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技術(shù)文(wen)章
質(zhì)構(gòu)儀用于(yu)可溶性(xing)微針機(jī)械性能(neng)測(cè)試
微針是(shi)一種微創(chuàng)透(tou)皮給藥系統(tǒng),能(neng)成功(gong)穿透皮(pi)膚角質(zhì)層(ceng),克服皮膚屏障(zhang),將藥物直接(jie)遞送至(zhi)真皮(pi)層。微針不會(huì)(hui)造成疼痛(tong)和出血,這是(shi)因?yàn)槲?wei)針的針(zhen)長(zhǎng)較短(duan),能避免觸(chu)及真皮組(zu)織的(de)神經(jīng)和血管(guan)。根據(jù)微針遞送(song)藥物(wu)的方式,可以將(jiang)微針分為(wei)固體(ti)微針、中空(kong)微針、涂層微(wei)針以及可(ke)溶性(xing)微針( dissolving microneedles,DMNs) 等(deng)。固體微(wei)針通常(chang)由金屬、陶瓷(ci)等材料(liao)制備得到,生(sheng)物相容性(xing)差,對(duì)皮(pi)膚具(ju)有刺(ci)激性; 中空(kong)微針(zhen)若微通道(dao)堵塞則(ze)可能會(huì)(hui)阻礙藥物的運(yùn)(yun)輸; 涂層微針(zhen)中涂層的配(pei)方和(he)工藝(yi)會(huì)影響藥物(wu)的透(tou)皮遞送; 而(er)DMNs 可以在真皮(pi)微循環(huán)(huan)內(nèi)的組織液(ye)中溶解或(huo)降解,避免(mian)尖銳廢(fei)棄物的產(chǎn)生(sheng),因此其備(bei)受研究者青睞(lai)。
DMNs 多采用(yong)聚合物制備得(de)到,如聚維酮( PVP) 、透(tou)明質(zhì)酸( HA) 、聚(ju)乙烯醇( PVA) 、羥(qiang)丙甲纖維素(su)( HPMC) 、甲基乙烯基醚(mi)/馬來酸酐(gan)共聚(ju)物( copolymers of methyl vinyl ether and maleic acid,PVM/MA) 、甲基乙(yi)烯基醚/順(shun)丁烯二酸酐共(gong)聚物(wu)( copolymers of methyl vinyl ether and maleic anhydride,PMVE /MAH) 等。單一微針材(cai)料常難(nan)以滿足所有需(xu)求。單個(gè)聚合(he)物制備(bei)得到的微(wei)針機(jī)(ji)械強(qiáng)度足(zu)夠但易斷裂(lie),或韌性過大(da)難以成功插(cha)入皮膚,將(jiang)2 種或2 種以上(shang)的材(cai)料進(jìn)行復(fù)合制(zhi)備得到的復(fù)(fu)合微(wei)針往往具(ju)有更好的性能(neng)。
上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)力量精度(du)和位移精(jing)度高(gao),而且儀器性(xing)能穩(wěn)定(ding),非常(chang)適合于(yu)微針等細(xì)小樣(yang)品和(he)微力(li)樣品(pin)的機(jī)械(xie)性能測(cè)(ce)試,可以獲得微(wei)針的屈服力(li)、斷裂力和進(jìn)(jin)行模擬皮(pi)膚穿刺實(shí)驗(yàn)。
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1、可溶性微(wei)針制備方法(fa)
2、可溶性微(wei)針機(jī)械(xie)性能測(cè)(ce)試
研究(jiu)人員采用PVM/MA( GantrezS97 ) ,PMVE /MAH ( Gantrez AN139 ) ,PVP K29 /32,PVP K90,PVA 05 - 88,HPMC E5 為基(ji)質(zhì)材(cai)料,比較不(bu)同聚合物對(duì)(dui)微針(zhen)性能的影(ying)響,初步篩選(xuan)適合用于微針(zhen)制備的材料。將(jiang)2 種材料復(fù)(fu)合制(zhi)備微針,研(yan)究不同比例(li)的聚合(he)物材料組合對(duì)(dui)微針性能(neng)影響的(de)變化規(guī)律(lv),以彌(mi)補(bǔ)單一(yi)材料的(de)缺陷并(bing)實(shí)現(xiàn)不(bu)同材料(liao)之間的(de)優(yōu)勢(shì)(shi)互補(bǔ)(bu),有望對(duì)微(wei)針作為經(jīng)皮給(gei)藥系統(tǒng)(tong)遞送藥物的(de)可行性提(ti)供有效(xiao)的材料篩選(xuan)和復(fù)合手(shou)段。
使用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)(dui)微針進(jìn)行機(jī)(ji)械性能(neng)評(píng)估,將裁切(qie)好的微針(zhen)置于質(zhì)(zhi)構(gòu)儀的水平平(ping)臺(tái)上,針(zhen)尖朝上,采用圓(yuan)柱形探(tan)頭以(yi)一定速度垂直(zhi)平面向下移動(dòng)(dong),記錄整(zheng)個(gè)測(cè)(ce)試過程(cheng)的微針(zhen)所受力,并繪(hui)制力-位移(yi)曲線。
PVPK29 /32 與PVA 05-88 比例為(wei)2∶ 1 復(fù)合微針(zhen)的斷裂力(li)約為(wei)每針0. 12 N,PVM/MA S97 與PVA05-88( 5 ∶ 1 ) 復(fù)(fu)合微針的斷(duan)裂力約為每針(zhen)0. 17 N。PMVE /MAH AN139 與HPMC E5 復(fù)(fu)合微針隨著形(xing)變量(liang)增加,作(zuo)用力出現(xiàn)一系(xi)列下降,這可(ke)能是因?yàn)槲⑨?zhen)部分(fen)斷裂導(dǎo)致,該復(fù)(fu)合微(wei)針的(de)初次斷裂力約(yue)為0. 19 N。PMVE /MAH( AN139) -PVA 05-88 ( 1 ∶ 1) 、PMVE /MAH( AN139) -PVA 05-88( 5∶ 1) 微針和PVPK29 /32-PVP K90( 1∶ 1) 微針(zhen)微針針尖的應(yīng)(ying)力隨(sui)著針尖形變(bian)量的增大緩慢(man)增加( 圖9) ,且未(wei)觀察到明(ming)顯的斷裂(lie)點(diǎn),針尖形變量(liang)為200 μm 左右(you)時(shí),針尖(jian)受到的(de)壓力分別為(wei)每針0. 20、0. 24 和(he)0. 19 N。研究表(biao)明,當(dāng)針尖直徑(jing)在60 ~ 160 μm 之間時(shí),微針(zhen)刺破皮膚所(suo)需的插入力(li)約為0. 08 ~ 3. 04 N。前期實(shí)(shi)驗(yàn)對(duì)(dui)制備得(de)到微針的直徑(jing)大致測(cè)(ce)量,其(qi)直徑約(yue)為40 μm,即(ji)理論(lun)上這些優(yōu)勢(shì)(shi)處方均能成功(gong)刺破角(jiao)質(zhì)層且不發(fā)生(sheng)斷裂。
來源:復(fù)合材(cai)料制(zhi)備可溶(rong)性微(wei)針及性能研究(jiu)? 《中國(guó)藥學(xué)雜志(zhi)》 2022 年6 月第57 卷第(di)11 期