無痛醫(yī)美注射——透明質酸基可溶性微針
1.微針基本介紹
藥物遞送的口服途徑與諸如首過代謝、胃腸道刺激和低生物利用度等限制有關。這些限制可以通過制造透皮給藥系統(tǒng)來避免。在1970年代后期,微針(MN)被認為是最有前途的透皮給藥系統(tǒng)之一。
圖1微針形貌
微針通過在角質層中形成微導管而不破壞活表皮和真皮中存在的神經和血管,從而使活性劑無痛地滲透到皮膚中。因此,需要具有足夠機械強度的針頭才能成功穿刺皮膚屏障。同時,MN的長度也很重要。針頭長度范圍為50至900μm的MN具有更高的患者依從性,而長度大于900μm的MN可能會造成疼痛,因為它們可能會中斷感覺神經末梢。微針可以有效提高患者的依從性和降低交叉污染的風險。MN可根據(jù)其形態(tài)和給藥方式分為實心、中空、涂層和可溶性,廣泛應用于遞送疫苗、蛋白質、免疫生物學等各種藥物及診斷和化妝品。
圖2 可溶性微針(溶解前后對比)
可溶性微針遵循“戳放”的原理,給藥后,聚合物材料溶解/侵蝕以釋放負載或涂層的內容物。通過這種方式,他們可以確保以更快的速度將分子改進輸送到特定位點。制備可溶性微針的方法有微成型、光聚合和繪圖光刻等,但主要使用溶劑澆鑄。熔鑄法涉及使用高溫,這可能會改變熱不穩(wěn)定物質的效力。溶劑澆注的可溶性MN具有足夠的機械強度以穿透皮膚,通過吸收間質液溶解并釋放藥物貨物。
2.微針材料選擇
聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙交酯、透明質酸(HA)、殼聚糖、羧甲基纖維素、硫酸軟骨素等都可作為可溶性MN的聚合物材料,其中HA是最常用的材料之一。HA非常適合用于制造可溶解型MN,原因是其作為具有增強載藥能力的可生物降解載體,避免了生物危險的銳器廢物,并提高了經濟效益。HA同時還是皮膚的固有成分,同時存在于滑液、軟骨和玻璃體液中。2003年,USFDA批準HA用于填充軟組織損傷。由于其親水性,HA可以封裝各種水溶性分子,而親脂性藥物被包裹在納米顆粒(NP)中,然后均勻分布在親水性HA基質中。它與多種化合物兼容,包括蛋白質、維生素、DNA、親水性藥物、大分子等。
與其他聚合物相比,基于HA的微針已顯示出若干優(yōu)勢。基于受體的藥物輸送過程、皮膚水合作用、與角質層的疏水相互作用、生物粘附性和粘彈性是其一些非常有用的特性,配方科學家已成功利用這些特性來使用微針陣列技術輸送藥物。最近,F(xiàn)onseca等人已經將HA微針的皮膚保濕和再生特性以及豐盈效果用于皮膚美容應用。此外,Jang及其同事使用高分子量HA制備了可溶性MN,通過提高皮膚密度和皮膚彈性來預防皮膚皺紋。
3.微針在美容方面的應用
MN在美容中的作用已經確立。微針后的局部應用描繪了營養(yǎng)輸送或皮膚愈合的顯著改善。微針工藝用于形成微通道,使用這些微通道將部分擴散到更深的皮膚層中。這種技術啟動了膠原蛋白的合成,從而改善了皮膚點和小樹林的愈合。HA具有即時豐盈效果,因為它具有強大的水結合潛力,并刺激成纖維細胞,導致膠原蛋白合成,對改善皮膚健康具有短期和長期效果。Avcil等開發(fā)了基于HA的腺苷和生物活性蛋白混合物的MN。該制劑沒有嚴重的皮膚相互作用或致敏作用,即使每周使用兩次也具有良好的耐受性。治療12周后,觀察到皮膚水合作用增加了近1. 25倍,而皺紋深度改善了26%。Jang對比了高分子量HA和低分子量HA制備的腺苷可溶性微針貼片,其中高分子量組成功穿透了豬尸體的皮膚,完全溶解需要30分鐘。在使用這兩種類型MN的4和8周內觀察到皺紋逐漸減少,真皮密度均增加,但高分子量組表現(xiàn)出更好的性能。
4.總結
作為人體皮膚的天然成分,HA在藥物輸送中的應用是不容置疑的。它的水溶性、固有的和可生物降解的特性可用于開發(fā)可溶解型載體系統(tǒng)。HA作為微針基質材料的可能性被探索以來,已經有十年了。HA MN的制造方法非常簡單且經濟,并被開發(fā)用于改善皺紋、細紋、肥厚性疤痕和各種皮膚狀況,相信研究人員在不久的將來肯定會提出其他新技術來管理皮膚健康、疫苗輸送、疾病診斷、分子成像和化妝品,以確保最大限度地利用透明質酸。
[1] Saha I , Rai V . Hyaluronic acid based microneedle array: Recent applications in drug delivery and cosmetology.[J]. Carbohydrate polymers, 2021, 267:118168.
[2] Vasvani S, Kulkarni P, Rawtani D. Hyaluronic acid: A review on its biology, aspects of drug delivery, route of administrations and a special emphasis on its approved marketed products and recent clinical studies[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2019, 151:1012-1029.
[3] Bukhari S, Roswandi N L, Waqas M, et al. Hyaluronic acid, a promising skin rejuvenating biomedicine: A review of recent updates and pre-clinical and clinical investigations on cosmetic and nutricosmetic effects[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2018, 120:1682-1695.
[4] Duarah S, Sharma M, Wen J. Recent Advances in Microneedle-Based Drug Delivery: Special Emphasis on its Use in Paediatric Population[J]. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 2019, 136:48-69.
[5] Jang M, Baek S, Kang G, et al. Dissolving microneedle with high molecular weight hyaluronic acid to improve skin wrinkles, dermal density and elasticity[J]. International Journal of Cosmetic Science, 2020, 42:302-309.
[6] Choi S Y, Kwon H J, Ahn G R, et al. Hyaluronic acid microneedle patch for the improvement of crow's feet wrinkles[J]. Dermatologic Therapy, 2017:e12546.
[7] Avcil M, Akman G, Klokkers J, et al. Efficacy of bioactive peptides loaded on hyaluronic acid microneedle patches: A monocentric clinical study[J]. Journal of Cosmetic Dermatology, 2019(2):328-337.
[8] Xie Y, Wang H, Mao J, et al.Enhanced in vitro efficacy for inhibiting hypertrophic scar by bleomycin-loaded dissolving hyaluronic acid microneedles[J]. Journal of Materials Chemistry B, 2019, 7(42):6604-6011.
[9] Jang M , Baek S , Kang G , et al. Dissolving microneedle with high molecular weight hyaluronic acid to improve skin wrinkles, dermal density and elasticity[J]. International Journal of Cosmetic Science, 2020, 42(3):302-309.