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質(zhì)構(gòu)儀用于可(ke)溶性(xing)微針機(jī)械(xie)性能測(cè)試
微針是一(yi)種微創(chuàng)透(tou)皮給藥(yao)系統(tǒng),能(neng)成功穿透皮膚(fu)角質(zhì)層,克服皮(pi)膚屏障(zhang),將藥物(wu)直接遞送(song)至真皮層。微針(zhen)不會(huì)造(zao)成疼痛和出(chu)血,這是因(yin)為微針(zhen)的針長(zhǎng)(zhang)較短(duan),能避(bi)免觸及真皮組(zu)織的神(shen)經(jīng)和血管。根(gen)據(jù)微(wei)針遞送(song)藥物的方式(shi),可以將微針(zhen)分為固體微針(zhen)、中空微(wei)針、涂層(ceng)微針以及可溶(rong)性微(wei)針( dissolving microneedles,DMNs) 等(deng)。固體(ti)微針(zhen)通常由金屬、陶(tao)瓷等材料制備(bei)得到(dao),生物相容(rong)性差(cha),對(duì)皮膚具有刺(ci)激性; 中空微(wei)針若微(wei)通道堵(du)塞則(ze)可能會(huì)阻礙(ai)藥物的運(yùn)(yun)輸; 涂層微針中(zhong)涂層(ceng)的配方和工(gong)藝會(huì)影(ying)響藥(yao)物的透皮遞(di)送; 而DMNs 可以(yi)在真皮微循(xun)環(huán)內(nèi)(nei)的組(zu)織液中溶(rong)解或降解,避(bi)免尖銳廢棄(qi)物的產(chǎn)生,因(yin)此其備受(shou)研究者青(qing)睞。
DMNs 多采用聚(ju)合物制(zhi)備得到,如聚維(wei)酮( PVP) 、透明(ming)質(zhì)酸( HA) 、聚乙烯(xi)醇( PVA) 、羥丙(bing)甲纖維(wei)素( HPMC) 、甲基乙烯(xi)基醚/馬來(lái)(lai)酸酐(gan)共聚物(wu)( copolymers of methyl vinyl ether and maleic acid,PVM/MA) 、甲基乙烯基醚(mi)/順丁烯二酸酐(gan)共聚物( copolymers of methyl vinyl ether and maleic anhydride,PMVE /MAH) 等。單一(yi)微針(zhen)材料(liao)常難以滿(mǎn)足所(suo)有需求(qiu)。單個(gè)聚合(he)物制備(bei)得到的微(wei)針機(jī)械強(qiáng)(qiang)度足夠但易斷(duan)裂,或(huo)韌性(xing)過(guò)大難以成(cheng)功插(cha)入皮膚,將(jiang)2 種或2 種以上的(de)材料進(jìn)行復(fù)合(he)制備得到的復(fù)(fu)合微針(zhen)往往具有更好(hao)的性能。
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,而且(qie)儀器性能(neng)穩(wěn)定,非(fei)常適合于微針(zhen)等細(xì)小(xiao)樣品和微(wei)力樣(yang)品的(de)機(jī)械性能測(cè)(ce)試,可(ke)以獲得微針(zhen)的屈服力(li)、斷裂力和進(jìn)(jin)行模擬皮膚穿(chuan)刺實(shí)驗(yàn)。
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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(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,比較(jiao)不同聚合(he)物對(duì)(dui)微針性能的影(ying)響,初步(bu)篩選適合(he)用于(yu)微針制備(bei)的材料。將(jiang)2 種材料復(fù)合(he)制備微針,研究(jiu)不同比(bi)例的聚合物(wu)材料(liao)組合對(duì)微(wei)針性能影(ying)響的變化規(guī)(gui)律,以彌補(bǔ)單一(yi)材料的(de)缺陷并實(shí)(shi)現(xiàn)不同材料之(zhi)間的(de)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)(bu),有望(wang)對(duì)微針作為(wei)經(jīng)皮給(gei)藥系統(tǒng)遞送(song)藥物的可行(xing)性提供有效的(de)材料(liao)篩選和復(fù)(fu)合手段(duan)。
使用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)(dui)微針進(jìn)行機(jī)(ji)械性能評(píng)估(gu),將裁切(qie)好的微(wei)針置(zhi)于質(zhì)構(gòu)儀的水(shui)平平臺(tái)上,針(zhen)尖朝上,采用(yong)圓柱形探頭以(yi)一定速度垂(chui)直平(ping)面向下移(yi)動(dòng),記錄(lu)整個(gè)測(cè)試過(guò)程(cheng)的微針(zhen)所受力,并(bing)繪制力(li)-位移曲線(xiàn)。
PVPK29 /32 與PVA 05-88 比例為2∶ 1 復(fù)(fu)合微(wei)針的斷裂力約(yue)為每針0. 12 N,PVM/MA S97 與PVA05-88( 5 ∶ 1 ) 復(fù)(fu)合微針的(de)斷裂力約為每(mei)針0. 17 N。PMVE /MAH AN139 與HPMC E5 復(fù)合微(wei)針隨著形變量(liang)增加,作(zuo)用力出現(xiàn)一(yi)系列下降,這(zhe)可能(neng)是因?yàn)槲?wei)針部(bu)分?jǐn)嗔褜?dǎo)致(zhi),該復(fù)合(he)微針的初次(ci)斷裂力(li)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PVPK29 /32-PVP K90( 1∶ 1) 微針微(wei)針針尖的(de)應(yīng)力隨著針(zhen)尖形變量的(de)增大緩慢增(zeng)加( 圖9) ,且未(wei)觀察(cha)到明顯的斷裂(lie)點(diǎn),針尖形(xing)變量為200 μm 左右(you)時(shí),針尖(jian)受到的壓力分(fen)別為每針(zhen)0. 20、0. 24 和0. 19 N。研究表(biao)明,當(dāng)(dang)針尖直徑在(zai)60 ~ 160 μm 之間時(shí),微針刺(ci)破皮膚所需的(de)插入(ru)力約(yue)為0. 08 ~ 3. 04 N。前期(qi)實(shí)驗(yàn)對(duì)制備(bei)得到(dao)微針的直徑(jing)大致測(cè)量,其直(zhi)徑約為40 μm,即(ji)理論上這些(xie)優(yōu)勢(shì)處方(fang)均能成功(gong)刺破角質(zhì)層(ceng)且不發(fā)生(sheng)斷裂。
來(lái)源:復(fù)(fu)合材料制備可(ke)溶性微針及(ji)性能研(yan)究? 《中國(guó)(guo)藥學(xué)雜志》 2022 年(nian)6 月第(di)57 卷第11 期