ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ТА АНАЛІЗ МАТЕРІАЛІВ І СФЕРИ ЗАСТОСУВАННЯ МІКРОГОЛКОВИХ СИСТЕМ
DOI:
https://doi.org/10.32782/health-2025.3.11Ключові слова:
мікроголки, трансдермальна доставка, полімерні матеріали, 3D-друковані ліки, інноваційні препаратиАнотація
Мікроголки – це інноваційна технологія, що дає змогу здійснювати трансдермальну доставку лікарських засобів, вакцин та інших біологічно активних речовин. Вони є альтернативою традиційним ін’єкціям, пропонуючи безболісний та зручний спосіб уведення лікарських речовин. Мета роботи – надати загальну характеристику мікроголкових систем, провести аналіз матеріалів, що використовуються для їх виготовлення, а також визначити основні сфери застосування мікроголкових систем.Матеріали та методи. Проведено збір, систематизацію, аналіз і узагальнення даних із використанням матеріалів науково-метричних баз даних (Scopus, PubMed, Web of Science, Google Scholar). Результати дослідження. Мікроголки працюють за принципом проникнення у верхні шари шкіри, куди вони можуть доставляти лікарські засоби без подразнення нервових закінчень. Існують різні типи мікроголок: розчинні, порожнисті та мікроголки з покриттям. До переваг мікроголок відносять безболісність, зручність і швидкість використання, ефективність. Недоліками є обмежена глибина проникнення, вартість готового продукту, потреба у спеціальному обладнанні для виготовлення та фахівці, що працюють із таким обладнанням.Для виготовлення мікроголок сьогодні використовують полімери (у тому числі біодеградуючі), метал та кераміку. Виготовлення мікроголкових систем складається з одержання пластирної основи, а також виготовлення мікроголкового каркасу. Вибір технології залежить від матеріалу, який використовується для виготовлення мікроголкового каркасу, а також типу трансдермального пластиру. Із розвитком технологій найбільш розповсюдженим методом отримання мікроголкового каркасу став 3D-друк.Контроль якості мікроголкових систем найчастіше здійснюють за показниками, характерними для пластира, частиною якого є мікроголки. Висновки. Наведено переваги та недоліки мікроголкових систем. Установлено, що серед сучасних матеріалів для виготовлення мікроголок частіше використовують полімери. Наведено узагальнену технологічну схему виготовлення трансдермальних пластирів із мікроголками. Установлено, що найбільш сучасним методом виготовлення мікроголкового каркасу є технологія 3D-друку. Контроль якості мікроголкових систем включає органолептичний контроль мікроголкового каркасу та проведення випробувань, характерних для трансдермальних пластирів.
Посилання
Khan A., Mishra P., Gupta D., Kumari P. Advances in Transdermal Drug Delivery Systems: From Patches to Microneedles. 2024. № 1. P. 105–112. DOI: https://doi.org/10.21590/jddhs.01.02.06
Вишневська Л. І. Розчинні мікроголки як одна з інноваційних технологій трансдермальних систем доставки лікарських препаратів. Сучасні досягнення фармацевтичної справи : збірник наукових праць. Харків : НФаУ, 2023. С. 138–142.
Zhang Y., Chen Z., Wu W., Xu C. Focused ion beam (FIB) prepared microtextured microneedle array capable of delivering drugs through punctured skin. Scientific Reports. 2024. № 14. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-83094-z
Nguyen H., Kipping T., Banga A. Polymeric Microneedles Enhance Transdermal Delivery of Therapeutics. Pharmaceutics. 2024. № 16. P. 845. DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics16070845
Khan M. U. А., Aslam M., Abdullah M., Gul H., Stojanovic G., Abdal-hay Ali A., Hasan A., Microneedle system for tissue engineering and regenerative medicines: a smart and efficient therapeutic approach. Biofabrication. 2024. № 16. DOI: https://doi.org/10.1088/1758-5090/ad6d90
Chen X., Wang L., Yu H., Li C., Feng J., Haq F., Khan A., Khan R. Preparation, properties and challenges of the microneedles-based insulin delivery system. Journal of Controlled Release. 2018. № 288. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2018.08.042
Bahadur S., Radhika., Sahu K., Singh A. Advances and Challenges of Microneedle Assisted Drug Delivery for Biomedicals Applications: A Review. Current pharmaceutical biotechnology. 2024. № 26. DOI: https://doi.org/10.2174/0113892010310769240924053724
Gu Z., Song K., An H., Sun D., Ma Y., Wang H., Chen Y., Gu Q., Wen Y. Advances in adhesion of microneedles for bioengineering. Journal of Materials Chemistry B. 2025. № 13. DOI: https://doi.org/10.1039/D4TB02517B
Kumar S., Shukla R. Advancements in microneedle technology: current status and next-generation innovations. Journal of microencapsulation. 2024. № 41. P. 1–22. DOI: https://doi.org/10.1080/02652048.2024.2418613
Aswar G., Hatwar P., Bakal R., Kalamb V., Thak I. Microneedles: An efficient technique to enhance Transdermal Drug Delivery System. GSC Biological and Pharmaceutical Sciences. 2024. № 29. P. 256–266. DOI: https://doi.org/10.30574/gscbps.2024.29.3.0480
Wang Z., Tong S., Niu J., Cao C., Gao A., Jiao Y., Fu Y., Li D., Pan X., Sheng N., Cui S., Lin S., Yanlei L., Yan L., Cui D. Microneedles: multifunctional devices for drug delivery, body fluid extraction, and bio-sensing. Nanoscale. 2024. № 17. DOI: https://doi.org/10.1039/D4NR03538K
Zhang J., Su Y., Zhao T., Dong L., Ji L., Yan L., Wang S., Chen Y. Research progress in stimuli-responsive microneedles for biomedical applications. Chinese Journal of Biotechnology. 2024. № 40. P. 4019–4041. DOI: https://doi.org/10.13345/j.cjb.240121
Goswami A., Radha G., Venuganti V. V. Transforming Biologics Delivery through Microneedles. Current Nanoscience. 2024. № 21. DOI: https://doi.org/10.2174/0115734137317813241014113421
Aroche A., Nissan H., Daniele M. Hydrogel-Forming Microneedles and Applications in Interstitial Fluid Diagnostic Devices. Advanced Healthcare Materials. 2024. № 14. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202401782
Wang W., Liang Y., Yan X., Tang G., Xu F., Li Z. Based on Finite Element Simulation: Optimization of Microneedle Structure and Mechanical Performance Analysis. Journal of Physics: Conference Series. 2024. № 2890. е012059. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/2890/1/012059
Hemalatha KP, Mancy SP, Rahman U. A Systematic Review on Microneedles: A Guide to Fabrication, Applications, and Various Research Probe. African Journal of Biomedical Research. 2024. № 27. DOI: https://doi.org/10.53555/AJBR.v27i4S.7100
Dhanlobhe V., Dongre B., Khandale N., Mahanur V., Maske A., Mondal M. Microneedles: A New Frontier in Cancer Therapy. International Journal of Advanced Research in Science, Communication and Technology. 2024. P. 388–397. DOI: https://doi.org/10.48175/IJARSCT-22856
Choi H., Seo H., Yoon H. Fabrication Methods of Microneedles with Polymeric Materials. Korean Journal of Chemical Engineering. 2024. № 42. DOI: https://doi.org/10.1007/s11814-024-00314-y
Kong B., Liu R., Kong T., Zhao Y. Bioinspired Wet Adhesive Proanthocyanidins Microneedles for Ocular Wound Healing. Research. 2024. № 7. DOI: https://doi.org/10.34133/research.0485
Roy S., Ali K., Biswas M., Dey A., Bishal A., Kuiry A. Microneedles: An Efficient Technique to Increase Transdermal Drug Delivery System. Current drug delivery. 2024. № 21. DOI: https://doi.org/10.2174/0115672018301931240624072453
Kouassi M. C., Ben Abdallah A., Nouira S., Ballut S., Fitoussi J., Shirinbayan M., Kallel A. FDM printing of microneedles based on biocompatible and biodegradable thermoplastic polymers. Journal of Applied Polymer Science. 2024. № 141. DOI: https://doi.org/10.1002/app.56067
He Y., He D., Fan L., Ren S., Wang L., Sun J. Application of hydrogel microneedles in the oral cavity. Biopolymers. 2024. № 115. e23573. DOI: https://doi.org/10.1002/bip.235731. Khan A., Mishra P., Gupta D., Kumari P. Advances in Transdermal Drug Delivery Systems: From Patches to Microneedles. 2024. № 1. P. 105–112. DOI: https://doi.org/10.21590/jddhs.01.02.06
Вишневська Л. І. Розчинні мікроголки як одна з інноваційних технологій трансдермальних систем доставки лікарських препаратів. Сучасні досягнення фармацевтичної справи : збірник наукових праць. Харків : НФаУ, 2023. С. 138–142.
Zhang Y., Chen Z., Wu W., Xu C. Focused ion beam (FIB) prepared microtextured microneedle array capable of delivering drugs through punctured skin. Scientific Reports. 2024. № 14. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-83094-z
Nguyen H., Kipping T., Banga A. Polymeric Microneedles Enhance Transdermal Delivery of Therapeutics. Pharmaceutics. 2024. № 16. P. 845. DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics16070845
Khan M. U. А., Aslam M., Abdullah M., Gul H., Stojanovic G., Abdal-hay Ali A., Hasan A., Microneedle system for tissue engineering and regenerative medicines: a smart and efficient therapeutic approach. Biofabrication. 2024. № 16. DOI: https://doi.org/10.1088/1758-5090/ad6d90
Chen X., Wang L., Yu H., Li C., Feng J., Haq F., Khan A., Khan R. Preparation, properties and challenges of the microneedles-based insulin delivery system. Journal of Controlled Release. 2018. № 288. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2018.08.042
Bahadur S., Radhika., Sahu K., Singh A. Advances and Challenges of Microneedle Assisted Drug Delivery for Biomedicals Applications: A Review. Current pharmaceutical biotechnology. 2024. № 26. DOI: https://doi.org/10.2174/0113892010310769240924053724
Gu Z., Song K., An H., Sun D., Ma Y., Wang H., Chen Y., Gu Q., Wen Y. Advances in adhesion of microneedles for bioengineering. Journal of Materials Chemistry B. 2025. № 13. DOI: https://doi.org/10.1039/D4TB02517B
Kumar S., Shukla R. Advancements in microneedle technology: current status and next-generation innovations. Journal of microencapsulation. 2024. № 41. P. 1–22. DOI: https://doi.org/10.1080/02652048.2024.2418613
Aswar G., Hatwar P., Bakal R., Kalamb V., Thak I. Microneedles: An efficient technique to enhance Transdermal Drug Delivery System. GSC Biological and Pharmaceutical Sciences. 2024. № 29. P. 256–266. DOI: https://doi.org/10.30574/gscbps.2024.29.3.0480
Wang Z., Tong S., Niu J., Cao C., Gao A., Jiao Y., Fu Y., Li D., Pan X., Sheng N., Cui S., Lin S., Yanlei L., Yan L., Cui D. Microneedles: multifunctional devices for drug delivery, body fluid extraction, and bio-sensing. Nanoscale. 2024. № 17. DOI: https://doi.org/10.1039/D4NR03538K
Zhang J., Su Y., Zhao T., Dong L., Ji L., Yan L., Wang S., Chen Y. Research progress in stimuli-responsive microneedles for biomedical applications. Chinese Journal of Biotechnology. 2024. № 40. P. 4019–4041. DOI: https://doi.org/10.13345/j.cjb.240121
Goswami A., Radha G., Venuganti V. V. Transforming Biologics Delivery through Microneedles. Current Nanoscience. 2024. № 21. DOI: https://doi.org/10.2174/0115734137317813241014113421
Aroche A., Nissan H., Daniele M. Hydrogel-Forming Microneedles and Applications in Interstitial Fluid Diagnostic Devices. Advanced Healthcare Materials. 2024. № 14. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202401782
Wang W., Liang Y., Yan X., Tang G., Xu F., Li Z. Based on Finite Element Simulation: Optimization of Microneedle Structure and Mechanical Performance Analysis. Journal of Physics: Conference Series. 2024. № 2890. е012059. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/2890/1/012059
Hemalatha KP, Mancy SP, Rahman U. A Systematic Review on Microneedles: A Guide to Fabrication, Applications, and Various Research Probe. African Journal of Biomedical Research. 2024. № 27. DOI: https://doi.org/10.53555/AJBR. v27i4S.7100
Dhanlobhe V., Dongre B., Khandale N., Mahanur V., Maske A., Mondal M. Microneedles: A New Frontier in Cancer Therapy. International Journal of Advanced Research in Science, Communication and Technology. 2024. P. 388–397. DOI: https://doi.org/10.48175/IJARSCT-22856
Choi H., Seo H., Yoon H. Fabrication Methods of Microneedles with Polymeric Materials. Korean Journal of Chemical Engineering. 2024. № 42. DOI: https://doi.org/10.1007/s11814-024-00314-y
Kong B., Liu R., Kong T., Zhao Y. Bioinspired Wet Adhesive Proanthocyanidins Microneedles for Ocular Wound Healing. Research. 2024. № 7. DOI: https://doi.org/10.34133/research.0485
Roy S., Ali K., Biswas M., Dey A., Bishal A., Kuiry A. Microneedles: An Efficient Technique to Increase Transdermal Drug Delivery System. Current drug delivery. 2024. № 21. DOI: https://doi.org/10.2174/0115672018301931240624072453
Kouassi M. C., Ben Abdallah A., Nouira S., Ballut S., Fitoussi J., Shirinbayan M., Kallel A. FDM printing of microneedles based on biocompatible and biodegradable thermoplastic polymers. Journal of Applied Polymer Science. 2024. № 141. DOI: https://doi.org/10.1002/app.56067
He Y., He D., Fan L., Ren S., Wang L., Sun J. Application of hydrogel microneedles in the oral cavity. Biopolymers. 2024. № 115. e23573. DOI: https://doi.org/10.1002/bip.23573
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.




