基于振動(dòng)協(xié)同作用的聚合物微針給藥過(guò)程機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-11 22:36
聚合物微針給藥系統(tǒng)作為口服給藥和皮下給藥的替代方法,不僅擁有微創(chuàng)、高效等技術(shù)優(yōu)勢(shì),而且拓展了疫苗、激素、多糖、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的給藥途徑。隨著微針技術(shù)的向前發(fā)展,微針給藥系統(tǒng)與其他藥物促滲方法所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)機(jī)理日漸成為研究熱點(diǎn),尤其是機(jī)械振動(dòng)刺激促滲與微針系統(tǒng)的協(xié)同作用,顯著增強(qiáng)了藥品的滲透通量。受蚊子口器仿生學(xué)原理啟發(fā),通過(guò)施加機(jī)械振動(dòng)刺激有利于減小皮膚對(duì)針狀物體插入阻力,同時(shí)微針在振動(dòng)下的往復(fù)穿刺運(yùn)動(dòng)可以成倍提高藥物的滲透速率。目前,微針研究較多集中在針體材料和結(jié)構(gòu)的改進(jìn),而振動(dòng)協(xié)同作用下聚合物微針給藥技術(shù)及其機(jī)理研究具有更廣闊的開發(fā)前景。本文從模擬和實(shí)驗(yàn)兩方面對(duì)振動(dòng)協(xié)同作用下聚合物微針透皮給藥機(jī)理進(jìn)行了探究。同時(shí),提出一種基于冷凍干燥工藝的載藥微針成型方法,使得微針系統(tǒng)兼具機(jī)械振動(dòng)刺激、微針透皮促滲、藥物承載遞送等多重功用。文中將振動(dòng)微針系統(tǒng)分為透皮與給藥兩大內(nèi)容分別進(jìn)行機(jī)理研究,并對(duì)冷凍干燥成型載藥微針的工藝流程進(jìn)行了探索。主要研究?jī)?nèi)容如下:1)研究了振動(dòng)協(xié)同作用下微針透皮作用機(jī)理;贏NSYS顯示動(dòng)力學(xué)的仿真,模擬振動(dòng)協(xié)同作用下微針穿刺皮膚過(guò)程,以等效應(yīng)力、總變形云圖表...
【文章來(lái)源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:98 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1微針透皮遞送藥物機(jī)理??Fig.?1-1?Drug?Mechanism?for?Transdermal?Delivery?by?Microneedles??
北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文??微創(chuàng)的特點(diǎn),如圖1-1所示。微針技術(shù)不經(jīng)過(guò)生物體的消化系統(tǒng)直達(dá)患處保持更好的??藥物活性有利于生物體內(nèi)吸收[271。??圖1-1微針透皮遞送藥物機(jī)理??Fig.?1-1?Drug?Mechanism?for?Transdermal?Delivery?by?Microneedles??隨著加工技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步,越來(lái)越多的研宄人員選擇MNs克服TDDS的其他限??制以及SC的障礙,以使藥物在傳遞過(guò)程中痛覺最小化,從而更有效地傳遞藥物[28],??如圖1-1所示。當(dāng)前,創(chuàng)新微針的形式不斷涌現(xiàn),包括:結(jié)合新穎的材料創(chuàng)新微針的??加工工藝[29,3Q];突破傳統(tǒng)口服遞送藥物途徑,引入敷貼、溶脹、微孔注射等藥物傳遞??方式的微針[31,32]等,如圖1-2所示。大量的小鼠離體給藥實(shí)驗(yàn)和在體給藥實(shí)驗(yàn)表明,??微針系統(tǒng)可以傳遞寡核苷酸、DNA[34,35]、RNA、胰島素[36,37]等藥物。此外,MNs還??被廣泛用于自助便攜采血設(shè)備[38]、信號(hào)監(jiān)測(cè)[39]、體內(nèi)藥物釋放、微針輔助基因轉(zhuǎn)移、??生物體內(nèi)理化環(huán)境檢測(cè)傳感器[4()]。這意味著MNs的目標(biāo)不僅是320億美元的透皮給??藥和250億美元的全球疫苗市場(chǎng),而且還包括1200多億美元的全球生物制劑市場(chǎng)[41]。????Tffff?"TTOflBIPi娜丨????L,'■畫?i?viim???w-?f'??¥?f?f??.g?.111!?iBBaa?—??釋。D(zhuǎn)‘.V??圖1-2不同給藥方式的微針A圖:實(shí)心MN;?B:空心MN;?C:涂層的MN;?D:溶解MN;?E:7K??凝膠形成MN??Fig.?1-2?Microneedle?A?dia
北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文??圖1-3蚊子口器運(yùn)動(dòng)方式??Fig.?1-3?Movements?of?mosquito?mouthparts??1.3微針的發(fā)展現(xiàn)狀??微針技術(shù)從提出迄今為止己有四十余年,微針作為一種物理增強(qiáng)透皮藥物遞送的??技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展。最初,微針技術(shù)的目的是促進(jìn)藥物克服角質(zhì)層(SC)的屏障作??用,促使藥物在皮膚內(nèi)或更深的組織中傳遞,并進(jìn)一步釋放到全身循環(huán)中。??近年以來(lái),微針技術(shù)在材料創(chuàng)新、給藥方式創(chuàng)新PI、外形尺寸創(chuàng)新%491等領(lǐng)域已??取得長(zhǎng)足的發(fā)展。目前,研究人員發(fā)現(xiàn)微針輔助藥物輸送技術(shù)在針對(duì)靶組織和器官治??療領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力。其中包括微針對(duì)眼科疾病治療、微針的口腔粘膜和胃腸道??應(yīng)用等。在眼科治療中,微針作用于角膜或鞏膜或脈絡(luò)膜上腔(SCS),微針無(wú)痛微創(chuàng)??的功能特性有助于所輸送的藥物克服角膜或鞏膜屏障,然后將輸送的藥物沉積在組織??內(nèi)部,或在眼前或眼后段釋放%】。與傳統(tǒng)治療技術(shù)相比,微針技術(shù)具有微創(chuàng)性,減少??了疼痛,組織損傷和細(xì)菌污染的可能性。此外,靶向用微針進(jìn)行眼部治療,克服了眼??睛的生理障礙。但是眼科治療應(yīng)用微針需要縝密的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以保證微針可以安全的??遞送藥物而不造成二次傷害。同時(shí),微針遞送藥物劑量需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并針對(duì)??不同病理進(jìn)行針對(duì)性的臨床實(shí)驗(yàn)。除此之外,微針?biāo)幬镞f送系統(tǒng)可以提供跨口腔和胃??腸道屏障的增強(qiáng)遞送,避免受口腔和胃腸道中酶的影響[51_53]。研宄人員在口腔粘膜疫??苗接種,口腔癌管理和胃腸道藥物遞送的研究中對(duì)微針進(jìn)行了探究。其中,載有乙型??肝炎病毒(HBV)粘膜疫苗的微針在小鼠體內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的全身性和廣泛的粘膜免疫反??應(yīng)。Serpe等
本文編號(hào):3489663
【文章來(lái)源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:98 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1微針透皮遞送藥物機(jī)理??Fig.?1-1?Drug?Mechanism?for?Transdermal?Delivery?by?Microneedles??
北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文??微創(chuàng)的特點(diǎn),如圖1-1所示。微針技術(shù)不經(jīng)過(guò)生物體的消化系統(tǒng)直達(dá)患處保持更好的??藥物活性有利于生物體內(nèi)吸收[271。??圖1-1微針透皮遞送藥物機(jī)理??Fig.?1-1?Drug?Mechanism?for?Transdermal?Delivery?by?Microneedles??隨著加工技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步,越來(lái)越多的研宄人員選擇MNs克服TDDS的其他限??制以及SC的障礙,以使藥物在傳遞過(guò)程中痛覺最小化,從而更有效地傳遞藥物[28],??如圖1-1所示。當(dāng)前,創(chuàng)新微針的形式不斷涌現(xiàn),包括:結(jié)合新穎的材料創(chuàng)新微針的??加工工藝[29,3Q];突破傳統(tǒng)口服遞送藥物途徑,引入敷貼、溶脹、微孔注射等藥物傳遞??方式的微針[31,32]等,如圖1-2所示。大量的小鼠離體給藥實(shí)驗(yàn)和在體給藥實(shí)驗(yàn)表明,??微針系統(tǒng)可以傳遞寡核苷酸、DNA[34,35]、RNA、胰島素[36,37]等藥物。此外,MNs還??被廣泛用于自助便攜采血設(shè)備[38]、信號(hào)監(jiān)測(cè)[39]、體內(nèi)藥物釋放、微針輔助基因轉(zhuǎn)移、??生物體內(nèi)理化環(huán)境檢測(cè)傳感器[4()]。這意味著MNs的目標(biāo)不僅是320億美元的透皮給??藥和250億美元的全球疫苗市場(chǎng),而且還包括1200多億美元的全球生物制劑市場(chǎng)[41]。????Tffff?"TTOflBIPi娜丨????L,'■畫?i?viim???w-?f'??¥?f?f??.g?.111!?iBBaa?—??釋。D(zhuǎn)‘.V??圖1-2不同給藥方式的微針A圖:實(shí)心MN;?B:空心MN;?C:涂層的MN;?D:溶解MN;?E:7K??凝膠形成MN??Fig.?1-2?Microneedle?A?dia
北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文??圖1-3蚊子口器運(yùn)動(dòng)方式??Fig.?1-3?Movements?of?mosquito?mouthparts??1.3微針的發(fā)展現(xiàn)狀??微針技術(shù)從提出迄今為止己有四十余年,微針作為一種物理增強(qiáng)透皮藥物遞送的??技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展。最初,微針技術(shù)的目的是促進(jìn)藥物克服角質(zhì)層(SC)的屏障作??用,促使藥物在皮膚內(nèi)或更深的組織中傳遞,并進(jìn)一步釋放到全身循環(huán)中。??近年以來(lái),微針技術(shù)在材料創(chuàng)新、給藥方式創(chuàng)新PI、外形尺寸創(chuàng)新%491等領(lǐng)域已??取得長(zhǎng)足的發(fā)展。目前,研究人員發(fā)現(xiàn)微針輔助藥物輸送技術(shù)在針對(duì)靶組織和器官治??療領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力。其中包括微針對(duì)眼科疾病治療、微針的口腔粘膜和胃腸道??應(yīng)用等。在眼科治療中,微針作用于角膜或鞏膜或脈絡(luò)膜上腔(SCS),微針無(wú)痛微創(chuàng)??的功能特性有助于所輸送的藥物克服角膜或鞏膜屏障,然后將輸送的藥物沉積在組織??內(nèi)部,或在眼前或眼后段釋放%】。與傳統(tǒng)治療技術(shù)相比,微針技術(shù)具有微創(chuàng)性,減少??了疼痛,組織損傷和細(xì)菌污染的可能性。此外,靶向用微針進(jìn)行眼部治療,克服了眼??睛的生理障礙。但是眼科治療應(yīng)用微針需要縝密的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以保證微針可以安全的??遞送藥物而不造成二次傷害。同時(shí),微針遞送藥物劑量需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并針對(duì)??不同病理進(jìn)行針對(duì)性的臨床實(shí)驗(yàn)。除此之外,微針?biāo)幬镞f送系統(tǒng)可以提供跨口腔和胃??腸道屏障的增強(qiáng)遞送,避免受口腔和胃腸道中酶的影響[51_53]。研宄人員在口腔粘膜疫??苗接種,口腔癌管理和胃腸道藥物遞送的研究中對(duì)微針進(jìn)行了探究。其中,載有乙型??肝炎病毒(HBV)粘膜疫苗的微針在小鼠體內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的全身性和廣泛的粘膜免疫反??應(yīng)。Serpe等
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