Dostava zdravil (V. del): Tehnologija mikroiglic – neboleča revolucija v transdermalnem dajanju

Dostava zdravil (V. del): Tehnologija mikroiglic-»Neboleča« revolucija v transdermalnem dajanju

Med »desetimi najbolj nastajajočimi tehnologijami leta 2020« po izboruScientific American, neboleča tehnologija vbrizgavanja z mikroiglicamiuvrščen na prvo mesto. S svojim potencialom, da preseže tradicionalne metode dostave, je ta tehnologija pritegnila veliko pozornost tako znanstvene skupnosti kot industrije.

I. Tehnični pregled: Preboj kožne pregrade

Mikroiglice (MN) so fizični ojačevalci prepustnosti,-ki temeljijo na nizih in imajo običajno dolžino od 10 do 2000 µm. Prodrejo skozi stratum corneum-primarno oviro za transdermalno absorpcijo-da ustvarijo mikronske-kanale v povrhnjici ali zgornjem dermisu, kar omogoči zdravilom, da obidejo stratum corneum in neposredno vstopijo v mikrocirkulacijo. Za razliko od običajnih transdermalnih obližev, ki so omejeni na majhne, ​​lipofilne molekule (MW < 500 Da), tehnologija mikroiglic močno razširja obseg dobavljivih terapevtikov, tako da vključuje makromolekularna biološka zdravila, kot so peptidi, proteini in nukleinske kisline.

II. Evolucijska zgodovina: od koncepta do industrializacije

Koncept mikroiglic je prvi predlagal Alan Richard Wagner leta 1958, vendar je ostal stagniran zaradi omejitev v tehnologiji izdelave. Leta 1995 so s pojavom mikro-elektro-mehanskih sistemov (MEMS) Hashmi et al. uspešno izdelal prve nize mikroiglic na silicijevih rezinah. Leta 1998 je Henryjeva ekipa pri Georgia Tech tehnologijo uporabila za transdermalno dostavo zdravil, kar je označilo uradni vstop mikroigel v farmacevtsko področje.

III. Glavna klasifikacija in tehnološka ponovitev

Tehnologija Microneedle je prestala štiri generacije ponovitev. Glede na funkcionalnost so razvrščeni na naslednji način:

Trdne mikroiglice (bodenje in obliž):​ Najzgodnejši tip, ki ustvarja mikrokanale s pomočjo "najprej punkcijo, kasneje uporabimo zdravilo." Vendar se ti kanali zaradi celjenja kože hitro zaprejo in obstaja nevarnost zloma igle.

Votle mikroiglice:Ker delujejo kot miniaturne brizge, ponujajo visoko zmogljivost nalaganja in natančno odmerjanje, vendar vključujejo zapletene proizvodne postopke in visoke stroške, s tveganjem zamašitve igle.

Prevlečene mikroigle (Coat and Poke):Zdravila se nanesejo na površino igle in se po vstavitvi hitro sprostijo. Čeprav so vsestranski, je njihova nosilnost omejena s površino.

Raztapljanje mikroiglic (vbodite in izpustite):Trenutni mainstream industrije. Telo igle, izdelano iz biološko razgradljivih materialov, kot je hialuronska kislina (HA) ali polimeri, se ob vstavitvi popolnoma raztopi, pri čemer se sprosti zdravilo brez ustvarjanja odpadkov ostrih predmetov. Ta metoda je neboleča, varna in stroškovno-učinkovita za množično proizvodnjo.

Mikroiglice,-ki tvorijo hidrogel:Ti ob vstavitvi nabreknejo in tvorijo mrežo gela ter ustvarjajo trajne difuzijske kanale, ki združujejo prednosti votlih in raztapljajočih se sistemov.

Cryo mikroiglice:Nastajajoča tehnologija za transdermalno dostavo živih celic (npr. cepiva z dendritičnimi celicami) v kriogenih pogojih, ki ponuja novo strategijo za celično terapijo.

IV. Industrijski status in tržni obeti

Trenutno so komercialni izdelki z mikroiglami koncentrirani na področju medicinske estetike (npr. nemški Dermaroller), medtem ko je farmacevtski sektor na vrhuncu preboja. Mednarodni velikani, kot so3M(sistem MTS) inBD​ (Soluvia microneedle injector) so lansirali komercialne izdelke predvsem za inzulin in cepljenja. Domače družbe, kotBIOEinSinderm​ so dosegli preboj v množični proizvodnji raztapljajočih se mikroiglic, z vzpostavitvijo avtomatiziranih proizvodnih linij z letno proizvodnjo v desetinah milijonov.

Kljub obetajočim obetom za cepiva, sladkorno bolezen, onkologijo in oftalmologijo ostajajo izzivi v zvezi z regulativnimi standardi, doslednostjo proizvodnje in nadzorom stroškov. Kljub temu je z nenehnim napredkom v znanosti o materialih in mikro-nano obdelavi "drobna igla" pripravljena sprostiti ogromno industrijsko vrednost na področju natančne medicine in svetovnega zdravstvenega varstva.