微針陣列技術對不同理化性質(zhì)藥物的經(jīng)皮促透作用.pdf

1、微針(Microneedle)透皮給藥技術是在微電子機械系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical System,MEMS)加工技術與經(jīng)皮促滲技術研究日益成熟發(fā)展起來的新型給藥方式,微針陣列(Microneedle Array)具有尺度小、強度高、可精確控制刺入位置與深度以及無痛穿刺等優(yōu)勢。微針透皮給藥是采用微米級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)百上千個微小孔洞,從而促進藥物經(jīng)皮滲透,此技術尤其為大分子藥

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行微針陣列的制備,考察不同材料與形態(tài)的微針陣列對化學藥物及生物大分子藥物經(jīng)皮傳遞的影響,對體外藥物釋放實驗中藥物滲透速率的不同影響因素進行考察,并對DNA乙肝疫苗的體外經(jīng)皮滲透及體內(nèi)經(jīng)皮免疫效應進行研究。 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價。 本部分主要進行了實心微針的制備,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離子刻蝕技術(DRIE),加工成五角星型柱狀結構及雙層柱狀結構,該方法較為成熟,運用廣泛；聚合物微針采用SU-8為材料進行制備,最終得到異平面實心微針,該制作方法簡便,成本較低,可作為一次性使用,具有很高的應用價值。本文自行設計制作了微針進針裝置,方便體外透皮實驗控制進針的時間及壓力。經(jīng)剪切力測定,本研究制備的微針陣列及進針裝置能滿足透皮實驗研究條件,不會產(chǎn)生斷裂及皮膚內(nèi)殘留。 第二部分：微

4、針陣列對化學藥物的體外經(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行透皮給藥后的藥物濃度測定,對四種化學藥物經(jīng)硅微針穿刺皮膚后的體外透皮特性進行比較研究。實驗結果顯示,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間的延長而增強：隨著藥物logP值降低,經(jīng)微針處理皮膚的促透效果更強,表明微針對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法對藥物的體外經(jīng)皮滲透的濃度進行測定,結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。采用正交實驗設計對微針透皮給藥的影響因素進行考察,優(yōu)化實驗條件以得到較好的經(jīng)皮滲透效果,選用優(yōu)化條件對四種大分子藥物進行體外經(jīng)皮滲透實驗,結果表明分子量與單位面積累計經(jīng)皮透過量成反比。 第四部分:DNA乙肝疫苗經(jīng)微針皮膚給藥的免疫效果評價。 本部分實驗首先對微針陣列

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DNA疫苗的體內(nèi)免疫效果,采用微針陣列對DNA乙肝疫苗進行經(jīng)皮給藥,并聯(lián)合基因佐劑Flt3L進行共免疫。對C57BL/6小鼠進行幾種免疫策略的考察,ELISA法進行抗體水平檢測,植入HBsAg-expressing CT/26細胞并觀察C57BL/6小鼠存活率。結果表明,微針陣列能夠促進質(zhì)粒pVAX1的透皮傳遞,24h的經(jīng)皮透過量達到給藥量的25.26％。微針陣列經(jīng)皮免疫較皮下注