模拟PVP (聚乙烯) 和PVA (聚乙醇) 微针的插入行为
M Soorani1, Q K Anjani2, E Larrañeta2
1Department of Chemical Engineering, Loughborough University, Loughborough, LE11 3TU, United Kingdom.
International journal of pharmaceutics
|August 23, 2024
概括
这项研究模拟了微针 (MN) 插入皮肤的模式,揭示了溶解微针和皮肤的非线性材料特性如何影响插入动态. 实验验证证证实了这些模型对未来研究的准确性.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 机械工程 机械工程
- 计算建模 计算建模
背景情况:
- 微针 (MN) 阵列越来越多地用于通过皮肤递送药物.
- 了解MN插入期间的机械相互作用对于优化设备设计和有效性至关重要.
- 无论是MNs还是皮肤的非线性材料行为都显著地影响了插入动态,但这在当前的模型中往往是简化的.
研究的目的:
- 研究聚合物微针 (MN) 和皮肤对MN插入动态的非线性材料行为的影响.
- 开发和验证一个计算模型,准确预测MN插入皮肤.
- 为设计更有效的溶解MN系统提供基础.
主要方法:
- 采用实验调查和数值模拟来研究MN插入.
- 利用拉姆伯格-奥斯古德和新胡克方程,为MN材料 (聚乙烯醇/聚乙烯罗利) 和皮肤建模非线性应力-应变关系.
- 使用激光工程微型模板制造的MN,并使用纹理分析仪对其机械性能 (模块,波松比率,压缩破裂力) 进行了特征化.
主要成果:
- 实验结果与计算模拟数据之间有很强的对齐.
- 验证了MN材料和插入期间皮肤行为的机械测试和数学计算的准确性.
- 在模拟MN插入中证实了MN-皮肤相互作用的确定的参数的预测能力.
结论:
- 开发的模型准确地捕捉了在插入过程中溶解MNs和皮肤之间的复杂,非线性相互作用.
- 经过验证的参数为未来基于MN的药物输送系统的计算建模和设计优化提供了可靠的基础.
- 这项研究提高了对微针插入机制的理解,为改进的透皮疗法铺平了道路.
