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技術文章(zhang)
質(zhì)構(gou)儀用(yong)于可溶性微針(zhen)機械性能測(ce)試
微針是一種微(wei)創(chuàng)透皮(pi)給藥系統(tǒng),能(neng)成功穿透(tou)皮膚(fu)角質(zhì)(zhi)層,克服(fu)皮膚屏障(zhang),將藥物直(zhi)接遞送至真(zhen)皮層。微針不會(hui)造成疼痛和(he)出血(xue),這是(shi)因為微針(zhen)的針長(zhang)較短,能避(bi)免觸及(ji)真皮(pi)組織(zhi)的神(shen)經(jīng)和血(xue)管。根據(jù)(ju)微針遞送(song)藥物(wu)的方式(shi),可以(yi)將微針分為固(gu)體微針、中(zhong)空微針、涂層(ceng)微針以及(ji)可溶性微(wei)針( dissolving microneedles,DMNs) 等。固(gu)體微針通常由(you)金屬(shu)、陶瓷等材料制(zhi)備得到,生物相(xiang)容性(xing)差,對皮膚(fu)具有刺激(ji)性; 中(zhong)空微針若(ruo)微通(tong)道堵塞則可能(neng)會阻礙藥物的(de)運輸; 涂(tu)層微針中涂層(ceng)的配方和工(gong)藝會影響藥(yao)物的透皮遞送(song); 而DMNs 可以在真皮(pi)微循環(huán)(huan)內(nèi)的組織液(ye)中溶(rong)解或降(jiang)解,避(bi)免尖銳廢棄(qi)物的產(chǎn)生,因此(ci)其備(bei)受研(yan)究者青(qing)睞。
DMNs 多采(cai)用聚合(he)物制備得到,如(ru)聚維酮( PVP) 、透明質(zhì)(zhi)酸( HA) 、聚(ju)乙烯(xi)醇( PVA) 、羥丙甲纖(xian)維素( HPMC) 、甲基乙(yi)烯基(ji)醚/馬來酸(suan)酐共聚物(wu)( copolymers of methyl vinyl ether and maleic acid,PVM/MA) 、甲基乙烯基(ji)醚/順丁烯(xi)二酸酐(gan)共聚(ju)物( copolymers of methyl vinyl ether and maleic anhydride,PMVE /MAH) 等(deng)。單一(yi)微針材料(liao)常難以滿(man)足所有需求(qiu)。單個聚合物(wu)制備得到(dao)的微針機(ji)械強度足(zu)夠但易斷(duan)裂,或韌性(xing)過大難以成功(gong)插入皮膚,將2 種(zhong)或2 種以上(shang)的材料進行復(fu)合制備得到的(de)復合微(wei)針往往具(ju)有更好的(de)性能。
上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構儀力量(liang)精度和位(wei)移精(jing)度高,而(er)且儀(yi)器性(xing)能穩(wěn)定,非(fei)常適合(he)于微針等(deng)細小(xiao)樣品和微(wei)力樣(yang)品的機(ji)械性能測(ce)試,可(ke)以獲得微(wei)針的屈(qu)服力、斷裂(lie)力和進行(xing)模擬皮(pi)膚穿(chuan)刺實(shi)驗。
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1、可溶性微針制(zhi)備方法
2、可溶性微針機(ji)械性能測試(shi)
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(liao),比較不同聚(ju)合物對微(wei)針性(xing)能的影響,初步(bu)篩選(xuan)適合用于微(wei)針制備的(de)材料。將(jiang)2 種材料復(fu)合制(zhi)備微(wei)針,研究不同比(bi)例的聚合物(wu)材料組合(he)對微針性能(neng)影響(xiang)的變(bian)化規(guī)(gui)律,以(yi)彌補單(dan)一材料的缺(que)陷并實現(xiàn)(xian)不同材料(liao)之間(jian)的優(yōu)(you)勢互(hu)補,有望對微針(zhen)作為經(jīng)皮(pi)給藥系統(tǒng)(tong)遞送藥物(wu)的可行性提(ti)供有效的材(cai)料篩選和(he)復合手段。
使用(yong)質(zhì)構儀對微針(zhen)進行機械(xie)性能評(ping)估,將裁(cai)切好的微針置(zhi)于質(zhì)構儀的(de)水平平(ping)臺上,針尖(jian)朝上(shang),采用圓柱(zhu)形探(tan)頭以一定速度(du)垂直平面向下(xia)移動(dong),記錄(lu)整個測試過(guo)程的微針所(suo)受力,并繪(hui)制力-位移曲(qu)線。
PVPK29 /32 與PVA 05-88 比例(li)為2∶ 1 復合微針(zhen)的斷裂力(li)約為每針(zhen)0. 12 N,PVM/MA S97 與PVA05-88( 5 ∶ 1 ) 復合微針的(de)斷裂力約(yue)為每針0. 17 N。PMVE /MAH AN139 與HPMC E5 復合(he)微針隨(sui)著形變量(liang)增加,作(zuo)用力出現(xiàn)一(yi)系列下(xia)降,這可能(neng)是因為微針部(bu)分斷裂導(dao)致,該復(fu)合微針(zhen)的初次斷裂(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(wei)針微針(zhen)針尖的應力(li)隨著針(zhen)尖形(xing)變量的增(zeng)大緩慢增加( 圖(tu)9) ,且未觀察到明(ming)顯的斷裂點,針(zhen)尖形變量為200 μm 左(zuo)右時,針尖(jian)受到的壓力(li)分別(bie)為每(mei)針0. 20、0. 24 和0. 19 N。研(yan)究表明(ming),當針尖直徑(jing)在60 ~ 160 μm 之間(jian)時,微針(zhen)刺破(po)皮膚所(suo)需的插入力(li)約為(wei)0. 08 ~ 3. 04 N。前期(qi)實驗對制(zhi)備得到微針(zhen)的直(zhi)徑大致測量(liang),其直徑(jing)約為40 μm,即(ji)理論(lun)上這些(xie)優(yōu)勢處方(fang)均能成(cheng)功刺破(po)角質(zhì)層且不發(fā)(fa)生斷裂。
來源(yuan):復合材料制備(bei)可溶(rong)性微針及性能(neng)研究? 《中國藥(yao)學雜(za)志》 2022 年6 月(yue)第57 卷第11 期(qi)