[메디칼업저버 이현주 기자] 3D프린팅으로 손쉽게 제형 및 제제를 개선한 혁신형 의약품 생산을 시대가 열렸다.  

3D프린팅은 복잡한 구조를 효율적으로 생산할 수 있는 장점이 있어 방출 특성을 조정하는 등의 기술을 적용해 혁신적인 제형 또는 제제를 가진 의약품을 만들 수 있을 것이란 기대다. 

원광대약대 신소영 교수는 8일 '4차 산업혁명 대비 의약품 지능화제조공정 도입을 위한 심포지엄'에서 3D프린팅 제조 의약품 개발 전략 및 사례를 소개했다. 

신 교수에 따르면 현재 3D프린팅을 이용한 의약품 생산 및 개발은 초기단계며, 전 세계적으로 최근 몇년간 의약품 제형 연구에 관한 3D프린팅 기술 이용하려는 연구가 많이 진행되고 있다. 

3D프린팅은 3차원 형상 데이터를 기반으로 2차원 단면 데이터를 생성한 뒤 소재를 얇은 막의 형상으로 적층해 실물을 제작하는 기술이다. 

임의의 3차원 형상을 제적하는데 필요한 만큼의 소재만 사용해 전통적인 가공 방식에 비해 소재 절감이 가능하고, 작업물과 공구간의 간섭 등이 최소화 돼 복잡한 형상 제조에 유리하다. 

맞춤식 제작과 활용과 디자인 변경도 용이하며, 개발기간을 단축시킬 수 있다는 장점도 있다. 

신 교수는 "3D프린팅 장점을 의약품에 적용할 경우 환자형 맞춤형 의약품 생산이 가능하며, 복잡한 구조를 효율적으로 생산할 수 있는 기술력은 그동안 시도하지 못한 복잡한 구조를 가진 의약품을 생산하는데 이용할 수 있다"면서 "방출특성 등을 조정해 제형, 제제를 개선한 의약품을 개발할 수 있다"고 설명했다. 

기존 방식으로 구강속붕해정 제제를 생산할 경우 쓴맛이 있거나 용량의 한계가 있지만, 3D프린팅을 이용할 경우 쓴맛을 개선할 수 있고, 약에 최대 1g까지 용량을 담을 수 있다.

알약은 보통 제조 과정에서 압축되고 용량 범위가 제한돼 있는 반면 3D프린팅을 이용하면 압축 과정이 필요없어 환자 상태에 맞춰 나노단위의 정확한 용량으로 약을 만들 수 있다는 것이다. 

실제 미국 식품의약국은 지난 2015년 3D프린팅으로 만든 간질환자의 경구약인 '스프리탐'을 허가했다.

공기 구멍이 많은 다공성 결합체를 만들기 위해 분말 위에 수성 유체를 뿌려 층을 쌓아올렸다. 다공성이라 수분을 빨리 흡수하기 때문에 그만큼 쉽게 녹아 물 없이 삼킬 수 있고 액체에 넣으면 약이 빠르게 퍼져 미리 측정된 용량만큼의 양을 신체에 전달한다.

또한 서방형제제 개발도 3D프린팅으로 쉽게 생산이 가능하다. 

적층과정에서 약의 밀도를 어떻게 결정하느냐에 따라 방출속도가 조절되는 데, 알약의 90%를 인필(infill)함으로써 분해 속도가 느린 약물을 만들 수 있다.

뿐만아니라 형태를 달리해서 방출을 조절할 수 있는 연구도 진행되고 있다. 

그는 "경구용 제제의 모양은 보통 비슷하지만 삼각형, 도넛형태, 직사각형 등 다양한 정제를 생산해 입자표면적을 달리한 약을 제조했을 때 방출 속도 차이를 확인했다"며 "정제의 모양과 사이즈 등 제형을 디자인할 수 있다는 가능성을 보여줬다"고 말했다.  

이어 신 교수는 약물 5가지를 하나의 제형에 출력한 사례를 소개했다. 

그는  "5가지 약물을 하나의 제형에 출력했는데 일부 약물은 서방형, 일부는 일반형 등 각각 의도와 목적에 맞게 방출되도록 했다"며 "다층정, 유핵정 개발에도 이용된다"고 설명했다. . 

또 "현재 원광대에서는 기존 생산된 정제를 담을 수 있는 캡슐, 즉 용기를 만들고 있다"며 "3D프린팅이 시제품 생산에 용이하다는 장점을 적극 활용한 것"이라고 말했다.