고분자 전달체를 이용한 경폐 약물전달시스템

Polymeric Carriers for Pulmonary Drug Delivery

연구자들은 이전부터 폐를 약물 전달의 주요 경로로서 연구해왔다. 폐를 통해서 약물을 전달하는 것은 다른 경로를 통한 약물 전달에 비해 여러 장점을 나타내게 되는데, 이는 폐의 생물학적 특성에 기인한다. 폐는 1) 표면적이 커서 약물의 흡수에 유리하며, 2) 혈관 분포가 많고 3) blood-air barrier가 얇기 때문에 (0.45 μm) 약물의 순환계 진입 확률을 높일 수 있다. 또한 폐를 통해 순환계로 들어온 약물은 4) 간의 초회통과효과를 피할 수 있어 생체이용률이 증가되며, 폐를 통한 약물의 투여는 5) 비침습적인 방법이기 때문에 주사와 같이 침습적인 방법을 두려워하는 환자들의 치료에 도움을 줄 수 있다. 이런 장점들을 바탕으로 경폐 투여용 약물(inhalable drug; 흡입제)이 개발되었으며 치료에 널리 사용되고 있다. 환자들은 nebulizer 또는 inhaler(Fig. 1)를 이용하여 흡입제를 흡입하게 된다.1)대부분의 초기 흡입제들은 반감기가 짧고 생체이용률이 낮아서 약물을 여러 번 복용해야 한다는 단점이 있었다. 또한 급격한 혈중 약물 농도 상승을 야기하거나 표적 세포가 아닌 곳에 약물을 방출시켜 부작용을 나타내기도 했다. 연구를 통해 이러한 단점들은 개선되었지만 더 큰 치료 효과를 얻고 부작용을 감소시키기 위해서는 한층 진보된 controlled pulmonary drug delivery system의 구축이 필요하다. 현재 제약 시장에서는 controlled pulmonary drug delivery system의 실현을 위해 고분자를 이용하여 약물 방출을 조절하는 micro/nano-scale 흡입제의 연구 및 개발이 활발하게 이루어지고 있다.1) 이에, 이 글에서는 고분자전달체를 이용한 경폐 약물 전달의 장점, 사용되고 있는 고분자의 종류, 적용의 실제 사례와 그 한계점에 대해 다루고자 한다.

Pulmonary delivery is a preferred administration route for treating lung (local) or other systemic diseases, since it allows easy, effective, and non-invasive drug delivery, which greatly increases patient compliance. The purpose of studying pulmonary drug delivery is to find optimized chemical and physical properties of inhalable particles for more efficient drug delivery. Polymeric carriers are often utilized to achieve this goal. In this review, we address various characteristics of pulmonary drug delivery systems and compare advantages of different polymeric carriers. Furthermore, we introduce current studies of pulmonary drug delivery, for example, inhalable anti-tubercular agents (for topical application) and inhalable insulin (for systemic application). This studies highlight the advantages of polymeric carrier system for drug delivery. At last, we discuss current limitations of polymeric carrier systems for pulmonary drug delivery and possible solutions for overcoming these problems.