微针的分类
2023-07-13 16:23:50
作者:小编 来源:网络

依据微针在皮肤内释放药物的原理及组成材料,微针可分为五种类型。分别是固体微针、涂层微针、可溶微针、空心微针和凝胶微针。不同类型的微针具有不同功能及各自的优势。


1、 固体微针

固体微针也称实心微针,最常见用途是用作物理促渗剂,以增加药物透过皮肤的量。固体微针主要是由金属材料或非降解聚合物制备而成,制备固体微针的材料主要包括硅、金属钛及陶瓷等。固体微针作用机制主要分为两步:

第一步是通过利用不可降解的材料制备的固体微针处理皮肤,移去后在皮肤角质层建立瞬时微通道;

第二步是用常规药物涂抹在固体微针作用部位,药物通过微通道被动渗透进入皮肤,从而形成一个临时外部递药系统。

固体微针应用时的注意事项为:

1)固体微针可能因折断而滞留在皮肤中,容易引发炎症、感染等现象;

2)需对作用皮肤区域进行消毒处理,避免出现局部皮肤给药引发全身感染的风险。

使用固体微针促渗药物往往受到多种因素的影响,有研究显示固体微针促渗效果与微针针体的长度成正相关。此外,由于用固体微针刺入皮肤后,虽然产生了一系列致密的孔洞,但产生的孔洞处于一种不断愈合的动态过程,这就导致不同时间透过皮肤的药量不同,可能会导致给药剂量与预期不符。


2、涂层微针

涂层微针也称包衣微针,是指将药物涂抹覆盖于固体微针的针体外,当固体微针刺入角质层时,涂层进入真皮层溶解,释放药物的微针。涂层微针与固体微针演变在材料组成和制备工艺上非常相似,不同于固体微针的两步法,涂层微针可以通过简单的一步法达到给药目的。

涂层微针作用于皮肤之前,通常在针尖部位涂上药物,形成开放皮肤角质层微通道与同步释放药物相结合的药物递送系统。制备涂层微针的多种材料主要包括:硅、金、银等。

涂层微针主要限制性因素在于涂层药物分子的负载效率、释放速率、均一性、稳定性及贮存等。


3、可溶微针

可溶微针由可生物降解和具有良好生物相容性的聚合物制备而成。可溶微针主要通过聚合物包裹药物,通过微针刺穿皮肤角质层后,留在皮肤内且从外到内依次溶解,呈现出类持续性药物释放。

制备可溶微针的材料主要包括:聚乳酸、聚乙烯醇、聚乳酸-羟基乙酸、丝素蛋白、白蛋白、透明质酸、壳聚糖、聚乙烯吡咯烷酮等。

可溶微针除了具备传统经皮给药技术的优势外,还具有显著优于其他微针给药方式的独特性质:

1)实现高效的药物递送:将药物包载至整根针体,克服了空心微针和涂层微针剂量低的缺陷,通过控制载药量和药物在针体中的分布可实现定量和程序性释药。

2)确保药物稳定:制备条件温和,确保了载药过程中药物稳定。固态存储有利于保持药物活性,降低运输途中苛刻的冷链储存需求。

3)安全性高:在满足微针机械性能前提下,选用安全性高、生物相容性好的针体材料,能有效避免针头回收的医疗废品二次危害等问题。

然而,可溶微针的机械强度、物理稳定性、针尖药物分布均匀性及贮存是影响其进一步在药物递送领域应用的重要限制性因素。


4、空心微针

空心微针是一种微米级的类注射器结构,其结构组成是每个针内部具有一个类似通道的微小的间隙,当针尖插入皮肤后,药物经此通道可直接流入表皮层或真皮层。

使用空心微针时可以通过控制在微针针体上预留的孔洞大小、压力、浓度差或电位等控制药物释放的速率,使释药更精准,同时,空心微针可以满足持续性给药以达到更大的给药剂量,便于设计个体化给药方案;且空心微针可以作为一种无痛的皮内注射针头使用,用于输送药物、疫苗等或是用于吸取组织间液进行临床检测。目前已有产品在国外上市或处于临床研究阶段。

制备空心微针的多种材料跟固体微针相近,主要包括金属、硅及陶瓷等。此外,由于空心微针不直接暴露于外界环境,导致皮肤及软组织感染的可能性很小,极少会引起皮肤作用部位发生炎症的可能。

然而,空心微针主要的限制性因素在于空心微针插入皮肤后会压迫周围致密的真皮组织,造成一定程度的堵塞,从而阻碍药物在皮肤内部的流动性,也进一步影响给药剂量的精准性。此外,中空结构使得其机械性能往往不如其他类型的微针,更容易出现针体在皮肤中碎裂等情况。


5、凝胶微针

凝胶微针与可溶微针相似,主要由具有可降解特性且具有良好生物相容性的聚合物制备而成。

凝胶微针主要通过插入皮肤后,吸收体液或皮肤间质液体,进而膨胀形成可持续性的水凝胶微导管,药物通过这些微导管扩散到皮肤微循环中,实现药物的持续性释放。

凝胶微针的载药方式主要包括:将外源性药物与微针联合给药;或将药物装载在微针中,在相变水凝胶状态下从膨胀的微针中释放出来,其药物释放速率也可以通过调节水凝胶纤维的交联程度予以控制。

制备凝胶微针的材料与可溶微针相似,主要包括:甲基丙烯酰化明胶、聚乙烯醇等。此外,凝胶微针在一定程度上可以抵抗插入皮肤后形成的微导管的闭合和毛孔的密封,它可以完全从组织中去除,具有良好的生物安全性。

但限制凝胶微针发展的主要问题是机械强度不足及物理稳定性差。


此外,冷冻微针是近年报道的最新一类微针,主要适用于封装、运送活细胞或抗菌药物进入皮肤、组织或器官。通过对优化的低温培养基和活细胞进行逐步低温微模塑可知被一种极易穿透皮肤的冷冻微针,在保持足够的负载细胞能力的同时,还保持细胞的活力及生存能力,并显示出良好的抗肿瘤效果。冷冻微针具有很强的机械性能,易塑形,且制备微针形状可控多样性,为未来应用于活细胞药物递送开辟了一种新的途径。