Микроиглы
Было предложено объединить эту статью с статьей «Доставка лекарств с помощью микроиглы» . ( Обсудить ) Предлагается с июня 2024 г. |
Микроиглы (МН) — это медицинские инструменты, используемые для микронидлинга, в первую очередь для доставки лекарств, диагностики заболеваний и индукционной терапии коллагеном. Известные своей минимально инвазивной и точной природой, МН состоят из массивов микроигл диаметром от 25 до 2000 мкм. Хотя концепция микронидлинга была впервые представлена в 1970-х годах, ее популярность резко возросла благодаря эффективности доставки лекарств и косметическим преимуществам.
С 2000-х годов были открыты новые материалы для изготовления МН, такие как кремний, металл и полимер. Наряду с материалами были разработаны различные типы МН (твердые, полые, с покрытием, гидрогели), обладающие различными функциями. Исследования МН привели к улучшениям в различных аспектах, включая инструменты и методы, однако у пользователей МН возможны нежелательные явления.
История
[ редактировать ]Концепция микроигл впервые возникла в результате использования больших игл для подкожных инъекций в 1970-х годах. [ 1 ] но это стало заметным только в 1990-х годах, когда развивались технологии микрообработки. [ 1 ] Позже концепция МН, наконец, вошла в эксперименты в 1994 году, когда Орентрайх обнаружил, что введение в кожу игл с тройной фаской, возможно, может стимулировать высвобождение фиброзных нитей. [ 1 ] [ 2 ] Исследование потенциала ЗН в улучшении трансдермальной доставки лекарств постепенно повысило осведомленность общественности о ЗН. [ 1 ] С тех пор были проведены масштабные исследования МН, которые способствовали разработке различных материалов, типов и методов изготовления МН. Изучаются применение и побочные эффекты. [ 3 ] В 2000-х годах начались клинические испытания использования МН для доставки лекарств. [ 3 ]
Материалы микроигл
[ редактировать ]Микроиглы (МН) состоят из массивов игл микроразмера, изготовленных из различных материалов, обладающих разными характеристиками и пригодных для синтеза различных типов МН. Выбор материалов для формирования МН во многом зависит от силы проникновения через кожу, способа изготовления и скорости высвобождения лекарственного средства. [ 3 ]
Кремний — первый материал, используемый для производства МН. [ 3 ] Хотя гибкая природа кремния позволяет легко производить МН различных размеров и типов, кремниевые МН могут легко сломаться во время введения в кожу. [ 4 ] Напротив, МН, изготовленные из таких металлов, как нержавеющая сталь , титан и алюминий , нетоксичны и обладают сильными механическими свойствами, позволяющими проникать в кожу без повреждений. [ 3 ] [ 4 ] Тем не менее, металлические МН могут вызывать аллергические эффекты у некоторых пациентов и образовывать небиоразлагаемые отходы. [ 4 ] [ 5 ]
Полимер также рассматривается как перспективный материал для МН из-за его хорошей биосовместимости и низкой токсичности. [ 3 ] [ 4 ] Водорастворимые полимеры чаще используются в большой группе полимеров, и разрушение кончиков MN более вероятно по сравнению с MN, изготовленными из кремния и металла. [ 3 ] [ 4 ] Следовательно, полимер является более подходящим материалом для растворения МН или МН, образующих гидрогель.
Виды микроигл
[ редактировать ]Иглы микроразмера в устройстве микроиглы (MN) могут иметь длину от 25 мкм до 2000 мкм в зависимости от их типа. [ 3 ] В основном существует пять типов микроигл (МН): твердые, полые, с покрытием, растворяющиеся и гидрогелевые . Отличительные характеристики каждого типа ЗН позволяют использовать их в различных клинических целях, включая диагностику и лечение. [ 3 ]
Твердые микроиглы
[ редактировать ]Твердые МН являются первым типом изготовленных МН и наиболее часто используются. [ 6 ] Твердые твердые МН имеют острые кончики, которые прокалывают роговой слой и образуют поры . [ 3 ] [ 6 ] Затем на кожу наносится пластырь с лекарственным средством, чтобы лекарство медленно и пассивно всасывалось через многочисленные микропоры. [ 6 ]
Твердые МН помогают повысить проницаемость и всасывание лекарств. [ 6 ]
Полые микроиглы
[ редактировать ]Полые МН имеют отверстие на кончике и полую емкость для хранения лекарств. [ 6 ] При введении МН хранящееся лекарство вводится непосредственно в дерму , что эффективно облегчает абсорбцию как высокомолекулярного, так и высокодозированного лекарственного средства. [ 3 ] [ 6 ] Тем не менее, часть лекарства может вытечь или засориться, и это может затруднить общее введение лекарства. [ 3 ]
Микроиглы с покрытием
[ редактировать ]МН с покрытием изготавливаются путем нанесения раствора лекарственного средства на твердые МН, а толщину слоя лекарственного средства можно регулировать в зависимости от количества вводимого лекарства. [ 3 ] [ 7 ] Преимущество МН с покрытием состоит в том, что требуется меньшее количество лекарства по сравнению с другими способами введения лекарств. [ 3 ] [ 6 ] [ 7 ] Это связано с тем, что слой препарата быстро растворяется и попадает в системный кровоток непосредственно через кожу. [ 6 ] [ 7 ] Твердые МН, которые удаляются впоследствии, могут быть загрязнены остатками лекарств, и повторное использование этих МН вызывает обеспокоенность по поводу перекрестного заражения между пациентами. [ 3 ] [ 7 ]
Растворяющиеся микроиглы
[ редактировать ]Растворяющиеся МН в основном состоят из водорастворимых препаратов, которые позволяют растворять кончики МН при попадании в кожу. [ 3 ] [ 7 ] Это одноэтапный подход, который не требует удаления МН и удобен для длительной терапии. [ 3 ] [ 6 ] Однако при использовании растворяющихся МН наблюдается неполное внедрение и задержка растворения. [ 6 ]
Микроиглы, образующие гидрогель
[ редактировать ]Основным материалом для изготовления гидрогельобразующих микроигл (HFM) является гидрофильный полимер, в который заключены лекарственные препараты. [ 6 ] [ 8 ] Этот материал вытягивает воду из интерстициальной жидкости рогового слоя, что приводит к набуханию полимера и высвобождению лекарственного средства. [ 6 ] [ 8 ] Кроме того, гидрофильные свойства HFM позволяют легко поглощать интерстициальную жидкость, которую можно использовать для диагностики заболеваний. [ 8 ]
Применение и принцип
[ редактировать ]Трансдермальная доставка лекарств
[ редактировать ]В настоящее время наиболее распространенным путем трансдермального введения лекарств являются иглы для подкожных инъекций , трансдермальные пластыри и кремы для местного применения. [ 6 ] Однако эти пути имеют ограниченный терапевтический эффект, поскольку роговой слой служит барьером, который уменьшает попадание молекул лекарственного средства в системный кровоток и ткани-мишени. [ 6 ] Изобретение МН сохранило преимущества как игл для подкожных инъекций, так и трансдермальных пластырей, минимизировав при этом их недостатки. [ 3 ] [ 9 ]
По сравнению с иглами для подкожных инъекций, MN обеспечивают безболезненное введение. [ 2 ] [ 3 ] МН способны проникать через эпидермис , но не глубже, сжимая нервные окончания, вызывая болевые реакции. [ 2 ] [ 3 ] Поверхностное проникновение также снижает риск заражения. [ 10 ]
Доказано, что по сравнению с трансдермальными пластырями МН эффективны в создании микропор на эпидермисе. Микропоры облегчают абсорбцию крупных молекул, таких как кальцеин и инсулин , в 4 раза на in vitro . моделях кожи [ 2 ] Кроме того, прямая доставка лекарственного средства МН в системный кровоток позволяет избежать эффекта первого прохождения в печени. [ 10 ] препарата Значительное увеличение биодоступности и быстрая абсорбция в системный кровоток также обеспечили быстрое начало действия. Таким образом, МН могут принести пользу при лечении диабета, поскольку обычное пероральное введение приведет к значительной потере инсулина из-за распада в печени ( эффект первого прохождения ), а молекулы инсулина слишком велики, чтобы их можно было абсорбировать с помощью обычных трансдермальных пластырей. [ 10 ]
Кроме того, высокая точность МН также позволяет лекарству достигать точно локализованных тканей, например, внутрикожных слоев при раке или глаза при офтальмологических заболеваниях. [ 9 ]
Вакцинация
[ редактировать ]МН подходят для вакцинации благодаря их способности доставлять макромолекулы и поддерживать медленное и устойчивое высвобождение вакцинных агентов за счет использования как покрытых, так и растворяющихся МН. [ 9 ] Кроме того, биоразлагаемость МН сводит к минимуму биологически опасные отходы, в отличие от игл для подкожных инъекций. [ 3 ] [ 9 ] Применение МН в вакцинации принесет пользу людям, которые избегают вакцинации из-за трипанофобии (боязни игл в медицинских учреждениях). [ 9 ] По состоянию на 2024 год было обнаружено, что он вызывает иммунный ответ, аналогичный инъекции вакцины против кори и краснухи. [ 11 ]
Диагностика и мониторинг заболеваний
[ редактировать ]Диагностика заболеваний и мониторинг терапевтической эффективности возможны путем обнаружения нескольких биомаркеров в жидкостях организма. Однако современные методы извлечения тканевой жидкости вызывают боль, и анализ образцов в медицинских лабораториях может занять несколько часов или дней. [ 3 ] МН могут собирать жидкость организма почти безболезненно и обеспечивать немедленную диагностику в сочетании с датчиком.
МН позволяют проникать через эпидермис, но не на достаточное время, чтобы сдавить нервы в более глубоких слоях, поэтому они минимально инвазивны и почти безболезненны. Точность МН также позволяет извлекать жидкость, окружающую больные ткани, которая может содержать более высокую концентрацию различных биомаркеров и специфических биомаркеров, отсутствующих в системном кровообращении. [ 12 ] Эти жидкости обеспечивают более клинически значимые и точные значения, чем те, которые получены из системного кровообращения, что впоследствии снижает вероятность недооценки тяжести заболевания, особенно для локализованных заболеваний. [ 12 ]
Кроме того, MN способны обеспечивать диагностику (почти) в реальном времени, и ее легко проводить с помощью простых процедур. [ 13 ] Таким образом, ЗМ являются потенциальными кандидатами на тестирование в месте оказания медицинской помощи (PoC) , которое может проводиться у постели больного. [ 13 ]
Полые МН и гидрогелевые МН могут быть использованы для диагностики и мониторинга ряда заболеваний, включая катаракту , диабет , рак и болезнь Альцгеймера . [ 3 ] [ 12 ] Например, полые стеклянные МН и гидрогелевые МН могут извлекать интерстициальную жидкость кожи для определения уровня глюкозы. [ 3 ] [ 12 ]
Коллагеновая индукционная терапия
[ редактировать ]В области дерматологии МН более известны как индукционная терапия коллагеном. Терапия вызывает регенерацию дермы посредством повторяющейся перфорации кожи с использованием стерилизованных МН. [ 14 ] Повторяющееся проникновение через роговой слой образует микропоры, и эти физические травмы кожи последовательно стимулируют каскад заживления ран и экспрессию коллагена и эластина в дерме . [ 14 ]
Используя естественные свойства регенерации человека, микронидлинг можно использовать отдельно для лечения шрамов, морщин и омоложения кожи или в комбинированной терапии с местным третиноином и витамином С для усиления эффекта. [ 2 ] [ 14 ] Недавние исследования расширили возможности МН для лечения нарушений пигментации , актинического кератоза и стимулирования роста волос у пациентов с андрогенетической алопецией и очаговой алопецией . [ 2 ] [ 14 ] [ 15 ]
МН были разделены на разные формы, включая Дермапен и Дермароллеры. Дермароллеры — это ручные ролики, оснащенные 192 цельнометаллическими иглами микроразмера, расположенными в 24 ряда, длиной от 0,5 до 1,5 мм. [ 14 ] [ 16 ] С ростом популярности микронидлинга MN также стали использоваться в качестве дермароллеров для домашнего ухода, которые аналогичны медицинским дермароллерам, за исключением того, что иглы короче (0,15 мм). [ 16 ] Это более экономичное устройство, позволяющее людям выполнять микронидлинг дома.
Профиль безопасности
[ редактировать ]Помимо процедурной боли, некоторые распространенные нежелательные явления (НЯ) после лечения ЗН включают временный дискомфорт, эритему (покраснение кожи) и отек . [ 2 ] [ 17 ] В некоторых случаях также возможны точечные кровотечения, зуд, раздражение и синяки. [ 2 ] [ 17 ] Однако большинство нежелательных побочных эффектов не являются длительными и могут пройти спонтанно в течение 24 часов после лечения, что делает МН довольно безопасным инструментом. [ 17 ] [ 18 ] Фотозащита и минимальное воздействие химических раздражителей часто рекомендуются для эффективного восстановления и снижения вероятности воспаления кожи. [ 17 ]
Возможны серьезные риски, если во время процедуры допускаются технические ошибки. Например, использование нестерильных инструментов может привести к поствоспалительной гиперпигментации , системной гиперчувствительности , местным инфекциям и т. д. [ 2 ] Более того, если применить избыточное давление на костный выступ, это может привести к «рубцеванию трамвайных путей». [ 17 ] Но этого можно избежать, используя иглы меньшего размера и предотвращая создание избыточного давления на этих участках. [ 17 ] Кроме того, при наличии у пациента аллергии на используемый препарат или материал МН контактный дерматит . возможен [ 2 ] Поэтому клиницисты должны быть осторожны с пациентами с высоким риском аллергии. [ 18 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Тукак, Амина; Сирбубало, Мерима; Хиндиджа, Ламия; Раич, Огненка; Хаджиабдич, Ясмина; Мухамедагич, Кенан; Чекич, Ахмет; Вранич, Эдина (27 октября 2020 г.). «Микроиглы: характеристики, материалы, методы производства и коммерческая разработка» . Микромашины . 11 (11): 961. дои : 10,3390/ми11110961 . ISSN 2072-666X . ПМЦ 7694032 . ПМИД 33121041 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Сингх, Аашим; Ядав, Савита (2016). «Микронидлинг: прогресс и расширение горизонтов» . Индийский онлайн-журнал дерматологии . 7 (4): 244–254. дои : 10.4103/2229-5178.185468 . ISSN 2229-5178 . ПМК 4976400 . ПМИД 27559496 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х Алдавуд, Фейсал Халед; Андар, Абхай; Десаи, Салил (2021). «Комплексный обзор микроигл: типы, материалы, процессы, характеристики и применение» . Полимеры . 13 (16): 2815. doi : 10.3390/polym13162815 . ISSN 2073-4360 . ПМЦ 8400269 . ПМИД 34451353 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Ма, Гоцзюнь Ма; Ву, Чэнвэй (10 апреля 2017 г.). «Микроиглы, биомикроиглы и биомикроиглы: обзор» . Журнал контролируемого выпуска . 251 : 11–23. дои : 10.1016/j.jconrel.2017.02.011 . ПМИД 28215667 . Проверено 27 марта 2024 г.
- ^ Ло, Сяоцзинь; Ян, Ли; Цуй, Юэ (6 июня 2023 г.). «Микроиглы: материалы, изготовление и биомедицинское применение» . Биомедицинские микроустройства . 25 (3): 20. дои : 10.1007/s10544-023-00658-y . ISSN 1572-8781 . ПМЦ 10242236 . ПМИД 37278852 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н Вагул, Теджашри; Сингхви, Гаутама; Дубей, Сунил Кумар; Панди, Мурали Монохар; Гупта, Гаурав; Сингх, Махавир; Дуа, Камаль (01 января 2019 г.). «Микроиглы: разумный подход и растущий потенциал системы трансдермальной доставки лекарств» . Биомедицина и фармакотерапия . 109 : 1249–1258. дои : 10.1016/j.biopha.2018.10.078 . ISSN 0753-3322 . ПМИД 30551375 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Квон, Ки Мун; Лим, Су-Мин; Чой, Сыльги; Ким, Да-Хи; Джин, Хи Ын; Господи, Грейс; Хонг, Ки-Джонг; Ким, Джу Ён (01 июля 2017 г.). «Микроиглы: быстрые и простые способы доставки вакцин» . Клинические и экспериментальные исследования вакцин . 6 (2): 156–159. дои : 10.7774/cevr.2017.6.2.156 . ISSN 2287-3651 . ПМК 5540964 . ПМИД 28775980 .
- ^ Перейти обратно: а б с Тернер, Джозеф Г.; Уайт, Лия Р.; Эштрела, Педро; Лиз, Ханна С. (2021). «Микроиглы, образующие гидрогель: текущие достижения и будущие тенденции» . Макромолекулярная биология . 21 (2): e2000307. дои : 10.1002/mabi.202000307 . ISSN 1616-5187 . ПМИД 33241641 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Менон, Ипшита; Багве, Приял; Гомес, Киган Браз; Баджадж, Лотика; Гала, Рихав; Уддин, Мохаммад Н.; Д'Суза, Мартин Дж.; Зугайер, Сусу М. (14 апреля 2021 г.). «Микроиглы: система доставки вакцин нового поколения» . Микромашины . 12 (4): 435. дои : 10,3390/ми12040435 . ISSN 2072-666X . ПМК 8070939 . ПМИД 33919925 .
- ^ Перейти обратно: а б с Амарнани, Рагини; Шенде, Правин (2022). «Микроиглы в диагностике, лечении и тераностике: прогресс в области минимально-инвазивной системы доставки» . Биомедицинские микроустройства . 24 (1): 4. дои : 10.1007/s10544-021-00604-w . ISSN 1387-2176 . ПМК 8651504 . ПМИД 34878589 .
- ^ Харрис, Эмили (24 мая 2024 г.). «Пластыри с микроиглами, вызывающие иммунный ответ у детей» . ДЖАМА . дои : 10.1001/jama.2024.8629 . ISSN 0098-7484 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Химаван, Ахмад; Вора, Лалиткумар К.; Пермана, Энди Дайан; Судир, Сумархени; Нурдин, Айрин Р.; Ниславати, Ририн; Хашим, Рафика; Скотт, Кристофер Дж.; Доннелли, Райан Ф. (2023). «Там, где микроиглы встречаются с биомаркерами: футуристическое применение для диагностики и мониторинга локализованных заболеваний внешних органов» . Передовые материалы по здравоохранению . 12 (5): e2202066. дои : 10.1002/adhm.202202066 . ISSN 2192-2640 . ПМИД 36414019 .
- ^ Перейти обратно: а б Диксон, Рэйчел В.; Скария, Элдхоз; Лау, Крылатый Человек; Мэннинг, Филип; Берч-Мачин, Марк А.; Могими, С. Мойн; Нг, Кен Уи (01 августа 2021 г.). «Микроигольные устройства для выездной диагностики инфекционных заболеваний» . Акта Фармацевтика Синика Б. Обзоры горячих тем в сфере доставки лекарств. 11 (8): 2344–2361. дои : 10.1016/j.apsb.2021.02.010 . ISSN 2211-3835 . ПМЦ 8206489 . ПМИД 34150486 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Ириарте, Кристофер; Авосика, Олабола; Ренгифо-Пардо, Моника; Эрлих, Элисон (8 августа 2017 г.). «Обзор применения микронидлинга в дерматологии» . Клиническая, косметическая и исследовательская дерматология . 10 : 289–298. дои : 10.2147/CCID.S142450 . ПМК 5556180 . ПМИД 28848356 .
- ^ Клиники, доктор Татьяна Мамонтова, хирург по пересадке волос в клинике по пересадке волос Harley Street; хирурги, зарегистрированный врач GMC. Один из наших самых опытных специалистов по восстановлению волос; ISHRS, член медицинской ассоциации золотого стандарта (6 июня 2023 г.). «Микронидлинг от выпадения волос: действительно ли это работает? - Harley Street HTC» . www.harleystreethairtransplant.co.uk . Проверено 27 марта 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б Доддабаллапур, Сатиш (2009). «Микронидлинг дермароллером» . Журнал кожной и эстетической хирургии . 2 (2): 110–111. дои : 10.4103/0974-2077.58529 . ISSN 0974-2077 . ПМЦ 2918341 . ПМИД 20808602 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Гауда, Аша; Хили, Брейден; Эзалдейн, Хариб; Мерати, Миша (2021). «Систематический обзор, исследующий потенциальные побочные эффекты микронидлинга» . Журнал клинической и эстетической дерматологии . 14 (1): 45–54. ISSN 1941-2789 . ПМЦ 7869810 . ПМИД 33584968 .
- ^ Перейти обратно: а б Чу, Шерман; Фулад, Далила П.; Атанаськова Месинковская, Наташа (2021). «Профиль безопасности микронидлинга: систематический обзор» . Дерматологическая хирургия . 47 (9): 1249–1254. дои : 10.1097/01.DSS.0000790428.70373.f6 . ISSN 1076-0512 . ПМИД 34448760 .