技術文章(zhang)
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技術文章(zhang)
質(zhì)構(gou)儀用于可溶(rong)性微(wei)針機械性能測(ce)試
微針是一種(zhong)微創(chuàng)透皮給(gei)藥系統(tǒng),能成(cheng)功穿透(tou)皮膚(fu)角質(zhì)層(ceng),克服皮膚屏(ping)障,將藥(yao)物直(zhi)接遞送至真(zhen)皮層。微針不會(hui)造成疼痛(tong)和出血(xue),這是因為微針(zhen)的針長較短(duan),能避免觸及真(zhen)皮組(zu)織的神經(jīng)和血(xue)管。根據(jù)微針(zhen)遞送藥物的方(fang)式,可以將微(wei)針分(fen)為固體微針(zhen)、中空(kong)微針、涂層(ceng)微針(zhen)以及可溶性(xing)微針( dissolving microneedles,DMNs) 等(deng)。固體微針(zhen)通常由金屬、陶(tao)瓷等材(cai)料制備(bei)得到,生物相容(rong)性差,對皮膚具(ju)有刺激性; 中空(kong)微針(zhen)若微通道堵(du)塞則可能(neng)會阻礙(ai)藥物的運輸; 涂(tu)層微針中涂層(ceng)的配方和工藝(yi)會影響藥物(wu)的透皮遞(di)送; 而(er)DMNs 可以在真皮微(wei)循環(huán)內(nèi)的組(zu)織液(ye)中溶解或降(jiang)解,避免(mian)尖銳廢棄物的(de)產(chǎn)生,因此其備(bei)受研究者(zhe)青睞。
DMNs 多采(cai)用聚合物制(zhi)備得到,如聚維(wei)酮( PVP) 、透明(ming)質(zhì)酸( HA) 、聚(ju)乙烯醇( PVA) 、羥丙(bing)甲纖維素(su)( HPMC) 、甲基(ji)乙烯(xi)基醚/馬來(lai)酸酐共聚(ju)物( copolymers of methyl vinyl ether and maleic acid,PVM/MA) 、甲基乙烯(xi)基醚/順丁(ding)烯二酸酐(gan)共聚物( copolymers of methyl vinyl ether and maleic anhydride,PMVE /MAH) 等。單一(yi)微針(zhen)材料(liao)常難以滿(man)足所有(you)需求。單個(ge)聚合物(wu)制備得到的微(wei)針機(ji)械強度足(zu)夠但易(yi)斷裂,或(huo)韌性過大(da)難以成功插(cha)入皮(pi)膚,將(jiang)2 種或2 種以上的(de)材料進行(xing)復合制備(bei)得到的復合微(wei)針往往具有更(geng)好的性能(neng)。
上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構儀力(li)量精度(du)和位移精度(du)高,而(er)且儀器性能(neng)穩(wěn)定(ding),非常適合于(yu)微針(zhen)等細小樣品和(he)微力(li)樣品的機(ji)械性能測(ce)試,可(ke)以獲得微針的(de)屈服力(li)、斷裂力和進行(xing)模擬皮膚(fu)穿刺實驗。
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1、可溶性微(wei)針制備方法(fa)
2、可溶(rong)性微針(zhen)機械性能(neng)測試
研究人(ren)員采用PVM/MA( GantrezS97 ) ,PMVE /MAH ( Gantrez AN139 ) ,PVP K29 /32,PVP K90,PVA 05 - 88,HPMC E5 為基質(zhì)(zhi)材料,比(bi)較不同聚(ju)合物對微針(zhen)性能的影響(xiang),初步篩選適合(he)用于微針制備(bei)的材(cai)料。將2 種材料復(fu)合制備(bei)微針,研究不同(tong)比例(li)的聚合物材(cai)料組合(he)對微針性能影(ying)響的變(bian)化規(guī)律,以彌(mi)補單一材料的(de)缺陷并實(shi)現(xiàn)不同(tong)材料之間的(de)優(yōu)勢互(hu)補,有望(wang)對微針作(zuo)為經(jīng)皮給(gei)藥系統(tǒng)遞送(song)藥物的可(ke)行性提供有(you)效的材料(liao)篩選和(he)復合手段。
使用質(zhì)構儀(yi)對微針(zhen)進行(xing)機械性(xing)能評估,將(jiang)裁切(qie)好的微針(zhen)置于(yu)質(zhì)構儀的水(shui)平平臺上(shang),針尖朝(chao)上,采用圓柱(zhu)形探頭以一定(ding)速度垂直(zhi)平面(mian)向下移(yi)動,記錄整個(ge)測試過(guo)程的(de)微針所(suo)受力,并繪制(zhi)力-位移曲(qu)線。
PVPK29 /32 與PVA 05-88 比例為2∶ 1 復合(he)微針的(de)斷裂力約為每(mei)針0. 12 N,PVM/MA S97 與(yu)PVA05-88( 5 ∶ 1 ) 復合微針的斷(duan)裂力約(yue)為每針0. 17 N。PMVE /MAH AN139 與(yu)HPMC E5 復合(he)微針(zhen)隨著形(xing)變量增加(jia),作用力出現(xiàn)(xian)一系列下(xia)降,這可(ke)能是因為微(wei)針部分(fen)斷裂導致,該(gai)復合微針的(de)初次(ci)斷裂(lie)力約為(wei)0. 19 N。PMVE /MAH( AN139) -PVA 05-88 ( 1 ∶ 1) 、PMVE /MAH( AN139) -PVA 05-88( 5∶ 1) 微針(zhen)和PVPK29 /32-PVP K90( 1∶ 1) 微針(zhen)微針針尖(jian)的應力(li)隨著針(zhen)尖形變(bian)量的增大緩慢(man)增加(jia)( 圖9) ,且未觀察到(dao)明顯(xian)的斷裂點(dian),針尖形(xing)變量為200 μm 左右(you)時,針尖受到的(de)壓力(li)分別(bie)為每針0. 20、0. 24 和0. 19 N。研(yan)究表明,當針尖(jian)直徑在(zai)60 ~ 160 μm 之間時,微針(zhen)刺破皮膚所需(xu)的插入力約為(wei)0. 08 ~ 3. 04 N。前期實驗(yan)對制備得到(dao)微針的直徑大(da)致測量(liang),其直(zhi)徑約(yue)為40 μm,即理論(lun)上這些優(yōu)勢(shi)處方均能成功(gong)刺破角質(zhì)(zhi)層且不(bu)發(fā)生斷(duan)裂。
來源:復合材(cai)料制備可溶性(xing)微針及性能(neng)研究? 《中國藥(yao)學雜(za)志》 2022 年6 月第(di)57 卷第11 期