Οι μικροβελόνες (MNs) είναι δομές βελόνας μικροκλίμακας σχεδιασμένες για διαδερμική χορήγηση φαρμάκου, δειγματοληψία διάμεσου υγρού, ανίχνευση σήματος, βιοαισθητήρα και άλλες βιοϊατρικές εφαρμογές. Επωφελούμενοι από τουςανώδυνη, ελάχιστα επεμβατική και{0}}φιλική προς τον χρήστη​ φύση, τα MNs έχουν προσελκύσει εκτεταμένη ερευνητική προσοχή. Ένα τυπικό MN κυμαίνεται απόΜήκος 25 έως 2000 μm, με μέγεθος άκρης10–20 μm-σημαντικά πιο αιχμηρές από τις συμβατικές υποδερμικές βελόνες. Αυτή η γεωμετρία επιτρέπει στα MN να διεισδύουν εύκολα στοκεράτινη στοιβάδα​ (το πιο εξωτερικό φράγμα του δέρματος) και δημιουργούν μικροκανάλια, αποφεύγοντας σκόπιμα την επαφή με νευρικές ίνες και αιμοφόρα αγγεία που βρίσκονται στην επιδερμίδα και το χόριο.

Η έννοια της κατασκευής MN προτάθηκε για πρώτη φορά το1976​ για να ξεπεραστούν οι περιορισμοί της παραδοσιακής διαδερμικής χορήγησης φαρμάκων. Δεδομένου ότι το1990s, με γνώμονα την πρόοδο στις σύγχρονες τεχνολογίες μικροκατασκευής, μια μεγάλη ποικιλία MNs έχει αναπτυχθεί με επιτυχία και εφαρμόζεται ευρέως στον βιοϊατρικό τομέα.

Σε συνέχεια της προηγούμενης συζήτησής μας για τα επιθέματα μικροβελόνας και τις τελευταίες εξελίξεις στη διαδερμική χορήγηση, το Engineering for Life (EFL) παρουσιάζει αυτήν την ολοκληρωμένη ταξινόμηση των MN με βάση τα δομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά τους, μαζί με αντιπροσωπευτικές μεθόδους κατασκευής και μελέτες περιπτώσεων.

Πέντε κύριοι τύποι μικροβελονών

(Αναφορά: Advanced Drug Delivery Reviews, 2019 - https://doi.org/10.1016/j.addr.2019.10.004)

1. Στερεές μικροβελόνες (SMNs)

Οι συμπαγείς μικροβελόνες κατασκευάζονται σε ένα επίπεδο υπόστρωμα, συνήθως διατεταγμένες σε συστοιχίες που κυμαίνονται από5×5 έως 20×20, που μοιάζει με αιχμηρή πλάκα.

📌 Μελέτη περίπτωσης: Κατασκευή και χαρακτηρισμός μικροβελόνων από στερεό πυρίτιο-επικαλυμμένες με χρυσό με βελτιωμένη βιοσυμβατότητα- https://doi.org/10.1007/s00170-018-2596-3

2. Κοίλες μικροβελόνες (HMN)

Οι κοίλες μικροβελόνες είναι ουσιαστικά συμβατικές υποδερμικές βελόνεςκλιμακωθεί σε διαστάσεις μικρομέτρου. Μπορούν να διαμορφωθούν ως μια ενιαία βελόνα ή μια διάταξη τοποθετημένη σε μια βάση, η οποία μπορεί να συνδεθεί με μια εξωτερική συσκευή που παρέχει μια κινητήρια δύναμη για την έγχυση υγρού ή φαρμάκων μέσω του εσωτερικού αυλού.

📌 Μελέτη περίπτωσης: https://doi.org/10.1063/5.0008983

3. Επικαλυμμένες μικροβελόνες (CMNs)

Οι επικαλυμμένες μικροβελόνες κατασκευάζονται χρησιμοποιώνταςβιοδιασπώμενα και βιοσυμβατά υλικά, ικανό να χορηγεί γρήγορα φάρμακα υψηλού-μοριακού- βάρους στο δέρμα. Τα φάρμακα αποθηκεύονται σε στερεά φάση ως επικάλυψη στην επιφάνεια της βελόνας, η οποία ενισχύει τη μακροπρόθεσμη- σταθερότητα.

📌 Μελέτη περίπτωσης: Μια νέα μέθοδος για την κατασκευή επικαλυμμένων μικροβελόνων με ομοιογενή και ελεγχόμενη δόση φαρμάκου για διαδερμική χορήγηση φαρμάκου- https://doi.org/10.1007/s13346-022-01123-8

4. Διαλυτικές μικροβελόνες (DMNs)

Οι μικροβελόνες διάλυσης κατασκευάζονται απόβιοσυμβατά, υδατοδιαλυτά-υλικά μήτρας, εξαλείφοντας τις ανησυχίες σχετικά με τα υπολείμματα κατάγματος βελόνας και τη βιοσυμβατότητα. Κατά την εισαγωγή, τα άκρα της βελόνας διαλύονται στο διάμεσο υγρό, απελευθερώνοντας φυσικά το ενθυλακωμένο φάρμακο.

📌 Μελέτη περίπτωσης: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.120749

5. Υδρογέλη-Σχηματισμός Μικροβελονών (HFMN)

Οι μικροβελόνες που σχηματίζουν υδρογέλη-παρασκευάζονται απόυδρογέλη-που σχηματίζουν πολυμερείς μήτρες. Κατά την εισαγωγή, αυτές οι συστοιχίες απορροφούν γρήγορα το διάμεσο υγρό, προκαλώντας τη διόγκωση και το σχηματισμό της υδρογέληςσυνεχείς, ανεμπόδιστους αγωγούςγια παρατεταμένη διείσδυση φαρμάκων.

Συνοπτικός Συγκριτικός Πίνακας

Σημείωμα: Αυτή η ταξινόμηση και η τεχνική περίληψη συντάσσονται από το Engineering for Life (EFL). Για περαιτέρω πόρους ή ευκαιρίες συνεργασίας, επικοινωνήστε απευθείας με το EFL.