Въведение

Доставянето на лекарства чрез-микроигли се появи катотрансформираща трансдермална технологиякойто уникално съчетавапростота на кръпкасефикасността на подкожното инжектиране. Чрез създаване на микроскопични канали през роговия слой, микроиглите (MN) позволяват ефективно проникване на терапевтичните агенти в кожата, като същевременно поддържатминимална инвазивност, лесна употреба и отлична биосъвместимост. Тези предимства привлякоха огромно внимание от световната изследователска общност.

Тази статия се фокусира върхукласификация и функционални принципи на микроиглите, черпейки предимно от работата наXiaowen Liu и Fei Xiao (Университет Jinan)иБин Ду (Университет Тонгджи), озаглавен„Микроигли{0}}медиирано доставяне на лекарства за кожни заболявания,“публикуван вГраници в биоинженерството и биотехнологиите.

Фигура 1.Класификация на микроиглите и техните съответни трансдермални механизми за доставяне.

1. Твърди микроигли (SMN)

Преглед

Твърдите микроигли обикновено се използват запредварителна-обработка на кожатапреди прилагането на активните фармацевтични съставки. Оперират по класическиямушкане-и-кръпкапринцип: създаване на преходни микроканали, които подобряват пропускливостта на последващо прилаганите локални формулировки.

Материали

Общите материали за производство включват:

Механизъм и предимства

Създавайтемигновени, еднакви микроканалив роговия слой

Значително подобрениеефективност на локално проникване на лекарството

Високата механична твърдост осигурява надеждно поставяне на кожата

Сравнително проста и ниска{0}}цена за производство

Ограничения

Каналите се затварят в рамките на часове поради естественото заздравяване на кожата, ограничавайки продължително освобождаване

Риск отфрактура на иглата и остатъчни фрагментив кожата

Липсата на вътрешен{0}}капацитет за носене на лекарства-изисква отделен резервоар за лекарства

Фигура 2.Схематично и представително SEM изображение на твърди микроигли.

2. Кухи микроигли (HMNs)

Преглед

За разлика от твърдите структури, кухите микроигли иматвътрешен лумен или отвор(диаметър:~50–70 μm), който минава през вала на иглата-по същество функционира катохиподермални спринцовки с микроразмер.

Материали

Силиций (чрез производство на MEMS)

Стъкло (чрез рисувана литография)

Полимери (чрез микро-формоване или 3D принтиране)

Механизъм и предимства

Вътрешната кухина може да бъдепредварително-заредени с терапевтични средстваи ги доставя чрезпоток,-задвижван от наляганепри вмъкване

Възможност за носенепо-големи обеми течностиотколкото всеки друг тип MN

Позволявапрецизно, контролируемо дозиране-идеален за макромолекули, ваксини и дориекстракция на интерстициална течностза диагностика

Подходящ за широк спектър от активни молекули

Ограничения

Изработката езначително по-сложен​ (изисква цифрови микро-електро-механични системи)

Стегнатостта на дермалната тъкан може да причинизапушване на луменапо време на вмъкване

По-високи производствени разходи и по-дълго време за производство

Фигура 3.Схема и принцип на работа на кухи микроигли.

3. Разтваряне на микроигли (DMNs)

Преглед

Разтварящите се микроигли са произведени изцяло отводо{0}}разтворими, биоразградими материаливградени с терапевтични агенти. При поставяне матрицата на иглатасе разтваря или разгражда in situ, освобождавайки полезния товар директно в кожата-не е необходима стъпка за отстраняване или изхвърляне.

Материали

• Захари: малтоза, трехалоза
• Естествени полимери: Хиалуронова киселина (HA), декстран, желатин
• Синтетични биоразградими полимери: PLGA, PVA, PVP

• Механизъм и предимства

• Отлична биосъвместимости профил на безопасност
• Без остри медицински отпадъци-цялото устройство се разтваря, елиминирайки биологично опасното изхвърляне

Значителноподобрява съответствието на пациента; подходящ за само-администриране

Осигурява aнова парадигма за дългосрочно-управление на хронични заболявания

Задълбочено изследван за различни условия:рак, диабет, псориазис, доставка на ваксина, и още

Ограничения

Механичната якост трябва внимателно да се балансира със скоростта на разтваряне

Стабилността на лекарството по време на съхранение и процеса на производство изисква оптимизиране

Капацитетът за зареждане на лекарството е ограничен и зависи от състава на матрицата

Фигура 4.​ Разтваряне на микроиглената структура и-процес на разграждане на кожата.

4. Микроигли с покритие (CMN)

Преглед

Покритите микроигли сатвърди МН с терапевтично покритиенанесен върху повърхността на иглата. Лекарството се освобождава, когато покритието се разтваря или отделя при контакт с кожата.

Методи за нанасяне на покритие

Механизъм и предимства

Бързо освобождаване на лекарствотоведнага след поставянето

Прецизен контрол на дозата-количеството доставено лекарство се определя от дебелината на покритието и повърхностната площ

Лесен за работа; много-подходящ залекарства с висока-ефективност, ниски{1}}дози(напр. ваксини, пептиди)

Ценова-ефективна и мащабируема

Ограничения

Зареждането с лекарства еограничена от повърхносттана микроиглата

Покритието можеотделете по време на поставянеили се разграждат по време на съхранение

Осигуряването на еднаква дебелина на покритието и дългосрочна -стабилност остава предизвикателство във формулата

Фигура 5.​ Производство на микроигли с покритие чрез методи за-покриване с потапяне и -нанасяне със спрей.

Обобщено сравнение

Заключителни бележки

Всяка MN архитектура предлага aразличен набор от-компромисипо отношение на капацитета на лекарството, кинетиката на освобождаване, сложността на производството и клиничната пригодност. Разбирането на тези различия е от съществено значение засъпоставяне на правилната MN платформа с правилното терапевтично приложение-особено в бързо развиващата се област намедиирано чрез микроигли доставяне на лекарства за кожни заболявания.

Тъй като науката за материалите и микропроизводството продължават да напредват, можем да очакваме още по-усъвършенствани хибридни дизайни, които съчетават най-добрите характеристики на всичките четири типа-като ни доближават до истинскиперсонализирана, безболезнена и прецизна трансдермална терапия.