 말해주고 있다. 이는 주로 다음과 같은 이유에 기인하고 있다.

① 축 된 기술

한국 제약기업은 수십년 동안 경구용 제품을 생산해온 경험을 가지고 있어

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이를 기반으로 경구용 DDS개발에 을 두는 경향이 있다.

② 국내 시장

국내에서도 세계 인 추세와 마찬가지로 경구용 제제가 가장 높은 시장

유율을 차지하고 있으므로 국제화되지 않은 국내 제약 기업의 특성상 국내

시장을 목표로 하고 연구개발을 진행하려는 경향이 있어 경구용 제품의 연

구개발이 선호되는 실정이다.

③ Pipeline 확 략

국내 제약회사들은 자사 제품 특허가 만료되거나 타 회사가 국내에 도

입하는 새로운 경구용 DDS제제와 생물학 으로 동등한 제품을 개발하여 빠

른 시간내에 시장에 정착하려는 경향이 강한데 이러한 경향과 맞물려 경구

용 제제 개발을 선호하는 편이다.

④ 기술개발의 용이성

경구용 제제는 타 투여 경로에 비해 기술개발이 비교 용이하고 개발기간

한 비교 짧은 편이다. 그러나 국내에서의 경구용 DDS제제 개발은

OROS, Geomatrix, SODAS등과 같이 다양한 약물을 실을 수 있는 이른바 기

반기술을 개발하기 보다는 특정 약물을 상으로 한 단편 인 제품 주의

연구개발을 선호하는 편이라 일련의 pipeline을 형성하는 것이 어려운 문제

을 가지고 있다.

경구용 DDS제제는 지 까지 그래왔던 것처럼 앞으로도 상당기간 시장에

선두 품목으로서 지배력을 유지할 것으로 기 되는 분야로 제약회사를 비롯

한 학, 연구소의 연구개발자들의 지속 인 심과 규모의 연구투자가 필

요한 실정이다. 희망 인 사실은 국내 제제개발의 역사가 비교 짧음에도

불구하고 국내에서 개발된 기술들이 세계 유명 제약회사에 기술수출되어 많

은 외화를 벌어들이고 있다는 사실이다. <표 5>에 재 국내에서 개발되어

외국 유명제약회사로부터 로열티를 받고 있는 주요 제제를 나타내었다.

<표 5> 국내 기업의 주요 경구용 DDS제제 수출현황

년도 기술수출업체 기술도입업체 내용

1997 한미약품 노바티스 마이크로 에멀젼 제제

1998 유한양행 와릭 면역억제제 제조기술

2000 동아제약 한국얀센 경구용 무좀약 생체이용율 향상기술

2000 종근당 Hexal 오메프라졸 제제

2000 삼양사 BMS 대장표적 제제

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2) 경피흡수용 DDS

태평양에서 개발하여 상품화한 토톱은 비스테로이드성 소염진통제인

토 로펜을 피부를 통해 달함으로써 경구투여시의 장간 장애를 없앤 실

질 으로 국내 최 의 DDS개념을 도입한 제품이다. 이후 SK제약의 트라스

트를 비롯한 수많은 유사한 제품이 개발되어 국내의 경피흡수용 DDS 기술

은 어느 정도 수 에 올라 있다고 보아도 무방할 것이다. 다만, 앞서 경구용

DDS의 경우와 같이 연구개발과 상품화가 매트릭스 형태와 reservoir 형태에

국한되어 있어 미래의 거 시장을 형성할 것으로 기 되는 거 분자 약물

특히 펩타이드 단백질성 약물의 능동수송에 한 연구는 미진한 상태이

다. 이와 더불어 1회/일 제형이 보편화되어 있고 1회/주 제품을 개발하고

있는 세계 수 과의 격차도 하루빨리 좁 야 할 부분이다. 재 태평양제약,

SK제약, 제일약품, 종근당, 삼양사 등에서 소염진통제의 경피흡수제, 니코틴

경피흡수 제제를 상용화한 바 있다.

<그림 12> 태평양제약의 케토톱 구조도13)

<그림 13> SK제약의 트라스트 구조도14)

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3) 폐 달 제제

폐 달 기술에 있어 아쉽게도 국내에서는 그리 활발한 연구가 진행되고 있

지는 않은 실정이다. 약물방출제어 기술을 포함한 폐 달 제제에 한 거의

모든 연구가 아직 기 단계에 머물러 있고, 실제 국내 제약회사들 한 많

은 심을 두고 있지 않은 상태이다. 이러한 상의 원인을 다음과 같이 정

리해 볼 수 있다. 우선 폐 달 제형을 연구하는 회사나 연구그룹을 국내에서

찾아보기 쉽지 않다는 이며, 제형을 평가할 수 있는 in vitro 실험모델 수

립이 폐 달 제형에 있어서 어렵다는 이다. 주로 실험동물이나 사람들을

이용한 in vivo의 약효평가가 이루어지는 폐 달 제형의 개발 특징상의 문제

이 국내에서 폐 달 제형의 개발을 가로막는 주요인 의 하나로 단된

다. 한 폐 달 제형 개발에 있어 없어서는 안 될 새로운 달기구의 개발

에 축 된 국내 기술이 무한 것 한 사실이다. 이러한 기 인 기술의

부재로 인해 폐 달 제형은 아직도 실험실 단계를 벗어나지 못하고 있는 것

이 국내의 실정이다. 다른 이유로는 폐 달 제형이 한국인에게는 익숙하지

않아 사용에 거부감을 가지는 것도 하나의 원인이 될 수 있다. 주된 사용자인

천식 환자들이 미국이나 유럽 등 외국에 비해 많지 않다는 시장성 문제도 국

내 제약회사들이 폐 달 제형의 개발을 꺼리는 요인 하나이다. 실제로 치

료용 폐 달 제형이 세계시장에서 크게 성공한 반면 국내에 시 된 세계 유

명제품들이 한번도 국내 100 제품에 포함되지 못하는 등 시장에서 실패하

고 있다. 하지만 앞으로 더 심해지는 공해로 인해 천식과 같은 호흡기

계통의 환자는 기하 수 으로 증가할 것이 상되고 폐를 통한 달이 단백

질 약물의 달경로로서 새롭게 부각되고 있는 황을 보면 국내에서도 더

이상 수수방 하고 있을 상황이 아닌 것이다. 아울러 제형 개발을 뒷받침하기

해 새로운 디바이스에 한 기 연구가 필수 이며 호흡기 의 생리학 인

기능연구 분체 공학의 기 연구 역시 선행되어야 할 것이다.

4) 주사용 제제

약물방출제어 기술의 용에 의한 장기지속형 주사제는 세계 의약품 시장에

서 거 품목으로 자리잡아 상업 으로 성공하고 있으며, DDS 시장에서 가장

빠르게 성장하고 있는 분야 에 하나이기도 하다. 표 으로 황체형성호르몬

방출호르몬인 LHRH 유도체 성분의 립선암 치료제는 선두주자인 일본

Takeda의 Lupron depot와 미국 Astra Zeneca의 Zoladex를 비롯해 한해 수십

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억 달러의 매출을 유지하고 있는 세계 인 블록버스터 에 하나이다. 이외에

도 미국 DDS개발 문회사인 Alkermes는 호르몬 등의 단백질/펩타이드 약물

의 안정성을 유지시키면서 성공 으로 제형화할 수 있는 획기 인 냉동분무건

조 공정인 ProLease technology라는 기반기술로부터 여러 제약회사와의 략

제휴를 통해 인간성장호르몬의 4주 지속형 제제(Nutropin depot, Genentech과

공동개발), 정신분열증 치료제(Risperdal Consta, Jassen과 공동개발)등을 상품

화 시켰으며, 이외에도 Skyepharma의 Depofoam, Macromed의 ReGel, Atrix의

AtriGel, Alza의 Duros와 Alzamer depot, Durect의 SABER, Nektar의

advanced PEGylation과 Hydrogel 등 세계 인 제약사 는 DDS 기업들은 각

자 독자 인 기반기술을 개발하여 상호간의 략 제휴를 통해 활발한 연구개

발을 진행하고 있다. 아쉽게도 국내에서는 장기지속형 주사제에 있어 약물방

출을 제어하는 이 다 할 기반기술을 개발했다거나 개발 이라는 보고가

없으며, 다만 한국과학기술연구원의 정혜선 박사 과 송수창 박사

LGCI의 gel type 제형과, 화학연구소의 이해방 박사 의 microsphere제형,

동국제약의 microsphere형 LHRH 제제, 태평양의 microparticle제형 등이 국

내에서 개발되었거나 개발이 이루어지고 있는 장기지속형 주사제의 이다.

이상 각 달경로별 약물방출제어 기술의 특성분석 결과 국내 연구개발

황의 강 , 약 , 요인 기회요인을 <표 6>에 나타내었다.

<표 6> 국내 약물방출제어기술의 SWOT 분석

Strength Weak

․ 최근의 몇몇 개발 성공 사례로 인한 연

구개발 분위기 확산

․ 재료, 약학, 생물학 등 다양한 분야의

협동연구 체제 구축 활발

․ 벤처를 중심으로 한 공격적인 개발 분

위기

․ 국내 연구인력과 연구비 전체를 합친

규모가 다국적 거대제약사 하나의 수

준에 미치지 못하는 현실

․ 실험실 → 제품화에 이르는 완전한

개발 경험 및 지원체체 미비

Opportunity Threat

․ 세계적으로 연구의 초기/중기 단계에

머물고 있는 분야가 많아 효과적인 연

구투자로 선두권 도약 가능성을 높일

수 있음.

․ 신약개발에 비해 소요 연구자원(연구

비, 기간)이 비교적 적어 국내 연구환경

보다 적합함.

․ 선행업체들이 독점적 지위를 가지고

있는 경우 진입장벽이 높음.

․ 국내 제약산업 시장이 성숙하지 않아

다국적 거대제약회사들의 공격적 전

략에 취약함.

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2. 효과

인류의 과학 발 과 더불어 생명연장이 요한 목표가 됨으로써, 퇴행성

질환, 심 계 질환, 당뇨병, 악성종양, 바이러스 감염 등과 같은 기존의 질

병 이외에도 새로 출 된 HIV SARS 등의 질병을 치료하기 한 연구와

새로운 응용 창출이 목표로서 두되게 되었으며, 이러한 에서 질병 치료

방을 한 약물의 연구개발 활동은 앞으로도 크게 증가될 것으로 상

된다. 국내 제약업계의 자 력 기술력을 감안하면 신약 개발에는 많은

험부담이 따르는데, DDS 기술개발을 통한 개량신약 개발분야는 신약개발에

비해 은 연구비로 성공률이 높아 우리나라 제약업체 여건상 자원의 효율

성이 높은 분야라 할 수 있다. 성공한 한 가지 개량신약 기술개발로 여러 약

물에 용시키는 이른바 기반기술이 창출될 수 있어 고지식 집약산업이라는

특징이 있는 DDS개발은 신약 개발과 유사한 경제 이익을 창출할 수 있으

면서도 성공 가능성이 높은 고부가가치 핵심 기술로 부상하고 있으며, 약물

달 시장은 고성장산업으로 렴한 개발비용으로도 기존 제네릭 시장에

해 매우 효과 이어서 무한한 성장 잠재력을 가지고 있다.

DDS분야에서도 약물 방출의 제어, 특히 방출의 지연 제어를 통해 여

러 질병에 효율 인 약효를 발 하는 제제 개발은 매우 요한 부분이며,

를 들어, 하루에 한번 투여해도 약물의 방출이 지속되므로 충분한 약효가 나

타나는 제제, 반복 투여시 일시 으로 농도가 높아져 부작용이 나타나는

것을 방지하고 일정시간 동안 유효 농도 범 를 유지할 수 있는 제제, 시간

당 수 리그램 는 수 나노그램의 약물을 수시간, 수일, 는 장기간 지속

시키는 시스템은 기존의 약물 달법의 단 을 체할 수 있는 새로운 방법

으로서 순환기계 질병의 만성질병, 암 등의 난치성질병 등에 한 신규 시장

을 창출하고 국제시장으로 활동 역을 넓 주는 역할을 하게 될 것이다.

세계 으로 특허 만료 제품의 수명 연장의 일환으로 약물방출제어형 기술

도입 제품들이 빠르게 도입되고 있으며, 각국 정부의 약제비 감정책에 힘

입어 제네릭 약품의 확 가 팽창하고 있는 환경에서 약물 달체계 개발

회사들은 시장성과 개발시 험의 장 으로 약물의 약효를 제어할 수 있

는 제품을 개발하고 있다. 약물방출제어 기술은 기존의 약물 달과 비교하여

높은 성장이 망되는 미래 유망산업으로 기술 개 비교 은 연구비

로 효과는 매우 큰 세계 일류제품 개발이 가능하고, 다른 분야에 비해 핵심

특허의 숫자가 은 반면 그것이 가지는 효과는 매우 큰 기술이라는 특징을

가지고 있으며, 선진국에서도 개념 정립단계의 기술 분야가 부분이기 때문

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에 효과 인 연구 투자가 이루어지면 선진국과의 기술격차를 일 수 있을

것으로 상된다.

Ⅳ. 결론 망

약물 달시스템 기술은 새로운 달경로로 약물의 치료효과를 높일 수 있

는 기술로, 고효율의 신약개발을 가능하게 할 뿐만 아니라 퇴행성 질환, 심

계 질환, 당뇨병, 악성종양, 바이러스 감염 등에 한 기존 제품의 고부

가가치화 특허만료를 앞둔 제품의 수명을 연장하는 데에 효과 인 수단

으로 이용될 수 있는 기술 다용도성을 가지고 있다. 1개의 신약을 개발하

는 데에 10∼15년 정도의 장기간과 1∼5억달러 정도의 개발비용이 소요되는

데 비하여, 약물 달시스템 기술을 이용한 개량 신약은 평균 0.5억달러의 개

발비용으로 신약개발에 버 가는 수익을 창출할 수 있으므로 비용 효율성

측면에서 경제 요성을 가지고 있으며, 첨단의 약물 달기술이 용된 우

수한 품질의 의약품으로 무장한 다국 제약기업들이 의약분업을 기회로 국

내 제약시장을 잠식해 가고 있는 상황과 향후 국내 제약산업의 국제화를

고려할 때 경쟁력 있는 약물 달제어 기술의 개발은 산업 으로 매우 시

한 과제가 아닐 수 없다. 국내 연구 인력이나 련 분야의 연구비를 모두 합

쳐도 선진 제약회사 하나의 수 에도 못 미치는 실과 선진국과 비교하여

련분야의 연구 경험부족과 효과 인 정보교환 연구지원 체계가 갖추어

져 있지 않는 상황에서 국내제제 개발은 다양한 약물에 용할 수 있는 시

스템 개발보다는 선정된 약물을 기 으로 시스템을 개발하는 연구를 선호함

으로써 제제 개발에 한계가 있는 것이 사실이다. 한 정부에서 지원 개발

된 과제 우수과제에 한 임상시험 분야 지원 정책이 따라주어야만 최종

상품화가 활성화되는 한계가 있는 상황이기도 하다.

약물방출제어 시스템에 있어 방출조 소재 개발을 한 재료공학, 단백질

/펩타이드 등의 생명공학 의약품의 처리, 분석 등을 한 생물학, 생화학, 약

학 제제의 평가, 생산 등 일련의 동연구 체제의 구축이 필수 이며, 세

계 시장에서의 지배력 강화를 해 필수 인 지식재산권의 리 한 빼놓

을 수 없는 요한 측면이라 할 것이다. 이를 해 학계, 연구계, 산업계를

망라하는 연구 네트워크를 구축하여 운 하는 것이 효과 이라 단되며 이

는 정부차원의 강력한 추진력을 매우 필요로 하는 것이기도 하다.

세계 인 거 품목을 개발하고 수백억 달러의 가치를 창출하는 등 경제

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인 가치뿐만 아니라 우리의 손으로 개발한 의약품이 질병으로 고통받는 인

류를 구원하고 불편함을 개선하여 삶의 질을 높여주는 역할을 한다는 것은

생각만으로도 가슴벅찬 일이 아닐 수 없다. 올림픽에서 메달을 따고 그것을

온 나라가 기뻐해 주는 것처럼 훌륭한 국내 기술이 개발되어 세계 으로 인

정받을 때 온 국민이 환호하는 그날이 오기를 기 한다.

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<참고자료>

1. 약물송달학, Hitoshi Sezaki외, 심창구 외 공역, 한림원, 1990

2. 보건복지부, 보건산업분야의 장기 기술로드맵 수립연구보고서 7장

약물 달체계. 2003. 5

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6. SkyePharma사 홈페이지 (www.skyepharma.com)

7. Boehringer-ingelheim사 홈페이지 (www.boehringer-ingelheim.com)

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10. Aradigm사 홈페이지 (www.aradigm.com)

11. 3M DDS부문 홈페이지 (www.3m.com/DDS)

12. Atrix Laboratories 홈페이지 (www.atrixlabs.com)

13. 태평양제약 홈페이지 (www.pacificpharm.co.kr)

14. SK제약 홈페이지 (www.skpharm.com)