신생아의 RDS에 대한 저렴한 비침습적 치료법을 개발하는 VCU 연구원

Jul 22, 2023

2023년 8월 28일

레일라 우긴시우스

버지니아 커먼웰스 대학교(Virginia Commonwealth University) 팀은 빌 & 멜린다 게이츠 재단(Bill & Melinda Gates Foundation)의 300만 달러 보조금 지원을 받아 복잡한 의료 장비 없이도 제공할 수 있는 저렴한 비침습적 호흡곤란 증후군 치료법을 개발하고 있습니다.

RDS는 액체 표면 장력을 감소시켜 폐가 팽창 및 수축할 때 이산화탄소와 산소를 쉽게 교환하고 혈액에 산소를 공급하며 신체의 자연 기능을 촉진하는 물질인 천연 계면활성제가 부족한 신생아에게 발생합니다. 외부 치료를 통해 치료가 가능하지만 현재 시술의 비용, 복잡성 및 침습성으로 인해 이를 필요로 하는 많은 사람들, 특히 저소득 및 중간 소득 국가의 유아가 접근하기가 어렵습니다.

이 보조금은 공과대학 기계 및 원자력 공학과의 Louis S. 및 Ruth S. Harris 우수 학자 교수인 Worth Longest 박사와 그의 동료들이 에어로졸화할 수 있는 계면활성제를 만드는 데 도움이 되고 있습니다. 전달하는 장치입니다.

현재 RDS 치료에는 삽관을 위한 진정제 투여와 액체 계면활성제를 폐에 주입하는 것이 포함됩니다. 계면활성제 투여가 가능한 환경에서 의사는 유익할 가능성이 있는 경우에도 계면활성제 투여 결정을 내리기 전에 이러한 추가 위험 노출을 저울질해야 합니다. 멸균되고 온도가 조절되는 환경에서 작동하는 특수 장비에 대한 필요성이 결합되면 비용, 적절한 시설의 가용성 또는 두 가지 모두로 인해 생명을 구하는 치료법에 대한 접근이 불가능해집니다.

이러한 필요성으로 인해 Longest는 Michael Hindle 박사, VCU 약학대학의 Peter R. Byron 특훈 교수 및 Seattle Children's Research Institute의 수석 임상 연구원이자 수석 연구원인 Rob DiBlasi와 협력하여 Gates로부터 자금을 모색하게 되었습니다. 최소한의 장비와 합리적인 비용으로 어디든 전달 가능한 합성 폐 계면활성제의 에어로졸 약물 제제 및 전달 메커니즘을 개발하기 위한 기반입니다.

Longest는 “일부 의사들은 에어로졸형 계면활성제 전달이 신생아 호흡기 치료에 있어서 당연한 필요성이라고 생각합니다.”라고 말했습니다. “수년 동안 구상해 왔지만 여러 가지 장애물로 인해 실현되지 못했습니다.”

과제 중에는 에어로졸 제제의 효과적인 투여량을 전달하는 방법이 있습니다. 현재의 건조 분말 흡입기는 더 작은 폐 용량을 기준으로 유아에게 투여할 수 있는 것보다 효과적으로 작동하려면 더 많은 공기가 필요합니다. 또한 이러한 흡입기는 약 1mg의 약물로 제한되며, 이는 계면활성제 치료에 필요한 것보다 훨씬 적습니다.

Longest와 Hindle은 에어로졸 전달 시스템 설계에 대한 전문 지식을 활용하여 효과적인 전달 방법을 설계할 것입니다. 팀은 3D 프린팅된 상부 호흡기 경로 모델을 사용하여 건조 분말 제제가 필요한 높은 복용량으로 폐 깊숙이 전달되는지 확인하기 위한 분산 메커니즘의 효과를 테스트할 수 있습니다. 팀의 전달 메커니즘에 사용되는 건조 분말 약물의 제제화는 Hindle이 주도합니다. 이는 분무 건조 기술을 사용하여 액체를 분말로 변환한 다음 에어로졸화할 수 있기 전에 소리 에너지 욕조를 사용하여 성분의 조합을 혼합하는 것을 포함합니다.

Longest 및 Hindle 연구소에서 이전에 개발한 인라인 건조 분말 흡입기는 낮은 공기량으로 적절한 분말 제제 분산을 달성할 수 있는 능력을 보여줍니다. 그들의 팀은 7월에 이 기술에 대한 특허를 받았으며 에어로졸화할 수 있는 계면활성제 제제에 동일한 전략을 적용하고 있습니다.

Longest는 “이러한 전달 메커니즘은 투여하도록 설계된 약물 제제와 강력하게 연결되어 있기 때문에 이러한 종류의 연구를 동시에 반복적으로 수행하는 것이 중요합니다.”라고 말했습니다. "저의 연구실은 제약 에어로졸 분야의 이 문제와 기타 어려운 문제를 해결하기 위해 매일 Hindle 박사의 연구실과 협력하고 있습니다."