Microagulles: classificació, fabricació i aplicacions

Aug 22, 2026

 

Les microagulles (MN) són estructures d'agulla a microescala dissenyades per al lliurament de fàrmacs transdèrmics, mostreig de líquids intersticials, detecció de senyals, biodetecció i altres aplicacions biomèdiques. Beneficiant-se dels seusindolor, mínimament invasiu i fàcil d'utilitzar{0}}natura, els MN han atret una àmplia atenció de recerca. Un MN típic oscil·la entreDe 25 a 2000 μm de longitud, amb una mida de punta de10–20 μm-significativament més afilades que les agulles hipodèrmiques convencionals. Aquesta geometria permet als MNs penetrar fàcilmentestrat corni(la barrera més externa de la pell) i crear microcanals, evitant deliberadament el contacte amb les fibres nervioses i els vasos sanguinis situats a l'epidermis i la dermis.

El concepte de fabricació de MN es va proposar per primera vegada a1976per superar les limitacions del lliurament transdèrmic tradicional de fàrmacs. Des del1990s, impulsat pels avenços en les modernes tecnologies de microfabricació, una gran varietat de MN s'han desenvolupat amb èxit i s'han aplicat àmpliament en el camp biomèdic.

Després de la nostra discussió anterior sobre els pegats de microagulles i els darrers avenços en el lliurament transdèrmic, Engineering for Life (EFL) presenta aquesta classificació exhaustiva de MN basada en les seves característiques estructurals i funcionals, juntament amb mètodes de fabricació representatius i estudis de casos.


Cinc tipus principals de microagulles

(Referència: Advanced Drug Delivery Reviews, 2019 - https://doi.org/10.1016/j.addr.2019.10.004)


1. Microagulles sòlides (SMN)

Les microagulles sòlides es fabriquen sobre un substrat pla, normalment disposades en matrius que van des de5×5 a 20×20, semblant a una placa amb punxes.

Categoria

Detalls

Fabricació

Tall directe de materials sòlids mitjançant ablació làser o gravat mecànic/químic; també produït per modelatge mestre i galvanoplastia.

Lliurament de medicaments

Els SMN s'insereixen primer a la pell per crear micro-porus. Després de l'eliminació, s'aplica un pegat carregat de medicament-i el fàrmac es difon lentament pels canals residuals cap als teixits més profunds. Alternativament, els SMN poden rascar la superfície de la pell per formar micro-lesions lineals, facilitant la difusió del fàrmac.

Avantatges

L'alta rigidesa mecànica permet una penetració fàcil i fiable de la pell.

Inconvenients

La fragilitat comporta un risc de fractura de l'agulla durant el transport, la manipulació o la inserció.

📌 Cas pràctic: Fabricació i caracterització de microagulles de silici sòlid recobertes d'or- amb una biocompatibilitat millorada- https://doi.org/10.1007/s00170-018-2596-3


2. Microagulles buides (HMN)

Les microagulles buides són essencialment agulles hipodèrmiques convencionalsreduït a dimensions micròmetres. Es poden configurar com una sola agulla o una matriu muntada sobre una base, que es pot connectar a un dispositiu extern que proporciona una força motriu per injectar líquid o drogues a través del lumen intern.

Categoria

Detalls

Fabricació

Processos d'estirament d'extrusió de termoplàstics-, entre d'altres.

Lliurament de medicaments

De manera semblant a la injecció subcutània, els fàrmacs líquids-s'impulsen la pressió a través del lumen HMN cap a la pell.

Avantatges

Permet un control precís de la dosi-a demanda i adaptat a cada pacient.

Inconvenients

La tensió a la pell pot limitar la velocitat de lliurament i el volum total de líquid.

📌 Cas pràctic: https://doi.org/10.1063/5.0008983


3. Microagulles recobertes (CMN)

Les microagulles recobertes es fabriquen utilitzantmaterials biodegradables i biocompatibles, capaç d'administrar ràpidament fàrmacs-moleculars-d'alt pes a la pell. Els fàrmacs s'emmagatzemen en una fase sòlida com a recobriment a la superfície de l'agulla, cosa que millora l'estabilitat-a llarg termini.

Categoria

Detalls

Fabricació

Revestiment-immersió, recobriment-en rotlle, recobriment-per-capa i recobriment-sprai.

Lliurament de medicaments

Després de la inserció, el recobriment del fàrmac-soluble en aigua es dissol de la superfície MN a la pell, seguit de la retracció de l'agulla.

Avantatges

Cost-efectiu, fàcil d'utilitzar i capaç d'administrar grans dosis de medicaments.

Inconvenients

El recobriment es pot desprendre durant la inserció; La cinètica de dissolució a la pell afecta l'alliberament de fàrmacs, però és difícil de controlar amb precisió.

📌 Cas pràctic: Un nou mètode per a la fabricació de microagulles recobertes amb dosificació homogènia i controlable de fàrmacs per al lliurament de fàrmacs transdèrmics- https://doi.org/10.1007/s13346-022-01123-8


4. Microagulles de dissolució (DMN)

Es fabriquen microagulles de dissoluciómaterials de matriu biocompatibles,{0}}solubles en aigua, eliminant les preocupacions sobre els residus de fractures de l'agulla i la biocompatibilitat. Després de la inserció, les puntes de les agulles es dissolen en el líquid intersticial, alliberant naturalment el fàrmac encapsulat.

Categoria

Detalls

Fabricació

Colada en dos-passos, bufat de gotes-, litografia centrífuga, fotopolimerització i litografia de dibuix.

Lliurament de medicaments

Dins de la matriu s'encapsulen polímers biodegradables i fàrmacs-sucres solubles en aigua-. Els DMN es degraden o es dissolen completament a la pell, aconseguint l'alliberament complet del fàrmac.

Avantatges

Excel·lent biocompatibilitat; administració simplificada d'un sol-pas (no cal eliminar el pegat); sense residus punxants i perillosos biològics.

Inconvenients

Capacitat limitada de càrrega de medicaments; resistència mecànica moderada que afecta la penetració de la pell; pèrdua potencial de bioactivitat del fàrmac durant la fabricació o l'emmagatzematge.

📌 Cas pràctic: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.120749


5. Microagulles formadores d'hidrogel-(HFMN)

Es preparen microagulles que formen-hidrogelshidrogel{0}}formant matrius polimèriques. Després de la inserció, aquestes matrius absorbeixen ràpidament el líquid intersticial, fent que l'hidrogel s'infli i es formiconductes continus i sense obstruccionsper a la penetració sostinguda del fàrmac.

Categoria

Detalls

Fabricació

Mètodes basats en motlle-i litografia de projecció de processament digital de la llum (DLP).

Lliurament de medicaments

Els HFMN s'inflen in situ per crear conductes d'hidrogel que permeten la difusió controlada del fàrmac a la pell.

Avantatges

(a) Alta càrrega de fàrmacs amb perfils d'alliberament controlables; (b) Els materials polimèrics reticulats eviten la fractura de l'agulla i les lesions cutànies associades; (c) El disseny inflable-però-no-dissolvant permet un alliberament previsible i sostingut de fàrmacs.

Inconvenients

La rigidesa mecànica continua sent un repte a causa de la flexibilitat inherent dels polímers d'hidrogel.


Taula de comparació resum

Tipus

Característica clau

Mecanisme de lliurament

Limitació principal

Sòlid (SMN)

Alta rigidesa

Poke i pegat

Risc de fragilitat/fractura

Buit (HMN)

Llum intern

Injecció{0}}accionada per pressió

Limitat per la tenacitat de la pell

Revestit (CMN)

Droga a la superfície

Revestiment de dissolució

Cinètica de dissolució incontrolada

Dissolució (DMN)

Matriu totalment degradable

Dissolució-in situ

Baixa càrrega de fàrmacs, problemes d'estabilitat

Hidrogel (HFMN)

Polímer inflable

Inflor-conductes creats

Rigidesa insuficient


Nota: Aquesta classificació i resum tècnic està compilat per Engineering for Life (EFL). Per obtenir més recursos o oportunitats de col·laboració, poseu-vos en contacte amb EFL directament.

news-1-1