‘니들프리’ 시대 눈앞

피부를 찌르는 뾰족한 주삿바늘의 고통을 좋아하는 사람은 없을 것이다. 영유아나 주기적으로 주사를 맞아야 하는 당뇨병 환자에게 바늘은 공포 그 자체다. 반갑게도 최근 들어 바늘 없이 체내에 약물을 전달하는 기술이 속속 개발되고 있다. 바야흐로 주삿바늘의 고통에서 벗어나는 ‘니들프리(needle-free)’ 시대가 눈앞으로 다가온 것이다.

지난달 28일 글로벌 시장조사업체인 데이터브리지가 발표한 보고서에 따르면 전 세계 니들프리 약물전달 시스템 시장은 2017년을 기준으로 연평균 14.9%씩 성장해 2024년에는 695억4000만 달러 규모까지 커질 것으로 전망된다. 2016년 시장 규모(약 67억2000만 달러)와 비교하면 10배 이상이다.

이처럼 무서운 성장 속도를 보이고 있는 이유는 최근 피부에 반창고처럼 붙이는 미세 니들패치부터 바늘 없는 주사기기 등 다양한 기술이 등장했기 때문이다. 이언 헌터 미국 매사추세츠공대(MIT) 교수팀이 지난해 바이오 스타트업 포털인스트루먼츠를 통해 개발한 제트 주사기기가 대표적이다. 이 제트 주사기기는 금속 바늘 대신 초고속으로 주사액을 분사한다. 사람의 머리카락 굵기보다 얇은 물줄기를 초속 200m 속도로 내보내기 때문에 사람은 통증을 느낄 수 없다. 주사제로는 백신, 마취제, 호르몬제, 인슐린 등 액상형 약물이라면 모두 사용 가능하다.

지난해 11월 포털인스트루먼츠는 일본의 대형 제약사인 다케다와 공동으로 이 제트 주사기기를 ‘프라임(PRIME)’이란 이름의 제품으로 출시할 계획이라고 밝혔다. 포털인스트루먼츠는 다케다로부터 1만 달러 이상의 기술료를 받은 것으로 알려졌다. 다케다는 제트 주사기기의 주사제로 활용할 첫 약물 후보로 자사의 궤양성대장염 치료제인 ‘엔티비오(Entyvio)’를 꼽았다. 이언 교수와 포털인스트루먼츠를 공동 창립한 패트릭 앤퀘틸 최고경영자(CEO)는 “원인 불명의 만성질환인 궤양성대장염을 앓는 환자들 대부분은 주기적으로 주사를 맞아야 한다. 프라임으로 이런 환자들의 삶의 질을 개선할 수 있을 것”으로 기대했다.

앞서 2014년 미국 제약사 파마젯은 미국 식품의약국(FDA)으로부터 주삿바늘 없는 제트 주사기기를 적용한 독감 백신 ‘어플루리아(AFLURIA)’의 판매 승인을 받았다. 지난해 파마젯은 미국 덴버에서 열린 ‘컴퍼니 위크 2017’에서 생명과학 부문 이노베이션 어워드를 수상했다. 국내에서도 의료기기 제조회사인 미가교역이 2014년 비슷한 원리로 작동하는 제트 주사기기인 ‘컴포트인(Comfort-in)’을 출시했다. 현재는 유럽, 남미 등으로 수출하고 있다.

글로벌 대기업들도 주삿바늘 없는 약물 전달 시스템 개발에 뛰어들고 있다. 미국의 스리엠(3M)은 금속 주삿바늘 대신 1.5mm 길이의 말랑말랑한 미세돌기로 약물을 투여하는 주사기기 ‘할로 미세구조 전달 시스템’을 개발했다. 손바닥 크기의 기기 상부를 피부에 대고 버튼을 누르면 가로세로 1cm 면적으로 0.5∼2mL의 주사제가 미세돌기를 통해 2분 내로 주입된다. 현재는 독성 평가를 수행하고 있다.

최근에는 의료기기 형태가 아닌 피부에 붙이는 패치형으로 개발되는 니들패치도 나왔다. 미국 조지아텍에서 개발한 독감 백신용 니들패치가 현재 2상 임상시험을 진행 중이다. 한국기계연구원은 세계 최초로 인체 무해 성분인 천연 DNA 단백질을 이용해 ‘DNA 니들패치’를 개발했다. 이 패치를 피부에 붙이면 미세돌기들이 피부 안쪽에서 수분과 만나 녹고, 이때 안에 들어 있던 약물이 체내로 전달된다. 연구소기업인 에이디엠(ADM)바이오사이언스를 통해 약물용 니들패치를 2023년경 상용화할 계획이다.

송경은 동아사이언스 기자 kyungeun@donga.com