微针给药系统简述
纳米微针经皮给药系统组成及应用
纳米微针经皮给药系统组成及应用
纳米微针经皮给药系统主要由纳米微针、基底材料、运载载体和渗透增强剂等组成。
其应用主要包括药物递送、基因治疗、疫苗接种等方面。
纳米微针是由纳米级材料制成的微米级针状结构,其基底材料通常采用聚合物、硅等材料,可以在不破坏皮肤屏障的前提下将药物、基因等载体输送到皮肤深层或局部组织中。
运载载体可以将药物或基因等载体稳定地包装起来,并保障该药物在生物体内的作用时间和过程。
而渗透增强剂的作用则是增加药物在皮肤中的渗透性,使药物能够更好地穿透皮肤屏障,达到更好的治疗效果。
纳米微针经皮给药系统在药物递送、基因治疗、疫苗接种等方面都有广泛的应用。
例如,在疫苗接种方面,纳米微针经皮给药系统可以实现快速、有效和无痛等特点,提高了人们对接种的接受度,从而推动了疫苗接种工作的普及。
总之,纳米微针经皮给药系统作为一种新兴的给药系统,具有很好的应用前景和发展潜力,在药物递送、基因治疗、疫苗接种等多个领域都有很好的应用前景。
可溶解微针给药技术
可溶解微针给药技术标题:可溶解微针给药技术:开拓医学界的新时代引言:近年来,随着可溶解微针给药技术的快速发展,医学界进入了一个崭新的时代。
这项创新技术将传统注射剂的局限性推向了极限,并以其无创、便捷和高效的特点受到了广泛关注。
本文将为您深入解读可溶解微针给药技术的工作原理、应用领域以及未来发展的前景。
第一部分:可溶解微针给药技术的工作原理1.1 可溶解微针的结构和组成可溶解微针是一种由生物可降解材料制成的微细小针具,通常具有锥形、锥柱形或锥桶形结构。
这些微针由水溶性或油溶性高分子材料制成,可以在给药过程中快速溶解并释放药物。
1.2 细胞渗透机制可溶解微针在接触皮肤时,通过微小的压力将微针插入表皮层的上层组织中。
一旦微针溶解,药物被迅速释放,进入皮肤的毛细血管网络,并通过淋巴系统或血液循环被分发到全身。
第二部分:可溶解微针给药技术的应用领域2.1 疫苗接种可溶解微针给药技术在疫苗接种领域有着巨大的潜力。
相比传统的注射方式,可溶解微针给药技术不需要专业医生进行施打,可以有效减少感染交叉传播的风险,特别适合在发展中国家推广。
2.2 长期慢释医药可溶解微针可以嵌入皮肤表层,并以预定的速率释放药物,用于治疗慢性疾病。
这种慢释给药方式可以维持恒定的治疗药物浓度,并降低药物的副作用。
2.3 营养补充和皮肤美容可溶解微针技术可以用于给予皮肤补充营养成分,改善皮肤质量。
通过将含有维生素、氨基酸和抗氧化剂等成分的微针应用于皮肤,可以有效地促进胶原蛋白的生成,减少皱纹和改善肤色。
第三部分:可溶解微针给药技术的前景展望3.1 个性化治疗可溶解微针技术具有可量化和可定制的特点,能够根据不同患者的需要提供个性化的治疗方案。
通过改变微针的尺寸、形状和成分,可以实现不同药物封装和释放的要求。
3.2 新药研发可溶解微针给药技术为新药的研发提供了新的途径。
它可以提高药物的生物利用度和稳定性,并降低药物的代谢和排泄速率,从而增加药物在体内的作用时间和效果。
微针给药系统的研究进展
Absr c Mir n e ls h v e n p o s d a c o —c l rns e ma ug d lv r .I a e d vd d i t o— t a t: c o e d e a e b e r po e s ami r n s ae ta d r l dr eie y tc n b ii e n o s l i c o e d e n olw c o e d e y i n r sr cu e Th tra s us d o n f c u n c o e de d mir n e l s a d h l o mir n e ls b n e tu t r . e ma e il e fr ma u a t r g mir n e l s i many i cu e slc n,mea n oy r i l n l d i o i t la d p lme .Mir n e l sc n e h n et e p r a lt fs i rd u s,e p cal c o e d e a n a c h e me bi y o k n f r g i o se il y ma r moe u a r g c o lc lrd s,d o e c h e v s i e p s i is u o n tr a h t e n r e n d e kn tsue,a d c n b o v n e ty u e n a e c n e i nl s d,S ti n e i O i sa f — ce t in ,pan e s a d s f r n d r a r g d lv r y tm. i ls n ae ta s e l d eie s se No t e r s a e fmir n e ls o h r n de a m u y w h e e r hs o c o e d e n t e ta s r l m d l e fi s ln,t ei ei r o n u i vy h mmu iain t v l u n,c n rle —ee s r g d lv r n c on u in h v p l a n z to o o ab mi o tol d r l a e d eie a d mir if so a e a pi — u y c to s i r n d r a r g d lv r . in n ta s e m ld eie u y Ke y wor : c o e d e ;ta s e a r g d lv r ;ma r mo e u a r g ds mir n e l s r n d r ld ei e m u y c o lc lrd s;a l ain u ppi o s a c n d v l pm e t o i r n e e o r ns e m a r e i e y n fm c o e dl s f r t a d r ld ug d l r v
微针概论
星形
微针长度 针形
药物性质 给药时间或亲脂性
药物的分子量
page 01 page 02 微针长度 针形
page 03 药物性质 给药时间皮肤性质
微针长度 针形
药物性质给药时间 皮肤性质
微针概述
微针给药研究现状 微针发展前景
一、微针概述
微针是指制作材料包括金属、硅、二氧化硅、玻 璃、镍、钛及可生物降解的聚合物等,采用微机 电系统(MEMS)工艺等制备成高10-2000μm、宽 10一50μm的实心或空心微米级尺寸的针。
研究背景 Hasmhi等人在1995年最先发表文章报道使用微针阵列, 他们用蚀刻技术在硅晶片上形成了微针。1998年,henry 等人首先将微针应用于透皮给药的研究
微针质量评价 甄小龙等在青藤碱水凝胶贴剂的微针经皮给药的研究中, 采用自制的100μ m微针和200μ m微针两种不同针形的微 针阵列,考察了微针针形、微针预处理皮肤的滞留时间以及 微针所受刺入力大小对模型药物青藤碱透皮速率的影响, 并对相关机制进行了探讨。
微针给药系统的影响因素 微针长度 针形
药物性质
给药时间 皮肤性质
微针长度 针形
药物性质 给药时间 皮肤性质
角质层厚度为 10~40μm
表皮层,厚度为 50~100μm 这样确定微针的高度就应该大于角层的厚度10~ 40μm,小于角质层和表皮层厚度之和200μm
微针长度 针形
药物性质 给药时间皮肤性质
微针的针形主要有 三角形、矛形、梯 形、星形
微针给药的特点
微针细而尖 ,不刺激到神经末梢 在皮肤上造成真实通道 不经肝脏首过效应和胃肠道降解
纳米微针经皮给药系统组成及应用指南
纳米微针经皮给药系统组成及应用指南下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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微针给药原理
微针给药原理
微针给药原理微针给药是一种新型的药物传递方式,通过微小而锐利的针头将药物直接输送到皮肤或组织中。
这种方法有许多优势,包括便携性、无痛性和高效性。
微针给药非常便携。
微针设备小巧轻便,可以随身携带。
这意味着患者可以随时随地进行药物治疗,无需依赖医院或诊所。
微针给药是无痛的。
与传统注射相比,微针只需穿透皮肤的表层,因此几乎没有疼痛感。
这对于那些害怕注射的人来说是一个巨大的优势。
最重要的是,微针给药非常高效。
微针可以将药物直接输送到皮肤或组织中,绕过胃肠道和肝脏的代谢过程。
这意味着药物可以更快地进入血液循环,以达到更快的疗效。
微针给药在许多领域都有潜在的应用。
例如,在疫苗接种中,微针可以提供更好的免疫保护,而无需使用传统注射所需的大针头。
在美容领域,微针可以用于输送护肤品和药物,以改善皮肤质量和治疗皮肤问题。
微针给药是一种便携、无痛和高效的药物传递方式。
它具有广泛的应用前景,并有可能改变人们接受治疗的方式。
随着科技的不断进步,我们可以期待微针给药在医学领域的更多创新和应用。
微针透皮给药系统应用研究进展
微针透皮给药系统应用研究进展万展;周剑;韩美娜;杨峰【摘要】Micro-needles transdermal drug delivery system became the hot spot in the field of transdermal drug delivery system, which had the double advantages in both injection drug delivery and transdermal drug delivery. It also had the merits of fast absorption, continence and painless utility in clinical. Research indicated both transdermal speed and dose of drugs were highly increased when micro-needles transdermal drug delivery system was applied, which especially showed outstanding effects and promise in the preparation of drugs composed of protein, polypeptide, DNA and RNA, etc. Latest developments of micro-needles transdermal drug deliver-y system were reviewed in this paper. With the development of the industrial arts of the micro-needle, drug delivery technology and application research, micro-needles transdermal drug delivery system would be extensively employed in clinical field.%微针透皮给药系统是近年来透皮给药系统研究的热点.微针透皮给药系统具有注射给药和透皮给药的双重优势,具有快速、方便、无痛等众多优点,研究表明可以显著提高药物透皮速率和吸收量,特别是在蛋白质、多肽、DNA和RNA等大分子物质的透皮制剂研究领域表现出良好的效果和应用前景,本文对微针透皮给药系统应用研究的最新进展进行了综述.随着微针加工技术、载药技术和应用研究的不断深入,微针透皮技术在临床领域将会有更广泛的应用.【期刊名称】《药学实践杂志》【年(卷),期】2012(030)002【总页数】4页(P86-88,142)【关键词】微针;透皮给药;应用【作者】万展;周剑;韩美娜;杨峰【作者单位】河北北方学院基础医学院,河北张家口075000;第二军医大学药学院,上海200433;河北北方学院基础医学院,河北张家口075000;第二军医大学药学院,上海200433;重庆医科大学药学院,重庆400331;第二军医大学药学院,上海200433;第二军医大学药学院,上海200433【正文语种】中文【中图分类】R94透皮给药系统(transdermal drug delivery system, TDDS),又称透皮治疗系统(transdermal therapeutic system, TTS),是指使药物以一定的速率通过皮肤,经毛细血管吸收进入血液循环而达到有效血药浓度产生疗效的一类给药系统。
微针给药系统的简介
机械工程学院
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HY
微针给药
给药
采血
注射器
口服
注射器
×带来疼痛
×效率不高
×带来疼痛
微针给药
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皮肤的结构
微针(Microneedles)
角质层,10~15μ m, 包含死去的细胞 表 皮 层 , 50~100μ m , 包 括 活细胞 真皮,包括活细胞, 可溶解聚合物微针
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空心微针
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印章微针阵列与滚轮微针阵列
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可分离微针给药
实心微针
涂药微针 可溶解微针 空心微针
2. 在微针上涂有可在皮 肤内溶解的药物
3. 可完全溶解的聚合物 微针中装载药物
4. 应用空心微针将药物 输注到皮肤中
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实心微针
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涂药微针
磺酰罗丹明 高度: 600μm 金属轴 高度: 600μm
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可弯曲型薄膜微针阵列贴片
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尺寸:直径在30--50 μm, 长度> 100μm 材料:硅,聚合物,金属(Ni) 应用:生物医学测量系统,药物传 输系统,微量采样分析系统 分类: 异平面微针, 同平面微针 实心针 空心针
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微针给药的方式
1. 对皮肤预处理, 增加其渗透性
可溶解微针给药技术
可溶解微针给药技术是一种新型的药物输送技术,它利用微小的可溶解微针将药物直
接输送到皮肤表面或浅层组织,以实现药物的快速、精准和无痛给药。
这项技术有以
下几个特点:
1. 微针:可溶解微针通常由生物可降解材料制成,长度一般在数百微米到数毫米之间。
这种微小的微针可以穿透皮肤的表皮层,将药物直接输送到浅层组织或血管系统中。
2. 可溶解性:与传统的注射针头不同,可溶解微针在皮肤内部溶解释放药物,避免了
使用后需要处理的医疗废弃物,并且减少了感染的可能性。
3. 精准给药:通过微针直接将药物输送到皮肤下组织,可溶解微针给药技术可以实现
更为精准的给药,减少药物浪费,提高药效。
4. 便利性:相比传统的注射给药方式,可溶解微针给药技术更加便携和易于操作,有
望改善患者的治疗体验。
这项技术目前正广泛应用于药物输送、疫苗接种和美容领域,具有较大的发展前景。
然而,由于其在制备工艺、稳定性等方面还存在一些挑战,因此仍需要进一步的研究
和改进。
微针给药系统的研究进展
微针给药系统的研究进展
覃宛冰
【期刊名称】《中国医学前沿杂志:电子版》
【年(卷),期】2023(15)1
【摘要】经皮给药是指药物通过皮肤角质层发挥局部治疗效果或者进一步通过表皮层到达真皮层将药物递送至血液循环发挥全身治疗作用。
微针是一种新型的经皮给药系统,由多个针长在100~1 000μm的细小针头连接在基座上组成的阵列。
微针给药可以定向突破皮肤角质层,在皮肤内形成数百个微米级孔道,药物通过这些孔道到达病灶部位,极大提高经皮给药的递送效率。
【总页数】1页(P71-71)
【作者】覃宛冰
【作者单位】揭阳市人民医院药学部
【正文语种】中文
【中图分类】R73
【相关文献】
1.微针透皮给药系统应用研究进展
2.微针透皮给药系统的研究进展
3.微针技术在经皮给药系统的研究进展
4.可溶性微针在经皮给药系统中的研究进展
5.微针经皮给药系统在色素性皮肤病中的研究进展
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科技成果——微针阵列经皮给药芯片与系统
科技成果——微针阵列经皮给药芯片与系统技术开发单位清华大学所属领域医疗健康成果简介经皮给药系统又称经皮治疗系统,是指药物以一定的速率通过皮肤,经毛细血管吸收进入体循环而产生药效的一类制剂。
与传统的口服与皮下注射给药方式相比,经皮给药有许多优点:可产生持久、恒定和可控的血药浓度;使因为体内新陈代谢迅速而半衰期很短的药物活性明显提高;避免了肝脏的首过效应与胃肠道因素的干扰,将毒副作用降到最小;具有无创或微创性,患者可自己用药,使用方便,可随时中断给药。
这些独特的优势使其已成为第三代药物制剂的研发重点。
但是受皮肤表面厚约30-50微米、非常致密的角质层的阻挡作用,现在即使采用添加化学促渗剂等常规手段,使绝大多数药物(即便是剂量低、疗效高的一些药物)的经皮渗透速度太低而无法达到所需的治疗剂量,因此产生的药效很低、很慢或根本无效,这也是目前经皮给药贴剂的种类非常稀少的根本原因。
同时,化学促渗剂的使用往往还会引起皮肤过敏等其他毒副作用。
如何克服皮肤屏障作用,使药物在一定时间内的经皮渗透量达到治疗量一直是许多透皮给药制剂开发与应用的关键。
为了大幅度提高药物/美容护肤品的经皮渗透性,近年来在国际上研发了多种方法,其中尤以微针致孔法最受青睐,它首先是采用微针阵列(由多根按照一定间距排列的微针组成,每根微针的长度、粗细为几十至几百微米)瞬间穿透皮肤最外面的角质层而产生许多微孔,然后在皮肤表面涂覆药物/美容护肤品,也可以事先在微针上涂覆药物制备成微针给药/美容贴,使用时再刺入皮肤。
微针致孔法能将药物/美容品的经皮渗透速率提高数万倍以上,给药剂量最大,对药物的适用范围最广,理论上适合任何药物/美容护肤品而不受分子量大小、药物极性、熔点等的限制,从而能够迅速使药物/美容护肤品穿透角质层进而扩散入体内发挥作用,因此疗效显著;由于微针非常纤细、短小不会触及神经与血管,所以刺入皮肤时不会有痛感、不会出血,操作简单、灵活、安全、方便,可随时中断给药,所以更容易被患者所接受。
微针经皮给药系统研究进展
微针经皮给药系统研究进展作者:郭庆陆孙桂平来源:《科学与财富》2019年第19期摘要:经皮给药系统是指药物经皮肤吸收进入体循环,而到达作用部位,发挥其药效的一种给药策略。
微针可刺穿皮肤角质层,使药物渗透率大大提高。
微针技术作为一种新型的经皮给药方式,近年来得到了快速的发展,微针经皮给药技术的研发日渐成熟,针对其应用的研究越来越广泛。
不仅用于经皮给药,还应用于美容领域。
本文将介绍微针的种类及其应用的最新进展。
关键词:微针;经皮给药;应用经皮给药系统(transdermal drug delivery system,TDDS)也称经皮治疗系统,是药物进入人体的一种方式。
与传统口服和注射给药方式相比,该方法具有多种优势。
首先,疼痛感小,患者可接受度强;其次,药物经皮吸收,降低了肝脏的首过效应及肝肠的灭活作用。
1.微针的特点和分类微针一般是指通过微细加工工艺制作的尺寸在微米级,直径在30-80μm,长度100μm以上,呈针状的结构。
实验证明微针在皮肤上时,就能使渗透量增大1000倍,当微针移除10s 后,渗透量增大10000倍,移除1h后皮肤渗透量增大了25000倍,使用微针后皮肤渗透药物时,时长可维持将近5h[1]。
1.1 实心微针实心微针的使用方法为刺破皮肤角质层,形成微小孔道,移除微针,将药物敷贴于微针作用部位,使药物通过微小孔道扩散入皮肤。
已有实验表明,实心微针可提高药物的吸收效率,由于在实验动物上容易操作,实心微针多用于实验研究,产品和应用中较少见。
其优势为制作工艺相对简单,可使用的制作材料很多,如玻璃、陶瓷、不锈钢、硅和非降解聚合物等。
1.2 可溶性微针采用可生物降解、可溶性聚合物和多糖制成的微针,称为可溶性微针。
将药物与可溶性聚合物混合制成微针,使用时将微针贴片在皮肤内保留一定时间,药物分子从针体刺穿皮肤形成的通道中释放进入皮肤。
与实心微针和镀层微针相比,可溶性微针降低了刺入皮肤断裂的可能性。
journal of control release 微针 综述
journal of control release 微针综述微针技术是一种新兴的药物传递系统,通过使用微小的、细长的针头将药物直接输送到皮肤或其他组织中。
这种技术有很多应用领域,如皮肤美容、疫苗接种和药物传递等。
本综述将对微针技术的发展、制备方法、传递机制以及在不同领域的应用进行综合概述。
首先,微针技术的发展非常迅速。
早期的微针主要是由金属或硅胶等材料制成的,用于改善药物透皮传递的效果。
随着纳米技术的发展,微针的尺寸逐渐减小,甚至可以达到纳米尺寸。
这种微小尺寸的微针可以更好地穿透皮肤屏障并释放药物,从而提高药物的吸收效率。
其次,微针的制备方法多种多样。
常见的制备方法包括湿法制备、干法制备和3D打印等。
湿法制备主要通过将药物溶液浸渍到微针材料中,然后通过干燥等方式获取涂覆了药物的微针。
干法制备则是将药物与微针材料混合后使用压力或热压等方式制备微针。
3D打印则利用计算机辅助设计(CAD)技术和3D打印技术制备微针。
微针的传递机制有多种类型。
最常见的是固体微针传递系统,其中微针在皮肤中形成微小通道,使药物可以穿过这些通道直接进入组织。
液体微针传递系统则是将药物溶液注射到皮肤中,通过渗透力推动药物进入组织。
此外,还有一些其他类型的微针传递系统,如电动微针、热力微针和生物降解微针等。
微针技术在各个领域均有广泛的应用。
在皮肤美容方面,微针技术可以改善皮肤的质地和外观,减轻皱纹和疤痕等问题。
在疫苗接种方面,微针可以用于无痛接种,提高疫苗的接受率。
在药物传递方面,微针可以用于传递各种类型的药物,如蛋白质药物、基因药物和化学药物等。
然而,微针技术仍然存在一些挑战和限制。
首先,微针的制备技术仍需要进一步改进,以提高微针的稳定性和一致性。
其次,微针的穿刺过程可能会引起疼痛和创伤,因此需要找到减轻这些副作用的方法。
此外,微针技术的成本也是一个问题,制备微针的材料和设备成本较高。
综上所述,微针技术是一种新兴的药物传递系统,具有广泛的应用潜力。
可溶解微针给药技术
可溶解微针给药技术
可溶解微针给药技术是一种将药物通过微型针刺入皮肤表面,以达到给药的方法。
可溶解微针由药物制剂构成,可以在皮肤表面迅速溶解,将药物释放到皮肤内层,从而实现有效的给药。
可溶解微针给药技术的主要优势包括以下几点:
1. 稳定性:可溶解微针材料可以在常温下保持稳定,在给药过程中会迅速溶解释放药物,因此不需要冷藏和复杂的存储条件。
2. 无痛性:由于可溶解微针比较小且锐利,所以在给药过程中一般不会引起疼痛,相较于传统的注射给药方式更加舒适和易于接受。
3. 方便性:可溶解微针可以设计成不同形状和尺寸,可以根据需要进行个性化设计,这样就可以方便地进行给药,不需要专业的医务人员操作。
4. 生物降解性:可溶解微针通常由生物降解材料制成,因此在给药后会被皮肤或者体内的酶降解,不会留下明显的残留物。
可溶解微针给药技术目前已经在某些药物和疫苗的应用上取得了一定的成功,但仍需要进一步的研究和发展,以提高给药效果和安全性,并获得更广泛的应用。
透皮微针应用场景
透皮微针应用场景
透皮微针是一种新型的药物输送系统,通过微小的针头将药物直接输送到皮肤下层,以实现治疗效果。
透皮微针的应用场景广泛,可以用于医疗领域、美容领域以及生物医学研究等方面。
在医疗领域中,透皮微针可以用于药物输送,例如疫苗接种、皮肤病治疗等。
传统的注射方式往往需要使用针头直接注射药物进入皮下组织或肌肉组织,而透皮微针则可以在不引起疼痛或创伤的情况下将药物输送到皮肤下层。
这种方式不仅能提高药物的吸收效率,还能减少患者的痛苦和感染风险。
另外,透皮微针还可以用于检测血液中的生物标志物,例如血糖、血脂等,从而实现无创或微创的生物监测。
在美容领域中,透皮微针可以用于皮肤修复和护理。
通过微细的针头刺激皮肤,可以促进胶原蛋白的生成和皮肤细胞的再生,从而改善皮肤质量,减少皱纹和瑕疵。
此外,透皮微针还可以用于输送美容成分,例如玻尿酸、维生素C等。
这种方式可以更好地将美容成分输送到皮肤深层,提高吸收效果,从而达到美容和护肤的效果。
在生物医学研究领域中,透皮微针可以用于药物筛选和生物样本采集。
传统的药物筛选往往需要使用小鼠或其他动物进行体内实验,而透皮微针可以直接将药物输送到小鼠的皮肤下层,从而减少实验动物的使用量和痛苦程度。
另外,透皮微针还可以用于采集微量生
物样本,例如皮肤组织、血液等。
与传统的样本采集方法相比,透皮微针可以实现无创或微创的样本采集,减少样本污染和感染风险。
总的来说,透皮微针的应用场景广泛,可以在医疗、美容和研究领域中发挥重要作用。
随着透皮微针技术的进一步发展和完善,相信其在药物输送、美容护理和生物医学研究中的应用将会越来越广泛。
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微针给药系统简述
Gerstel 和 Place 在 1976 年首先提出了微针经皮给药的概念。
但是直到二十世纪九十年代,随着微加工技术的发展,低成本大批量的微针生产才成为现实。
虽然理论上微针的长度只需要 15~20μm 就可以刺穿人的皮肤角质层,但是由于皮肤具有良好的弹性及可伸缩性,而且不同年龄的人以及不同的皮肤部位的皮肤角质层厚度差异比较大,因此为了保证微针可以有效的刺穿不同类型的皮肤,实现有效的经皮给药,微针的长度要远长于 20μm 但是一般要小于 1mm。
微针的材料也有最初的金属微针逐渐发展为由可溶性材料制作的可溶解微针。
微针的种类主要分为两种:空心微针和实体微针
空心微针
是使用微加工技术制作的长度小于 1mm 的中空针头,用来将液体疫苗制剂通过针头注射入皮肤从而实现经皮给药。
最早使用的空心微针是 McAllister 等人在二十世纪八十年代使用硅制作的长度约 150μm 的微针。
实心微针
实心微针在疫苗的经皮给药应用中主要有两种方式:“poke and patch”和“coat and poke”。
最初的实心微针是由钛、硅、不锈钢、玻璃等材料制作而成,但是在使用中由于存在微针折断残留在皮肤中的风险,而且这些材料都无法在皮肤中被降解成无毒物质。
因此在随后的研究中,开始使用可降解但不易溶于水的高分
子聚合物材料制作出可适用于经皮给药的实心微针,如PLGA、PGA、PLA等材料。
实心微针的形状主要为金字塔形或者是圆锥形,微针长度在150~1000微米之间。
poke and patch
poke and patch是实心微针最早应用于经皮给药时的使用方法,简单说就是将微针预处理皮肤后取走,然后将含有药物的凝胶贴片或者液体制剂敷到微针预处理区域,使制剂中药物通过皮肤上微针预处理后留下的针孔扩散渗透入皮肤中完成药物的经皮给药。
缺点,不好精确控制给药剂量。
coat and poke(又称coated microneedles)是用含有疫苗的涂布液,将疫苗涂布在微针阵列针尖表面制作得到涂布针,当涂布针作用与皮肤后,针尖表面载有的药物将迅速溶解释放到皮肤内。
与poke and patch方法相比coat and poke 方法可以相对精确的控制在经皮给药过程中的给药剂量,而且使用更简单,给药时间也缩短至几分钟。
但是缺点是,针尖载药量容易受微针形状及微针阵列中微针数量的影响。
poke and release(可溶性微针)是指由水溶性材料为基质制作而成的仅在微针针体含有疫苗的微针贴片。
既可以提高载药量,又可以根据材料将微针设计为快速给药或者缓释给药方式。
现在常用的水溶性高分子材料主要有:CMC、PVP、PVA/PVP混合材料、蚕丝蛋白、硫酸软骨素、透明质酸钠以及多糖等材料。
微针虽然发明较早,在给药领域研究活跃起来是大约始于16年前,其最大的驱动力在于将必须注射给药的药物的非注射化,而首选的确是胰岛素。
对胰岛素实施微针透皮给药面临着一系列挑战,其给药频率高(一天2-3次),剂量大(接近1毫克),必须精准,既需要快速释放(控制饭后血糖)也需要缓慢释放(控制空腹血糖)。
在这些挑战面前,作为第一代的实心微针首先败下阵来,其poke and patch方式低效而难以精准(实际上比中医的梅花针没有太多优势);涂层则满足不了剂量,剂量也不易控制。
第二代空心微针问世初期,强度、成本、胰岛素药库及推注机制的设置均是问题,后来3M公司开发了相对坚韧的聚合物微针、成本比金属CVD制备和为加工制备有所下降,同时开发了复杂而讲究(sophisticated)的推注装置,可实现胰岛素溶液的表皮微注射。
但是,其不方便之处在于注射时间长达数分钟,须手持复杂的装置贴在皮肤上。
第三代可溶性微针由可溶性聚合物构成,干燥时坚硬,贴附于皮肤后,针尖吸收真皮层体液溶解释药。
处于干燥状态的胰岛素不易降解,不需冷藏及复杂的推注装置,携带方便。
可溶性微针的问题在于:1)针尖物质溶解后沉积于皮层,不适于胰岛素这样须频繁给药的应用,而频繁给药恰恰是非注射给药的价值所在;2)溶解使得针体物质全部进入真皮层,全程无菌生产成为必须,成本上升抵消了实用性。
至此,美国药剂学领域的主流观点已认为微针用于胰岛素的透皮给药没有可行性。
胰岛素碰壁的同时,人们发现皮层有着丰富的免疫细胞,微针用于疫苗给药有着独到的优势。
微针疫苗迅速成为新的研究热点。
微针用于疫苗的意义主要不在于非注射,而在于向皮层输送疫苗。
当微针的研究者转向不需频繁给药的疫苗微针时,英国Belfa皇后大学的研究团队和中国上海交通大学的研究团队几乎同时发明了第四代微针——相转化微针;英国团队的专利优先权早于中国团队9天。
为了使针尖不溶解,Belfa皇后大学团队对水溶性聚合物进行了化学交联处理。
为避免化学反应伤及胰岛素,胰岛素被置于交联处理后的微针点阵的背面,使得其扩散路径大为延长,胰岛素的生物利用度降到几乎同口服差不多的程度。
晚了9天的上海交通大学团队采用了冷冻-解冻的微晶交联的方式阻止微针溶解,胰岛素可以安全地载于针尖而不变性,同时直接与真皮层体液的接触针尖载药保证了透皮释药的效率(为英国同行的数十至上百倍)。
相转化微针的另一优势是:由于病毒和细菌颗粒远远大于交联后的微针基质的网眼,生产可不必全程百级无菌,只需对终点产品做表面无菌熏蒸。
不过,简化生产工艺仍然需要工业化设计。