당뇨환자, 주사 안맞아도 되는 '바르는 인슐린' 개발 A skin-permeable polymer for non-invasive transdermal insulin delivery

A skin-permeable polymer for non-invasive transdermal insulin delivery

Non-invasive skin permeation is widely used for convenient transdermal delivery of small-molecule therapeutics (less than 500 Da) with appropriate hydrophobicities1. However, it has long been deemed infeasible for large molecules—particularly polymers, proteins and peptides2,3—due to the formidable barrier posed by the skin structure.

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09729-x

“주삿바늘 더 들어갈 곳도 없어요”

평생 시달린 고통 없애준다는데

매일 식사 전후로 배에 주사 바늘을 찔러야 하는 당뇨병 환자들의 고통이 조만간 사라질지도 모른다. 피부에 바르기만 해도 체내로 인슐린이 전달돼 혈당을 조절하는 기술이 개발됐다.

중국 저장대와 영국 임페리얼 칼리지 런던(ICL) 공동 연구진은 “피부 안팎의 산성도(pH) 차이를 이용해 고분자 단백질인 인슐린을 피부 깊숙이 전달하는 특수 폴리머(OP)를 개발했다”고 밝혔다. 관련연구성과는 국제 학술지 ‘네이처(Nature)’에 게재됐다.

피부는 외부 물질을 차단하는 강력한 장벽이다. 분자 크기가 작은 화학물질은 통과할 수 있지만, 인슐린 같은 거대 단백질 분자는 피부를 뚫지 못한다. 이 때문에 지금까지 마이크로 니들(미세 바늘)이나 초음파를 이용해 억지로 구멍을 내는 방식이 시도됐으나 피부 손상이나 감염 우려가 컸다.

연구진은 피부 표면은 산성(pH 5)이고 피부 내부는 중성(pH 7.4)이라는 점에 착안했다. 연구진이 개발한 ‘OP(poly[2-(N-oxide-N,N-dimethylamino)ethyl methacrylate])’라는 고분자 물질은 환경에 따라 자신의 전하(전기적 성질)를 바꾼다.

이 물질은 산성인 피부 표면에서는 양전하(+)를 띠어 피부 장벽을 구성하는 지질과 결합해 문을 연다. 하지만 중성인 피부 내부로 들어오면 전하가 없는 중성 상태로 변해 세포에 달라붙지 않고 혈관과 림프관까지 자유롭게 이동한다.

연구진이 제1형 당뇨병에 걸린 쥐의 등에 인슐린과 결합한 OP 용액을 바르자 1시간 만에 혈당 수치가 정상 범위(200mg/dL 이하)로 떨어졌다. 이 효과는 주사제로 인슐린을 투여했을 때와 거의 같은 수준이었으며, 한 번 바르면 약 12시간 동안 약효가 지속됐다.

Skin permeability of OP.

From: A skin-permeable polymer for non-invasive transdermal insulin delivery OP의 피부 투과성.

출처: 비침습적 경피 인슐린 전달을 위한 피부 투과성 폴리머 nature.com

사람과 피부 두께가 비슷한 미니돼지 실험에서도 효과는 입증됐다. 인슐린을 섞은 크림을 미니돼지 복부에 바르자 2시간 이내에 혈당이 정상화됐고 역시 12시간 동안 효과가 유지됐다.

안전성 문제도 해결했다. 기존의 침투 촉진제들은 피부를 헐게 하거나 염증을 일으키는 부작용이 있었지만 이번에 개발된 소재는 피부 조직을 손상하지 않았다. 반복적인 도포 실험에서도 피부 발진이나 염증 반응은 관찰되지 않았고 간이나 신장 등 주요 장기에도 독성을 나타내지 않았다.

https://www.mk.co.kr/news/it/11473843