Microagulhas: classificação, fabricação e aplicações

Aug 22, 2026

 

Microagulhas (MNs) são estruturas de agulhas em microescala projetadas para administração transdérmica de medicamentos, amostragem de fluido intersticial, detecção de sinal, biossensor e outras aplicações biomédicas. Beneficiando-se de seusindolor, minimamente invasivo e fácil de usar-Na natureza, os MNs têm atraído ampla atenção de pesquisas. Um MN típico varia de25 a 2.000 μm de comprimento, com um tamanho de ponta de10–20 μm-significativamente mais afiada que as agulhas hipodérmicas convencionais. Esta geometria permite que os MNs penetrem facilmente noestrato córneo​ (a barreira mais externa da pele) e criam microcanais, evitando deliberadamente o contato com fibras nervosas e vasos sanguíneos localizados na epiderme e na derme.

O conceito de fabricação de MN foi proposto pela primeira vez em1976​para superar as limitações da entrega transdérmica tradicional de medicamentos. Desde o1990s, impulsionados pelos avanços nas modernas tecnologias de microfabricação, uma ampla variedade de MNs foi desenvolvida com sucesso e amplamente aplicada no campo biomédico.

Seguindo nossa discussão anterior sobre adesivos de microagulhas e os últimos avanços na administração transdérmica, a Engineering for Life (EFL) apresenta esta classificação abrangente de MNs com base em suas características estruturais e funcionais, juntamente com métodos de fabricação representativos e estudos de caso.


Cinco tipos principais de microagulhas

(Referência: Avaliações avançadas de entrega de medicamentos, 2019 - https://doi.org/10.1016/j.addr.2019.10.004)


1. Microagulhas Sólidas (SMNs)

Microagulhas sólidas são fabricadas em um substrato plano, normalmente dispostas em matrizes que variam de5×5 a 20×20, assemelhando-se a uma placa pontiaguda.

Categoria

Detalhes

Fabricação

Corte direto de materiais sólidos via ablação a laser ou ataque mecânico/químico; também produzido por moldagem mestre e galvanoplastia.

Entrega de medicamentos

Os SMNs são inseridos primeiro na pele para criar micro-poros. Após a remoção, um adesivo carregado com medicamento é aplicado e o medicamento se difunde lentamente através dos canais residuais até os tecidos mais profundos. Alternativamente, os SMNs podem arranhar a superfície da pele para formar micro-lesões lineares, facilitando a difusão do medicamento.

Vantagens

A alta rigidez mecânica permite uma penetração fácil e confiável na pele.

Desvantagens

A fragilidade leva ao risco de fratura da agulha durante o transporte, manuseio ou inserção.

📌 Estudo de caso: Fabricação e caracterização de microagulhas de silício sólido-revestidas de ouro com biocompatibilidade aprimorada- https://doi.org/10.1007/s00170-018-2596-3


2. Microagulhas ocas (HMNs)

Microagulhas ocas são essencialmente agulhas hipodérmicas convencionaisreduzido para dimensões micrométricas. Eles podem ser configurados como uma única agulha ou um conjunto montado em uma base, que pode ser conectado a um dispositivo externo que fornece uma força motriz para injetar líquidos ou medicamentos através do lúmen interno.

Categoria

Detalhes

Fabricação

Processos de extrusão{0}}estiramento termoplástico, entre outros.

Entrega de medicamentos

Semelhante à injeção subcutânea,-os medicamentos líquidos são conduzidos pela pressão através do lúmen do HMN até a pele.

Vantagens

Permite controle de dose preciso e sob-demanda, adaptado a pacientes individuais.

Desvantagens

A rigidez da pele pode limitar a taxa de administração e o volume total de fluido.

📌 Estudo de caso: https://doi.org/10.1063/5.0008983


3. Microagulhas Revestidas (CMNs)

Microagulhas revestidas são fabricadas usandomateriais biodegradáveis ​​e biocompatíveis, capaz de fornecer rapidamente medicamentos de alto peso-molecular-na pele. Os medicamentos são armazenados em fase sólida como um revestimento na superfície da agulha, o que aumenta a estabilidade-a longo prazo.

Categoria

Detalhes

Fabricação

Revestimento-por imersão, revestimento-por rolo, revestimento-camada por{3}}camada e revestimento-por spray.

Entrega de medicamentos

Após a inserção, o revestimento-solúvel em água do medicamento se dissolve da superfície do MN na pele, seguido pela retração da agulha.

Vantagens

Custo-efetivo, simples de operar e capaz de administrar grandes doses de medicamentos.

Desvantagens

O revestimento pode se soltar durante a inserção; a cinética de dissolução na pele afeta a liberação do medicamento, mas é difícil de controlar com precisão.

📌 Estudo de caso: Um novo método para fabricação de microagulhas revestidas com dosagem homogênea e controlável de medicamentos para administração transdérmica de medicamentos- https://doi.org/10.1007/s13346-022-01123-8


4. Dissolução de microagulhas (DMNs)

Microagulhas dissolventes são fabricadas a partir demateriais de matriz biocompatíveis e solúveis-em água, eliminando preocupações sobre resíduos de fratura de agulha e biocompatibilidade. Após a inserção, as pontas das agulhas dissolvem-se no fluido intersticial, liberando naturalmente o medicamento encapsulado.

Categoria

Detalhes

Fabricação

Fundição em-etapas, sopro-de gotículas, litografia centrífuga, fotopolimerização e litografia de desenho.

Entrega de medicamentos

Polímeros biodegradáveis ​​e medicamentos à base de-açúcar solúvel-em água são encapsulados na matriz. Os DMNs degradam-se ou dissolvem-se totalmente na pele, alcançando a liberação completa do medicamento.

Vantagens

Excelente biocompatibilidade; administração simplificada-de etapa única (sem necessidade de remoção de patch); sem resíduos cortantes com risco biológico.

Desvantagens

Capacidade limitada de carregamento de medicamentos; resistência mecânica moderada afetando a penetração na pele; perda potencial de bioatividade do medicamento durante a fabricação ou armazenamento.

📌 Estudo de caso: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.120749


5. Hidrogel-Formando Microagulhas (HFMNs)

Microagulhas{0}formadoras de hidrogel são preparadas a partir dehidrogel-formando matrizes poliméricas. Após a inserção, essas matrizes absorvem rapidamente o fluido intersticial, fazendo com que o hidrogel inche e formeconduítes contínuos e desobstruídospara permeação sustentada do medicamento.

Categoria

Detalhes

Fabricação

Métodos{0}}baseados em molde e litografia de projeção por processamento digital de luz (DLP).

Entrega de medicamentos

Os HFMNs incham in situ para criar condutos de hidrogel que permitem a difusão controlada do medicamento na pele.

Vantagens

(a) Alta carga de medicamento com perfis de liberação controláveis; (b) Os materiais poliméricos reticulados evitam a fratura da agulha e lesões cutâneas associadas; (c) O design expansível-mas-não{2}}dissolvente permite a liberação sustentada e previsível do medicamento.

Desvantagens

A rigidez mecânica continua a ser um desafio devido à flexibilidade inerente dos polímeros de hidrogel.


Tabela de comparação resumida

Tipo

Recurso principal

Mecanismo de Entrega

Limitação Principal

Sólido (SMN)

Alta rigidez

Cutucar e remendar

Fragilidade/risco de fratura

Oco (HMN)

Lúmen interno

Injeção-acionada por pressão

Limitado pela rigidez da pele

Revestido (CMN)

Droga na superfície

Revestimento dissolvente

Cinética de dissolução descontrolada

Dissolução (DMN)

Matriz totalmente degradável

Dissolução-in situ

Baixa carga de medicamento, preocupações com estabilidade

Hidrogel (HFMN)

Polímero intumescente

O inchaço-criou conduítes

Rigidez insuficiente


Observação: Esta classificação e resumo técnico foram compilados pela Engineering for Life (EFL). Para mais recursos ou oportunidades de colaboração, entre em contato diretamente com a EFL.

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