微針的介紹及SCIENION微量噴點(diǎn)技術(shù)在微針涂層中的應(yīng)用

微針有可能在藥物輸送和診斷方面徹底改變醫(yī)療保健行業(yè)。這些微針小到肉眼無法看到，設(shè)計(jì)用于通過皮膚輸送藥物而不會引起疼痛。與注射或口服藥物等傳統(tǒng)方法相比，微針提供了一系列優(yōu)點(diǎn)。它們具有微創(chuàng)性，甚至可以用于通過皮膚檢測具有臨床意義的物質(zhì)。這篇博客文章將深入研究微針的世界，探索它們的潛力、好處、應(yīng)用和挑戰(zhàn)，以及它們?nèi)绾螠?zhǔn)備徹底改變藥物遞送和診斷。

簡介
微針是非常微小的微型針，長度通常在50至900µm之間。它們最初是在1976年提出的一種無痛和無創(chuàng)的藥物遞送方法 . 基于微針的器件是使用微制造技術(shù)制造的，由陣列中的尖銳突起組成。雖然最早的版本是由硅、金屬或玻璃制成的，但最近的模型是由可生物降解和水凝膠基聚合物制成的。1998年，佐治亞理工學(xué)院的Mark Prausnitz指出，微針適合通過穿透人體皮膚的最上層進(jìn)行透皮給藥 .

微針類型
目前市場上有多種類型的微針。圖1展示了針對不同應(yīng)用開發(fā)的不同設(shè)計(jì)的微針。
 

圖 1：將微針應(yīng)用于皮膚以達(dá)到給藥目的的方法示意圖（改編自參考文獻(xiàn)圖 1）詳細(xì)文獻(xiàn)點(diǎn)擊閱讀更多。

固體微針  通過穿透皮膚發(fā)揮作用。這些微針一旦被拔出，就會留下微孔，可通過透皮貼片將藥物涂抹在這些微孔中。

涂層微針  可將藥物直接涂抹在針頭陣列上，而無需使用貼片或涂抹器。一旦被體液水化，藥物就會釋放到皮膚中。

溶解性微針  含有可生物降解聚合物中的藥物，可溶解在皮膚內(nèi)部。

空心微針  具有儲液器，可通過擴(kuò)散或壓力輸送藥物。

水凝膠形成的微針   包含一個藥物儲存器和一種膨脹材料，后者通過吸收膨脹基質(zhì)中的間隙液來擴(kuò)散藥物。

微針應(yīng)用
微針有多種用途，例如:

藥物和疫苗輸送
用于糖尿病管理的胰島素輸送

胰島素給藥用于糖尿病管理是一項(xiàng)被廣泛研究的應(yīng)用 . 傳統(tǒng)的每天多次注射的方法可能是痛苦和不方便的。另一方面，微針可以為胰島素給藥提供一種無痛且可能更有效的替代方案。

疫苗接種計(jì)劃

微針也正在被研究用于輸送疫苗. 微針可將疫苗直接輸送到富含免疫力的皮膚層，從而增強(qiáng)免疫反應(yīng)。此外，微針的易用性和無痛性也使其成為大規(guī)模疫苗接種計(jì)劃的一個極具吸引力的選擇。

局部麻醉

微針已成功用于局部麻醉 。微針可將麻醉劑直接注射到所需部位，提供快速有效的麻痹，而不會產(chǎn)生傳統(tǒng)針頭所帶來的疼痛。

微針（化妝品）

微針也正在被研究用于疫苗的遞送 . 2006 年,德斯蒙德-費(fèi)爾南德斯博士（Dr. Desmond Fernandes）開發(fā)的第一臺微針設(shè)備上市 ,該設(shè)備成為現(xiàn)代的 Dermaroller。該設(shè)備的主要用途是利用固體微針更好地滲透護(hù)膚品，如促進(jìn)膠原蛋白生成的精華素，幫助消除疤痕。

生物傳感和醫(yī)療點(diǎn)診斷

微針可用于對皮膚中存的間質(zhì)液或生物標(biāo)記物進(jìn)行微創(chuàng)采樣。這些生物標(biāo)記物可用于診斷目的，如監(jiān)測用于糖尿病管理的葡萄糖水平或檢測其他分析物。

微針的優(yōu)點(diǎn)

從患者和治療的角度來看，使用微針都有許多好處。

減輕疼痛和不適

對于需要頻繁注射但又害怕打針的患者來說，微針是一種極佳的選擇。微針非常細(xì)小，可以穿透皮膚而不會造成任何疼痛。研究表明，與傳統(tǒng)皮下注射針相比，微針可將疼痛感降低 90% .

增加藥物吸收

微針可穿透皮膚外層屏障，直接將藥物輸送到真皮層。真皮層血管豐富，能更快更有效地吸收藥物。此外，通過微針給藥避免了第一次通過代謝，這會降低某些藥物的有效性。

副作用更小

微針貼片遞送方法針對皮膚的免疫系統(tǒng)，以較低的疫苗劑量產(chǎn)生更強(qiáng)的免疫反應(yīng)。這導(dǎo)致更有效地使用抗原.

簡單、獨(dú)立的自我治療

傳統(tǒng)的皮下注射針頭可能會導(dǎo)致意外的針頭傷害、多次使用的污染風(fēng)險(xiǎn)和故意濫用，與此不同，廉價(jià)的一次性貼片形式的微針裝置有可能在沒有臨床專業(yè)知識的情況下安全使用。

微針給藥面臨的挑戰(zhàn)和未來發(fā)展方向

盡管微針取得了重大進(jìn)展，但在被廣泛采用之前，仍有一些挑戰(zhàn)需要克服。

安全和監(jiān)管問題

首先，需要解決安全和監(jiān)管問題。雖然人們普遍認(rèn)為微針是安全的，但還需要不斷進(jìn)行研究，以評估其長期安全性，特別是長期使用時的安全性。此外，還需要制定明確的監(jiān)管準(zhǔn)則，以確保微針產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。

可擴(kuò)展性和成本效益

另一個挑戰(zhàn)在于微針生產(chǎn)的可擴(kuò)展性和成本效益。目前的生產(chǎn)工藝可能既復(fù)雜又昂貴，這可能會限制其廣泛應(yīng)用。目前正在努力開發(fā)可擴(kuò)展且具有成本效益的制造方法，如光刻和3D打印(10),以克服這一挑戰(zhàn)。

微針的穩(wěn)定性和精確涂層

為確保微針的有效性，微針必須在整個儲存、處理和應(yīng)用過程中保持機(jī)械穩(wěn)定性。在微針上涂抹藥物、疫苗或其他生物制劑對保持微針的功能至關(guān)重要，但也會帶來一些問題，如碳水化合物和聚合物加熱，可能導(dǎo)致藥物在高溫下成型時分解. 此外，微針的精確涂層和治療物質(zhì)的輸送控制也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。研究人員正在努力提高治療物質(zhì)的穩(wěn)定性，優(yōu)化微針本身, 以及提高微針涂層的精確性和均勻性。

SCIENION微量噴點(diǎn)技術(shù)在微針涂層中的應(yīng)用

微針涂層的方法多種多樣，包括浸涂、滾涂或刷涂、噴涂和靜電涂層.

Tyndall National Institute的最新研究將SCIENION 的微量噴點(diǎn)技術(shù)作為一種快速、精確和有效的微針涂層方法進(jìn)行了研究。該方法在微針表面涂抹配方時表現(xiàn)出了極高的精確度。此外，考慮到可擴(kuò)展性、生產(chǎn)速度和成本效益等因素，壓電噴墨系統(tǒng)在大規(guī)模生產(chǎn)方面前景廣闊。

結(jié)論

微針有可能徹底改變藥物遞送和診斷領(lǐng)域，提供一種無痛、高效的皮膚給藥方法。微針具有減輕疼痛、增加藥物吸收和提高病人依從性等優(yōu)點(diǎn)，因此有望成為傳統(tǒng)注射方法的替代品。目前的研發(fā)工作主要集中在解決與微針技術(shù)相關(guān)的挑戰(zhàn)上，如安全問題、成本效益和穩(wěn)定性。隨著噴墨涂層等技術(shù)的不斷進(jìn)步，微針有可能改變我們提供藥物的方式，為個性化醫(yī)療和改善患者預(yù)后開辟新的可能性。