Introdução

A administração de medicamentos-com base em microagulhas surgiu como umatecnologia transdérmica transformadoraque combina de forma única osimplicidade de um patchcom oeficácia da injeção subcutânea. Ao criar canais microscópicos através do estrato córneo, as microagulhas (MNs) permitem a penetração eficiente de agentes terapêuticos na pele, mantendo ao mesmo tempoinvasividade mínima, facilidade de uso e excelente biocompatibilidade. Essas vantagens atraíram enorme atenção da comunidade de pesquisa global.

Este artigo centra-se naclassificação e princípios funcionais de microagulhas, baseando-se principalmente no trabalho deXiaowen Liu e Fei Xiao (Universidade de Jinan)eBin Du (Universidade de Tongji), intitulado"Distribuição de medicamentos-mediada por microagulhas para doenças cutâneas"publicado emFronteiras em Bioengenharia e Biotecnologia.

Figura 1.​ Classificação das microagulhas e seus respectivos mecanismos de administração transdérmica.

1. Microagulhas Sólidas (SMNs)

Visão geral

Microagulhas sólidas são normalmente usadas parapré-tratamento-da pele​antes da aplicação de insumos farmacêuticos ativos. Eles operam no clássicocutucar-e-remendarprincípio: criação de microcanais transitórios que aumentam a permeabilidade de formulações tópicas aplicadas posteriormente.

Materiais

Os materiais de fabricação comuns incluem:

Mecanismo e vantagens

Criarmicrocanais instantâneos e uniformesno estrato córneo

Melhorar significativamenteeficiência de penetração local de drogas

A alta rigidez mecânica garante uma inserção confiável na pele

Relativamente simples e de baixo custo-de fabricação

Limitações

Os canais fecham em poucas horas devido à cicatrização natural da pele, limitando a liberação sustentada

Risco defratura de agulha e fragmentos residuaisna pele

Nenhuma capacidade intrínseca de transporte de medicamento--requer um reservatório de medicamento separado

Figura 2.Imagem SEM esquemática e representativa de microagulhas sólidas.

2. Microagulhas ocas (HMNs)

Visão geral

Ao contrário das estruturas sólidas, as microagulhas ocas apresentam umalúmen interno ou furo(diâmetro:~50–70 μm) que passa pelo eixo da agulha-funcionando essencialmente comoseringas hipodérmicas em microescala.

Materiais

Silício (via fabricação de MEMS)

Vidro (via litografia desenhada)

Polímeros (via micro-moldagem ou impressão 3D)

Mecanismo e vantagens

A cavidade interna pode serpré-carregado com agentes terapêuticose os entrega viafluxo-orientado por pressãona inserção

Capaz de transportarmaiores volumes de fluidodo que qualquer outro tipo de MN

Habilitadosagem precisa e controlável-ideal para macromoléculas, vacinas e atéextração de fluido intersticialpara diagnóstico

Adequado para uma ampla gama de moléculas ativas

Limitações

A fabricação ésignificativamente mais complexo​ (requer sistemas micro{0}}eletro{1}}mecânicos digitais)

A rigidez do tecido dérmico pode causarobstrução do lúmendurante a inserção

Maior custo de fabricação e maior tempo de produção

Figura 3.​ Esquema e princípio de funcionamento de microagulhas ocas.

3. Dissolução de Microagulhas (DMNs)

Visão geral

Microagulhas dissolventes são fabricadas inteiramente a partir demateriais-solúveis e biodegradáveis ​​em águaEmbebido em agentes terapêuticos. Após a inserção, a matriz da agulhadissolve ou degrada in situ, liberando o payload diretamente no skin-nenhuma etapa de remoção ou descarte necessária.

Materiais

• Açúcares: Maltose, trealose
• Polímeros naturais: Ácido hialurônico (AH), dextrana, gelatina
• Polímeros biodegradáveis ​​sintéticos: PLGA, PVA, PVP

• Mecanismo e vantagens

• Excelente biocompatibilidadee perfil de segurança
• Sem resíduos médicos afiados-dispositivo inteiro se dissolve, eliminando o descarte de risco biológico

Significativamentemelhora a adesão do paciente; adequado para auto-administração

Fornece umnovo paradigma para gerenciamento de doenças crônicas-de longo prazo

Extensivamente pesquisado para diversas condições:câncer, diabetes, psoríase, administração de vacinase mais

Limitações

A resistência mecânica deve ser cuidadosamente equilibrada com a taxa de dissolução

A estabilidade do medicamento durante o armazenamento e o processo de fabricação requer otimização

A capacidade de carga do medicamento é finita e depende da composição da matriz

Figura 4.​ Dissolver a estrutura da microagulha e-processar a degradação da pele.

4. Microagulhas Revestidas (CMNs)

Visão geral

Microagulhas revestidas sãoMNs sólidos com revestimento terapêuticoaplicado na superfície da agulha. O medicamento é liberado à medida que o revestimento se dissolve ou se desprende em contato com a pele.

Métodos de revestimento

Mecanismo e vantagens

Liberação rápida de medicamentosimediatamente após a inserção

Controle preciso de dose-a quantidade de medicamento administrado é determinada pela espessura do revestimento e pela área de superfície

Simples de operar; bem-adequado paramedicamentos de alta-potência e baixa{1}}dosagem(por exemplo, vacinas, peptídeos)

Custo-econômico e escalonável

Limitações

A carga de drogas élimitado pela área de superfícieda microagulha

O revestimento podeseparar durante a inserçãoou degradar durante o armazenamento

Garantir a espessura uniforme do revestimento e a estabilidade-de longo prazo continua sendo um desafio de formulação

Figura 5.​ Fabricação de microagulhas revestidas por meio de métodos de-revestimento por imersão e{1}}revestimento por spray.

Comparação resumida

Observações Finais

Cada arquitetura MN oferece umconjunto distinto de compensações-​ em termos de capacidade do medicamento, cinética de liberação, complexidade de fabricação e adequação clínica. Compreender essas diferenças é essencial paracombinando a plataforma MN certa com a aplicação terapêutica certa-especialmente no campo em rápido crescimento deadministração de medicamentos-mediada por microagulhas para doenças cutâneas.

À medida que a ciência dos materiais e a microfabricação continuam avançando, podemos esperar projetos híbridos ainda mais sofisticados que combinem os melhores recursos de todos os quatro tipos-nos aproximando do verdadeiroterapia transdérmica personalizada, indolor e de precisão.