基于振动协同作用的聚合物微针给药过程机理研究
发布时间：2021-11-11 22:36
聚合物微针给药系统作为口服给药和皮下给药的替代方法,不仅拥有微创、高效等技术优势,而且拓展了疫苗、激素、多糖、蛋白质等大分子物质的给药途径。随着微针技术的向前发展,微针给药系统与其他药物促渗方法所产生的协同效应机理日渐成为研究热点,尤其是机械振动刺激促渗与微针系统的协同作用,显著增强了药品的渗透通量。受蚊子口器仿生学原理启发,通过施加机械振动刺激有利于减小皮肤对针状物体插入阻力,同时微针在振动下的往复穿刺运动可以成倍提高药物的渗透速率。目前,微针研究较多集中在针体材料和结构的改进,而振动协同作用下聚合物微针给药技术及其机理研究具有更广阔的开发前景。本文从模拟和实验两方面对振动协同作用下聚合物微针透皮给药机理进行了探究。同时,提出一种基于冷冻干燥工艺的载药微针成型方法,使得微针系统兼具机械振动刺激、微针透皮促渗、药物承载递送等多重功用。文中将振动微针系统分为透皮与给药两大内容分别进行机理研究,并对冷冻干燥成型载药微针的工艺流程进行了探索。主要研究内容如下:1)研究了振动协同作用下微针透皮作用机理。基于ANSYS显示动力学的仿真,模拟振动协同作用下微针穿刺皮肤过程,以等效应力、总变形云图表...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１微针透皮递送药物机理??Ｆｉｇ．?１－１?Ｄｒｕｇ?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｆｏｒ?Ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ?Ｄｅｌｉｖｅｒｙ?ｂｙ?Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｓ??
北京化工大学硕士学位论文??微创的特点，如图１－１所示。微针技术不经过生物体的消化系统直达患处保持更好的??药物活性有利于生物体内吸收［２７１。??图１－１微针透皮递送药物机理??Ｆｉｇ．?１－１?Ｄｒｕｇ?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｆｏｒ?Ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ?Ｄｅｌｉｖｅｒｙ?ｂｙ?Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｓ??随着加工技术的长足进步，越来越多的研宄人员选择ＭＮｓ克服ＴＤＤＳ的其他限??制以及ＳＣ的障碍，以使药物在传递过程中痛觉最小化，从而更有效地传递药物［２８］，??如图１－１所示。当前，创新微针的形式不断涌现，包括：结合新颖的材料创新微针的??加工工艺［２９，３Ｑ］；突破传统口服递送药物途径，引入敷贴、溶胀、微孔注射等药物传递??方式的微针［３１，３２］等，如图１－２所示。大量的小鼠离体给药实验和在体给药实验表明，??微针系统可以传递寡核苷酸、ＤＮＡ［３４，３５］、ＲＮＡ、胰岛素［３６，３７］等药物。此外，ＭＮｓ还??被广泛用于自助便携采血设备［３８］、信号监测［３９］、体内药物释放、微针辅助基因转移、??生物体内理化环境检测传感器［４（）］。这意味着ＭＮｓ的目标不仅是３２０亿美元的透皮给??药和２５０亿美元的全球疫苗市场，而且还包括１２００多亿美元的全球生物制剂市场［４１］。??？?Ｔｆｆｆｆ?＂ＴＴＯｆｌＢＩＰｉ娜丨??？?Ｌ，＇■画?ｉ?ｖｉｉｍ？??ｗ－?ｆ＇？?￥?ｆ?ｆ??．ｇ？．１１１！?ｉＢＢａａ?—??释！．轉‘．Ｖ??图１－２不同给药方式的微针Ａ图：实心ＭＮ；?Ｂ：空心ＭＮ；?Ｃ：涂层的ＭＮ；?Ｄ：溶解ＭＮ；?Ｅ：７Ｋ??凝胶形成ＭＮ??Ｆｉｇ．?１－２?Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅ?Ａ?ｄｉａ
北京化工大学硕士学位论文??图１－３蚊子口器运动方式??Ｆｉｇ．?１－３?Ｍｏｖｅｍｅｎｔｓ?ｏｆ?ｍｏｓｑｕｉｔｏ?ｍｏｕｔｈｐａｒｔｓ??１．３微针的发展现状??微针技术从提出迄今为止己有四十余年，微针作为一种物理增强透皮药物递送的??技术得到了蓬勃发展。最初，微针技术的目的是促进药物克服角质层（ＳＣ）的屏障作??用，促使药物在皮肤内或更深的组织中传递，并进一步释放到全身循环中。??近年以来，微针技术在材料创新、给药方式创新ＰＩ、外形尺寸创新％４９１等领域已??取得长足的发展。目前，研究人员发现微针辅助药物输送技术在针对靶组织和器官治??疗领域有很大的应用潜力。其中包括微针对眼科疾病治疗、微针的口腔粘膜和胃肠道??应用等。在眼科治疗中，微针作用于角膜或巩膜或脉络膜上腔（ＳＣＳ），微针无痛微创??的功能特性有助于所输送的药物克服角膜或巩膜屏障，然后将输送的药物沉积在组织??内部，或在眼前或眼后段释放％】。与传统治疗技术相比，微针技术具有微创性，减少??了疼痛，组织损伤和细菌污染的可能性。此外，靶向用微针进行眼部治疗，克服了眼??睛的生理障碍。但是眼科治疗应用微针需要缜密的结构设计，以保证微针可以安全的??递送药物而不造成二次伤害。同时，微针递送药物剂量需要严谨的实验验证，并针对??不同病理进行针对性的临床实验。除此之外，微针药物递送系统可以提供跨口腔和胃??肠道屏障的增强递送，避免受口腔和胃肠道中酶的影响［５１＿５３］。研宄人员在口腔粘膜疫??苗接种，口腔癌管理和胃肠道药物递送的研究中对微针进行了探究。其中，载有乙型??肝炎病毒（ＨＢＶ）粘膜疫苗的微针在小鼠体内产生强烈的全身性和广泛的粘膜免疫反??应。Ｓｅｒｐｅ等
本文编号：3489663
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１微针透皮递送药物机理??Ｆｉｇ．?１－１?Ｄｒｕｇ?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｆｏｒ?Ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ?Ｄｅｌｉｖｅｒｙ?ｂｙ?Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｓ??
北京化工大学硕士学位论文??微创的特点，如图１－１所示。微针技术不经过生物体的消化系统直达患处保持更好的??药物活性有利于生物体内吸收［２７１。??图１－１微针透皮递送药物机理??Ｆｉｇ．?１－１?Ｄｒｕｇ?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｆｏｒ?Ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ?Ｄｅｌｉｖｅｒｙ?ｂｙ?Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｓ??随着加工技术的长足进步，越来越多的研宄人员选择ＭＮｓ克服ＴＤＤＳ的其他限??制以及ＳＣ的障碍，以使药物在传递过程中痛觉最小化，从而更有效地传递药物［２８］，??如图１－１所示。当前，创新微针的形式不断涌现，包括：结合新颖的材料创新微针的??加工工艺［２９，３Ｑ］；突破传统口服递送药物途径，引入敷贴、溶胀、微孔注射等药物传递??方式的微针［３１，３２］等，如图１－２所示。大量的小鼠离体给药实验和在体给药实验表明，??微针系统可以传递寡核苷酸、ＤＮＡ［３４，３５］、ＲＮＡ、胰岛素［３６，３７］等药物。此外，ＭＮｓ还??被广泛用于自助便携采血设备［３８］、信号监测［３９］、体内药物释放、微针辅助基因转移、??生物体内理化环境检测传感器［４（）］。这意味着ＭＮｓ的目标不仅是３２０亿美元的透皮给??药和２５０亿美元的全球疫苗市场，而且还包括１２００多亿美元的全球生物制剂市场［４１］。??？?Ｔｆｆｆｆ?＂ＴＴＯｆｌＢＩＰｉ娜丨??？?Ｌ，＇■画?ｉ?ｖｉｉｍ？??ｗ－?ｆ＇？?￥?ｆ?ｆ??．ｇ？．１１１！?ｉＢＢａａ?—??释！．轉‘．Ｖ??图１－２不同给药方式的微针Ａ图：实心ＭＮ；?Ｂ：空心ＭＮ；?Ｃ：涂层的ＭＮ；?Ｄ：溶解ＭＮ；?Ｅ：７Ｋ??凝胶形成ＭＮ??Ｆｉｇ．?１－２?Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅ?Ａ?ｄｉａ
北京化工大学硕士学位论文??图１－３蚊子口器运动方式??Ｆｉｇ．?１－３?Ｍｏｖｅｍｅｎｔｓ?ｏｆ?ｍｏｓｑｕｉｔｏ?ｍｏｕｔｈｐａｒｔｓ??１．３微针的发展现状??微针技术从提出迄今为止己有四十余年，微针作为一种物理增强透皮药物递送的??技术得到了蓬勃发展。最初，微针技术的目的是促进药物克服角质层（ＳＣ）的屏障作??用，促使药物在皮肤内或更深的组织中传递，并进一步释放到全身循环中。??近年以来，微针技术在材料创新、给药方式创新ＰＩ、外形尺寸创新％４９１等领域已??取得长足的发展。目前，研究人员发现微针辅助药物输送技术在针对靶组织和器官治??疗领域有很大的应用潜力。其中包括微针对眼科疾病治疗、微针的口腔粘膜和胃肠道??应用等。在眼科治疗中，微针作用于角膜或巩膜或脉络膜上腔（ＳＣＳ），微针无痛微创??的功能特性有助于所输送的药物克服角膜或巩膜屏障，然后将输送的药物沉积在组织??内部，或在眼前或眼后段释放％】。与传统治疗技术相比，微针技术具有微创性，减少??了疼痛，组织损伤和细菌污染的可能性。此外，靶向用微针进行眼部治疗，克服了眼??睛的生理障碍。但是眼科治疗应用微针需要缜密的结构设计，以保证微针可以安全的??递送药物而不造成二次伤害。同时，微针递送药物剂量需要严谨的实验验证，并针对??不同病理进行针对性的临床实验。除此之外，微针药物递送系统可以提供跨口腔和胃??肠道屏障的增强递送，避免受口腔和胃肠道中酶的影响［５１＿５３］。研宄人员在口腔粘膜疫??苗接种，口腔癌管理和胃肠道药物递送的研究中对微针进行了探究。其中，载有乙型??肝炎病毒（ＨＢＶ）粘膜疫苗的微针在小鼠体内产生强烈的全身性和广泛的粘膜免疫反??应。Ｓｅｒｐｅ等
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