вступ

Доставка ліків-за допомогою мікроголок з’явилася яктрансформаційна трансдермальна технологіящо унікально поєднує в собіпростота латкизефективність підшкірних ін'єкцій. Створюючи мікроскопічні канали через роговий шар, мікроголки (MN) забезпечують ефективне проникнення терапевтичних агентів у шкіру, зберігаючи при цьомумінімальна інвазивність, простота використання та відмінна біосумісність. Ці переваги привернули величезну увагу світової дослідницької спільноти.

Ця стаття присвяченакласифікація та принципи функціонування мікроголок, черпаючи передусім із творчості оСяовень Лю та Фей Сяо (Цзінаньський університет)іБін Ду (Університет Тунцзі), під назвою"Доставка-мікроголок для лікування шкірних захворювань"опубліковано вКордони в біоінженерії та біотехнології.

малюнок 1.​ Класифікація мікроголок та їх відповідних трансдермальних механізмів доставки.

1. Тверді мікроголки (SMN)

Огляд

Зазвичай використовуються тверді мікроголкипопередня -обробка шкіриперед застосуванням активних фармацевтичних інгредієнтів. Вони діють за класикоютикати-і-патчПринцип: створення перехідних мікроканалів, які підвищують проникність наступних місцевих композицій.

Матеріали

Загальні матеріали виготовлення включають:

Механізм і переваги

Створитимиттєві однорідні мікроканалив роговому шарі

Значно покращитиефективність місцевого проникнення препарату

Висока механічна жорсткість забезпечує надійне введення шкіри

Відносно простий і недорогий-у виробництві

Обмеження

Канали закриваються протягом кількох годин завдяки природному загоєнню шкіри, обмежуючи тривале вивільнення

Ризикперелом голки та залишкові осколкив шкірі

Відсутність внутрішньої здатності-перевозити ліки-не вимагає окремого резервуара для ліків

малюнок 2.​ Схематичне та типове SEM зображення твердих мікроголок.

2. Порожнисті мікроголки (HMNs)

Огляд

На відміну від твердих структур, порожнисті мікроголки маютьвнутрішній просвіт або отвір(діаметр:~50–70 μm), яка проходить через стрижень голки-, фактично функціонуючи якмікророзмірні підшкірні шприци.

Матеріали

Кремній (через виготовлення MEMS)

Скло (через літографію)

Полімери (через мікро-формування або 3D-друк)

Механізм і переваги

Внутрішня порожнина може бутипопередньо-завантажені терапевтичними засобамиі доставляє їх черезпотік-під тискомпри вставці

Здатний до перенесеннявеликі обсяги рідининіж будь-який інший тип MN

Вмикаєточне, контрольоване дозування-ідеально підходить для макромолекул, вакцин і навітьекстракція інтерстиціальної рідинидля діагностики

Підходить для широкого спектру активних молекул

Обмеження

Виготовлення єзначно складніше​ (потрібні цифрові мікро-електро{1}}механічні системи)

Ущільнення тканин шкіри може спричинитизакупорка просвітупід час введення

Вища вартість виробництва та довший час виготовлення

малюнок 3.Схема та принцип роботи порожнистих мікроголок.

3. Розчинні мікроголки (DMNs)

Огляд

Розчинні мікроголки повністю виготовлені зводо-розчинні, біологічно розкладані матеріализ терапевтичними засобами. Після введення матриця голкирозчиняється або деградує на місці, випускаючи корисне навантаження безпосередньо в шкіру-жодних кроків видалення або утилізації не потрібно.

Матеріали

• цукри: мальтоза, трегалоза
• Природні полімери: Гіалуронова кислота (ГК), декстран, желатин
• Синтетичні біорозкладні полімери: PLGA, PVA, PVP

• Механізм і переваги

• Відмінна біосумісністьі профіль безпеки
• Без гострих медичних відходів-весь пристрій розчиняється, усуваючи біологічно небезпечну утилізацію

Значнопокращує комплаєнс пацієнтів; підходить для самостійного-керування

Забезпечує aнова парадигма-для довгострокового лікування хронічних захворювань

Широко досліджено для різних умов:рак, діабет, псоріаз, доставка вакцини, і багато іншого

Обмеження

Механічна міцність повинна бути ретельно збалансована зі швидкістю розчинення

Стабільність препарату під час зберігання та процес виготовлення вимагає оптимізації

Ємність завантаження ліків є кінцевою і залежить від складу матриці

малюнок 4.​ Розчинення структури мікроголок і -процес деградації шкіри.

4. Мікроголки з покриттям (CMN)

Огляд

Мікроголки з покриттямтверді МН з терапевтичним покриттямнаноситься на поверхню голки. Препарат виділяється, коли покриття розчиняється або відшаровується при контакті зі шкірою.

Методи нанесення покриттів

Механізм і переваги

Швидке вивільнення ліківвідразу після введення

Точний контроль дози-кількість доставленого препарату визначається товщиною покриття та площею поверхні

Простий в експлуатації; добре-підходить дляпрепарати високої-потенції, низькі-дози(наприклад, вакцини, пептиди)

Економічно-з можливістю масштабування

Обмеження

Лікарське навантаження єобмежена площею поверхнімікроголки

Покриття можевід'єднати під час введенняабо погіршуватися під час зберігання

Забезпечення рівномірної товщини покриття та довготривалої-стабільності залишається проблемою формулювання

малюнок 5.​ Виготовлення мікроголок із покриттям за допомогою методів-покриття зануренням і-розпиленням.

Резюме Порівняння

Заключні зауваження

Кожна архітектура MN пропонує aчіткий набір компро-компромісівз точки зору лікарської здатності, кінетики вивільнення, складності виробництва та клінічної придатності. Розуміння цих відмінностей є важливим длявідповідність правильної платформи MN для правильного терапевтичного застосування-особливо в галузі, яка швидко розвиваєтьсямікроголками-доставка ліків для шкірних захворювань.

Оскільки матеріалознавство та мікровиробництво продовжують розвиватися, ми можемо очікувати ще більш витончені гібридні конструкції, які поєднують найкращі характеристики всіх чотирьох типів-, що наближає нас до справжньогоперсоналізована, безболісна та точна трансдермальна терапія.