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質(zhì)構(gòu)儀用于(yu)可溶性微(wei)針機(jī)械性能測(cè)(ce)試
微針是(shi)一種微(wei)創(chuàng)透皮(pi)給藥系統(tǒng)(tong),能成功穿(chuan)透皮(pi)膚角質(zhì)層,克(ke)服皮膚屏障,將(jiang)藥物直接遞送(song)至真皮層。微(wei)針不會(huì)造(zao)成疼痛和(he)出血,這(zhe)是因?yàn)槲⑨?zhen)的針長(zhǎng)(zhang)較短,能避(bi)免觸及真皮組(zu)織的神經(jīng)(jing)和血管。根據(jù)微(wei)針遞送藥物的(de)方式(shi),可以將微針分(fen)為固體(ti)微針、中空微針(zhen)、涂層微(wei)針以及可溶性(xing)微針( dissolving microneedles,DMNs) 等。固體(ti)微針通常(chang)由金屬、陶瓷等(deng)材料制(zhi)備得到,生物(wu)相容(rong)性差,對(duì)皮膚(fu)具有刺(ci)激性(xing); 中空微(wei)針若微通道(dao)堵塞(sai)則可能會(huì)阻(zu)礙藥物(wu)的運(yùn)(yun)輸; 涂層微針中(zhong)涂層的(de)配方(fang)和工藝會(huì)(hui)影響藥物的(de)透皮遞送; 而(er)DMNs 可以在真皮微(wei)循環(huán)內(nèi)的組(zu)織液中溶(rong)解或(huo)降解,避免(mian)尖銳廢棄物的(de)產(chǎn)生,因此(ci)其備受研(yan)究者青睞。
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(suan)( HA) 、聚乙烯醇( PVA) 、羥丙(bing)甲纖維素( HPMC) 、甲基(ji)乙烯基醚(mi)/馬來酸(suan)酐共聚物( copolymers of methyl vinyl ether and maleic acid,PVM/MA) 、甲(jia)基乙(yi)烯基醚/順(shun)丁烯二酸(suan)酐共聚物(wu)( copolymers of methyl vinyl ether and maleic anhydride,PMVE /MAH) 等。單一(yi)微針(zhen)材料常難以滿(man)足所有(you)需求。單(dan)個(gè)聚合物制(zhi)備得到的微(wei)針機(jī)械(xie)強(qiáng)度足夠但易(yi)斷裂(lie),或韌(ren)性過大難以成(cheng)功插入(ru)皮膚(fu),將2 種或2 種以上(shang)的材料進(jìn)(jin)行復(fù)(fu)合制備(bei)得到的(de)復(fù)合微針往(wang)往具有更好(hao)的性(xing)能。
上海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀力量精度(du)和位移精度高(gao),而且儀(yi)器性(xing)能穩(wěn)定,非(fei)常適合于微針(zhen)等細(xì)(xi)小樣品和微力(li)樣品的機(jī)械性(xing)能測(cè)試,可以獲(huo)得微(wei)針的屈服力(li)、斷裂力和進(jìn)(jin)行模擬皮膚(fu)穿刺實(shí)驗(yàn)。
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1、可溶(rong)性微針制(zhi)備方法(fa)
2、可溶性微(wei)針機(jī)械(xie)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 為基質(zhì)材(cai)料,比較不同聚(ju)合物對(duì)(dui)微針(zhen)性能(neng)的影響,初步篩(shai)選適(shi)合用于(yu)微針制備的(de)材料。將2 種(zhong)材料復(fù)(fu)合制備微針(zhen),研究不同比例(li)的聚合物材(cai)料組合對(duì)微針(zhen)性能影響的(de)變化規(guī)律,以(yi)彌補(bǔ)(bu)單一材料的(de)缺陷并實(shí)現(xiàn)(xian)不同(tong)材料之間(jian)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),有(you)望對(duì)微(wei)針作為經(jīng)皮給(gei)藥系統(tǒng)(tong)遞送藥物(wu)的可行性提(ti)供有效的材料(liao)篩選(xuan)和復(fù)(fu)合手段。
使用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀(yi)對(duì)微針進(jìn)行機(jī)(ji)械性能(neng)評(píng)估,將(jiang)裁切(qie)好的微(wei)針置(zhi)于質(zhì)構(gòu)儀的(de)水平平臺(tái)上,針(zhen)尖朝上(shang),采用圓(yuan)柱形探頭以(yi)一定速度垂(chui)直平(ping)面向下移動(dòng),記(ji)錄整個(gè)(ge)測(cè)試過(guo)程的微針(zhen)所受力,并繪制(zhi)力-位移曲(qu)線。
PVPK29 /32 與PVA 05-88 比例為2∶ 1 復(fù)合(he)微針的斷(duan)裂力約為每針(zhen)0. 12 N,PVM/MA S97 與PVA05-88( 5 ∶ 1 ) 復(fù)合(he)微針(zhen)的斷(duan)裂力約為每(mei)針0. 17 N。PMVE /MAH AN139 與(yu)HPMC E5 復(fù)合微針隨(sui)著形變(bian)量增加,作用力(li)出現(xiàn)一系列下(xia)降,這可能(neng)是因?yàn)槲?wei)針部分(fen)斷裂導(dǎo)(dao)致,該復(fù)合(he)微針的初(chu)次斷(duan)裂力(li)約為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(wei)針微針針(zhen)尖的(de)應(yīng)力(li)隨著(zhe)針尖形變量(liang)的增大緩(huan)慢增加( 圖9) ,且(qie)未觀察到明(ming)顯的(de)斷裂點(diǎn),針尖(jian)形變(bian)量為(wei)200 μm 左右(you)時(shí),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(jiu)表明,當(dāng)針尖直(zhi)徑在60 ~ 160 μm 之間時(shí),微(wei)針刺(ci)破皮膚所需(xu)的插入(ru)力約為(wei)0. 08 ~ 3. 04 N。前期實(shí)驗(yàn)對(duì)(dui)制備得到微(wei)針的直徑大(da)致測(cè)量,其直徑(jing)約為(wei)40 μm,即理論上這些(xie)優(yōu)勢(shì)處(chu)方均能成功(gong)刺破角質(zhì)層且(qie)不發(fā)生斷裂。
來源:復(fù)合(he)材料制(zhi)備可溶性微針(zhen)及性能研究? 《中(zhong)國(guó)藥學(xué)(xue)雜志》 2022 年6 月第(di)57 卷第(di)11 期