微針經皮給藥系統研究進展分析

唐鼎

(中山大學工學院,廣東廣州 510006)

微針經皮給藥系統研究進展分析

唐鼎

(中山大學工學院,廣東廣州 510006)

微針經皮給藥系統是藥物通過皮膚上的微孔進入人體當中與血液一起進行循環達到預防或治療疾病的一種技術,在當今臨床上有著較為廣泛的運用。一般用于局部皮膚的治療,亦能通過皮膚的吸收達到治療全身性疾病的療效。因其通過皮膚吸收產生治療作用,相比諸多口服與外敷藥物而言有效提升了藥物的使用率和治療效果,因而加大對微針經皮給藥系統的研究與開發力度對于促進疾病的預防和治療,降低患者的治療負擔等都具有十分重要的意義。

微針 經皮給藥 給藥方式

1 微針經皮給藥系統的優點

微針經皮給藥系統在治療過程中不用經過肝臟、腸道等人體重要器官,與其他治療方式對比而言據有以下特征與優勢:其一,無須口服進而可以避免口服類藥物對于口腔或腸道的損害,通過皮膚的吸收提升了藥物的利用率;其二,在微針的控制下緩慢釋放藥物,不僅給藥時間得以延長而且更確保了血藥水平有效控制在治療范圍之內,藥物的負面作用或毒性在很大程度得以降低,治療效果進一步提升;其三,有效避免了患者對于藥物的反感情緒,不少患者對于口服藥物持有抗拒心理,微針經皮給藥系統此特性提高了患者對治療的依從性;其四,微針經皮給藥系統在給藥過程中可以根據實際情況隨時中斷,為不適宜口服藥物的患者提供了另一個治療疾病的替代方法。

2 微針的制備材料

2.1 聚合物

聚合物微針具有很好的生物相容性且可生物降解,成本較低。熔融聚乙醇酸、聚乳酸或聚乳酸-聚乙醇酸共聚物澆入至120-2500C聚二甲基硅氧烷微型模具中,抽真空,剝去模具制成聚合物微針。但與金屬微針和硅微針相比,這種微針的強度較差,在材料的選擇及加工工藝方面均有待提高。

2.2 金屬

金屬微針常見的材質主要有:欽、鎳、不銹鋼,經過激光切割與電鍍等加工方式制造出符合實際需要的微針。在制作過程中要注意工藝的精密度以保障產品的質量,同時還需增加相應的涂料或防護層以起到保護作用。如在采用電鍍方式上可以在微針模具上噴上Ti或cu。而對于中空微針的制造上,為避免受到電鍍的影響應在微針的頂端涂一層掩膜加以保護。

2.3 硅及二氧化硅

因硅及二氧化硅的傳感性能以及機電性能均較佳,而且由于硅的生物相容性相比金屬材料更具優勢,因此在微針制造中使用的較多,當今對此類材料加工微針的工藝較為成熟,最為常用的技術是電化學刻蝕技術。雖然硅作為微針制造的常用材料,但制造成本較高且在使用過程中一旦發生斷裂現象極易殘留在皮膚當中,對人體健康造成一定的損害,因而限制了其進一步的開發和利用。

3 微針的類型及給藥方式

3.1 微針的類型

在實際運用當中,微針主要有空心微針與實心微針兩大類,雖然兩者都屬于微針,但使用方法和效果上有著彼此的優劣勢。

3.2 微針給藥方式簡述

微針因種類不同在使用方式亦有著彼此的差異。空心微針在使用類似于注射,因其具有一個中空洞在液流壓力的作用下,通過微注射的方式將藥物輸送到人體內,藥物主要在中心洞進行擴散。實心微針則是將藥物包裹于微針表面進行輸送。通過微針刺入皮膚產生微孔之后藥物隨之滲透進入,早期主要采用的是貼針的方式,將藥物貼在皮膚上,通過小孔輸送藥物,后期逐漸研發了更多的類型。

4 微針在經皮給藥系統中的應用

4.1 貼針

貼針在使用過程中是將微針刺入患者皮膚的角質層,待出現微孔之后快速拔出,再將藥物貼在微孔之上進行藥物的滲透或輸送的技術,這是微針歷史上最早運用的技術,隨著時間的推移貼針已經逐漸退出了歷史舞臺,被更多的新技術所替代。

4.2 包衣微針

所謂包衣微針指的是在微針的外層包裹上需要釋放的藥物,通過將微針插入患者皮膚中進行緩慢持續釋放藥物的技術,在使用過程中需要控制好包衣藥物的濃度以及藥物滲透的速率。在臨床疫苗注射當中,對給藥的深度、速率、疫苗的劑量、微針的排列等都需要進過詳細的分析,臨床驗證得出疫苗給予的深度與微針排列沒有直接的關系,而免疫反應則主要與疫苗的劑量有關。

4.3 微注射給藥類微針

此類微針最為常見是空心微針,國學研究人員Artanto對其使用效果進行了相關驗證。通過以人類尸體皮膚作為試驗對象,將硫氰酸鹽采用空心微針進行注射。在對試驗過程進行優化之后得知,空心微針隨著插入深度的變化其輸液流率會產生相應的變化,得到的效果也不盡相同。

4.4 包裹藥物類微針

所謂包裹藥物類微針顧名思義也即將藥物包裹在微針中進行給藥,但須是可用生物材質制成的微針,在臨床使用上較為安全。國外學則park在研究過程中取得了相關驗證,其用BSA與鈣黃綠素作為模型藥,并用丙交酷與乙交酷制成的微針進行給藥控制,實驗得知此類藥物在體內釋放控制的時間可以持續幾個小時乃至數月之久。

4.5 蘸針

蘸針的使用在于,第一將微針浸入到藥液當中,第二將微針在患者皮膚上刮擦。經過刮擦之后的皮膚上即會留下利于藥物滲透的細孔,藥物就會沿著細孔往下滲透,進而達到治療的目的,在Mikszta的實驗當中即證明這一點。

4.6 其他種類微針

除了上述介紹的微針種類之外,當前已經有諸多研究人員為實現更佳的控制好藥物的釋放的模板,將微針與其他滲透技術組合使用。如將微針與加壓儲庫進行組合利用,進而形成一個藥物釋放控制的微針泵,雖然處于試驗當中,但卻是微針研發的另一方向。

5 問題與展望

在醫學技術不斷研究和發展的今天,微針制作工藝亦在不斷進步與完善,對其的研究正逐步走向深入化與精細化,相信在未來的時間內必將有更多優良的產品呈現,展現出巨大的市場前景和得到廣闊的應用。尤其是在醫療界,微針的研發將為醫生提供更有利的治療設備,為患者減輕治療的疼痛,其社會意義巨大。

[1]張全明,榮莉.微針療法[M].中國醫藥科技出版社,2012(09):13-19.

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