碳水科技(Tanshtech)提供水凝胶微针(Hydrogel Forming Microneedles)定制服务,采用高生物相容性水凝胶聚合物基质,实现无痛、安全、可控的经皮药物递送,可根据客户需求定制针体结构、载药模式与释放特性,广泛应用于疫苗、生物制剂、慢病治疗及医美活性成分输送等领域。
一、前言:微针技术的持续演进
随着经皮给药系统(Transdermal Drug Delivery System,TDDS)的不断发展,微针技术作为突破皮肤角质层屏障的有效手段,已成为药物递送领域的重要方向。
在多种微针类型中,水凝胶微针(Hydrogel Forming Microneedles, HFMN)以其独特的高生物相容性、良好力学性能和可控释放特性,被视为可溶微针之后又一具有广阔前景的创新形态。
二、结构特征与作用机制
水凝胶微针通常由交联态水凝胶或超溶胀型聚合物网络制备而成,制备方法与可溶微针相似,但性能更为稳定。
其独特之处在于:
微针阵列刺入皮肤后,能迅速吸收组织间液;
水凝胶基质在吸水后膨胀而不溶解,形成具有通透性的三维网状结构;
药物分子在组织液渗透压和扩散作用下,通过水凝胶形成的微孔道被递送至皮下组织。
三、载药形式与影响因素
水凝胶微针的载药形式主要包括两种:
基底载药型——药物预置于微针基底,水凝胶吸水形成通道后实现扩散传递;
针体载药型——药物与水凝胶材料共同成型,药物从膨胀的针体中缓慢释放。
药物释放行为与材料的交联密度、亲水性和网络结构孔径密切相关。
交联程度高则孔道紧密,药物释放速率减缓;交联程度低则孔径增大,释放速率加快。通过材料设计可实现速释、缓释或持续释放的可调控给药模式。
四、材料选择与性能要求
制备高性能水凝胶微针的关键在于材料的物理与生物属性平衡。
理想的水凝胶材料应具备以下特征:
高生物相容性与低免疫原性,确保长期安全使用;
适度的机械强度,足以穿透角质层而不发生形变;
优异的吸水性与结构可逆性,保证稳定的药物通道形成。
常用材料包括聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、羧甲基纤维素(CMC)、透明质酸(HA)、明胶(Gelatin)及其交联衍生物等。
五、优势
与其他类型微针相比,水凝胶微针在性能上具有显著优势:
结构完整性高:给药后针体保持形态,可完整移除,无残留风险;
可控释性能优异:通过材料设计实现药物持续、稳定释放;
制备工艺简便:具备较强的可规模化生产潜力;
安全性优越:使用柔性材料,避免机械性损伤及皮肤刺激。