DOI: https://doi.org/10.3389/jpps.2024.12434
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38571937
تاريخ النشر: 2024-03-20
المؤلف: Fanda Meng وآخرون
الموضوع الرئيسي: التطورات في توصيل الأدوية عبر الجلد
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على التقدم في تكنولوجيا توصيل الأدوية بمساعدة الإبر الدقيقة (MN)، مع تسليط الضوء على إمكاناتها كبديل غير جراحي للإبر تحت الجلد التقليدية. الإبر الدقيقة قادرة على اختراق الطبقة القرنية لتوصيل المكونات الصيدلانية النشطة عبر الأنسجة الجلدية، مما يسهل الإفراج المنظم والمستدام. يتم التأكيد بشكل خاص على استخدام الإبر الدقيقة البوليمرية طويلة المفعول لقدرتها على تقليل تكرار الإدارة، وبالتالي تعزيز التزام المرضى ونتائج العلاج في إدارة الأمراض المزمنة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لهذه الإبر الدقيقة التخفيف من ردود الفعل المعوية وتقليل الآثار الجانبية، مما يبرز قابليتها السريرية.
تستعرض الورقة استراتيجيات التصميم والتطبيقات الحديثة للإبر الدقيقة البوليمرية طويلة المفعول بينما تتناول التحديات المرتبطة بالتصنيع على نطاق واسع والامتثال التنظيمي. من خلال معالجة هذه القضايا، تهدف المؤلفون إلى تعزيز الترجمة السريرية الفعالة لمنتجات الإبر الدقيقة، مما يسهم في تحسين حلول الرعاية الصحية.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على الأهمية المتزايدة لأنظمة توصيل الأدوية عبر الجلد (TDDS) لكل من الإدارة الدوائية النظامية والمحلية. نظرًا لعدم نفاذية الطبقة القرنية (SC) المحدودة، كانت أنظمة TDDS فعالة بشكل أساسي لنطاق ضيق من الجزيئات الصغيرة عالية الذوبان في الدهون. لقد ظهرت الإبر الدقيقة (MNs)، التي تخلق قنوات ميكروية قابلة للعكس في الطبقة القرنية، كتقنية واعدة لتعزيز النفاذية الفيزيائية، مما يحسن توصيل الأدوية مع تقليل التدخل المرتبط بالحقن التقليدية. تم تطوير أنواع مختلفة من الإبر الدقيقة – صلبة، مغلفة، مجوفة، قابلة للتورم، قابلة للذوبان، وقابلة للتحلل – مع تفضيل البوليمرات القابلة للتحلل بسبب توافقها الحيوي وملف الأمان الخاص بها.
تؤكد الورقة على تطور الإبر الدقيقة من آليات الإفراج السريع إلى أنظمة توصيل طويلة المفعول، وهي مفيدة بشكل خاص للمرضى الذين يعانون من حالات مزمنة والذين يحتاجون إلى الالتزام المستمر بالعلاج. يمكن للإبر الدقيقة طويلة المفعول استقرار تركيزات الأدوية في البلازما، مما يقلل من مخاطر السمية ويحسن نتائج العلاج. تركز المراجعة على مزايا الإبر الدقيقة البوليمرية في إدارة الأمراض المزمنة، موضحة أربع استراتيجيات تصميم للإبر الدقيقة طويلة المفعول وآليات عملها عبر تطبيقات طبية مختلفة. تختتم بمعالجة التحديات التي تواجه هذه التكنولوجيا وإمكاناتها في الانتقال من البحث في المختبر إلى الممارسة السريرية.
نقاش
ت outlines قسم النقاش في ورقة البحث استراتيجيات تصميم مختلفة للإبر الدقيقة البوليمرية طويلة المفعول (MNs) التي تسهل توصيل الأدوية المستدام. يتم تصنيف هذه الاستراتيجيات إلى أربعة أنواع رئيسية: (A) الإبر الدقيقة القابلة للذوبان المحملة بجزيئات نانوية/ميكروية، (B) الإبر الدقيقة البوليمرية القابلة للتحلل، (C) الإبر الدقيقة البوليمرية القابلة للتورم، و(D) الإبر الدقيقة البوليمرية ذات خزان الطبقة الخلفية. يستفيد كل تصميم من خصائص البوليمر المحددة وأنواع خزانات الأدوية لتحسين ملفات الإفراج عن الأدوية. على سبيل المثال، تستخدم الإبر الدقيقة القابلة للذوبان بوليمرات قابلة للذوبان في الماء لإنشاء قنوات ميكروية تسمح بالإفراج السريع عن الأدوية، بينما تستخدم الإبر الدقيقة القابلة للتحلل بوليمرات تتحلل بمعدلات مضبوطة لإدارة الإفراج عن الأدوية على مدى فترات طويلة.
يسلط القسم الضوء على النتائج المهمة من دراسات مختلفة تظهر فعالية هذه التصاميم للإبر الدقيقة في توصيل مجموعة من العوامل العلاجية، بما في ذلك الأنسولين، واللقاحات، وأدوية السرطان. على سبيل المثال، أظهر إيتو وآخرون أن جزيئات السيليكات المسامية المحملة بالأنسولين في الإبر الدقيقة القابلة للذوبان خفضت مستويات السكر في الدم في الفئران لمدة تصل إلى 8 ساعات. وبالمثل، أظهرت الإبر الدقيقة القابلة للتحلل التي تحتوي على هرمونات النمو واللقاحات أنها تعزز نتائج العلاج من خلال توفير إفراج مستدام وتحسين التزام المرضى. يؤكد النقاش على إمكانات هذه التقنيات للإبر الدقيقة في إحداث ثورة في توصيل الأدوية، خاصةً للحالات المزمنة، من خلال تقليل الانزعاج المرتبط بالحقن وتحسين الالتزام بأنظمة العلاج.
DOI: https://doi.org/10.3389/jpps.2024.12434
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38571937
Publication Date: 2024-03-20
Author(s): Fanda Meng et al.
Primary Topic: Advancements in Transdermal Drug Delivery
Overview
The section provides an overview of the advancements in microneedle (MN)-assisted drug delivery technology, highlighting its potential as a minimally invasive alternative to traditional hypodermic needles. MNs are capable of penetrating the stratum corneum to deliver active pharmaceutical ingredients through dermal tissue, facilitating controlled and sustained release. The use of long-acting polymeric MNs is particularly emphasized for their ability to reduce administration frequency, thereby enhancing patient compliance and therapeutic outcomes in chronic disease management. Additionally, these MNs can mitigate gastrointestinal reactions and minimize side effects, underscoring their clinical applicability.
The paper reviews recent design strategies and applications of long-acting polymeric MNs while addressing the challenges associated with large-scale manufacturing and regulatory compliance. By tackling these issues, the authors aim to promote the effective clinical translation of MN products, ultimately contributing to improved healthcare solutions.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the growing significance of transdermal drug delivery systems (TDDS) for both systemic and local drug administration. Due to the limited permeability of the stratum corneum (SC), TDDS has primarily been effective for a narrow range of highly lipophilic small molecules. Microneedles (MNs), which create reversible microchannels in the SC, have emerged as a promising physical permeation-enhancing technique, improving drug delivery while minimizing the invasiveness associated with traditional injections. Various types of MNs—solid, coating, hollow, swellable, dissolving, and biodegradable—have been developed, with biodegradable polymers gaining preference due to their biocompatibility and safety profile.
The paper emphasizes the evolution of MNs from rapid release mechanisms to long-acting delivery systems, particularly beneficial for patients with chronic conditions who require consistent medication adherence. Long-acting MNs can stabilize plasma drug concentrations, reducing toxicity risks and improving therapeutic outcomes. The review focuses on the advantages of polymeric MNs in chronic disease management, detailing four design strategies for long-acting MNs and their mechanisms of action across different medical applications. It concludes by addressing the challenges faced by this technology and its potential transition from laboratory research to clinical practice.
Discussion
The discussion section of the research paper outlines various design strategies for long-acting polymeric microneedles (MNs) that facilitate sustained drug delivery. These strategies are categorized into four main types: (A) nano/microparticle-loaded dissolving MNs, (B) biodegradable polymeric MNs, (C) swellable polymeric MNs, and (D) back-layer reservoir polymeric MNs. Each design leverages specific polymer characteristics and drug reservoir types to optimize drug release profiles. For instance, dissolving MNs utilize water-soluble polymers to create microchannels that allow for rapid drug release, while biodegradable MNs employ polymers that degrade at controlled rates to manage drug release over extended periods.
The section highlights significant findings from various studies demonstrating the efficacy of these MN designs in delivering a range of therapeutic agents, including insulin, vaccines, and anticancer drugs. For example, Ito et al. showed that insulin-encapsulated porous silicate microparticles in dissolving MNs effectively lowered blood glucose levels in mice for up to 8 hours. Similarly, biodegradable MNs containing growth hormones and vaccines have been shown to enhance therapeutic outcomes by providing sustained release and improving patient compliance. The discussion emphasizes the potential of these MN technologies to revolutionize drug delivery, particularly for chronic conditions, by minimizing injection-related discomfort and improving adherence to treatment regimens.