As matrizes de microagulhas (MN) são dispositivos minimamente invasivos usados ??para penetrar na camada mais externa da pele, o estrato córneo, a principal barreira para medicamentos aplicados topicamente. Eles são amplamente utilizados em uma variedade de aplicações, incluindo cosméticos e produtos farmacêuticos. Seu uso envolve uma técnica simples, barata, segura e eficaz que requer treinamento mínimo. As microagulhas foram originalmente usadas como terapia de indução de colágeno para cicatrizes faciais e rejuvenescimento da pele, e ainda são, mas agora também são amplamente utilizadas na forma de adesivos como um sistema de entrega transdérmica para drogas terapêuticas e vacinas.
Houve inúmeras publicações de pesquisas sobre as propriedades e uso de matrizes de microagulhas para entrega de drogas usando analisadores de textura, em ambientes acadêmicos e industriais. Estas são as principais áreas de pesquisa:
- A compressão de matrizes em um substrato macio conhecido, como pele de animal ou análogos sintéticos, avaliando a força de penetração necessária para cada matriz
- A medição da força aplicada por um sujeito humano a uma matriz em um substrato macio, geralmente realizada na plataforma de calibração do Analisador de Textura
- As propriedades do material de suporte da matriz, medidas usando um teste de tração
- A compressão de matrizes em um substrato duro para uma força conhecida. A resistência da agulha é uma característica importante das matrizes. As agulhas devem ser fortes o suficiente para serem inseridas na pele sem falhas. A rigidez da agulha pode ser medida a partir do gráfico de força-deslocamento e, em alguns casos, uma resistência máxima pode ser medida como um ponto de ruptura no gráfico. Mais comumente, a alteração percentual na altura da microagulha devido à flambagem ou embotamento é avaliada por medição em um microscópio óptico ou eletrônico calibrado. A compressão de agulhas em uma base metálica é um método muito diferente de sua inserção na pele. Este teste é usado simplesmente para comparar diferentes lotes de matrizes e confirmar a consistência da fabricação ou para avaliar o efeito de diferentes processos de fabricação na resistência da agulha.
Alguns exemplos das pesquisas mais recentes são descritos abaixo.
Pesquisadores da Universidade de Navarra vêm investigando a dissolução de microagulhas para vacinas intradérmicas contra Shigelose. A vacinação é uma das principais estratégias de prevenção e controle de doenças infecciosas. No entanto, nas últimas décadas, muitos esforços têm sido feitos para obter alternativas às vias convencionais de administração de vacinas intramuscular ou subcutânea, que são administradas principalmente por meio de agulhas hipodérmicas e precisam de pessoal de saúde treinado. Este estudo analisou as propriedades mecânicas e de dissolução de matrizes de microagulhas, bem como sua capacidade imunogênica e protetora em camundongos. Eles usaram seu Analisador de textura TA.XT plus para realizar testes de compressão para avaliar a alteração percentual da altura da agulha, bem como a força de inserção em um substrato. Uma vez que não existe uma vacina atualmente licenciada contra a shigelose, esta formulação é uma candidata promissora como um sistema de entrega de vacina que poderia permitir uma imunização fácil e ampla em países em desenvolvimento. Baixar artigo
Cientistas da Universidade de Greenwich estão pesquisando microagulhas impressas em 3D para terapia anticâncer de tumores de pele. Nos últimos 20 anos, os dispositivos de microagulhas têm sido amplamente utilizados para a administração transdérmica de vários medicamentos de forma não invasiva. Avanços recentes na aplicação de matrizes de MN na pele envolvem a administração de agentes anticancerígenos para o tratamento de tumores cutâneos. Neste estudo, novos arranjos de microagulhas poliméricos impressos em 3D foram fabricados para entrega aprimorada de cisplatina a tumores de pele epidermóide A-431 para tratamento de câncer. Eles usaram seu analisador de textura TA.HD plus para medir a capacidade de matrizes MN de penetrar na pele. Este estudo demonstrou a adequação das microagulhas impressas em 3D no fornecimento transdérmico in vivo de drogas anticâncer.Consulte Mais informação
Pesquisadores da Universidade de Kent estão investigando um novo sistema microeletromecânico de microagulhas ocas impresso em 3D para administração transdérmica controlada e personalizada de medicamentos. O avanço dos dispositivos de entrega de medicamentos é fundamental para a individualização do tratamento do paciente e a melhoria dos cuidados de saúde. Este artigo apresenta o 3DMNMEMS, um novo dispositivo que combina impressão 3D, microagulhas (MNs) e Sistemas Microeletromecânicos (MEMS), permitindo a entrega transdérmica de drogas versátil e controlável pelo usuário. MNs ocos foram projetados e impressos em 3D usando estereolitografia, seguidos de integração em um MEMS. Ao empregar técnicas avançadas de imagem, eles monitoraram a distribuição do líquido fornecido pelo dispositivo no tecido da pele em tempo real. Eles usaram seu Analisador de textura TA.HD plus para medir a capacidade dos MNs de perfurar a pele suína e determinar a força de penetração. Testes in vivo revelaram que a administração de insulina usando o 3DMNMEMS alcançou melhor controle glicêmico em animais diabéticos em comparação com injeções subcutâneas. Esses resultados demonstraram o potencial do 3DMNMEMS como um sistema universal de entrega transdérmica de medicamentos para atendimento personalizado. Consulte Mais informação
Cientistas da Universidade de Kent têm pesquisado a otimização dos parâmetros de design e fabricação de microagulhas sólidas impressas em 3D para melhorar a resistência, nitidez e administração de medicamentos. A impressão 3D surgiu como uma poderosa tecnologia de fabricação e atraiu atenção significativa para a fabricação de sistemas transdérmicos mediados por microagulhas (MN). Este artigo descreve uma estratégia de otimização para MNs impressos em 3D, desde o design até a fase de entrega do medicamento. As principais relações entre os parâmetros de projeto, fabricação e qualidade e desempenho foram sistematicamente exploradas. Os MNs impressos em 3D foram submetidos a testes de emenda em pele suína usando seu Analisador de textura TA.HD plus. Os parâmetros do conjunto de impressão e pós-impressão influenciaram a qualidade e as propriedades mecânicas do material, respectivamente. Foi demonstrado que a geometria MN afetou o comportamento de perfuração, fratura e morfologia do revestimento. A entrega de insulina na pele suína por MNs revestidos a jato de tinta mostrou ser influenciada pelo design de MN. Consulte Mais informação
Cientistas da Queen's University Belfast têm pesquisado a eficiência de grandes adesivos de microagulhas para entrega transdérmica de medicamentos, com a intenção de usar a tecnologia na entrega clínica de medicamentos. Eles lançaram recentemente um artigo intitulado “Aplicação bem-sucedida de grandes adesivos de microagulhas por voluntários humanos”. As matrizes de microagulhas foram auto aplicadas na pele por voluntários, com a perda de água transepidérmica medida para confirmar a aplicação bem-sucedida. A resistência da agulha desses patches foi medida usando um teste de compressão axial para uma força definida em um Stable Micro Systems Analisador de textura TA.XT plus, com a matriz anexada à sonda de teste móvel do Analisador de textura usando fita adesiva de dupla face. A mudança na altura da agulha foi monitorada usando um microscópio digital. O analisador de textura também foi utilizado para a aplicação controlada de matrizes de microagulhas em pele artificial de filme fino dobrado, com a finalidade de inspecionar o número de furos por profundidade, uma vez que a folha foi desdobrada. Consulte Mais informação
Cientistas da Universidade de Aveiro têm vindo a investigar os adesivos de microagulhas de pululano para a administração transdérmica eficiente de insulina visando o tratamento da diabetes. Este estudo relata a fabricação de adesivos de microagulhas solúveis (MN) usando pululano (PL), um polissacarídeo solúvel em água com excelente capacidade de formação de filme, para a administração transdérmica de insulina. Os patches PL MNs foram preparados com sucesso por micro moldagem e revelaram boa estabilidade térmica (Tdmax = 294 °C) e propriedades mecânicas, penetrando na pele até 381 μm de profundidade, conforme revelado por testes cutâneos in vitro. Eles usaram seu analisador de textura TA.XT2 para realizar testes de compressão para resistência da agulha, bem como testes de penetração em um substrato. Após aplicação na pele abdominal humana in vitro, os MNs se dissolveram em 2 h liberando até 87% de insulina. Quando armazenada a 4, 20 e 40 °C por 4 semanas, a insulina foi capaz de reter sua estrutura secundária, como mostrado pela espectropolarimetria de dicroísmo circular. Os PL MNs preparados foram não citotóxicos para queratinócitos humanos, sendo adequados para aplicação na pele. Esses achados sugerem que os PL MNs têm potencial para liberar insulina por via transdérmica, evitando assim sua administração subcutânea.Consulte Mais informação
A avaliação das propriedades mecânicas dos arranjos de microagulhas é uma etapa obrigatória em sua Pesquisa e Desenvolvimento. Essas propriedades podem ser alteradas por alterações nas matérias-primas, no medicamento que está sendo fornecido e no processo de fabricação usado. Eles devem ser medidos após cada iteração de modificação de ingrediente ou processo.
Para mais informações sobre Analisadores de Textura ou sobre os dispositivos aqui abordados, entre em contato com os engenheiros da Extralab Brasil por e-mail: contato@extralab.com.br ou telefone: 11 4524 2414.