패치 형태 백신 등, 비침습적 기술의 임상 적용

 

1. 서론: 백신의 새로운 진화, ‘무바늘’ 시대의 도래

팬데믹 이후 세계가 다시 주목하게 된 기술 중 하나는 바로 ‘백신’입니다. 백신은 감염병의 확산을 막고 인류를 보호하는 가장 강력한 수단 중 하나지만, 주사 기반의 기존 접종 방식은 공포감, 고통, 전문 인력의 필요성, 폐기물 관리 등 다양한 문제를 동반합니다. 특히 전 세계 인구에 백신을 신속하게 공급해야 하는 상황에서, 보다 안전하고 간편한 방식의 접종 방법에 대한 수요는 꾸준히 증가해왔습니다.

그 해답 중 하나가 바로 '패치형 백신'을 포함한 비침습적(Non-invasive) 백신 전달 기술입니다. 마이크로니들, 점막 투여, 경피 패치, 경구용 백신 등 다양한 형태로 개발 중인 이러한 기술들은, 기존 주사 방식의 한계를 넘어서는 ‘게임 체인저’로 떠오르고 있습니다.

패치 형태 백신 등, 비침습적 기술의 임상 적용

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2. 비침습 백신 기술의 개요: 왜 주사를 넘어서야 하는가?

기존 백신은 대부분 근육이나 피하에 주사하는 방식으로 투여되어 왔습니다. 하지만 이 방식은 다음과 같은 단점이 있습니다:

• 통증 및 주사 공포
• 전문 인력의 필요 (특히 대량 접종 시 병목 발생)
• 멸균 및 폐기물 관리의 어려움
• 바이알, 주사기 등 보관 및 유통 비용 증가

반면, 비침습적 백신 전달 기술은 이러한 문제를 해결할 수 있는 솔루션으로, 아래와 같은 형태로 발전하고 있습니다:

기술 형태                               전달 경로                                       대표 특징

마이크로니들 패치	피부 표면(표피층)	통증 없음, 자가 투여 가능, 안정성↑
점막 백신	비강, 구강, 안구 점막	면역 유도 경로 다양화, 빠른 흡수
경피 패치	피부 장벽 통과	피부 면역세포 자극, 장시간 작용
경구용 백신	위장관	복용 편의성 높음, 위산 안정성 확보가 관건

 

3. 마이크로니들 기반 백신 패치의 임상 적용 사례

가장 활발하게 연구 및 상용화가 진행 중인 비침습 백신 기술은 마이크로니들 패치(Microneedle Patch)입니다. 이 기술은 미세한 바늘이 피부를 관통해 각질층을 뚫고, 피부 아래 면역세포가 풍부한 영역에 백신 성분을 효과적으로 전달하는 방식입니다.

💉 대표적 임상 사례:

• Zosano Pharma (ZP Patch 플랫폼)
  • 미국 Zosano는 미세 바늘 표면에 백신 성분을 코팅해 피부에 부착하는 방식의 플랫폼을 개발.
  • 인플루엔자 백신, B형 간염 백신 등에 적용된 임상 진행.
  • 부작용이 적고, 냉장 보관이 불필요해 저소득 국가 접종에도 적합.
• Micron Biomedical & WHO 협력 프로젝트
  • 열에 강한 백신 패치를 개발해 WHO, 게이츠 재단과 함께 아프리카 국가에 공급하는 시범 프로젝트 진행 중.
  • 단 10초의 부착으로 백신 전달 가능, 어린이용 백신 도입 테스트 완료.
• 대한민국 한미약품, GC녹십자 등
  • 용해형 마이크로니들 플랫폼을 기반으로 mRNA 백신 전달 기술 개발 중.
  • 특히 제약사-의료기기사 간 협업을 통해 상용화 기반 생산라인 확대 중.

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4. 점막 기반 백신 기술과 글로벌 연구 동향

점막 면역은 바이러스나 병원균이 가장 먼저 접촉하는 부위인 코, 입, 눈, 장 등을 방어하는 첫 번째 선입니다. 따라서 점막을 통해 면역 반응을 유도하는 방식은 효율적인 감염 차단을 가능하게 합니다.

🌐 세계적으로 주목받는 점막 백신:

• AstraZeneca의 비강용 코로나19 백신 (AZD1222)
  • 영국에서 비강 투여형 코로나19 백신 임상 진행
  • 호흡기 점막에서 면역 유도 가능성 확인, 전염 차단 효과 기대
• FluMist (MedImmune / AstraZeneca)
  • 세계 최초로 상용화된 비강용 인플루엔자 백신
  • 어린이 대상 면역 반응이 높고 자가 투여 가능
• 일본 Takeda社의 구강용 콜레라 백신
  • 경구 복용만으로 면역 유도 성공
  • 특히 동남아와 아프리카 등 감염병 지역에서 수요 확대

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5. 비침습 백신의 장점과 극복해야 할 과제

✅ 장점

1. 통증 없음 → 환자 수용성↑
2. 자가 투여 가능 → 의료 인력 부담↓
3. 냉장 유통 필요성↓ → 개발도상국 적용 확대
4. 면역반응 유도 경로 다양화 → 점막, 피부 내 면역세포 직접 자극

⚠ 과제

과제 항목                                         설명

약물 안정성	마이크로니들 또는 점막 전달 중 성분의 변성 가능성
대량 생산 기술	균일한 제조, 자동화 공정이 필요
규제 승인 절차	새로운 전달 방식에 대한 FDA/EMA의 표준 부족
효능 평가의 복잡성	기존 주사 방식과 다른 면역 반응 경로 측정 필요

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6. 국내외 주요 기업 및 기관의 개발 현황

구분                           기업/기관                         주요 개발 내용

 

🇰🇷 대한민국	GC녹십자	경피용 B형간염 백신 패치 개발, 용해형 마이크로니들 연구
🇺🇸 미국	Vaxxas	열 안정성 높은 마이크로니들 백신 플랫폼 개발
🇮🇱 이스라엘	Nanopass	400μm 마이크로 바늘을 이용한 고정밀 백신 전달
🇯🇵 일본	Daiichi Sankyo	점막 및 경피 백신을 이용한 노인 대상 독감 백신 개발
🌍 국제 기구	WHO / PATH	아프리카 및 동남아 대상 비침습 백신 플랫폼 도입 지원

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7. 비침습 기술의 확장성: 팬데믹 대응, 항암면역까지

비침습 백신은 감염병 대응에만 국한되지 않습니다. 앞으로는 다음과 같은 고기능 백신 영역으로도 확장될 것으로 전망됩니다:

• mRNA 기반 항암 백신: 마이크로니들을 통해 표적 항원 전달 가능
• 노령층 맞춤형 경피 백신: 피부 면역세포 감소를 보완한 고효율 전달
• 소아용 자가 접종 키트: 부모 또는 교사 지도하에 안전하게 접종 가능

특히 mRNA와 결합될 경우, 이 기술은 단순 접종을 넘어 개인 맞춤형 백신 플랫폼으로 진화할 수 있으며, ‘디지털 헬스케어’와의 융합 가능성도 높습니다.

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결론: 접종 방식의 혁신, 공중보건의 판도를 바꾼다

비침습적 백신 전달 기술은 기존 주사 방식에 대한 의존도를 낮추면서도, 면역 반응은 더욱 정밀하게 유도할 수 있다는 점에서 차세대 백신 전략의 핵심으로 떠오르고 있습니다. 팬데믹은 이 기술의 필요성을 조명했으며, 현재 다수의 임상과 상용화 시도가 이어지고 있습니다.

향후 글로벌 제약사뿐 아니라, 스타트업, 디지털 헬스케어 기업까지 이 분야에 뛰어들 가능성이 큽니다. 경피, 점막, 마이크로니들 기술이 접종의 표준을 대체하는 시대는 멀지 않았으며, 이는 백신뿐만 아니라 여러 질환 예방 및 치료에도 응용될 것입니다.

이러한 기술의 진화는 **접종의 개념 자체를 근본적으로 바꾸는 ‘조용한 혁신’**이며, 전 세계 공중보건 시스템에 긍정적인 충격을 가져올 것입니다.