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技術文章(zhang)
質構儀用于可(ke)溶性(xing)微針機械(xie)性能測試(shi)
微針是(shi)一種微創(chuàng)透皮(pi)給藥系統(tǒng)(tong),能成功穿透(tou)皮膚(fu)角質層,克(ke)服皮膚屏障,將(jiang)藥物直接(jie)遞送至真(zhen)皮層。微(wei)針不會(hui)造成疼(teng)痛和出血,這是(shi)因為(wei)微針(zhen)的針(zhen)長較短,能避(bi)免觸及真(zhen)皮組織(zhi)的神經(jīng)和血管(guan)。根據(jù)微針遞(di)送藥物的方式(shi),可以將微(wei)針分為固(gu)體微(wei)針、中空微(wei)針、涂層(ceng)微針以及可溶(rong)性微針( dissolving microneedles,DMNs) 等(deng)。固體微針通常(chang)由金(jin)屬、陶瓷等材料(liao)制備得到,生物(wu)相容性差(cha),對皮膚(fu)具有刺激性; 中(zhong)空微針(zhen)若微通(tong)道堵塞(sai)則可能會阻(zu)礙藥物的運輸(shu); 涂層微針中涂(tu)層的配(pei)方和工藝會(hui)影響藥物的透(tou)皮遞送; 而(er)DMNs 可以在真皮微(wei)循環(huán)(huan)內的組織液中溶(rong)解或降(jiang)解,避(bi)免尖銳廢棄(qi)物的產(chǎn)生(sheng),因此(ci)其備受研(yan)究者青(qing)睞。
DMNs 多采(cai)用聚合物(wu)制備得(de)到,如聚(ju)維酮( PVP) 、透明質(zhi)酸( HA) 、聚乙(yi)烯醇(chun)( PVA) 、羥丙甲纖維(wei)素( HPMC) 、甲基乙烯(xi)基醚/馬來酸(suan)酐共聚物( copolymers of methyl vinyl ether and maleic acid,PVM/MA) 、甲基(ji)乙烯基醚/順(shun)丁烯(xi)二酸酐(gan)共聚(ju)物( copolymers of methyl vinyl ether and maleic anhydride,PMVE /MAH) 等。單(dan)一微針材料(liao)常難以滿(man)足所有需求。單(dan)個聚合物制備(bei)得到的微針(zhen)機械強(qiang)度足夠(gou)但易斷裂,或韌(ren)性過大難以成(cheng)功插(cha)入皮膚(fu),將2 種或(huo)2 種以上(shang)的材料(liao)進行復(fu)合制備得到的(de)復合微針往往(wang)具有(you)更好的(de)性能。
上海騰拔(ba)Universal TA質構(gou)儀力(li)量精度和位(wei)移精度高,而且(qie)儀器(qi)性能穩(wěn)定(ding),非常適合于微(wei)針等細小樣(yang)品和(he)微力樣品(pin)的機械(xie)性能測試,可(ke)以獲得(de)微針的屈(qu)服力(li)、斷裂力和進行(xing)模擬皮膚(fu)穿刺(ci)實驗(yan)。
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1、可溶性微(wei)針制備方法(fa)
2、可溶(rong)性微針機械性(xing)能測(ce)試
研究人員采用(yong)PVM/MA( GantrezS97 ) ,PMVE /MAH ( Gantrez AN139 ) ,PVP K29 /32,PVP K90,PVA 05 - 88,HPMC E5 為基質材料,比(bi)較不同聚合(he)物對微針性(xing)能的(de)影響,初步篩選(xuan)適合用于微針(zhen)制備的(de)材料。將2 種(zhong)材料復合(he)制備微針,研究(jiu)不同比例的聚(ju)合物材料(liao)組合對微針性(xing)能影響的變(bian)化規(guī)律,以彌補(bu)單一(yi)材料(liao)的缺陷并實現(xiàn)(xian)不同材料之(zhi)間的優(yōu)勢(shi)互補,有望對微(wei)針作為(wei)經(jīng)皮給(gei)藥系(xi)統(tǒng)遞送藥物(wu)的可行(xing)性提供(gong)有效的材料篩(shai)選和復合(he)手段。
使用質構儀(yi)對微針進行(xing)機械性能(neng)評估,將裁切(qie)好的微針置于(yu)質構(gou)儀的水平平(ping)臺上,針(zhen)尖朝上,采用(yong)圓柱形探(tan)頭以(yi)一定速度(du)垂直平面向(xiang)下移動,記錄(lu)整個測試過程(cheng)的微針所(suo)受力,并(bing)繪制力-位(wei)移曲線。
PVPK29 /32 與PVA 05-88 比例(li)為2∶ 1 復合(he)微針的(de)斷裂力約為(wei)每針0. 12 N,PVM/MA S97 與PVA05-88( 5 ∶ 1 ) 復合微(wei)針的斷裂力約(yue)為每針0. 17 N。PMVE /MAH AN139 與HPMC E5 復合(he)微針隨著(zhe)形變量增(zeng)加,作用力出現(xiàn)(xian)一系列下(xia)降,這可能(neng)是因為(wei)微針部分斷(duan)裂導(dao)致,該(gai)復合微針的(de)初次斷(duan)裂力約為(wei)0. 19 N。PMVE /MAH( AN139) -PVA 05-88 ( 1 ∶ 1) 、PMVE /MAH( AN139) -PVA 05-88( 5∶ 1) 微針和(he)PVPK29 /32-PVP K90( 1∶ 1) 微針(zhen)微針針尖的應(ying)力隨著針尖形(xing)變量的增大緩(huan)慢增加( 圖9) ,且(qie)未觀察到明顯(xian)的斷裂點,針尖(jian)形變量為(wei)200 μm 左右時(shi),針尖(jian)受到的壓(ya)力分別為每針(zhen)0. 20、0. 24 和0. 19 N。研究表明,當(dang)針尖直(zhi)徑在60 ~ 160 μm 之間時,微(wei)針刺(ci)破皮(pi)膚所需的插入(ru)力約為0. 08 ~ 3. 04 N。前期(qi)實驗對制備得(de)到微針的直(zhi)徑大致測量(liang),其直(zhi)徑約為40 μm,即(ji)理論上這些(xie)優(yōu)勢(shi)處方均能成(cheng)功刺破角質層(ceng)且不發(fā)生(sheng)斷裂。
來源(yuan):復合材(cai)料制備可溶性(xing)微針及性能(neng)研究(jiu)? 《中國藥(yao)學雜志》 2022 年6 月(yue)第57 卷第11 期(qi)