微針陣列技術(shù)對(duì)不同理化性質(zhì)藥物的經(jīng)皮促透作用.pdf

1、微針(Microneedle)透皮給藥技術(shù)是在微電子機(jī)械系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical System,MEMS)加工技術(shù)與經(jīng)皮促滲技術(shù)研究日益成熟發(fā)展起來(lái)的新型給藥方式,微針陣列(Microneedle Array)具有尺度小、強(qiáng)度高、可精確控制刺入位置與深度以及無(wú)痛穿刺等優(yōu)勢(shì)。微針透皮給藥是采用微米級(jí)尺寸的微針陣列作用于皮膚表面,穿刺角質(zhì)層產(chǎn)生數(shù)百上千個(gè)微小孔洞,從而促進(jìn)藥物經(jīng)皮滲透,此技術(shù)尤其為大分子藥

2、物(如多肽、蛋白質(zhì)、疫苗等)的經(jīng)皮傳遞提供了極具潛力的研究前景。 本碩士課題選用不同材料進(jìn)行微針陣列的制備,考察不同材料與形態(tài)的微針陣列對(duì)化學(xué)藥物及生物大分子藥物經(jīng)皮傳遞的影響,對(duì)體外藥物釋放實(shí)驗(yàn)中藥物滲透速率的不同影響因素進(jìn)行考察,并對(duì)DNA乙肝疫苗的體外經(jīng)皮滲透及體內(nèi)經(jīng)皮免疫效應(yīng)進(jìn)行研究。 本文共有四部分內(nèi)容組成： 第一部分：微針陣列的制備與評(píng)價(jià)。 本部分主要進(jìn)行了實(shí)心微針的制備,分別為硅微針的制備及

3、聚合物微針的制備。硅微針制備采用深反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)(DRIE),加工成五角星型柱狀結(jié)構(gòu)及雙層柱狀結(jié)構(gòu),該方法較為成熟,運(yùn)用廣泛；聚合物微針采用SU-8為材料進(jìn)行制備,最終得到異平面實(shí)心微針,該制作方法簡(jiǎn)便,成本較低,可作為一次性使用,具有很高的應(yīng)用價(jià)值。本文自行設(shè)計(jì)制作了微針進(jìn)針裝置,方便體外透皮實(shí)驗(yàn)控制進(jìn)針的時(shí)間及壓力。經(jīng)剪切力測(cè)定,本研究制備的微針陣列及進(jìn)針裝置能滿(mǎn)足透皮實(shí)驗(yàn)研究條件,不會(huì)產(chǎn)生斷裂及皮膚內(nèi)殘留。 第二部分：微

4、針陣列對(duì)化學(xué)藥物的體外經(jīng)皮促透作用。 選用吲哚美辛(indomethacin IMC)、酮洛芬(ketoprofen KTP)、美索巴莫(methocarbamol MCM)、更昔洛韋(ganciclovir GCV)為模型藥物,建立高效液相色譜法進(jìn)行透皮給藥后的藥物濃度測(cè)定,對(duì)四種化學(xué)藥物經(jīng)硅微針穿刺皮膚后的體外透皮特性進(jìn)行比較研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,IMC、KTP、MCM、GCV經(jīng)微針處理皮膚5min較未處理皮肽的滲透速率分別增

5、加4.05、4.77、6.06、12.49倍,表明硅微針對(duì)四種模型藥物有明顯的促透作用；藥物透皮傳遞隨著微針穿刺皮膚時(shí)間的延長(zhǎng)而增強(qiáng)：隨著藥物logP值降低,經(jīng)微針處理皮膚的促透效果更強(qiáng),表明微針對(duì)水溶性藥物的促透效果較脂溶性藥物更加顯著。 第三部分：微針陣列對(duì)生物大分子藥物的體外經(jīng)皮促透作用。 選用胰島素(Insulin)、溶菌酶(Lysozyme)、卵清白蛋白(Ovalbumin)、人血清白蛋白(Human Seru

6、m Albumen)為生物大分子模型藥物,采用MicroBCA法對(duì)藥物的體外經(jīng)皮滲透的濃度進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果顯示四種生物大分子藥物經(jīng)微針陣列穿刺皮膚后有明顯透過(guò)。采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)微針透皮給藥的影響因素進(jìn)行考察,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件以得到較好的經(jīng)皮滲透效果,選用優(yōu)化條件對(duì)四種大分子藥物進(jìn)行體外經(jīng)皮滲透實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明分子量與單位面積累計(jì)經(jīng)皮透過(guò)量成反比。 第四部分:DNA乙肝疫苗經(jīng)微針皮膚給藥的免疫效果評(píng)價(jià)。 本部分實(shí)驗(yàn)首先對(duì)微針陣列

7、用于空白質(zhì)粒pVAX1的體外經(jīng)皮滲透特性做一考察。為了增強(qiáng)DNA疫苗的體內(nèi)免疫效果,采用微針陣列對(duì)DNA乙肝疫苗進(jìn)行經(jīng)皮給藥,并聯(lián)合基因佐劑Flt3L進(jìn)行共免疫。對(duì)C57BL/6小鼠進(jìn)行幾種免疫策略的考察,ELISA法進(jìn)行抗體水平檢測(cè),植入HBsAg-expressing CT/26細(xì)胞并觀察C57BL/6小鼠存活率。結(jié)果表明,微針陣列能夠促進(jìn)質(zhì)粒pVAX1的透皮傳遞,24h的經(jīng)皮透過(guò)量達(dá)到給藥量的25.26％。微針陣列經(jīng)皮免疫較皮下注