Jump to content

Микроиглы

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.

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 ]
(A) Сравнение иглы для подкожных инъекций и микроиглы. (B) Увеличение микроиглы.

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 ]
Распространенный путь трансдермального введения лекарств.

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 ]

Дермароллер, состоящий из более коротких микроигол. Он предназначен для косметических целей.

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 ]

  1. ^ 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 .
  2. ^ 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 .
  3. ^ 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 .
  4. ^ 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.
  5. ^ 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 .
  6. ^ 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 .
  7. ^ 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 .
  8. ^ 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 .
  9. ^ 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 .
  10. ^ 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 .
  11. ^ Харрис, Эмили (24 мая 2024 г.). «Пластыри с микроиглами, вызывающие иммунный ответ у детей» . ДЖАМА . дои : 10.1001/jama.2024.8629 . ISSN   0098-7484 .
  12. ^ 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 .
  13. ^ 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 .
  14. ^ 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 .
  15. ^ 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.
  16. ^ 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 .
  17. ^ 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 .
  18. ^ 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 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: a033976393054073f3ec8a41bbea11f7__1720693320
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/a0/f7/a033976393054073f3ec8a41bbea11f7.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Microneedles - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)