Polymer(Korea) (폴리머)

The Polymer Society of Korea (한국고분자학회)
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3-Dimensional Coating Polymer Microneedles for Economical and Efficient Transdermal Drug Delivery

경제적이고 효과적인 경피 약물전달을 위한 3차원 구조의 코팅 고분자 마이크로니들

  • Lee, Han-Sol (Department of BioNano Technology and Gachon BioNano Research Institute, Gachon University) ;
  • Park, Jung-Hwan (Department of BioNano Technology and Gachon BioNano Research Institute, Gachon University)
  • 이한솔 (가천대학교 바이오나노학과) ;
  • 박정환 (가천대학교 바이오나노학과)
  • Received : 2014.02.04
  • Accepted : 2014.02.27
  • Published : 2014.05.25
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Abstract

Polymer microneedles can be fabricated by a micromolding method, an easy and cost-effective method. However, it is not easy to achieve uniform coating with an aqueous coating solution due to hydrophobic surface of polymer microneedles. 3-Dimensional coating polymer microneedles could deliver more than twice as much dose as in-plane metal microneedles by increasing coating area and the number of microneedles per unit area. A uniform coating was not obtained by addition of coating additives in the coating solution. The satisfied coating was achieved by treatment of surface of polymer microneedle with metal deposition and UV/ozone, and UV/ozone treatment was an ultimate surface treatment method based on biological safety. Calcein coating polymer microneedles were prepared by using UV/ozone treatment and followed dip-coating, and they delivered calcein in porcine skin successfully after 15 min of insertion.

고분자 마이크로니들은 몰딩 공정으로 쉽고 저렴하게 생산할 수 있지만 3차원 고분자 마이크로 구조체에 수용액 기반의 약물 코팅은 어려움이 있다. 2차원 형태의 평면 금속 마이크로니들에 약물을 코팅한 기존의 코팅 마이크로니들과 비교하여 볼 때 3차원 구조의 고분자 마이크로니들은 코팅 면적이 2배 넓고 단위면적당 마이크로니들의 수를 크게 증가시킴으로써 두 배 이상의 약물을 경피를 통해 전달할 수 있다. 증점제와 계면활성제 첨가 방법의 경우 2차원의 평면에는 균일한 코팅을 얻을 수 있었지만 3차원 구조의 고분자 마이크로니들 표면에서는 만족할 코팅을 얻지 못했다. 하지만, 고분자 마이크로니들 표면을 금속 코팅 혹은 UV/ozone으로 처리한 경우 3차원의 마이크로 니들 표면에 만족할 코팅을 얻을 수 있었으나 금속 코팅의 경우 피부에 찌르고 제거하는 과정에서 금속이 피부 안에 남는 안전성 문제가 있어 UV/ozone을 최종 표면 처리 방법으로 선정하였다. 이렇게 처리한 고분자 마이크로니들 표면에 calcein이 첨가된 코팅물질로 코팅된 마이크로니들은 15분 이상의 피부 투여로 코팅물질을 성공적으로 진피층까지 전달할 수 있었다.

Keywords

References

  1. M. R. Prausnitz, Adv. Drug Deliv. Rev., 56, 581 (2004). https://doi.org/10.1016/j.addr.2003.10.023
  2. M. R. Han, Y. Y. Kim, Y. H. Jeong, and J. H. Park, Polymer (Korea), 37, 393 (2013). https://doi.org/10.7317/pk.2013.37.3.393
  3. Y. C. Kim, J. H. Park, and M. R. Prausnitz, Adv. Drug Deliv. Rev., 64, 1547 (2012). https://doi.org/10.1016/j.addr.2012.04.005
  4. H. S. Gill and M. R. Prausnitz, J. Control. Rel., 117, 227 (2007). https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2006.10.017
  5. H. S. Gill and M. R. Prausnitz, Pharmaceut. Res., 24, 1369 (2007). https://doi.org/10.1007/s11095-007-9286-4
  6. Y.-C. Kim, F.-S. Quan, R. W. Compans, S.-M. Kang, and M. R. Prausnitz, J. Control. Rel., 142, 187 (2010). https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2009.10.013
  7. M. G. McGrath, A. Vrdoljak, C. O'Mahony, J. C. Oliveira, A. C. Moore, and A. M. Crean, Int. J. Pharmaceut., 415, 140 (2011). https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2011.05.064
  8. M. Ameri, S. C. Fan, and Y. F. Maa, Pharmaceut. Res., 27, 303 (2010). https://doi.org/10.1007/s11095-009-0019-8
  9. G. Widera, J. Johnson, L. Kim, L. Libiran, K. Nyam, P. E. Daddona, and M. Cormier, Vaccine, 24, 1653 (2006). https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2005.09.049
  10. S. P. Davis, B. J. Landis, Z. H. Adams, M. G. Allen, and M. R. Prausnitz, J. Biomechanics, 37, 1155 (2004). https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2003.12.010
  11. J.-H. Park and M. R. Prausnitz, J. Korean Physical Society, 56, 1223 (2010). https://doi.org/10.3938/jkps.56.1223
  12. J.-H. Park, M. G. Allen, and M. R. Prausnitz, J. Control. Rel., 104, 51 (2005). https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2005.02.002
  13. D. E. King, J. Vac. Sci. Technol. A, 13, 1247 (1995).
  14. A. Bhattacharyya and C. M. Klapperich, Lab on a Chip, 7, 876 (2007). https://doi.org/10.1039/b700442g

Cited by

  1. Bleomycin-Coated Microneedles for Treatment of Warts vol.34, pp.1, 2017, https://doi.org/10.1007/s11095-016-2042-x