생체적합성 미세바늘 제작기술 개발 및 경피 약물전달용으로의 제작된 미세바늘의 효용성 테스트

Abstract

미세바늘은 무통증 삽입, 정밀 주사, 그리고 삽입 시 생물조직을 파괴하지 않는 장점을 갖고 있어 의학과 생물학 분야 특히 경피 약물전달, 샘플 추출, 그리고 선택적 치료 분야에서 크게 필요로 하고 있다. 본 논문에서는 이런 분야에 응용 가능한 생체적합성 미세바늘 제작기술에 대해 연구하였으며 경피 약물전달용으로의 제작된 미세바늘의 효용성을 테스트하였다. 생체적합성 미세바늘 제작은 미세바늘 몰드제작과 몰딩공정을 이용한 생체적합성 미세바늘 제작 두 단계로 이루어진다. 몰드 제작에 있어 세가지 방법을 개발하였다. Deep X-ray 경사 노광을 이용한 PMMA 몰드 제작 방법은 2006년에 Sang Jun Moon에 의해 발표되었으며 3차원 형상의 뾰족한 팁을 갖는 PMMA 미세바늘 몰드를 제작하였다. 하지만 시간과 제작비 면에서 볼 때 이 방법을 이용하여서는 보다 넓은 바늘 사이 간격을 갖는 미세바늘 어레이를 제작하기 힘들다는 단점이 있다. 본 연구에서는 바늘 사이 간격을 쉽게 조절할 수 있는 방법을 제시하여 보다 넓은 바늘 사이 간격을 갖는 미세바늘 어레이를 제작하였다. MEMS 공정에서 보편적으로 사용하는 광원 UV을 이용하여 SU-8 미세바늘 몰드 제작방법을 개발하였다. SU-8는 cross linking되는데 필요로 하는 광량이 적어 노광시간을 현저히 단축시킬 수 있었다. 하지만 자외선의 파장이 deep -X-ray에 비해 길어 미세바늘 몰드의 팁의 뾰족함과 표면의 매끈함 면에서 deep X-ray 경사 노광을 이용하여 제작한 PMMA 미세바늘 몰드에 비해 떨어졌다. 위 두 방법의 장점을 모두 갖는 미세바늘 몰드 제작 방법으로 deep X-ray를 이용한 SU-8 몰드 제작 공정을 개발하였다. Deep X-ray를 사용하므로 예리한 모서리 그리고 매끈한 표면을 갖는 몰드 제작이 가능하였으며 SU-8를 감광재로 사용하므로 노광시간을 단축시킬 수 있었다. 경피 약물전달용으로의 미세바늘의 효용성을 테스트 하기 위하여 마우스를 이용한 경피 약물전달 실험을 진행하였다. 실험 결과 약물을 그냥 발랐을 때보다 미세바늘을 사용하여 약물을 전달하였을 때 약물이 더욱 효과적으로 전달됨을 확인할 수 있었다.