많은 약물은 빠른 주사보다는 천천히 정맥 주사로 투여해야 하는데, 이는 좌절스럽고 불편할 수 있습니다. 그러나 기존 "분무 건조" 기술의 새로운 개선으로 인해 이러한 상황이 곧 바뀔 수도 있습니다.
단백질 기반 약물은 종종 특정 암, 대사 장애, 자가면역 질환과 같은 질환을 치료하는 데 사용되며, 원하는 효과를 얻으려면 다량을 복용해야 합니다.
불행하게도, 이러한 약물이 단일 주입량의 운반체 유체에 그렇게 높은 농도로 용해되면 단백질 분자가 서로 뭉쳐서 혼합물의 점성이 너무 높아 안전하게 주입할 수 없게 됩니다. 따라서 더 희석된 용량을 정맥 내로 투여하고 몇 시간에 걸쳐 점적해야 합니다.
이 문제를 해결하기 위해 스탠포드 대학의 Eric Appel 부교수와 동료들은 MoNi라고 불리는 생체적합성 폴리아크릴아미드 공중합체를 개발했습니다. 기존의 대부분의 의약품 첨가제와는 달리 유리전이온도가 비정상적으로 높습니다. 이는 고온에서 부드럽고 끈적끈적해지는 대신 단단하고 유리 같은 상태를 유지한다는 것을 의미합니다.
과학자들은 MoNi를 물과 코로나19 치료에 사용되는 알부민, 인간 면역글로불린 및 단일클론 항체를 포함한 치료 단백질과 결합했습니다.
그런 다음 혼합물을 표면에 뿌려 에어로졸화된 물방울을 형성했고, 이로 인해 물방울 안의 물이 증발했습니다. 이 과정을 통해 작은 입자로 구성된 미세한 분말이 생성됩니다. 각 입자는 부드러운 몰리브덴-니켈 껍질에 싸인 단백질 코어로 구성됩니다.
마지막 단계에서, 분말은 입자가 부유 상태를 유지하고 서로 뭉치지 않는 운반 액체와 혼합됩니다. 따라서 연구자들은 밀리리터당 500밀리그램 이상의 단백질 농도를 달성했습니다. 즉, 액상에는 이전 주사제 함량의 2배인 50% 이상의 약물이 함유되어 있는 셈이다.
예, 혼합물은 "부드럽고 쉽게" 주사할 수 있을 만큼 유동성을 유지합니다. 게다가 MoNi의 포뮬러는 혈류에 들어가면 용해됩니다.
MoNi 코팅이 없는 분무건조 단백질 입자는 페이스트 같은 물질을 형성하는 반면(왼쪽), MoNi 코팅이 있는 분무건조 단백질 입자는 액체처럼 흐르는 주사 가능한 현탁액을 형성합니다(오른쪽)
Appel은 "이것은 잠재적으로 모든 생물학적 약물과 호환될 수 있는 플랫폼이므로 쉽게 주입할 수 있다"고 말했습니다. "이것은 이러한 치료를 병원에서 몇 시간이 걸리던 정맥 주입 시련에서 자동 주사기를 사용하여 집에서 몇 초 만에 완료할 수 있게 해 줍니다."
이 연구는 최근 Science Translational Medicine 저널에 게재된 논문으로 게재되었습니다.