技術(shù)(shu)文章
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質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于可溶性(xing)微針機(jī)械性能(neng)測(cè)試
微針是一種微(wei)創(chuàng)透(tou)皮給(gei)藥系統(tǒng),能成(cheng)功穿透皮(pi)膚角質(zhì)(zhi)層,克服皮膚屏(ping)障,將藥物(wu)直接遞送至真(zhen)皮層(ceng)。微針不會(huì)造成(cheng)疼痛和出(chu)血,這是因(yin)為微針的(de)針長(zhǎng)較短,能避(bi)免觸及(ji)真皮組(zu)織的神經(jīng)和血(xue)管。根據(jù)(ju)微針遞送(song)藥物的方(fang)式,可以將微針(zhen)分為固體微(wei)針、中空微針、涂(tu)層微(wei)針以及(ji)可溶性(xing)微針( dissolving microneedles,DMNs) 等。固體(ti)微針(zhen)通常(chang)由金屬、陶瓷(ci)等材料(liao)制備得到,生(sheng)物相容性(xing)差,對(duì)皮膚(fu)具有刺激性; 中(zhong)空微針(zhen)若微通道堵塞(sai)則可能會(huì)阻(zu)礙藥物(wu)的運(yùn)輸; 涂層(ceng)微針中涂層(ceng)的配方(fang)和工藝會(huì)影響(xiang)藥物的(de)透皮(pi)遞送; 而(er)DMNs 可以在(zai)真皮微循(xun)環(huán)內(nèi)的組織液中溶(rong)解或降解,避免(mian)尖銳(rui)廢棄物的產(chǎn)(chan)生,因此其(qi)備受(shou)研究(jiu)者青睞(lai)。
DMNs 多采用聚合物(wu)制備得(de)到,如聚(ju)維酮( PVP) 、透明(ming)質(zhì)酸( HA) 、聚(ju)乙烯(xi)醇( PVA) 、羥丙甲纖維(wei)素( HPMC) 、甲基乙烯基(ji)醚/馬(ma)來(lái)酸酐(gan)共聚物( copolymers of methyl vinyl ether and maleic acid,PVM/MA) 、甲基乙(yi)烯基醚/順丁烯(xi)二酸酐共(gong)聚物( copolymers of methyl vinyl ether and maleic anhydride,PMVE /MAH) 等(deng)。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(zhi)備得到的(de)微針(zhen)機(jī)械強(qiáng)度足(zu)夠但(dan)易斷裂(lie),或韌性(xing)過(guò)大難(nan)以成功插入皮(pi)膚,將(jiang)2 種或2 種以(yi)上的材料進(jìn)行(xing)復(fù)合制備(bei)得到的復(fù)合微(wei)針往往具有更(geng)好的性能。
上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀力量精度(du)和位移精(jing)度高(gao),而且儀器性能(neng)穩(wěn)定,非(fei)常適合(he)于微針等(deng)細(xì)小樣(yang)品和微力樣品(pin)的機(jī)械(xie)性能(neng)測(cè)試,可(ke)以獲得微針(zhen)的屈服(fu)力、斷裂力和(he)進(jìn)行模(mo)擬皮膚穿(chuan)刺實(shí)(shi)驗(yàn)。
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1、可溶性微針(zhen)制備方(fang)法
2、可溶(rong)性微針機(jī)械(xie)性能測(cè)試
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)(zhi)材料,比較不(bu)同聚合物對(duì)(dui)微針性(xing)能的影(ying)響,初(chu)步篩選適合用(yong)于微針制備的(de)材料。將2 種材料(liao)復(fù)合制備微針(zhen),研究不(bu)同比(bi)例的聚合物材(cai)料組合對(duì)微針(zhen)性能影響(xiang)的變化(hua)規(guī)律,以(yi)彌補(bǔ)單一材料(liao)的缺陷并實(shí)(shi)現(xiàn)不同材料之(zhi)間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)(bu),有望對(duì)微針(zhen)作為(wei)經(jīng)皮給(gei)藥系統(tǒng)遞(di)送藥物的可(ke)行性提供(gong)有效的材料(liao)篩選和(he)復(fù)合(he)手段(duan)。
使用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀對(duì)微針(zhen)進(jìn)行機(jī)(ji)械性能評(píng)估,將(jiang)裁切好的(de)微針置于(yu)質(zhì)構(gòu)(gou)儀的水平平(ping)臺(tái)上,針尖朝(chao)上,采(cai)用圓柱(zhu)形探頭以一(yi)定速度垂直(zhi)平面向下移動(dòng)(dong),記錄(lu)整個(gè)測(cè)試過(guò)程(cheng)的微針?biāo)?shou)力,并繪制力(li)-位移曲線。
PVPK29 /32 與PVA 05-88 比例為(wei)2∶ 1 復(fù)合微針的(de)斷裂(lie)力約為(wei)每針(zhen)0. 12 N,PVM/MA S97 與PVA05-88( 5 ∶ 1 ) 復(fù)合(he)微針的斷裂(lie)力約為每針(zhen)0. 17 N。PMVE /MAH AN139 與HPMC E5 復(fù)合微(wei)針隨著形變(bian)量增加,作用(yong)力出現(xiàn)一系(xi)列下降,這(zhe)可能(neng)是因?yàn)槲⑨?zhen)部分?jǐn)嗔褜?dǎo)(dao)致,該復(fù)合微針(zhen)的初(chu)次斷裂力約(yue)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) 微針(zhen)微針針尖的(de)應(yīng)力隨著針(zhen)尖形變量的增(zeng)大緩(huan)慢增加( 圖9) ,且(qie)未觀察到(dao)明顯的斷裂點(diǎn)(dian),針尖形(xing)變量為(wei)200 μm 左右(you)時(shí),針尖受到(dao)的壓力(li)分別為每針0. 20、0. 24 和(he)0. 19 N。研究(jiu)表明,當(dāng)(dang)針尖直徑在60 ~ 160 μm 之(zhi)間時(shí)(shi),微針刺破(po)皮膚所需(xu)的插(cha)入力(li)約為0. 08 ~ 3. 04 N。前期實(shí)驗(yàn)(yan)對(duì)制備得到(dao)微針的直徑(jing)大致測(cè)量,其(qi)直徑約為40 μm,即理(li)論上這些(xie)優(yōu)勢(shì)處方均能(neng)成功刺破角(jiao)質(zhì)層且不發(fā)(fa)生斷裂。
來(lái)源:復(fù)合材(cai)料制備(bei)可溶性微針及(ji)性能(neng)研究? 《中國(guó)(guo)藥學(xué)雜志》 2022 年(nian)6 月第(di)57 卷第(di)11 期