Introducció

El lliurament de medicaments basat en microagulles-ha sorgit com atecnologia transdèrmica transformadoraque combina de manera única elsenzillesa d'un pegatamb eleficàcia de la injecció subcutània. En crear canals microscòpics a través de l'estrat còrni, les microagulles (MN) permeten una penetració eficient dels agents terapèutics a la pell mentre mantenenmínima invasivitat, facilitat d'ús i excel·lent biocompatibilitat. Aquests avantatges han atret una enorme atenció de la comunitat investigadora mundial.

Aquest article se centra en elClassificació i principis funcionals de les microagulles, basant-se principalment en l'obra deXiaowen Liu i Fei Xiao (Universitat de Jinan)iBin Du (Universitat de Tongji), titulat"Microneedle-entrega de medicaments per a malalties cutànies",publicat aFronteres en Bioenginyeria i Biotecnologia.

Figura 1.Classificació de les microagulles i els seus respectius mecanismes de lliurament transdèrmic.

1. Microagulles sòlides (SMN)

Visió general

Normalment s'utilitzen microagulles sòlidespre{0}}tractament de la pellabans de l'aplicació de principis actius farmacèutics. Funcionen amb el clàssicpunxar-i-pegarprincipi: creació de microcanals transitoris que milloren la permeabilitat de les formulacions tòpics aplicades posteriorment.

Materials

Els materials de fabricació comuns inclouen:

Mecanisme i avantatges

Crearmicrocanals instantànies i uniformesa l'estrat corni

Millora significativamenteficiència de penetració local de drogues

L'alta rigidesa mecànica garanteix una inserció fiable de la pell

Relativament senzill i de baix{0}}cost de fabricació

Limitacions

Els canals es tanquen en poques hores a causa de la curació natural de la pell, limitant l'alliberament sostingut

Risc defractura de l'agulla i fragments residualsa la pell

Cap capacitat de transport-de fàrmacs- intrínseca no requereix un dipòsit de medicament separat

Figura 2.Imatge SEM esquemàtica i representativa de microagulles sòlides.

2. Microagulles buides (HMN)

Visió general

A diferència de les estructures sòlides, les microagulles buides presenten unlumen o perforació interna(diàmetre:~50–70 μm) que travessa l'eix de l'agulla-funcionant essencialment comxeringues hipodèrmiques a microescala.

Materials

Silici (mitjançant la fabricació de MEMS)

Vidre (mitjançant litografia de dibuix)

Polímers (mitjançant micro-emmotllament o impressió 3D)

Mecanisme i avantatges

La cavitat interna pot serpre-carregat amb agents terapèuticsi els lliura viaflux impulsat{0}} per pressióa la inserció

Capaç de portarvolums de fluid més gransque qualsevol altre tipus de MN

Habilitadosificació precisa i controlable-ideal per a macromolècules, vacunes i fins i totextracció de líquid intersticialper al diagnòstic

Apte per a una àmplia gamma de molècules actives

Limitacions

La fabricació éssignificativament més complexa​ (requereix sistemes digitals micro-electro-mecànics)

La tensió del teixit dèrmic pot causarobstrucció del lumendurant la inserció

Major cost de fabricació i més temps de producció

Figura 3.Principi esquemàtic i de funcionament de les microagulles buides.

3. Microagulles de dissolució (DMN)

Visió general

Les microagulles de dissolució es fabriquen completamentmaterials-solubles en aigua i biodegradablesincrustat amb agents terapèutics. A la inserció, la matriu de l'agullaes dissol o es degrada in situ, alliberant la càrrega útil directament a la pell-no cal pas d'eliminació o eliminació.

Materials

• Sucres: Maltosa, trehalosa
• Polímers naturals: Àcid hialurònic (HA), dextran, gelatina
• Polímers sintètics biodegradables: PLGA, PVA, PVP

• Mecanisme i avantatges

• Excel·lent biocompatibilitati perfil de seguretat
• Sense residus mèdics punxants-Tot el dispositiu es dissol, eliminant l'eliminació de perills biòtics

Significativamentmillora el compliment del pacient; adequat per a l'auto{0}}administració

Proporciona anou paradigma per a la gestió-de malalties cròniques a llarg termini

Ampliament investigat per a diverses condicions:càncer, diabetis, psoriasi, lliurament de vacunes, i més

Limitacions

La resistència mecànica s'ha d'equilibrar amb cura amb la velocitat de dissolució

L'estabilitat del fàrmac durant l'emmagatzematge i el procés de fabricació requereix optimització

La capacitat de càrrega de fàrmacs és finita i depèn de la composició de la matriu

Figura 4.​ Estructura de la microagulla en dissolució i procés de-degradació de la pell.

4. Microagulles recobertes (CMN)

Visió general

Les microagulles recobertes sónMN sòlids amb un recobriment terapèutics'aplica a la superfície de l'agulla. El fàrmac s'allibera a mesura que el recobriment es dissol o es desenganxa en contacte amb la pell.

Mètodes de recobriment

Mecanisme i avantatges

Alliberament ràpid de fàrmacsimmediatament després de la inserció

Control precís de la dosi-la quantitat de fàrmac administrada ve determinada pel gruix del recobriment i la superfície

Fàcil d'operar; bé-per afàrmacs d'alta-potència i-dosis baixes(per exemple, vacunes, pèptids)

Rentable{0}}i escalable

Limitacions

La càrrega de drogues éslimitada per la superfíciede la microagulla

El recobriment potseparar durant la insercióo es degraden durant l'emmagatzematge

Assegurar un gruix uniforme del recobriment i l'estabilitat{0}}a llarg termini segueix sent un repte de formulació

Figura 5.​ Fabricació de microagulles recobertes mitjançant mètodes de recobriment i-immersió-per polvorització.

Comparació resum

Observacions finals

Cada arquitectura MN ofereix unconjunt diferent de-compromisosen termes de capacitat del fàrmac, cinètica d'alliberament, complexitat de fabricació i idoneïtat clínica. Comprendre aquestes diferències és essencial perfer coincidir la plataforma MN adequada amb l'aplicació terapèutica adequada-especialment en el camp de ràpid creixement delliurament de fàrmacs mediat-per microagulles per a malalties cutànies.

A mesura que la ciència dels materials i la microfabricació continuen avançant, podem esperar dissenys híbrids encara més sofisticats que combinen les millors característiques dels quatre tipus-que ens acostin a la veritat.teràpia transdèrmica personalitzada, indolora i de precisió.