마이크로니들 패치, 차세대 비만 치료제 제형으로 앞서갈까?

마이크로니들 패치, 차세대 비만 치료제 제형으로 앞서갈까?

 

 

 

  비만이 건강과 미용을 위한 중요한 과제로 인식되면서 많은 사람이 비만을 해결이 필요한 문제로 여기고 있다. 비만 치료를 위해 식사요법, 운동요법, 행동수정요법 등이 널리 사용되고 있으나, 보다 빠르고 효과적인 다이어트를 위해 비만치료제를 선택하는 사람들도 많아지는 추세이다.

  비만치료제에는 식욕 억제제, 지방 흡수 억제제, 그리고 GLP-1 유사체 등이 포함된다. 기존의 비만치료제는 주로 경구제로 제공되었으나, 최근에는 당뇨병 치료제로 개발된 GLP-1 유사체가 주사형 비만치료제로 변신해 주목받고 있다. 대표적으로 ‘삭센다(Saxenda)’와 ‘위고비(Wegovy)’가 이러한 주사형 GLP-1 유사체 치료제이다.

  이러한 주사형 비만치료제들은 효과적인 체중 감량을 도울 수 있지만, 몇 가지 불편함도 지적되고 있다. 먼저 주사형 제제는 자가 투여하기가 쉽지 않고, 지속적인 투여가 필요하여 환자들에게 부담이 될 수 있다. 또한 주사 부위에서 발생할 수 있는 통증과 감염의 위험성도 문제로 대두되고 있다. 이에 따라 주사제와 경구제의 대체제로 차세대 약물 전달 기술인 마이크로니들 패치 제형이 새로운 패러다임으로 떠오르고 있다. 

 

  마이크로니들(micro needle)은 머리카락 굵기의 약 3분의 1에 불과한 미세한 바늘을 이용해 피부의 장벽층인 각질층을 통과하여 약물을 전달하는 경피 약물 전달 시스템이다. 이 기술은 기존 주사형 제제의 통증과 불편함을 줄이면서 적은 투여량으로 큰 약물 효과를 얻을 수 있으며, 약물 전달 속도의 조절도 가능하다는 장점을 가지고 있다.

  마이크로니들의 종류는 크게 다섯 가지로 분류된다: 고체(Solid) 타입, 코팅(Coated) 타입, 용해성(Dissolving) 타입, 공동(Hollow) 타입, 하이드로겔 형성(Hydrogel forming) 타입이다. 이 중 코팅 타입, 하이드로겔 형성 타입이 비교적 최근 개발된 종류에 속한다. 먼저 고체 타입 마이크로니들은 약물이 도포되지 않은 바늘을 피부 위에 롤링하여 미세한 구멍을 만든 후 약물을 투여하는 방식이다. 이 기술은 피부에 주입되는 약물 양이 일정하지 않으며 투여량이 적기 때문에 주로 피부과 시술에 사용된다. 코팅 타입은 바늘 표면에 약물을 도포한 후 피부에 삽입하여 약물을 전달하는 방식이다. 그러나 마이크로니들의 크기가 작아 코팅할 수 있는 약물의 양이 제한적이므로, 소량으로도 효과를 발휘하는 백신, 단백질, DNA 등의 전달에 주로 사용된다. 용해성 타입은 약물이 도포되어 있으면서 생분해성 물질로 만들어진 마이크로니들이다. 피부에 삽입 후 마이크로니들이 용해되면서 약물을 방출하는 방식으로, 기존 주사 제형의 대체제로 주목받고 있다. 공동 타입 마이크로니들은 바늘 내부에 빈 공간이 있어 상대적으로 많은 양의 약물을 전달할 수 있는 구조를 가지고 있다. 이는 높은 용량의 약물 전달이 필요한 경우에 유리하다. 마지막으로 하이드로겔 형성 타입은 바늘에 약물이 도포되어 있지 않고, 대신 약물이 저장된 기초판과 결합한 형태로, 하이드로겔을 통해 약물이 전달되는 방식이다.

  현재 마이크로니들은 의약품용으로 개발이 진행 중이며, 다양한 치료 분야에서 응용 가능성이 높다. 특히 뷰티 업계에서는 이미 다양한 마이크로니들 제품이 상용화되어 있으며, 이 기술이 앞으로도 빠르게 성장할 것으로 예상된다.

 

  대원제약, 대웅제약, 동아 ST 등의 여러 국내 제약사가 마이크로니들 패치 제형의 비만치료제 개발에 힘쓰고 있다.

국내에서 개발 중인 마이크로니들 패치 비만치료제 중 가장 선도적인 제품은 대원제약과 라파스가 공동 개발 중인 'DW-1022'이다. DW-1022는 덴마크 제약사 노보 노디스크의 비만치료제 '위고비' 주사제를 마이크로니들 패치 제형으로 변형시킨 제품이다. 세마글루타이드를 주성분으로 사용하고 있으며 임상 1상 시험계획(IND)을 승인받아 진행 중이며 이는 올해 10월경 종료될 예정이다. DW-1022는 1mm 이하의 미세 바늘을 통해 체내 전달률이 높으며 흡수 속도 조절이 가능해 부작용과 2차 감염의 위험이 적다. 또한 고체 제형이기 때문에 대량생산과 상온에서 백신 유통이 가능하다는 장점이 있다. 따라서 기존의 주사제 및 경구약을 대체할 수 있을 것이라는 긍정적인 전망을 가지고 있다.

  뒤를 이어 대웅제약은 대웅테라퓨틱스와 함께 초소형 마이크로니들 제형의 GLP-1 계열 비만치료제 'DWRX5003'를 개발하고 있다. 이 제품은 일주일 동안 약효가 발현될 수 있는 세마글루타이드 성분의 치료제이다. 일주일에 한 번 팔, 복부 등과 같이 각질층이 얇은 부위에 부착하여 사용하며 이는 신경세포를 건들지 않아 통증 없이 기존 주사제와 동일한 약효를 가질 수 있다. 현재 비임상이 완료되었으며 2025년에 임상시험 계획을 신청해 2028년에 상용화한다는 목표를 가지고 있다.

  동아 ST도 주빅과 함께 비만 약 공동 개발을 진행 중이다. 주빅은 마이크로니들 제형화와 품질분석, 동아 ST는 원료공급과 동물실험을 통한 성능 입증을 수행 중이다.

  한편, 신신제약은 마이크로니들에 약물을 탑재하여 전달하는 ‘마이크로스피어’ 기술을 자체 개발해 보유하고 있다. 마이크로스피어는 마이크로니들에 탑재될 약물의 전달 속도를 조절할 뿐 아니라 약물 용해도와 생체이용률을 높일 수 있다는 특징을 가지고 있다. 이러한 특징을 이용해 비만 및 탈모 치료제 개발을 목표로 연구 중이다.

 

  마이크로니들 패치 제형은 비만 치료를 넘어 다양한 의료 분야에서 활발히 연구되고 있다. 이 제형은 과민성 방광 치료, 피부 질환 치료, 탈모 치료, 성장호르몬제, 백신 전달 등 여러 용도로 개발되고 있으며, 특히 피부를 통한 약물 전달 방식의 장점 덕분에 효과적이고 안전한 치료 옵션으로 주목받고 있다.

  신신제약은 식품의약품안전처에서 경피형 과민성 방광 치료제 ‘UIP-620’을 연구하고 있다. UIP-620은 임상 1상에서 충분한 혈중 농도를 일정하게 유지하는 것으로 확인되어 2상 임상시험이 면제되었으며, 최근 3상 임상시험계획(IND)을 승인받았다. 이 치료제는 기존 경구제형 치료제에 비해 복용 주기와 부작용을 감소시킬 수 있으며, 경피 약물 전달체계(TDDS) 기술을 기반으로 연구되고 있다.

  또한, HK이노엔은 아토피 피부염 치료를 위한 새로운 국소 제형 신약 ‘IN-115314’을 개발 중이다. IN-115314는 자가면역질환 치료제로 주목받고 있는 야누스키나아제1(JAK1) 억제 기전을 활용하며, 류머티즘 관절염 및 아토피 피부염 등 자가면역질환 치료에 사용되는 JAK 억제제 계열의 신약이다. HK이노엔은 염증 부위에 직접 작용하여 JAK1 효소를 선택적으로 억제함으로써 효과적인 국소 치료를 제공할 것으로 기대하고 있으며, 현재 인체 대상의 임상 1상을 진행 중이다.

대웅제약은 최근 인성장호르몬 용해성 마이크로니들 패치 임상 1상의 IND(임상시험계획) 승인을 획득했다. 이는 국내 최초로 생물의약품 용해성 마이크로니들이 임상 1상 계획을 승인받은 사례이다. 인성장호르몬은 왜소증 등 성장호르몬이 결핍돼 나타나는 만성적인 질병을 치료하기 위한 필수 약물로, 장기간의 투약이 필요하다. 성장호르몬과 같은 물질은 분자의 크기가 커 피하 주사 형태의 주사제로만 개발할 수 있었으나 피하 주사 제제는 환자에게 지속적인 불편함과 통증을 유발할 뿐만 아니라 복약 순응도를 낮춰 치료 효과를 감소시키는 단점이 있다. 따라서 소아·청소년 환자 대다수가 가지고 있는 주삿바늘에 대한 공포를 고려하였을 때 피부에 부착해 투약할 수 있는 마이크로니들 패치는 환자들의 편의성을 크게 향상할 수 있을 것으로 보인다.

  이처럼 경피형 치료제 개발이 활발히 진행되는 가운데, 의료계에서는 이러한 제형의 흡수율과 안전성에 대한 우려가 제기되고 있다. 기존 치료제와 동등한 효과를 확보하면서도 부작용을 최소화하는 것이 개발 업체가 해결해야 할 주요 과제로 여겨지고 있다. 향후 연구와 개발이 이러한 문제를 해결하고, 마이크로니들 패치 제형의 잠재력을 더욱 확장할 것으로 기대된다.

 

  이처럼 마이크로니들 패치 제형은 비만 치료제 분야에서 혁신적인 대안으로 부상하고 있다. 기존의 주사제와 경구제의 한계를 극복하고, 환자 편의성을 크게 향상시킬 수 있는 마이크로니들 패치 제형 의약품은 활용성과 발전 가능성이 크다. 이 제형이 향후 기술적 발전과 임상적 검증을 통해 상용화가 이루어진다면 비만 치료뿐만 아니라 다양한 의료 분야에서 환자들에게 보다 효과적이고 안전한 치료 옵션으로 자리 잡을 수 있게 될 것으로 보인다.

 

 

 

Could Micro-Needle Patches Lead the Next Generation of Obesity Treatment?

 

 

  As obesity continues to be recognized as a critical issue for both health and aesthetics, many people are searching for effective solutions. While diet, exercise, and behavioral therapy remain common approaches to tackling obesity, an increasing number of individuals are turning to anti-obesity medications for quicker and more effective weight loss results.

Anti-obesity medications typically include appetite suppressants, fat absorption inhibitors, and GLP-1 analogs. While oral medications have traditionally dominated the market, the recent rise of GLP-1 analogs, originally developed for diabetes treatment, is gaining attention as an innovative approach to obesity management. Popular injectables like “Saxenda” and “Wegovy” are examples of GLP-1 analogs used for weight loss.

  Although these injectable treatments can effectively promote weight loss, they also present several challenges. Self-injection can be difficult, and the need for regular administration may place a burden on patients. Additionally, the risk of pain at the injection site and potential infections are significant concerns. To address these limitations, micro-needle patch technology, a next-generation drug delivery method, is emerging as a promising alternative.

 

  Micro-needle patches utilize extremely fine needles, thinner than one-third the thickness of human hair, to penetrate the skin's outermost layer, the stratum corneum, and deliver medication transdermally. This technology eliminates the pain and discomfort of traditional injections while maximizing drug delivery efficiency, even at lower doses. Additionally, micro-needle patches offer the advantage of adjustable drug release rates, further enhancing their appeal.

  There are five main types of micro-needles: solid, coated, dissolving, hollow, and hydrogel-forming micro-needles. Among these, the coated type and hydrogel-forming type are relatively recent developments.

- Solid micro-needles create tiny punctures in the skin, through which drugs are later applied. Due to the limited and inconsistent drug absorption, this method is mainly used in dermatological procedures.

- Coated micro-needles feature a drug-coated surface that delivers medication upon skin penetration. While the small needle size limits the amount of medication, this type is commonly used for vaccines, proteins, and DNA delivery.

- Dissolving micro-needles are made of biodegradable materials embedded with drugs. Upon skin insertion, they dissolve to release the medication, offering a needle-free alternative to injections. 

- Hollow micro-needles have a hollow core, allowing larger amounts of medication to be delivered, which is advantageous when higher doses are required. 

- Hydrogel-forming micro-needles do not carry the drug on the needle itself but work by delivering the drug from a storage base through the hydrogel.

 

  South Korean pharmaceutical companies are actively working on developing micro-needle patches for various treatments, including obesity. Among the most advanced products is “DW-1022”, jointly developed by “Daewon Pharmaceutical” and “Raphas”. This patch is a micro-needle version of “Wegovy”, using Semaglutide as its main ingredient. DW-1022 is currently in Phase 1 clinical trials and is expected to complete this phase by October. This product offers a high absorption rate with adjustable drug release through micro-needles that are less than 1 mm long, minimizing side effects and infection risks. Being a solid formulation, it also has the potential for mass production and room-temperature distribution, making it a promising alternative to existing injectables and oral medications.

  “Daewoong Pharmaceutical” is also developing a micro-needle formulation of a GLP-1 analog anti-obesity drug in collaboration with “Daewoong Therapeutics”. The product, “DWRX5003”, is designed to deliver Semaglutide with effects lasting up to one week. This patch can be applied once a week to thin-skinned areas like the arms or abdomen, offering pain-free, injection-like effectiveness. Preclinical trials have been completed, and clinical trials are expected to begin in 2025, with commercialization aimed for 2028.

  Additionally, “Dong-A ST” is collaborating with “Juvis” to co-develop an obesity treatment using micro-needle technology. “Shinshin Pharmaceutical” is also conducting research in this area, using its proprietary “Microsphere” technology to control drug release rates, aiming to improve the solubility and bioavailability of active ingredients.

 

  Beyond obesity treatment, micro-needle patches are being explored for various medical applications. These include therapies for overactive bladder, skin conditions, hair loss, and vaccine delivery. Due to their transdermal drug delivery method, micro-needles offer a safe and effective alternative for patients across a broad spectrum of medical needs.

  For instance, “Shinshin Pharmaceutical” is conducting clinical trials for a transdermal overactive bladder treatment, “UIP-620” which has successfully maintained consistent drug levels in Phase 1 trials. The product has been granted a waiver for Phase 2 trials and recently received approval to proceed with Phase 3. “HK Inno.N” is also developing a new topical treatment for atopic dermatitis using a JAK1 inhibitor. This drug, “IN-115314”, is undergoing Phase 1 clinical trials and is expected to offer targeted relief for autoimmune disorders.

  Daewoong Pharmaceutical recently received approval for a Phase 1 clinical trial IND (Investigational New Drug application) for a dissolvable microneedle patch delivering human growth hormone. This marks the first approval in South Korea for a clinical trial of a biopharmaceutical using dissolvable microneedles. Human growth hormone is an essential drug used to treat chronic conditions such as dwarfism, which result from a deficiency of growth hormone, and requires long-term administration. Due to the large molecular size of substances like growth hormone, they have only been developed in subcutaneous injectable forms, but these injections can cause continuous discomfort and pain for patients, reducing medication adherence and thus diminishing treatment effectiveness. Considering the fear of needles that most pediatric and adolescent patients experience, a microneedle patch that can be applied to the skin for drug delivery is expected to significantly improve patient convenience.

  While micro-needle technology shows great promise, concerns about absorption rates and safety remain. Developers must work to ensure these treatments can match the effectiveness of traditional therapies while minimizing side effects. With continued research and development, micro-needle patches could expand their potential and become a cornerstone of modern medical treatments.

 

  Thus, microneedle patch formulations are emerging as an innovative alternative in the field of obesity treatments. By overcoming the limitations of traditional injectables and oral medications, microneedle patch pharmaceuticals significantly enhance patient convenience and offer great potential for widespread use and development. If these formulations undergo technological advancements and clinical validation, their commercialization could provide patients in various medical fields with more effective and safer treatment options in the future.

 

 

<출처>

https://www.ajunews.com/view/20240221093416035

https://www.financialpost.co.kr/news/articleView.html?idxno=212701

https://www.medisobizanews.com/news/articleView.html?idxno=117935

https://www.pharmnews.com/news/articleView.html?idxno=249275

https://www.mk.co.kr/news/it/11102793

https://www.smedaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=298108

https://www.docdocdoc.co.kr/news/articleView.html?idxno=3002826

https://newsroom.daewoong.co.kr/archives/18834

https://www.newsis.com/view/NISX20240910_0002882153