技術(shù)(shu)文章
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質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于可溶(rong)性微針機(jī)械(xie)性能(neng)測(cè)試
微針是(shi)一種(zhong)微創(chuàng)透(tou)皮給藥系統(tǒng),能(neng)成功(gong)穿透(tou)皮膚角質(zhì)層,克(ke)服皮膚屏障,將(jiang)藥物直接(jie)遞送至真皮層(ceng)。微針不會(huì)造(zao)成疼痛和(he)出血,這是因(yin)為微針(zhen)的針長(zhǎng)較(jiao)短,能避(bi)免觸(chu)及真皮(pi)組織的神(shen)經(jīng)和血管。根據(jù)(ju)微針遞送(song)藥物(wu)的方式(shi),可以將(jiang)微針?lè)譃?wei)固體微針、中(zhong)空微針、涂層(ceng)微針(zhen)以及可溶性(xing)微針( dissolving microneedles,DMNs) 等(deng)。固體(ti)微針(zhen)通常由金屬(shu)、陶瓷(ci)等材料制(zhi)備得到(dao),生物相(xiang)容性差,對(duì)(dui)皮膚具有刺(ci)激性; 中空微(wei)針若微(wei)通道(dao)堵塞則可能會(huì)(hui)阻礙藥物的(de)運(yùn)輸; 涂層微針(zhen)中涂層的配方(fang)和工藝(yi)會(huì)影響(xiang)藥物的透皮(pi)遞送; 而DMNs 可以在(zai)真皮微循環(huán)內(nèi)(nei)的組織(zhi)液中溶解(jie)或降解,避免(mian)尖銳廢(fei)棄物的產(chǎn)(chan)生,因此其(qi)備受研究者青(qing)睞。
DMNs 多采用聚合(he)物制備(bei)得到,如聚維(wei)酮( PVP) 、透明(ming)質(zhì)酸( HA) 、聚乙烯(xi)醇( PVA) 、羥丙甲纖(xian)維素( HPMC) 、甲基乙烯(xi)基醚/馬來(lái)酸酐(gan)共聚物( copolymers of methyl vinyl ether and maleic acid,PVM/MA) 、甲(jia)基乙(yi)烯基(ji)醚/順丁(ding)烯二酸酐共(gong)聚物(wu)( copolymers of methyl vinyl ether and maleic anhydride,PMVE /MAH) 等。單一微(wei)針材(cai)料常難以滿足(zu)所有需求。單個(gè)(ge)聚合物制備得(de)到的微針(zhen)機(jī)械強(qiáng)度足(zu)夠但(dan)易斷裂(lie),或韌性過(guò)大難(nan)以成功插(cha)入皮膚,將2 種或(huo)2 種以上的(de)材料進(jìn)行(xing)復(fù)合制備得到(dao)的復(fù)合微針(zhen)往往具(ju)有更好的性能(neng)。
上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀力量(liang)精度(du)和位移精度(du)高,而且(qie)儀器性能(neng)穩(wěn)定(ding),非常(chang)適合于微針等(deng)細(xì)小樣(yang)品和微力樣品(pin)的機(jī)械(xie)性能測(cè)試(shi),可以(yi)獲得微(wei)針的(de)屈服(fu)力、斷(duan)裂力(li)和進(jìn)行模(mo)擬皮膚穿(chuan)刺實(shí)驗(yàn)(yan)。
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1、可溶性微(wei)針制備方(fang)法
2、可溶性微針機(jī)(ji)械性能測(cè)試(shi)
研究人員(yuan)采用PVM/MA( GantrezS97 ) ,PMVE /MAH ( Gantrez AN139 ) ,PVP K29 /32,PVP K90,PVA 05 - 88,HPMC E5 為(wei)基質(zhì)材料,比較(jiao)不同聚合物對(duì)(dui)微針性能的(de)影響,初步篩(shai)選適合用(yong)于微針制備的(de)材料。將(jiang)2 種材料復(fù)合制(zhi)備微針(zhen),研究不同比例(li)的聚合(he)物材料組合(he)對(duì)微針(zhen)性能影(ying)響的變(bian)化規(guī)律(lv),以彌(mi)補(bǔ)單一材料(liao)的缺陷并實(shí)(shi)現(xiàn)不同(tong)材料之間的優(yōu)(you)勢(shì)互補(bǔ),有(you)望對(duì)(dui)微針作(zuo)為經(jīng)(jing)皮給藥系(xi)統(tǒng)遞送藥(yao)物的可行(xing)性提供有效(xiao)的材料篩(shai)選和復(fù)合(he)手段。
使用(yong)質(zhì)構(gòu)儀對(duì)微(wei)針進(jìn)行(xing)機(jī)械性(xing)能評(píng)估,將裁(cai)切好(hao)的微(wei)針置于(yu)質(zhì)構(gòu)儀的(de)水平平臺(tái)上,針(zhen)尖朝上,采用(yong)圓柱形探頭以(yi)一定速(su)度垂(chui)直平面(mian)向下移動(dòng)(dong),記錄整(zheng)個(gè)測(cè)試過(guò)程的(de)微針?biāo)芰?li),并繪制力-位(wei)移曲線。
PVPK29 /32 與PVA 05-88 比例為2∶ 1 復(fù)(fu)合微(wei)針的(de)斷裂(lie)力約(yue)為每針0. 12 N,PVM/MA S97 與PVA05-88( 5 ∶ 1 ) 復(fù)(fu)合微針的斷裂(lie)力約為(wei)每針0. 17 N。PMVE /MAH AN139 與HPMC E5 復(fù)合(he)微針隨著形變(bian)量增加,作用(yong)力出現(xiàn)一系列(lie)下降,這(zhe)可能是因?yàn)槲?wei)針部分?jǐn)嗔褜?dǎo)(dao)致,該復(fù)合微針(zhen)的初次斷裂(lie)力約為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) 微針微針針尖(jian)的應(yīng)力隨著(zhe)針尖形變(bian)量的增(zeng)大緩慢增加( 圖(tu)9) ,且未觀(guan)察到(dao)明顯的斷(duan)裂點(diǎn),針尖(jian)形變量為(wei)200 μm 左右時(shí),針尖(jian)受到的壓力(li)分別(bie)為每(mei)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)刺破皮膚所需(xu)的插入力約(yue)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)量,其(qi)直徑約為40 μm,即理(li)論上(shang)這些優(yōu)勢(shì)處(chu)方均能成(cheng)功刺破角質(zhì)層(ceng)且不發(fā)生斷(duan)裂。
來(lái)源:復(fù)合材(cai)料制備可溶(rong)性微針(zhen)及性能研究? 《中(zhong)國(guó)藥學(xué)雜志》 2022 年(nian)6 月第57 卷第(di)11 期