研究人员探索SLA 3D打印微针通过皮肤将药物输送到血液中的创新方法
时间:2020-01-06 07:37 来源:中国3D打印网 作者:中国3D打印网 点击:次
| 中国3D打印网1月6日讯，研究人员在最近发布的“透过皮肤药物输送的3D打印的微流体空心针结构”中，研究人员探索了通过皮肤将药物输送到血液中的创新方法。在这项研究中，他们在微观层面上努力创造交付的“新自由度”。随着医学朝着针对患者的特定治疗方向发展，3D打印继续扮演着巨大的角色，包括医疗设备，植入物，组织工程学创新（如脚手架）等等。在这项研究中，研究人员继续改进针头皮肤注射中的使用。 通常微针是用塑料，金属，陶瓷等材料制成的。随着生物相容性聚合物的问世，由于更大的可处置性，可负担性和定制化的潜力，微针正被更广泛地使用-总体上针对患者特定的利益。微流体装置落后于药物输送系统中的许多新功能，可用于混合和输送所需的少量液体。 研究人员指出：“例如，微流体混合用于直接合成具有可调节理化特性（例如粒径，均质性以及在输送点处的药物载量和释放）的纳米颗粒。” “此外，微针和微流体混合的结合在诸如基于结合疗法的皮下/透皮给药等用于生物治疗的临床前测试的领域中是有益的。” 新的系统也正在开发用于“剂量”的系统，使患者可以同时接受多种药物。微流体技术和创新的药物输送系统使该过程更经济，更简单且更不易出错。这项研究通过“精细的空心微针设计”，通过单步立体光刻（SLA）印刷了支持微流体的微针设备，从而形成了精巧的微针阵列。据中国3D打印网了解，这种体系结构允许调节输入流体溶液的流速，以便在未来基于组合疗法的应用中促进可编程药物的输送。SLA 3D打印有很多好处，研究团队的任务是进一步完善该研究的过程，创建新的微针设计和打印设置。  支持微流体的空心微针设备的3D打印。 （a）具有代表性的启用微流体的微针设备的CAD模型，作为SLA打印机的输入。 （b）具有三个微流体入口的印刷设备，这些入口汇聚到3D螺旋腔和空心微针阵列出口中。 （c）入口交汇处的特写，可以看到红色，透明和蓝色染色溶液流的汇合。 （d）中空微针阵列的特写。 该研究团队能够使用IIa类生物相容性树脂在2.5小时内一次印刷最多12个设备（尺寸为1.5××1.2××3.1×cm）。 
3D打印空心微针阵列的表征。以（a）0°，（b）-45°，（c）+ 45°和（d）90°角打印的剪切圆筒微针图像，带有轮廓轮廓（插图显示相应的打印设置）。 （e）圆锥形，（f）金字塔形和（g）基本的注射器形针头阵列的SEM图像。 （h）每个设计的平均针高（每个阵列25个微针的子集）。 （i）注射器形设计的CAD模型和尖端的SEM图像（曲率半径约为50μm）。 （j）细针头注射器形设计的CAD模型（附加功能突出显示）和针头的SEM图像（曲率半径约为25μm）。 （k）尖端微针阵列的SEM图像。 （l）跨三个独立的细尖端微针阵列的平均微针高度（每个阵列25个微针的子集）。误差线表示±标准偏差。 扫描显微镜在阵列的设计和3D打印方面均显示出成功。
3D打印的微针机械特性：穿透和失败。 （a）在施加力为5 N的情况下，穿过两层封口膜对锥形，锥形和细尖注射器形微针阵列进行穿透测试。 （b）细头注射器形微针的机械仿真，可视化尖端处最大应力的出现。 （c）穿透测试之前和之后的微针的SEM图像（无尖端故障）。 （d）3××3的注射器形微针阵列的轴向力与位移曲线。记录了破坏点和穿透力。插图显示了压缩测试设置。 |
