피부 패치

피부 패치 또는 스킨 패치는 약물을 피부에 전달하기 위해 피부에 부착하는 약제 접착 패치다. 이는 피부를 통해 혈류로 약물을 전달하는 경피 패치와는 대조적이다.

인기있는 용법

• 플렉터(diclofenac epolamine) 패치는 경미한 변종, 염좌, 타박상으로 인한 급성 통증 치료를 위한 NSAID 국소 패치다. 섬유근육통, 관절염 등 NSAIDs의 혜택을 받는 만성 질환에 대한 통증 및 염증 치료에도 사용되고 있다.
• 리도더름으로 시판되는 리도카인 패치는 대상포진(herpes zoster)의 말초 통증을 완화시켜 준다. 또한 12시간 사용 후 12시간 동안 제거해야 하는 요건에 의해 제한되지만 급성 부상과 만성 통증으로 인한 통증에 대해 라벨 밖에서 일반적으로 사용된다.
• 일부 실험 연구에서는 오염된 상업적 피부 이식 패치에 국소 항생제 전달을 위한 세라믹 피부 패치와 ^[1]치과 수술 후 잇몸에 국소 항생제를 전달하기 위한 항생제 피부 패치의 사용을 조사한다.^[2]

혁신적인 바이오 소재

비단옷

거미줄

커런트 리서치

노팅엄 대학의 연구에서는 자연적으로 돌돌 말린 거미줄과 기능적으로 동일한 최초의 유일한 합성 거미줄에 대한 설명이 2016년에 발표되었다. 비천연 메티오닌 아날로그 L-azidohomoalanine(L-Aha)과 유전자변형 E-Coli 세포를 사용하여 필라멘트를 만드는 데 필요한 조건하에서 자가조립 단백질을 생산할 수 있었다. 이러한 조건들은 수년 전에 J. Johansson과 동료들에 의해 거미줄 단백질의 생산을 연구했다. 본 연구에서 사용된 단백질은 자연에서 발견되는 실크모노머의 소형화판이지만 같은 방식으로 작용하고 있으며, 이러한 변형 때문에 4RepCT라는 단백질의 기능화된 부위를 표현할 수 있었는데, 이는 자생 재조합형 드래그라인 실크 단백질로 축을 따라 유아용 거미줄에서 추출한 것이다. 필라멘트의^[3]

방법들

4Rep 기능 방법CT 단백질은 성공적이었지만, 조정과 수정이 가능한 생물학적 환경에서 안정적인 단백질 기능화를 안정적으로 만들어 내는 데는 방해가 되지 않았다. 기능성 펩타이드 시퀀스의 실크 유전자에 대한 유전적 융합과 기능성 분자의 아미노산 사이드 체인에 대한 화학적 결합은 현재 기능화된 4Rep을 달성하는 것으로 알려진 유일한 두 가지 방법이다.조정 가능한 기능이 있는 CT 단백질. 첫 번째 접근법은 비단의 변환 후 조작을 최소화한다는 장점이 있다. 불행하게도 유전자의 높은 GC(Guanine-cytosine) 함량으로 인해 전사 오류가 발생하기 때문에 유전자 조작이 어렵다. 또한 이 방법은 기능 바인딩 사이트의 유행을 25 kDa 4Rep당 하나의 리간드 바인딩 사이트로 제한한다.CT 실크 단백질. 항체와 같은 큰 어댑터 단백질은 더 많은 결합 부위를 표시하는데 사용될 수 있지만, 그것은 실현 가능한 해결책으로 여겨지지 않는다. 이 방법은 4Rep을 생성하는 것으로 확인됨천연 스피드로인 단백질보다 세포 접착력이 높고 항균 성질이 다양한 CT 단백질. 두 번째 방법인 실크 단백질의 화학적 수정은 용도에 따라 견고하거나 민감한 링커를 사용하여 광범위한 유기 및 유기농 리간드의 여러 사본을 공동 부착해야 한다. 이 방법으로는 4Rep을 수정하기 어렵다는 것이 당면 과제다.CT 단백질 부위별. 특정 사이트 타겟팅은 잔여물 또한 접근 가능하고 화학적으로 나머지 실크 단백질과 생체 직교하도록 수정해야 한다. 시토신 잔류물은 일반적으로 마이클 첨가를 통해 이러한 유형의 결합에 사용되지만 교환 반응을 일으키는 경향이 있어 생물학적 환경에서 오랜 시간 동안 불안정하게 된다. 이 두 가지 방법은 다소 구식이지만 4Rep을 검증하는 데 유용했다.CT는 세포접착, 항균 효력, 그리고 그것에 부착된 분자나 약물의 종류에 있어서 중요한 영역에서 조정될 수 있다.^[3]

보다 최근에 아지드 기능 그룹은 EDC/NHS 커플링을 사용하는 드래그라인 실크 단백질의 N단자로 결합되어 세포 접착력이 강화된 당밀-결합 필름과 제어 가능한 마이크로 아키텍처의 DNA-실크 키메라를 생산하고 있다. 이 연구의 연구진은 이를 토대로 3개의 L-Aha 잔류물을 4RepCT에 통합하여 $4{\displaystyle \mathrm{}}$ R ${\displaystyle e}$ ${\displaystyle P}$ ${\displaystyle C}$ ${\displaystyle {T\mathrm{}}^{}}$ ${\displaystyle 3^{}}$ A ${\displaystyle h^{}}$ ${\displaystyle a^{}}$ ${\$.$CT^{3Aha}}}$. L-Aha의 아지드 사이드 체인은 인광 시약을 사용한 Staudinger large와 Copper (I)-catalysed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC) 또는 Strain(I)-catalysed agide-alkyne cycycycloaddition (SPAAC)을 통해 매우 구체적이고 효율적인 현장 고유 결합을 가능하게 한다.^[3]

선호하는 클릭 반응

CuAAC와 SPAAC는 둘 다 클릭 화학에서 흔히 교환할 수 있는 일반적인 클릭 반응이다. 세포내 Cu(I)가 세포독성이라는 것은 잘 알려져 있는데, 이는 CuAAC가 생체내 애플리케이션으로 이어지는 연구를 위한 SPAAC 클릭 반응만큼 흔하지 않다는 것을 의미한다. 이 연구를 위한 연구자들은 이 연구의 목적에도 불구하고 몇 가지 이유로 CuAAC를 사용하기로 결정했다. 첫째, 구리가 $4{\displaystyle \mathrm{}}$ ${\displaystyle R}$ ${\displaystyle e}$ ${\displaystyle P}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle {3\mathrm{}}^{}}$ ${\displaystyle A^{}}$ ${\displaystyle h^{}}$ ${\displaystyle a^{}}$ ${\$에 의해 구속될 가능성$CT^{3Aha}}$ 단백질이$$ 낮은 것은 글루탐산 잔류물이 2개뿐이고 히스티딘 잔류물(Cu(I)에 친화력이 높은 잔류물 2개)이 없기 때문이다. 이러한 잔류물은 티오레독신(tioredoxin)에 존재하며, 이는 4Rep에 결합된 용해성 핵융합 파트너다.합성 중 CT 단백질. 단, 광섬유를 형성하는 트롬빈과 자가 조립 반응을 유발하기 위해 티오레독신을 제거하므로 문제가 발생하지 않는다. 이렇게 적재된 티오레독신을 제거하면 실크 구조에서 사실상 모든 구리가 제거된다. 연구진은 또한 EDTA를 포함한 완충제를 통해 THPTA(동리 이온을 안정화시키는 THPTA)를 활용하여 섬유를 헹구어 Cu(I)를 추가로 제거함으로써 구리 이온의 중량 추적에 의한 <0.1%>를 남겼다. 둘째, CuAAC는 4RepCT와 같이 시토신 함량이 높은 단백질이 존재하는 클릭 반응에서 SPAAC를 능가한다. SPAAC 공정은 4RepCT와 같은 단백질이 존재하는 경우 종종 표적 밖의 현장에서 '클릭'을 생성하여 리간드가 단백질의 잘못된 부분에 결합하고 단백질을 본질적으로 무용지물로 만든다. 광섬유를 따라 기능 부지의 수를 최대화하기 위해 CuAAC가 선호된다.^[3][4]

선도적 결과

본 연구는 ${\displaystyle \mathrm{CuAAC}}$ ${\displaystyle {조정}^{}}$의 ${\displaystyle 4^{}}$ ${\displaystyle R^{}}$ e P T 3 A h a ${\$을 입증하였다.$CT^{3Aha}}$에는 두 가지 다른 불소포체와 항생제 레보플록사신이 들어$$ 있어 강화된 성질을 가진 생체 물질로서 공동 기능화된 재조합 거미줄 단백질의 가능성을 보여준다. 연구원들은 4 R ${\displaystyle e}$ P ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle 3^{}}$ ${\displaystyle {A\mathrm{}}^{}}$ h ${\displaystyle a^{}}$ ${\$을 성공적으로 활용할 수 있었다.$CT^{3Aha}}$ 알카인 플루오로포레스와 함께$$, 단백질이 실크 섬유 축에 결합되는 동안 아지드 그룹을 통해 기능할 수 있음을 증명한다. 그들의 결과는 섬유 축을 따라 강렬한 균일 형광뿐만 아니라 섬유질이 1:1 비율로 서로 다른 두 개의 불소 형광체로 장식되었을 때 강렬한 균일 복합 형광도 보여주었다.^[3]

기능성 아지드 그룹이 임상적으로 관련성이 있는 분자로 장식될 수 있다는 것을 증명하기 위해, 연구원들은 각각 에폭시드 카르복실산 그룹들 사이의 에스테르 결합을 사용하여 섬유에 글리시딜 프로파르실 에테르(및 산-레이블 링커)와 바운드 레보플록사신(항체물질 표적화 그램 양)으로 장식하려고 시도했다. 그들은 E에 대해 기능화된 실크 섬유로 억제 구역 검사를 실시했다. 각 인자 레벨에 LB 매체가 포함된 대장균 NCTC 12242 박테리아. 그들의 결과는 p ≤ 0.01로 3.5 cm 반경에 걸쳐 항생제 지속성을 유지하고 세포 밀도가 다른 요인 수준의 50%(LB 매체만, 작동 불능 실크, 레보플록사신 도핑 실크)를 유지하는 레보플록사신 장식 섬유의 성공적인 기능화를 보여주었다. 레보플록사신을 5일 동안 섬유질에서 최대 지속방출이 달성되었다.^[3]

피부 응용 프로그램

역사적

거미줄은 가장 초기에 알려진 피부 조각 중 하나이다. 주로 상처 결합에 사용되며, 포획 나선 비단 위에서 발견된 당단백질 접착제는 물론 섬유 자체의 단백질 구조도 가벼운 항균성을 가지고 있다. 물론 현대 의학이 되어서야 발견되었던 국소 방부제 역할을 하는 비단 때문에 상처로 인한 패혈증과 만성 질환의 비율을 줄였다. 실크의 점탄성 특성과 과도한 인장 강도와 견고성은 오늘날 우리가 '수술 테이프'라고 알고 있는 것에 작용함으로써 상처 치유를 도왔다.

프로포즈

거미줄은 다른 인기 있는 피부 패치 사용뿐만 아니라 거품 포장, 꿀 식초 치료, 전신 항생제 등 대규모 표면 부위 상처 치료의 현재 방법보다 우수함에도 불구하고 임상 실습에 도움이 되지 못하고 있다. 역사적으로 이것의 주된 이유는 농장과 수확이 매우 어렵기 때문이다. 복제하기 쉬운 몇 가지 조건으로 비단 방아를 찧는 누에와는 달리 거미는 실험공간에서 복제하기 어려운 먹이를 잡는 등 특정한 목적을 위해 방아를 찧는다. 게다가, 거미는 일반적으로 식인 풍습적인 경향이 있기 때문에, 인구 통제는 농업 과정에서 거의 불가능한 또 다른 장애물이 될 것이다. 강제적인 실크는 바람직한 정권 밖에 있는 실크를 산출한다. 피부 용도에 대해 가장 많이 제안되는 사용 사례는 다음과 같다.

• 로컬 약물 전달을 위한 피부 패치
• 국소 항생제 상처 드레싱
• 국부적 피부 레퍼퓨전 비계
• 비접착성 국소 약물 전달 장치를 부착하기 위한 피부 점막 접착제

누에 비단

현재 연구

연구 결과 누에 실크는 고유한 항생제 특성, 생체모방 기계적 특성을 갖고 있지 않으며, 일부 사람들에게 치명적인 호흡기 알레르기 반응을 일으킬 수 있다.^[5]

최근의 연구는 재조합된 거미줄 단백질이 상설 용액의 액체-공기 인터페이스에서 투과성 단백질, 초강성 및 초유연성 막을 형성하면서 자가조립한다는 것을 보여준다. 용서받지 못한 자가조립은 세포 성장을 지탱하는 나노섬유 막을 만든다.nanofibrilar membrane)을 만든다. 인간 피부 세포의 결합 층은 3일 이내에 형성되며 환자에게 직접 전달하기에 적합할 것이다. ^[6]

피부 응용 프로그램

누에 비단이 혈관조직과 접촉했을 때 잠재적으로 인간에게 치명적일 수 있기 때문에 누에비치에 대해 승인된 피부 패치, 즉 피부 패치 같은 용도가 없다.

참조