Технологічна еволюція та карта класифікації мікроголкових пристроїв

https://en.wikipedia.org/wiki/Microneedles

Основна цінністьмікроголкатерапевтичних пристроїв полягає в їхній здатності точно та контрольовано доставляти масив мікроголок до цільових тканин. Протягом свого розвитку ці пристрої еволюціонували від ручних і грубих інструментів до складних інтелектуальних систем, утворюючи чітку систему класифікації.

Перше покоління пристроїв представленотверді мікроголкові валики. Ці пристрої складаються з барабана, вкритого суцільними голками, і керуються ними шляхом ручного перекочування вперед і назад по шкірі. Голки проколюють роговий шар шкіри для створення тимчасових каналів, після чого наносять ліки або засоби по догляду за шкірою для підвищення проникності. Їх переваги полягають у простій структурі та низькій вартості, але недоліки однаково очевидні: фіксована довжина голки, ризик отримання надмірної -травми від повторного перекочування тієї самої ділянки та нездатність гарантувати перпендикулярне введення, що може призвести до поломки голки або посилення болю. Тим не менш, валики все ще залишаються на ринку домашнього догляду-початкового рівня.

Друге покоління складається зелектричні мікроголкові ручки. Використовуючи двигун для високочастотного зворотно-поступального руху масиву голок, ці пристрої дозволяють точно регулювати глибину (зазвичай від 0,25 мм до 2,5 мм) за допомогою ручок або цифрових дисплеїв. Порівняно з роликами, електричні ручки вставляють вертикально, зменшуючи бічні розриви. Завдяки контрольованій частоті (до сотні разів на секунду) вони різко скорочують час лікування. Важливо те, що лікарі можуть гнучко регулювати глибину залежно від зони лікування та об’єктива: 0,5 мм для очей, 1,0 мм для обличчя та більше 1,5 мм для перегляду рубця. Ця точність зробила електричну ручку стандартним пристроєм у професійних естетичних клініках.

Особливості третього поколіннямасиви наночіпів і мікроголкові пластирі, що розчиняються. Наночіпи, виготовлені з монокристалічного кремнію або металу, мають наконечники голок на нанорозмірі, що робить проникнення практично безболісним-, що в основному використовується для покращення проникнення ліків. Розчинні пластирі з мікроголками інтегрують препарат безпосередньо в матрицю голки; після нанесення голки розчиняються в шкірі, вивільняючи препаратна місці. Відмовившись від складних механічних конструкцій, ці пристрої повертаються до найпростішого формату «патча», одночасно досягаючи інтеграції препарату та пристрою, що робить їх поточною гарячою точкою в дослідженнях і розробках.

Четверте покоління включаєрозумні системи мікроголок. Завдяки інтеграції датчиків, мікропроцесорів і модулів бездротового зв’язку ці системи можуть відстежувати глибину проколу, розподіл тиску та опір шкіри в режимі-часу, автоматично регулюючи параметри на основі зворотного зв’язку. Наприклад, розумний пластир із вбудованим-датчиком глюкози може автоматично вивільняти інсулін зі свого резервуара, коли рівень цукру в крові підвищується. Увійшовши в клінічні випробування, це покоління являє собою перехід пристроїв з мікроголками від простих «інструментів» до «інтелектуальних терміналів».

Від валиків до чіпів, кожна ітерація пристроїв з мікроголками обертається навколо трьох основних показників: точність, безпека та досвід користувача. У майбутньому, з розвитком MEMS (мікро-електро-механічних систем) і гнучкої електроніки, ми очікуємо програмованих, біологічно розкладаних та сенсорних мікроголкових роботів, які виконуватимуть складні терапевтичні завдання на поверхні шкіри, як мініатюрні лікарі.