Η διαδερμική χορήγηση αποτελεί μια ιδιαίτερα εύκολη και ελκυστική για τον ασθενή μέθοδο χορήγησης φαρμακολογικά δραστικών ουσιών, υπερτερώντας των συμβατικών per os μορφών ή ενέσεων όσον αφορά τη συμμόρφωση, τη δυνατότητα παρατεταμένης αποδέσμευσης και τις μειωμένες ανεπιθύμητες ενέργειες. Όμως, ο εξ ορισμού ρόλος της κεράτινης στιβάδας του δέρματος ως φραγμός περιορίζει σημαντικά τον αριθμό των δραστικών ουσιών που δύνανται να τον διαπεράσουν.
Οι μικροβελόνες, διατάξεις βελόνων στην κλίμακα των μm, αποτελούν έναν τρόπο αύξησης της διαδερμικής διαπερατότητας παρακάμπτοντας την κεράτινη στιβάδα. Ειδικότερα, οι πολυμερικές διαλυόμενες μικροβελόνες είναι βιοδιασπώμενες, ασφαλείς και παρέχουν τη δυνατότητα ελεγχόμενης αποδέσμευσης των ενσωματωμένων δραστικών. Στην παρούσα εργασία, εφαρμόστηκε μία τροποποιημένη μέθοδος μικροχύτευσης για την κατασκευή πολυμερικών μικροβελόνων από PVA μέσω εκμαγείων PLA, η οποία αξιοποιεί τα πλεονεκτήματα της τρισδιάστατης FDM εκτύπωσης για απλούστευση της παραγωγικής διαδικασίας. Η μέθοδος είχε αναπτυχθεί σε προηγούμενη μελέτη του Εργαστηρίου Φαρμακευτικής Τεχνολογίας, ενώ η παρούσα μελέτη διερεύνησε τη δυνατότητα της μεθόδου αυτής να κατασκευάσει διατάξεις μικροβελόνων διαφορετικής γεωμετρίας, καθώς και την επίδραση της γεωμετρίας στην αποδέσμευση της ενσωματωμένης δραστικής ουσίας. Η πρότυπη υπό εξέταση δραστική ουσία είναι η υδροχλωρική ροπινιρόλη, ένας μη εργολινικός αγωνιστής της ντοπαμίνης που χορηγείται στη νόσο Πάρκινσον.
Στο παραπάνω πλαίσιο, εφαρμόστηκε Πειραματικός Σχεδιασμός (DoE), με τους επιλεχθέντες παράγοντες να είναι το μήκος της βάσης των μικροβελόνων, το ύψος τους και ο αριθμός τους, ενώ η απόκριση ήταν η αθροιστική ποσότητα δραστικής που διαπέρασε το δέρμα σε ex vivo πειράματα κυττάρων διάχυσης ανά μονάδα επιφανείας. Εννέα διαφορετικές γεωμετρικά διατάξεις μικροβελόνων από PVA κατασκευάστηκαν επιτυχώς με υψηλή ακρίβεια, καθιστώντας εφικτή την εξατομίκευση της χορηγούμενης δόσης μέσω μεταβολής της γεωμετρίας των μικροβελόνων εντός του χώρου σχεδιασμού.
(EL)
Transdermal administration is a particularly easy and attractive for the patient method of drug administration, outperforming conventional per os forms or injections in terms of compliance, sustained release and reduced adverse effects. However, the intrinsic role of the stratum corneum as a barrier significantly limits the number of active substances that can penetrate it.
Microneedles, needle arrays in the μm scale, are a way to increase transdermal permeability by bypassing the stratum corneum. Polymeric dissolvable microneedles in particular are biodegradable, safe and provide the possibility of controlled release of incorporated active ingredients. In this work, a modified micromolding method was applied to fabricate polymeric PVA micro-needles through PLA molds, which utilizes the advantages of 3D FDM printing to simplify the production process. The method was developed in a previous study by the Laboratory of Pharmaceutical Technology, while this study investigated the ability of this method to fabricate microneedle dimensions of different geometries, as well as the effect of geometry on the administered dose. The model drug of choice was ropinirole hydrochloride, a non-ergoline dopamine agonist administered in Parkinson's disease that qualifies for transdermal formulation.
In the above context, Design of Experiments (DoE) was applied, with the selected factors being the length of the base of the microneedles, their height and their number, while the response was the cumulative amount of active that penetrated the skin in ex vivo diffusion cell experiments. Nine different geometric arrays of PVA microneedles were successfully fabricated with high precision, making it possible to personalize the administered dose by altering the geometry of the microneedles within the design space.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
