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日本东北大学《JMCB》:水凝胶电渗泵驱动的多孔微针用于经皮给药

时间:2024-01-29 来源: 浏览:

日本东北大学《JMCB》:水凝胶电渗泵驱动的多孔微针用于经皮给药

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经 皮 给药 具有 微 创 、 减少胃 肠 道不良反 应 以及 提高患者依从性 的特点 。 微 针  (MN)  作为 一种无痛 经 皮 给药 装置, 目前 被广泛 应 用于 免疫 治 疗 、疫苗接种 ,糖尿病及 伤 口愈合 等 领域。 根据基 质 材料和机理, 微针 可分 为 空心微 针 、涂 层 微 针 、水凝胶微 针 、可 溶解微 针和多孔微针 。 多孔微 针  (P orous microneedle ,  PMN )  是一种新型微针, 因 其 独特的 微 孔 结 构允 许 流体运 输 液 状 或干燥 药 物引起了人 们 的广泛关注 。 此外, PMN 可以通 过 浸 渍 法直接装 载 液体 药 物,以避免装 载过 程中 药 物失活。  PMN  与其他 驱动泵 (如微流体技 术 )的集成也已被开 发 出来,以 实现 可控的 药 物 传递 。 然而, 机械 泵驱动 的  PMN  通常涉及复 杂 的参数 调 整和复 杂 的集成 过 程, 实用性较低 。 与此同时,目前 基于 电 渗流  ( Electroosmo sis flow)   驱动的 多孔微针装置容易产生 电 刺激 及 不必要的反向离子 电 渗 现象 , 进而存在 皮肤 损伤 的 风险 。

基于此, 日本东北大学 西澤研究室 开发了 一种多孔微针和水凝胶电渗泵的集成装置。 该泵由阴离子水凝胶(A-水凝胶)和阳离子水凝胶(C-水凝胶)组合而成,从而使产生的电渗流方向一致(图1)。与单一的电渗流相比,合并的电渗流为药物输送提供了更强的驱动力,并避免了不必要的皮肤间质液抽吸。此外,离子电流从 A-水凝胶内部流向 C-水凝胶,进而避免了电刺激。实验结果表明,在水凝胶电渗泵的驱动下, FITC-葡聚糖(分子量:10 kDa)的输送效率显著增强。在猪皮实验中,通过涂覆聚对二甲苯 C,递送效率也显著提高。相关研究工作以“Transdermal drug delivery using a porous microneedle device driven by a hydrogel electroosmotic pump”为题发表在《J. Mater. Chem. B》上。日本东北大学特任研究员 汪高博 为第一作者, 西澤松彦教授 为通讯作者。
图1. 水凝胶电渗泵驱动的多孔微针 (PMN) 用于经皮给药。

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参考文献
Wang, G., Kato, K., Aoki, I., Ichinose, S., Inoue, D., Tottori, S., & Nishizawa, M. Transdermal drug delivery using a porous microneedle device driven by a hydrogel Electroosmotic Pump. Journal of Materials Chemistry B. 2024
官网链接
https://doi.org/10.1039/d3tb02208k
来源:高分子科学前沿
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