การแนะนำ

การนำส่งยาโดยใช้เข็มขนาดเล็ก-กลายเป็นเทคโนโลยีการเปลี่ยนแปลงทางผิวหนัง​ ที่ผสมผสานความเป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัวเข้าด้วยกันความเรียบง่ายของแพทช์​ กับประสิทธิภาพการฉีดเข้าใต้ผิวหนัง. ด้วยการสร้างช่องขนาดเล็กทั่วชั้น corneum ทำให้ microneedles (MNs) ช่วยให้สามารถแทรกซึมสารรักษาโรคเข้าสู่ผิวหนังได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็รักษาระดับไว้รุกรานน้อยที่สุด ใช้งานง่าย และเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม. ข้อดีเหล่านี้ได้รับความสนใจอย่างมากจากชุมชนการวิจัยทั่วโลก

บทความนี้มุ่งเน้นไปที่การจำแนกประเภทและหลักการทำงานของไมโครนีดเดิลโดยอาศัยผลงานของเสี่ยวเหวิน หลิว และ เฟย เซียว (มหาวิทยาลัยจี่หนาน)​และปินตู้ (มหาวิทยาลัยถงจี้)หัวข้อ"ไมโครนีเดิล-เป็นสื่อกลางในการนำส่งยาสำหรับโรคผิวหนัง"ตีพิมพ์ในพรมแดนด้านวิศวกรรมชีวภาพและเทคโนโลยีชีวภาพ.

รูปที่ 1.​ การจำแนกประเภทของเข็มขนาดเล็กและกลไกการนำส่งผ่านผิวหนังตามลำดับ

1. เข็มไมโครแข็ง (SMN)

ภาพรวม

โดยทั่วไปแล้วไมโครนีดเดิลแข็งจะใช้สำหรับการเตรียมผิวล่วงหน้า-​ ก่อนการใช้ส่วนผสมออกฤทธิ์ทางเภสัชกรรม พวกเขาทำงานในแบบคลาสสิกกระตุ้น-และ-แก้ไขหลักการ: การสร้างไมโครช่องชั่วคราวที่ช่วยเพิ่มความสามารถในการซึมผ่านของสูตรเฉพาะที่ใช้ในภายหลัง

วัสดุ

วัสดุการผลิตทั่วไป ได้แก่ :

กลไกและข้อดี

สร้างไมโครแชนเนลที่สม่ำเสมอและทันทีทันใดในชั้น corneum

ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดประสิทธิภาพการเจาะยาในท้องถิ่น

ความแข็งเชิงกลสูงช่วยให้มั่นใจในการแทรกซึมของผิวหนังที่เชื่อถือได้

ค่อนข้างง่ายและมีต้นทุนการผลิต-ต่ำ

ข้อจำกัด

ช่องจะปิดภายในไม่กี่ชั่วโมงเนื่องจากการสมานผิวตามธรรมชาติ ซึ่งจำกัดการปลดปล่อยอย่างต่อเนื่อง

ความเสี่ยงของการแตกหักของเข็มและเศษที่เหลือ​ ในผิวหนัง

ไม่มียาที่อยู่ภายใน-ความสามารถในการบรรทุก-จำเป็นต้องมีแหล่งเก็บยาแยกต่างหาก

รูปที่ 2.​ แผนผังและรูปภาพ SEM ที่เป็นตัวแทนของไมโครนีดเดิลแข็ง

2. เข็มไมโครกลวง (HMN)

ภาพรวม

ต่างจากโครงสร้างแข็ง เข็มไมโครแบบกลวงมีลักษณะลูเมนภายในหรือเจาะ​ (เส้นผ่านศูนย์กลาง:~50–70 μm) ที่ไหลผ่านแกนเข็ม-โดยพื้นฐานแล้วทำงานเป็นเข็มฉีดยาใต้ผิวหนังระดับไมโคร.

วัสดุ

ซิลิคอน (ผ่านการผลิต MEMS)

แก้ว (ผ่านการพิมพ์หินแบบวาด)

โพลีเมอร์ (ผ่านการขึ้นรูปแบบไมโคร-หรือการพิมพ์ 3 มิติ)

กลไกและข้อดี

ช่องภายในได้เต็มไปด้วยสารรักษาโรคล่วงหน้า-​ และจัดส่งผ่านทางแรงดัน-การไหลที่ขับเคลื่อน​ เมื่อใส่เข้าไป

สามารถพกพาได้ปริมาณของเหลวที่มากขึ้น​ กว่า MN ประเภทอื่นๆ

เปิดใช้งานปริมาณที่แม่นยำและควบคุมได้-เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโมเลกุลขนาดใหญ่ วัคซีน และแม้แต่การสกัดของเหลวคั่นระหว่างหน้า​ เพื่อการวินิจฉัย

เหมาะสำหรับโมเลกุลที่ออกฤทธิ์หลากหลายชนิด

ข้อจำกัด

การผลิตคือซับซ้อนมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด​ (ต้องใช้ระบบเครื่องกล-ไฟฟ้า-ไมโครดิจิทัล)

ความหนาแน่นของเนื้อเยื่อผิวหนังอาจทำให้เกิดการอุดตันของลูเมน​ ระหว่างการใส่

ต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้นและระยะเวลาในการผลิตที่ยาวนานขึ้น

รูปที่ 3.​ แผนผังและหลักการทำงานของเข็มไมโครกลวง

3. การละลายไมโครนีดเดิล (DMN)

ภาพรวม

ไมโครนีดเดิลที่ละลายน้ำนั้นถูกสร้างขึ้นมาจากน้ำ-วัสดุที่ละลายน้ำได้และย่อยสลายได้ทางชีวภาพ​ ฝังแน่นไปด้วยสารบำบัด เมื่อทำการสอดเข็มเมทริกซ์ละลายหรือสลายตัวในแหล่งกำเนิดปล่อยเพย์โหลดเข้าสู่สกินโดยตรง-ไม่จำเป็นต้องมีขั้นตอนการกำจัดหรือกำจัด.

วัสดุ

• น้ำตาล: มอลโตส, ทรีฮาโลส
• โพลีเมอร์ธรรมชาติ: กรดไฮยาลูโรนิก (HA), เดกซ์แทรน, เจลาติน
• โพลีเมอร์สังเคราะห์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ: PLGA, PVA, PVP

• กลไกและข้อดี

• ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม​ และโปรไฟล์ความปลอดภัย
• ไม่มีของเสียทางการแพทย์ที่คมชัด-อุปกรณ์ทั้งหมดละลาย กำจัดการกำจัดอันตรายทางชีวภาพ

อย่างมีนัยสำคัญปรับปรุงการปฏิบัติตามของผู้ป่วย; เหมาะสำหรับการบริหารตนเอง-

ให้กระบวนทัศน์ใหม่ในระยะยาว-ในการจัดการโรคเรื้อรัง

มีการวิจัยอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับเงื่อนไขที่หลากหลาย:มะเร็ง เบาหวาน โรคสะเก็ดเงิน การให้วัคซีนและอีกมากมาย

ข้อจำกัด

ความแข็งแรงทางกลจะต้องสมดุลกับอัตราการละลายอย่างระมัดระวัง

ความคงตัวของยาระหว่างการเก็บรักษาและกระบวนการผลิตจำเป็นต้องมีการปรับให้เหมาะสม

ความสามารถในการบรรจุยามีจำกัดและขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของเมทริกซ์

รูปที่ 4.​ การละลายโครงสร้างไมโครนีเดิลและใน-กระบวนการเสื่อมสภาพของผิวหนัง

4. เข็มไมโครเคลือบ (CMNs)

ภาพรวม

ไมโครนีดเดิลเคลือบอยู่MN ที่เป็นของแข็งพร้อมการเคลือบเพื่อการรักษา​ นำไปใช้กับพื้นผิวเข็ม ยาจะถูกปล่อยออกมาเมื่อสารเคลือบละลายหรือหลุดออกเมื่อสัมผัสกับผิวหนัง

วิธีการเคลือบ

กลไกและข้อดี

การปล่อยยาอย่างรวดเร็ว​ ทันทีที่ใส่เข้าไป

การควบคุมปริมาณที่แม่นยำ-ปริมาณยาที่จัดส่งจะขึ้นอยู่กับความหนาของสารเคลือบและพื้นที่ผิว

ใช้งานง่าย; ดี-เหมาะสำหรับยาที่มีฤทธิ์สูง-แต่มีขนาดต่ำ-​ (เช่น วัคซีน เปปไทด์)

ต้นทุน-มีประสิทธิภาพและปรับขนาดได้

ข้อจำกัด

การโหลดยาคือถูกจำกัดด้วยพื้นที่ผิวของไมโครนีเดิล

การเคลือบอาจถอดออกระหว่างการใส่หรือเสื่อมสภาพระหว่างการเก็บรักษา

การรับประกันความหนาของชั้นเคลือบที่สม่ำเสมอและความเสถียร-ในระยะยาวยังคงเป็นความท้าทายในการกำหนดสูตร

รูปที่ 5.​ การผลิตไมโครนีเดิลแบบเคลือบโดย-วิธีการเคลือบแบบจุ่มและการพ่น-

การเปรียบเทียบโดยสรุป

ข้อสังเกตสรุป

สถาปัตยกรรม MN แต่ละตัวมีชุดการแลกเปลี่ยนที่แตกต่างกัน-​ ในแง่ของความจุยา จลนพลศาสตร์ในการปลดปล่อย ความซับซ้อนในการผลิต และความเหมาะสมทางคลินิก การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับจับคู่แพลตฟอร์ม MN ที่เหมาะสมกับแอปพลิเคชันการรักษาที่เหมาะสม-โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาที่เติบโตอย่างรวดเร็วของmicroneedle-การนำส่งยาที่ใช้สื่อกลางสำหรับโรคผิวหนัง.

เนื่องจากวัสดุศาสตร์และการผลิตแบบไมโครแฟบริเคชั่นยังคงก้าวหน้าต่อไป เราจึงสามารถคาดหวังได้ว่าการออกแบบไฮบริดที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นที่รวมเอาคุณสมบัติที่ดีที่สุดของทั้งสี่ประเภท{0}}ทำให้เราเข้าใกล้ความเป็นจริงมากขึ้นการบำบัดผ่านผิวหนังส่วนบุคคล ไม่เจ็บปวด และแม่นยำ.