$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Chociaż miejscowe i transdermalne podawanie farmakologicznie aktywnych substancji przez skórę i do skóry jest uważane za obiecującą alternatywę dla doustnego podawania, wiąże się ze znacznymi wyzwaniami ze względu na naturalną funkcję bariery skórnej wywieraną przez warstwę rogówki . To ograniczenie dotyczy szczególnie dużych cząsteczek, szczególnie tych o masie cząsteczkowej >500 Da1. Dodatkowo pasywna dyfuzja przez skórę innych cząsteczek o specyficznych właściwościach fizykochemicznych, takich jak zauważalna hydrofilność czy lipofiliczność, jest również ograniczona. Zaproponowano różne strategie technologiczne mające na celu przezwyciężenie tej bariery, w tym jonoforeza, sonoforeza, elektroporacja, stosowanie chemicznych wzmacniaczy, metody termiczne oraz systemy w rozmiarze nano. Niemniej jednak, plastry mikronakłute (MAP) wyróżniają się spośród nich kilkoma zaletami: ekstremalną skutecznością w neutralizacji funkcji warstwy rogówki , opłacalnością, bezbolesnym doświadczeniem dla pacjentów oraz możliwością samodzielnego podawania bez udziału personelu medycznego2.
MAP to urządzenia zawierające mikrowymiarowe, igiełkowate wyrzutki, które przebijają warstwę rogówki i omijają barierę naskórną. W literaturze opisano kilka typów MAP, a mianowicie: stałe, powłokowane, rozpuszczające się, pęczniące oraz puste MAP. Rozpuszczające MAP (DMAP) składają się z rozpuszczalnych w wodzie materiałów polimerowych i stosują strategię "nakłucia i uwolnienia", co tłumaczy ich dodatkowe cechy. W szczególności rozpuszczają się po włożeniu do struktury skóry, gdy mają kontakt z płynami śródmiąższowymi, uwalniając ich zawartość. W porównaniu ze strategią "nakłucia i łatania" stosowaną przez MAP stałe, gdzie służą do tworzenia mikrokanałów w strukturze skóry umożliwiających przejście następnie miejscowo zastosowanej formuły 3,4, podejście "nakłucia i uwolnienia" nie jest podlegane czasowi, w którym mikrokanały pozostają otwarte. Strategia "poke and flow" wymaga przygotowania pustych MAP, których architektura jest znacznie bardziej złożona i trudna do wyprodukowania. Dodatkową zaletą DMAP jest to, że nie generują ostrych odpadów po aplikacji, co zmniejsza ryzyko urazów igłą i zanieczyszczenia biologicznego. Ponadto ich proste i minimalnie inwazyjne zastosowanie umożliwia pacjentom możliwość samodzielnego podania, wspierając ich zastosowanie w miejscach o ograniczonych zasobach lub geograficznie odległych, gdzie dostęp do wykwalifikowanego personelu medycznego, infrastruktury medycznej i bezpiecznych systemów utylizacji ostrych przedmiotów jest ograniczony2. Środowisko naukowe skupiające się na podawaniu leków skórnych i transdermalnych coraz częściej sięga po technologię MAPs, szczególnie DMAP, aby przezwyciężyć ograniczenia wspomnianych strategii. Chociaż pierwsza publikacja na temat MAP sięga lat 80., technologia ta doświadczyła dużego rozwoju na początku lat 2000. Od tego czasu liczba publikacji wzrosła wykładniczo, osiągając obecnie około 500 artykułówrocznie.
DMAP są zazwyczaj produkowane metodą odlewania rozpuszczalnika lub mikroformowaniem6. Technika ta opiera się na użyciu negatywowych form głównych o pożądanym kształcie i długości MAP. Po odlewaniu dyspersji polimerowych wypełnionych lekami lub nawet nanowymiarowymi systemami, na nią przystosowana jest zewnętrzna siła, aby wypełnić mikroigłowate szczeliny formy głównej. Po wyschnięciu DMAP można ostrożnie wyjmować, odklejając je lub rozpuszczając główną formę za pomocą środka chemicznego. Te formy główne wykonane są z różnych materiałów, z których najczęściej spotykany jest polidimetylosiloksan (PDMS), dzięki swojej elastyczności i niskiej przyczepności, co ułatwia wyjmowanie z form DMAP. Przygotowanie form głównych zazwyczaj odbywa się metodami litograficznymi; jednak obecnie dostępne są komercyjne formy PDMS o różnych kształtach, długościach i gęstościach mikroigieł.
Tutaj przedstawiono wytyczne dotyczące przygotowania DMAP z użyciem techniki odlewania rozpuszczalnika. W takim przypadku proces wykonywany jest przy użyciu siły odśrodkowej lub stosowania dodatniego ciśnienia. Pozwala to na efektywny protokół alternatywny dla kosztownych metod produkcji urządzeń biomedycznych opartych na MAP, umożliwiając szerszej grupie badaczy włączanie MAP do badań nad skórą. Dodatkowo, niezbędne cechy dla celów naukowych i podstawowych poprzedzających badania in vivo obejmują długość i geometrię igły, odporność mechaniczną na ściskanie, wydajność wkładania ex vivo , ładowanie i uwalnianie leku, zawartość wody pozostałej, stabilność, absorpcję leku ex vivo oraz profil bezpieczeństwa in vitro .