패치형 백신, 과연 효과가 있을까?
미국이 개발한 “백신 패치”
3D 프린팅 기술 이용
백신 패치의 활용성 높이기 위한 연구 지속
[객원에디터2기|이서진기자] 26일 미국 스탠퍼드대와 노스캐롤라이나 채플힐대 공동연구팀은 3D 프린팅 기술을 이용해서 붙이는 반창고 형태의 백신 패치를 개발했다. 기존 주사기에 비해 통증이 적고 피하주사보다 용량을 절약할 수 있기 때문에 피부에 붙이는 패치형 백신은 무려 10여 년 동안 활발히 연구됐다. 패치형 백신은 표피 밑 진피에 주사하는 피내 방식이고, 손톱보다 작은 면적에 수많은 미세바늘이 퍼져있는 형태로 “Microneedle array”라고도 부른다. 진피 내에는 랑게르한스 세포 및 림프절을 구상하는 수지상 세포 등의 면역세포가 풍부하다.
연구팀이 개발한 백신 패치는 아주 미세한 바늘로 구성되어있고, 피부에 붙이기만 하면 약물이 체온에서 녹아 몸에 흡수된다. 또한 패치 안의 바늘은 매우 미세해서 일반 주삿바늘만큼 아프지 않기도 하고, 제일 큰 장점은 병원에 가지 않고도 백신을 맞을 수 있다는 점이다.
기존의 미세바늘은 미세가공 기술로 ‘마이크로 몰딩’이라는 기술을 이용하여서 제작이 되었는데 이번에는 ‘클립’이라는 3D 프린팅 기술을 사용했다. 기존의 ‘마이크로 몰딩’ 기술의 단점은 가공 기술이다 보니 만들수록 정밀도가 떨어지고 제조사에서 원하는 모양의 바늘을 제작하기 어렵다는 점이었다. 하지만 이번 제품은 3D 프린팅 기술을 통해서 밀도, 구성, 형태를 자유롭게 설정하여 직접 설계할 수 있고 빠르게 제작할 수 있다.
연구팀은 3D 프린팅 기술을 활용해 원래의 매끄러운 단일 피라미드 형태가 아닌 여러 개의 피라미드를 겹겹이 쌓은 구조로 디자인했고, 미세바늘 패치를 독감 백신에 포함된 난백알부민 항원으로 코팅했다. 그 결과, 피라미드형 바늘보다 약 36%나 더 높은 표면적에 코팅된 결과를 확인할 수 있었다.
더불어 실험쥐로 백신의 효과를 테스트하여 백신의 효율성 또한 검증 되었다. 백신 패치에 의해 생성된 면역 반응은 일반 주사기로 팔 근육에 주사할 때보다 10배 더 높았다. T 세포 등 항체 형성도 피하 주사보다 50배 더 높았다. 연구팀은 적은 양으로도 면역 효과를 낼 수 있어서 경제적이라고 설명했다.
조셉 엠 드시모네 노스캐롤라이나대 교수는 “고통과 불안이 없는 적은 용량으로도 백신을 더욱 신속하게 전 세계적으로 개발하고 공급할 수 있는 기반을 마련하기를 희망한다”면서 “대유행 기간 우리가 배운 가장 큰 교훈 중 하나는 과학과 기술의 혁신이 세계적인 반응을 일으킬 수 있다는 것”이라고 전했다. 연구팀은 “백신 패치를 다양한 백신 유형에 적용하는 것은 쉬운 일이 아니다”라며 “우리는 3D 프린팅을 통해 백신 패치의 활용성을 높이기 위한 연구를 지속할 것”이라고 전했다. 그리고 연구진은 앞으로 코로나19 백신으로 쓰이고 있는 RNA 백신으로 테스트 할 계획이다.
