Method Article

لاصقات مصفوفة الإبر الدقيقة المصنوعة بواسطة تقنية صب المذيبات والتوصيف الأساسي للأجهزة الطبية الحيوية المعتمدة على الإبر الدقيقة

DOI:

10.3791/69923

January 30th, 2026

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يهدف العمل الحالي إلى أن يكون دليلا عمليا يمكن الباحثين من إعداد أجهزتهم الخاصة باستخدام طريقة الصب بالمذيبات، المعروفة أيضا باسم التشكيل الدقيق، وإجراء توصيف أساسي.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

لقد أحدثت تقنية الإبر الدقيقة ثورة في مجال أبحاث الجلد والتوصيل عبر الجلد، وتعتبر اليوم الطريقة الأكثر سهولة لإعطاء الأدوية عبر الجلد. نجاح رقع مصفوفة الإبر الدقيقة (MAPs) يعود بشكل رئيسي إلى قدرتها على إبطال وظيفة الحاجز الجلدي الذي يمنع دخول الأدوية الموضعية عن طريق ثقب طبقة القرنية الطبقية بدون ألم. تتميز أجهزة MAP الذائبة (DMAPs) بين أنواع الأجهزة الأخرى المعتمدة على MAPs بسبب التوافق الحيوي لموادها المكونة، وإمكانية الإدارة الذاتية من قبل المرضى، وغياب النفايات الحادة الناتجة بعد الاستخدام. عادة ما تصنع DMAPs من مواد بوليمرية تعيد التشتت عند إدخالها في الجلد عند ملامسها للسوائل البينية، مما يطلق حمولتها. على مستوى البنش، عادة ما يتم تصنيع DMAPs باستخدام طريقة الصب بالمذيبات، والتي تتضمن استخدام قوالب رئيسية سالبة بنفس الشكل والطول المطلوب، والتي تصب عليها تشتتات بوليمرية محملة بالأدوية. يجبرون بعد ذلك على ملء تجاويف القالب بتطبيق قوة طرد مركزي أو ضغط إيجابي. بعد التجفيف، تصبح DMAPs صلبة ويتم تقشيرها من القوالب الرئيسية، وتخضع بانتظام لدراسات توصيف مختلفة قبل الاستخدام. عادة ما تشمل هذه الاختبارات دراسة الخصائص الميكانيكية ل DMAPs، وتحديد محتوى الماء المتبقي، وقدرة خارج الجسم على اختراق بنية الجلد، وأداء إطلاق الدواء، وتقييم التوافق الحيوي في المختبر .

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

على الرغم من أن الإعطاء الموضعي وعبر الجلد للمواد الفعالة دوائيا عبر الجلد وداخله يعتبر بديلا واعدا لإعطاء الأدوية الفموية، إلا أنه يمثل تحديات كبيرة بسبب وظيفة الحاجز الجلدي الطبيعية التي تمارسها طبقة الطبقات القرنية . يؤثر هذا القيد بشكل خاص على الجزيئات الكبيرة، خاصة تلك التي يبلغ وزنها الجزيئي >500 دالتون1. بالإضافة إلى ذلك، فإن الانتشار السلبي عبر الجلد لجزيئات أخرى ذات خصائص فيزيائية-كيميائية محددة، مثل الهيدروفيليتي الملحوظة أو حب الدهون، مقيد أيضا. تم اقتراح استراتيجيات تكنولوجية مختلفة لتجاوز هذا الحاجز، بما في ذلك الرعب الأيوني، والسونوفوريس، والتقميم الكهربائي، واستخدام المعززات الكيميائية، والأساليب الحرارية، والأنظمة النانوية. ومع ذلك، تتميز لصقات مصفوفة الإبر الدقيقة (MAPs) بعدة فوائد: الكفاءة العالية في إبطال وظيفة القرنية الطبقية ، الفعالية من حيث التكلفة، تجربة سهلة للمرضى، وإمكانية الإعطاء الذاتي دون الحاجة إلى طاقم طبي2.

MAPs هي أجهزة تحتوي على بروزات شبيهة بالإبرة بحجم دقيق تخترق طبقة القرنية الطبقية وتتجاوز حاجز البشرة. تم وصف عدة أنواع من MAPs في الأدبيات، وهي: MAPs الصلبة، المغطاة، المذابة، التورم، وMAPs المجوفة. تتكون أجهزة MAP المذوبة (DMAPs) من مواد بوليمرية قابلة للذوبان في الماء وتستخدم استراتيجية "الوخز والإطلاق"، مما يفسر ميزاتها المثيرة للاهتمام. وبشكل خاص، تذوب عند إدخالها في بنية الجلد عند ملامستها للسوائل البينية، مما يطلق محتواها. بالمقارنة مع استراتيجية "الوخز والرقعة" التي تتبعها MAPs الصلبة، حيث تستخدم لإنشاء قنوات دقيقة داخل بنية الجلد تسمح بمرور تركيبة موضعية تطبق لاحقا 3,4، فإن طريقة "الوخز والإفراج" لا تخضع للوقت الذي تبقى فيه القنوات الدقيقة مفتوحة. تتطلب استراتيجية "الحفر والتدفق" إعداد MAPs جوفاء، والتي تكون بنيتها أكثر تعقيدا وصعوبة في التصنيع. ميزة إضافية لأنظمة DMAP هي أنها لا تولد نفايات حادة بعد التطبيق، مما يقلل من خطر إصابات الإبر والتلوث البيولوجي. علاوة على ذلك، فإن تطبيقها البسيط وقليل التوغل يمكن من إدارة المرضى الذاتية المحتملة، مما يدعم استخدامها في بيئات محدودة الموارد أو جغرافيا النائية حيث يكون الوصول إلى الكوادر الصحية المدربة، والبنية التحتية الطبية، وأنظمة التخلص من القطع الآمنةمحدودا 2. وقد اتجه المجتمع العلمي الذي ركز على توصيل الأدوية الجلدية وعبر الجلد بشكل متزايد إلى تقنيات MAPs، وخاصة DMAPs، لتجاوز قيود الاستراتيجيات المذكورة أعلاه. على الرغم من أن أول نشر عن MAPs يعود إلى الثمانينيات، إلا أن التقنية شهدت طفرة كبيرة في أوائل العقد الأول من الألفية الثانية. منذ ذلك الحين، نما عدد المنشورات بشكل هائل، ليصل إلى حوالي 500 مقال سنويا - الآن5.

عادة ما يتم تصنيع DMAPs بطريقة الصب بالمذيب أو التشكيل الدقيق6. تعتمد هذه التقنية على استخدام قوالب رئيسية سلبية بنفس شكل وطول MAP المرغوبين. بعد صب التشتتات البوليمرية المحملة بالأدوية أو حتى الأنظمة النانوية، يتم تطبيق قوة خارجية لملء تجاويف القالب الرئيسي على شكل إبرة دقيقة. بعد التجفيف، يمكن إزالة القوالب بعناية عن طريق تقشيرها أو إذابة القالب الرئيسي بعامل كيميائي. تصنع هذه القوالب الرئيسية من مواد مختلفة، ويعد البولي ديميثيل سيلوكسان (PDMS) الأكثر شيوعا، بفضل مرونته وانخفاض التصاقه الذي يسهل إزالة القوالب من DMAPs. عادة ما يتم إعداد القوالب الرئيسية باستخدام طرق الطباعة الحجرية؛ ومع ذلك، فإن قوالب PDMS التجارية بأشكال وأطوال وكثافات مختلفة من الإبر الدقيقة متوفرة الآن.

هنا، تم تقديم إرشادات لتحضير DMAPs باستخدام تقنية صب المذيبات. في هذه الحالة، تجرى العملية باستخدام قوة طرد مركزي أو تطبيق ضغط موجب. يتيح ذلك بديلا بروتوكولا بتكلفة فعالة لطرق التصنيع عالية التكلفة للأجهزة الطبية الحيوية المعتمدة على MAPs، مما يمكن مجموعة أوسع من الباحثين من دمج MAPs في أبحاثهم المتعلقة بالجلد. بالإضافة إلى ذلك، تشمل التوصيفات الأساسية لأغراض البحث الأكاديمي والأساسي، والتي تسبق اختبار الاختبار في الجسم الحي طول الإبرة وهندستها، المقاومة الميكانيكية للضغط، أداء الإدخال خارج الجسم الحي ، تحميل الدواء وإطلاق الدواء، محتوى الماء المتبقي، الاستقرار، امتصاص الأدوية خارج الجسم ، وملف السلامة في المختبر .

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.

1. تصنيع مصفوفات الإبر الدقيقة المذابة عن طريق الطرد المركزي

  1. تحضير التشتت الغروي المائي للمواد المكونة ل DMAPs عن طريق إذابتها في كمية مناسبة من الماء وتحريك مكثف. اعتمادا على أنواع البوليمرات المختارة وتركيزها، قد يختلف وقت التشتت. إذا لزم الأمر، سخن الماء بدرجة معتدلة (40-45 درجة مئوية) لتسهيل تشتت البوليمر.
    ملاحظة: أكثر البوليمرات شيوعا المستخدمة في تحضير DMAPs هي البولي (فينيل بيروليدون) (PVP)، صمغ الكارايا، حمض الهيالورونيك (HA)، البولي (حمض الميثيل الفينيل-إيثر البديل الماليك) (PMVE-MA)، البولي (كحول الفينيل) (PVA)، كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC)، الكيتوزان، وغيرها، ومع ذلك، يمكن استخدام أي مادة قابلة للذوبان في الماء ذات خصائص مثالية. بالنسبة لمعظم التركيبات، يتراوح تركيز العمل النموذجي بين 5٪ إلى 30٪ مع الصفوف البيضاء (w/w). التركيزات المنخفضة عادة ما تنتج DMAPs سريعة الذوبان، بينما التركيزات الأعلى تنتج أجهزة تذوب ببطء. ومع ذلك، يجب تحديد التركيز الأمثل تجريبيا من خلال إعداد نماذج أولية مختلفة من DMAP، حيث يعتمد ذلك على الوزن الجزيئي للبوليمر، ولزوجته، والخصائص الميكانيكية المرغوبة للإبر الدقيقة.
  2. دع البوليمرات تحرك بأقل قدر ممكن طوال الليل لتحقيق التشتت الكامل، مع السماح بإزالة فقاعات الهواء.
  3. قم بالطرد المركزي بالتشتت البوليمري إذا استمرت فقاعات الهواء (1000 × ج؛ 5 دقائق؛ 25 درجة مئوية).
  4. أضف الحمولة (الدواء أو الجسيم النانوي) بتركيز مطلوب وحرك باعتدال حتى تصبح متجانسة دون إدخال فقاعات هواء جديدة.
  5. تخلص من قوالب PDMS في ألواح ذات 12 بئر. لذلك، قم بتركيب القوالب داخل الآبار باستخدام طين النمذجة أو الأسمنت السني أو أي مادة مشابهة.
  6. صب 50 ميكرولتر من الخليط البوليمري المحمل بالأدوية على قوالب PDMS وجهاز الطرد المركزي (3000 × ج؛ 5 دقائق؛ 25 درجة مئوية). بعد ذلك، قم بتدوير الألواح 180°، وكرر عملية الطرد المركزي لضمان ملء جميع التجاويفات الشبيهة بالإبر.
  7. قم بإزالة فائض التشتت البوليمري المحمل بالأدوية بعناية. استخدم ماصة لنقل التشتت البوليمري إذا كانت سائلة؛ استخدم الملعقة إذا كانت شديدة اللزوجة.
  8. كرر عملية الطرد المركزي المزدوج (الخطوة 1.6) لإعادة أي تشتت بوليمري محمل بالأدوية قد يكون تجاوز خلال الخطوة السابقة إلى القالب.
  9. جفف التشتت البوليمري المحمل بالأدوية في القوالب تحت الفراغ (600 ملي بار؛ 30 دقيقة؛ 25 درجة مئوية).
  10. كرر البروتوكول مرتين على الأقل من الخطوة 1.6-1.9 لضمان التعبئة الصحيحة للقوالب الرئيسية بالتشتت البوليمري المحمل بالدواء.
    ملاحظة: يمكن تقليل القوة الطرد المركزية تدريجيا بمقدار 500 × جرام (25 درجة مئوية) في كل تكرار.
  11. تحضير تشتت بوليمري عالي التركيز وخالي من الدواء لصنع قاعدة جهاز DMAPs. سيضمن ذلك أن الدواء الموجود في التشتت المملوء في تجاويف العفن لا يعود إلى الصفيحة الأساسية.
  12. صب 50 ميكرولتر من التشتت البوليمري الحر على قوالب PDMS ونشرها بالطرد المركزي مرتين، بما في ذلك الألواح المنتصفة، عند دوران 180° (500 × g؛ 5 دقائق؛ 25 °C؛ 2x). بعد الطرد المركزي، تضيف 100 ميكرولتر من التشتت إلى كل قالب، تليها إضافة 50 ميكرولتر إضافية إلى لوحة القاعدة بعد 12 ساعة.
  13. اترك DMAPs في قوالب PDMS لتجف لمدة 3-5 أيام في درجة حرارة الغرفة باستخدام مجفف بختم جاف.
  14. قم بإزالة قوالب DMAPs من PDMS بعناية باستخدام الملقط أو قم بتقشيرها باستخدام شريط السليلوز السكوتش (الشكل 1).
  15. توصيف DMAPs المصنعة (انظر الخطوة 3).

2. تصنيع مصفوفات الإبر الدقيقة الذائبة عن طريق تطبيق الضغط الإيجابي

  1. تابع بطريقة مشابهة كما هو موضح في القسم السابق حتى الخطوة 1.5.
  2. صب 150 ميكرولتر من الخليط البوليمري المحمل بالأدوية على قوالب PDMS ووضعها في خزان ضغط.
  3. املأ خزان الضغط بالهواء حتى يصل إلى ضغط 3-4 بار لمدة لا تقل عن 15 دقيقة.
  4. قم بإزالة فائض التشتت البوليمري المحمل بالأدوية بعناية. لذلك، إذا كان التشتت البوليمري سائلا، استخدم ماصة، وإذا كانت لزجة بشكل ملحوظ، قم بإزالتها بالملعقة.
  5. كرر تطبيق الضغط (الخطوات 2.2-2.3) لإعادة أي تشتت بوليمري محمول بالدواء قد يكون تجاوز خلال الخطوة السابقة إلى القالب.
  6. جفف التشتت البوليمري المحمل بالأدوية في القوالب تحت الفراغ (600 ملي بار؛ 30 دقيقة؛ 25 درجة مئوية).
  7. تحضير تشتت بوليمري عالي التركيز وخالي من الدواء لصنع قاعدة جهاز DMAPs. سيضمن ذلك أن الدواء الموجود في التشتت المملوء في تجاويف العفن لا يعود إلى الصفيحة الأساسية.
  8. صب 0.2 جرام من التشتت البوليمري الحر على قوالب PDMS وتطبيق ضغط إيجابي، كما هو موضح في الخطوة 2.3.
  9. تابع بالطريقة المماثلة كما هو موضح في القسم السابق من الخطوة 1.13.

3. توصيف DMAPs

ملاحظة: في هذه الخطوة، تم تنفيذ طرق استخدام أنسجة جلد الإنسان و/أو وفقا للإرشادات المؤسسية. بالإضافة إلى ذلك، تم تنفيذ الطرق التي تشمل استخدام عينات جلود وفقا لمبدأ 3Rs للتجارب على.

  1. تصور DMAPs باستخدام كاميرا دقيقة مع التكبير المناسب لتمييز الإبرازات الشبيهة بالإبرة7.
    ملاحظة: إذا تم تحميلها بدواء أو صبغة ملونة، يجب ملاحظة لون مختلف بين الأطراف والقاعدة الأساسية.
  2. قم بتثبيت DMAPs على جهاز دعم وتصور شكل وطول الإبرات الدقيقة باستخدام المجهر البصري. يجب ملاحظة هيكل حاد على الطرف. سجل طول الإبراطات الشبيهة بالإبر الدقيقة باستخدام البرنامج المناسب لمجهر بصري.
    ملاحظة: لقياس طول الإبر الدقيقة بالمجهر الضوئي، يجب عرض MAPs بشكل عمودي على الأهداف. يجب تأكيد قياسات الطول وشكل الإبرات الشبيهة بالإبر الدقيقة بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح.
  3. تقييم الخصائص الميكانيكية لمواد DMAP تجاه تشوه الإبر الدقيقة بعد الضغط على سطح صلب. لذلك، ضع جهاز DMAPs في جهاز تطبيق DMAPs متوفر تجاريا وضغطه على سطح مستو من الفولاذ المقاوم للصدأ لمدة 30 ثانية. بعد الضغط، سجل طول الإسقاطات الشبيهة بالإبر الدقيقة واحسب نسبة التشوه بمقارنتها بالطول الابتدائي وفقا للمعادلةالتالية 7:
    figure-protocol-1
    حيث يرمز ho وh f إلى طول الإبر الدقيقة قبل وبعد الضغط على التوالي.
    ملاحظة: إذا كان ذلك متاحا، فإن استخدام محلل الخامات يوحد قوة الضغط. في هذه الحالة، تحاكي قوة 32 نيوتن/مصفوفة متوسط قوة الإبهام التي يمارسها المرضى عند تشغيل أجهزة DMAP ذاتيا.
  4. تحديد القدرة الأولية على الإدخال لمواد DMAP باستخدام طريقة جلد صناعي بديل تعتمد على صفائح بلاستيكية حرارية مصنوعة من مادة من نوع الأوليفين.8. لذلك، اضغط جهاز DMAPs على ثماني أوراق مرتبطة وفقا للشروط الموضحة في الخطوة 3.4. يتم ملاحظة عدد الثقوب التي تنشأ في كل طبقة بواسطة المجهر البصري أو باستخدام كاميرا المجهر، ويتم حساب نسبة الاختراق عند أعماق مختلفة.
    ملاحظة: عادة ما تكون صفائح البلاستيك الحراري المتوفرة تجاريا بسماكة 127 ميكرومتر.
  5. تحديد قدرة الإدخال خارج الجسم لمواد DMAP باستخدام إزالة الجلد البشري أو الخنزير أو القوارض التي تم استئصالها وقصها بعناية. نظف طبقة الجلد بماء وفير عن طريق نقعها لمدة دقيقة إلى دقيقتين في الماء ثم ضعها على مادة رغوية ملفوفة بورق الألمنيوم بحيث يواجه جانب الطبقات القرنية للأعلى.
    1. تابع عملية الإدخال وفقا للشروط الموضحة في الخطوة 3.4. اترك DMAPs مدمجة في الجلد حتى تذوب أطراف الإبر الدقيقة. إذا تم تحميل DMAPs بصبغة أو دواء ملون، فإن تلوين الجانبين الداخلي والخارجي للجلد يكشف عن نجاح إدخال DMAPs9. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ملاحظة القنوات الدقيقة من خلال التحليل النسيجي لأقسام الجلد7.
      ملاحظة: تم تنفيذ هذه الخطوة، التي تشمل جلد الإنسان أو خارج الجسم الحي ، وفقا للإرشادات والموافقة من لجنة أخلاقيات أبحاث الإنسان بجامعة فالنسيا. تم الحصول على موافقة مستنيرة حيثما كان ذلك مناسبا، وكانت جميع التجارب تلتزم بالمعايير الأخلاقية المؤسسية والأوروبية لاستخدام الأنسجة البشرية والحيوانية في البحث الطبي الحيوي.
  6. تحديد محتوى الماء المتبقي باستخدام التحليل الحراري الجاذبي. يعزى فقدان الوزن الملحوظ حتى 100-110 درجة مئوية إلى بقايا الماء10.
    ملاحظة: اعتمادا على مصدر الأدبيات، الحد الأقصى لمحتوى الماء المتبقي المسموح به هو 5٪-10٪ من الوزن الكلي لضمان تجفيف مثالي لمواد DMAPs.
  7. قم بقياس كمية تحميل البضائع عن طريق غمر DMAPs في 5-10 مل من الماء (أو بدلا من ذلك، وسط إطلاق مائي مناسب للدواء المحلل) عند 32-37 درجة مئوية وقياس كمية الحمولة باستخدام طريقة تحليلية مثالية.
    ملاحظة: يستخدم القياس الطيفي للأشعة فوق البنفسجية عادة لتحليل الجزيئات الصغيرة. بالنسبة للمركبات ذات حدود الكشف والقياس المنخفضة، ينصح بشدة باستخدام الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (HPLC) مع الأشعة فوق البنفسجية أو الفلورية أو الكشف الكهروكيميائي. يمكن استخدام HPLC مع مطيافية الكتلة عندما تكون هناك حاجة لحساسية وخصوصية استثنائية. يتم عادة تحديد البروتين وشحنات الأجسام المضادة التحليلية باستخدام اختبارات حمض البيسينشونيك (BCA) والاختبارات المناعية، مثل اختبار المقاومة المناعية المرتبطة بالإنزيم (ELISA) أو التحليل الغربي على التوالي. يتم الحصول على ملفات إطلاق الدواء عن طريق أخذ عينات (0.2-1 مل) في نقاط زمنية محددة مسبقا من وسط الإطلاقالمائي 11. بعد كل نقطة أخذ عينات، يتم استبدال الحجم السابق بنفس حجم وسط الإفراج المقزن لتجنب الأخطاء المتعلقة بالتركيز التلقائي للعينات.
  8. تقييم استقرار DMAPs من خلال تكرار اختبارات التوصيف المذكورة أعلاه لضمان بقاء ميزات DMAP ثابتة خلال فترة التخزين تحت ظروف التخزين المصممة.
    ملاحظة: إذا كانت الحمولة مستقرة حراريا، عادة ما تخزن DMAPs في درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية). بالنسبة للمكونات النشطة الحساسة للحرارة، يتم تخزين DMAPs عند 4 درجات مئوية. يجب الحفاظ على الرطوبة النسبية أقل من 30٪. يتم مراقبة استقرار DMAPs بشكل روتيني على مدى ستة أشهر.
  9. حدد ترسيب الجلد وامتصاصه من الدواء خارج الجسم باستخدام إعداد خلية فرانز الانتشار (FDC). لهذا، جهز الجلد كما هو موصوف وأدخل DMAPs في بنية الجلد لمدة 30 ثانية، كما هو موضح في الخطوة 3.6.
    1. بعد ذلك، لصق غرفة المتبرع من FDC على الجلد بكمية مناسبة من السيانوأكريلات. عند التجفيف، قم بتثبيت مركب غرفة المانح الجلدي بغرفة المستقبل باستخدام المشابك المناسبة12. وأخيرا، تابع بروتوكول أخذ العينات كما هو موضح في الفقرة الفرعية 3.5.
      ملاحظة: تم تنفيذ هذه الخطوة التي تشمل جلد الإنسان أو خارج الجسم وفقا لإرشادات وموافقة لجنة أخلاقيات أبحاث الإنسان في جامعة فالنسيا. تم الحصول على موافقة مستنيرة حيثما كان ذلك مناسبا، وكانت جميع التجارب تلتزم بالمعايير الأخلاقية المؤسسية والأوروبية لاستخدام الأنسجة البشرية والحيوانية في البحث الطبي الحيوي. إذا ذابت DMAPs ببطء، قم بتثبيتها على الجلد باستخدام أربطة لاصقة جراحية لمنع الطرد الذاتي من بنية الجلد.
  10. قيم التوافق الحيوي في المختبر باستخدام اختبارات النشاط الأيضي، مثل اختبارات التترازوليوم والريزازورين، أو اختبارات التكاثر، بما في ذلك اختبارات 5-Bromo-2'-deoxyuridine bromodeoxyuridine (BrdU)، وفقا لتعليمات الشركة المصنعة.
    ملاحظة: خطوط الخلايا المفضلة هي الخلايا الكيراتينوية، والأرومات الليفية، أو الخلايا الميلانوية. الخلايا غير المعرضة ل DMAPs تستخدم عادة كعناصر تحكم سلبية، بينما الخلايا المعالجة بكبريتات الصوديوم 1٪ (SDS) تعمل كعوامل تحكم إيجابية. يعتمد تقييم التوافق الحيوي على ملف ذوبان DMAPs. بالنسبة لأنظمة DMAP سريعة الذوبان (الذوبان خلال 24 ساعة)، تستخدم طريقة الاستخراج، حيث يتم إذابة الجهاز قبل تعرض الخلية. بالنسبة لأنظمة DMAP البطيئة الذوبان، يتم تطبيق طريقة الاتصال المباشر، مع إضافة الجهاز مباشرة إلى الآبار المزروعة. وفقا للمعايير الدولية لتنظيم ISO 10993، تعتبر نتائج صلاحية الخلايا >70٪ غير سامة.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يجب أن تشير DMAPs المصنعة إلى مظهر متجانس مع تكوين ناجح لإبراز شبيهة بالإبر الدقيقة، كما هو موضح في الشكل 2A. عندما يتم تحميل حمولة ملونة فقط في هيكل الإبرة الدقيقة، يمكن لكمية صغيرة من الدواء أن تلوث قاعدة DMAPs بسبب فيضان الدواء من الأطراف أو عدم التنظيف الناقص قبل صب التشتت البوليمري الحر. ومع ذلك، يلاحظ فرق واضح بين الهيكلين. عند رؤيتها بالمجهر البصري، يجب أن تظهر الإبرازات الشبيهة بالإبر الدقيقة أطراف حادة دون تشوه (الشكل 2B

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يسمح البروتوكول الموضح هنا بتحضير DMAPs. ومع ذلك، فإن تعدد استخدامات المواد البوليمرية وتنوع المواد البوليمرية التي يمكن استخدامها في تصنيع DMAPs تسمح بإنتاج أجهزة ذوبان بميزات مختلفة. النتائج المقدمة تتوافق مع DMAPs سريعة الذوبان، حيث تم إنتاجها باستخدام PVP، وهو بوليمر عالي القابلية للتشتت بالماء بتركيز منخفض. يمكن ضبط وقت ذوبان DMAPs بسهولة ببساطة عن طريق استبدال البوليمر المكون أو تغيير تركيزه. لذلك، يشكل اختيار المواد خطوة حاسمة في عملية التصنيع، ويجب على المستخدمين اختيارها بحكمة و...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يصرح المؤلفون بعدم وجود تضارب مصالح أو مصالح مالية ذات صلة.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هذا المنشور جزء من المنحة PID2020-114530GA-I00 الممولة من MCIN/AEI/10.13039/501100011033. تم إنشاء الرسم التوضيحي في الشكل 1 باستخدام Biorender.com بموجب ترخيص نشط.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
صفيحة زراعة الخلايا ذات 12 بئرلا يوجدلا يوجدلا توجد مواصفات. أي لوحة زراعة خلايا تجارية ذات 12 بئر مناسبة
الطرد المركزيإبندورفالطرد المركزي 5810 Gقابلة للاستبدال بأي جهاز طرد مركزي آخر قادر على التكيف مع ألواح زراعة الخلايا
ميثيلين بلوسيغما ألدريتش66720CAS 122965-43-9. قابلة للاستبدال بأي صبغة أو علامة تجارية أخرى
نمذجة الطينلا يوجدلا يوجدلا توجد مواصفات. أي طين نمذجة تجاري مناسب
صفائح البلاستيك الحراري من نوع الأوليفينأمكورPM996بارافيلم إم
البولي (كحول الفينيل) (PVA) ميغاواط: 9-10 كيلو دالتونسيغما ألدريتش363146CAS 9002-89-5. قابلة للاستبدال بأي علامة تجارية أخرى
البولي (فينيل بيروليدون) (PVP) ميغاووات: 40 كيلو دالتونسيغما ألدريتشPVP40CAS 9003-39-8. قابلة للاستبدال بأي علامة تجارية أخرى
قوالب بولي ديميثيل سيلوكسان (PDMS)تقنيات مايكروبوينتST-06توزيع إبر المصفوفة 15 × 15؛ الارتفاع 600 وميكرو؛ m; Base 200 وmicro؛ m; إبرة الميل 500 وميكرومتر. يمكن استبداله بأي قالب PDMS آخر بشكل وطول تجويف مختلف
خزان الضغطبروتريماAT-10HTيمكن استبداله بأي خزان ضغط آخر يدعم ضغط 4 بار

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bos, J. D., Meinardi, M. M. H. M. The 500 Dalton rule for the skin penetration of chemical compounds and drugs. Exp Dermatol. 9 (3), 165-169 (2000).
  2. Guillot, A. J., et al. Microneedle-based delivery: An overview of current applications and trends. Pharmaceutics. 12 (6), 569(2020).
  3. Guillot, A. J. Exploration of microneedle-assisted skin delivery of cyanocobalamin formulated in ultraflexible lipid vesicles. Eur J Pharm Biopharm. S0939-6411 (22), 00138-00142 (2022).
  4. Kalluri, H., Banga, A. K. Formation and closure of microchannels in skin following microporation. Pharm Res. 28 (1), 82-94 (2011).
  5. Guillot, A. J., Melero, A. (Re)evolution in nanoparticles-loaded microneedle delivery systems: are we getting closer to a clinical translation. Nanomedicine. 20 (10), 1195-1207 (2025).
  6. Guillot, A. J., Martínez-Navarrete, M., Bernabeu-Martínez, J. A., Cordeiro, A. S., Melero, A. Microneedles: Fabrication, characterization and translational potential. , Springer. Singapore. doi: 10.1007/978-981-96-3916-8_1 (2025).
  7. Guillot, A. J., et al. Cyanocobalamin-loaded dissolving microneedles diminish skin inflammation in vivo. J Control Release. 375, 537-551 (2024).
  8. Larrañeta, E. A proposed model membrane and test method for microneedle insertion studies. Int J Pharm. 472 (1), 65-73 (2014).
  9. Martínez-Navarrete, M. Cyclosporin A-loaded dissolving microneedles for dermatitis therapy: Development, characterisation and efficacy in a delayed-type hypersensitivity in vivo model. Drug Deliv Transl Res. 14 (12), 3404-3421 (2024).
  10. Kolluru, C., Gomaa, Y., Prausnitz, M. R. Development of a thermostable microneedle patch for polio vaccination. Drug Deliv Transl Res. 9 (1), 192-203 (2019).
  11. Larrañeta, E. A facile system to evaluate in vitro drug release from dissolving microneedle arrays. Int J Pharm. 497 (1-2), 62-69 (2016).
  12. Martínez-Navarrete, M., et al. Enhanced ex vivo skin retention of bicalutamide using a nano-in-micro composite: drug-loaded lipid vesicles in a dissolving microarray patch. Eur J Pharm Biopharm. 212, 114728(2025).
  13. Mansoor, I., et al. Microneedle-based vaccine delivery: Review of an emerging technology. AAPS PharmSciTech. 23 (4), 1-12 (2022).
  14. Guillot, A. J., Martínez-Navarrete, M., Zinchuk-Mironova, V., Melero, A. Microneedle-assisted transdermal delivery of nanoparticles: Recent insights and prospects. Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol. 15 (4), e1884(2023).
  15. ISO 10993-1:2018. Biological evaluation of medical devices - Part 1: Evaluation and testing within a risk management process. , ISO. https://www.iso.org/standard/68936.html (2025).
  16. ISO/TS 10993-19:2020. Biological evaluation of medical devices - Part 19: Physico-chemical, morphological and topographical characterization of materials. , ISO. https://www.iso.org/standard/75138.html (2025).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Dissolving MicroneedlesMicroneedle Array PatchesSolvent CastingSkin Drug DeliveryPolymeric DispersionMechanical PropertiesEx Vivo SkinFranz Diffusion CellOptical MicroscopyBiomedical Devices

Related Articles