Microneedles: طبقه بندی، ساخت، و کاربردها
Aug 22, 2026
میکروسوزن ها (MNs) ساختارهای سوزنی در مقیاس میکرو هستند که برای دارورسانی از طریق پوست، نمونه برداری از مایع بینابینی، تشخیص سیگنال، حس زیستی و سایر کاربردهای زیست پزشکی طراحی شده اند. بهره مندی از آنهابدون درد، کم تهاجمی، و کاربر پسند-طبیعت، MN ها توجه تحقیقات گسترده ای را به خود جلب کرده اند. یک MN معمولی ازطول 25 تا 2000 میکرومتر، با اندازه نوک10–20 μm-به طور قابل توجهی تیزتر از سوزن های زیرپوستی معمولی است. این هندسه MN ها را قادر می سازد تا به راحتی به داخل نفوذ کنندلایه شاخی(خارجی ترین سد پوست) و ایجاد میکروکانال ها، در حالی که عمداً از تماس با رشته های عصبی و عروق خونی واقع در اپیدرم و درم جلوگیری می کند.
مفهوم ساخت MN برای اولین بار در سال پیشنهاد شد1976برای غلبه بر محدودیت های دارورسانی سنتی از طریق پوست. از آنجایی که1990sبا پیشرفت در فناوریهای ریزساخت مدرن، طیف گستردهای از MNs با موفقیت توسعه یافتهاند و به طور گسترده در زمینه زیستپزشکی به کار گرفته شدهاند.
به دنبال بحث قبلی ما در مورد چسبهای میکرونیدل و آخرین پیشرفتها در زایمان از طریق پوست، Engineering for Life (EFL) این طبقهبندی جامع از MNها را بر اساس ویژگیهای ساختاری و عملکردی آنها همراه با روشهای ساخت معرف و مطالعات موردی ارائه میکند.
پنج نوع عمده میکرونیدل
(مرجع: بررسیهای پیشرفته تحویل دارو، 2019 - https://doi.org/10.1016/j.addr.2019.10.004)
1. میکروسوزن جامد (SMNs)
میکروسوزن های جامد بر روی یک بستر مسطح ساخته می شوند که معمولاً در آرایه های مختلف از5×5 تا 20×20، شبیه بشقاب میخ دار.
|
دسته بندی |
جزئیات |
|---|---|
|
ساخت |
برش مستقیم از مواد جامد از طریق فرسایش لیزری یا اچ مکانیکی/شیمیایی. همچنین توسط قالب گیری و آبکاری اصلی تولید می شود. |
|
تحویل دارو |
SMN ها ابتدا برای ایجاد منافذ ریز در پوست وارد می شوند. پس از برداشتن، یک پچ{2}}دارای دارو اعمال میشود و دارو به آرامی از طریق کانالهای باقیمانده به بافتهای عمیقتر پخش میشود. روش دیگر، SMN ها می توانند سطح پوست را خراش دهند تا آسیب های ریز{4} خطی ایجاد کنند و انتشار دارو را تسهیل کنند. |
|
مزایا |
سفتی مکانیکی بالا اجازه نفوذ آسان و مطمئن به پوست را می دهد. |
|
معایب |
شکنندگی منجر به خطر شکستگی سوزن در حین حمل و نقل، جابجایی یا جاگذاری می شود. |
📌 مطالعه موردی: ساخت و شناسایی میکروسوزنهای سیلیکونی جامد با روکش طلا-با سازگاری زیستی بهبودیافته- https://doi.org/10.1007/s00170-018-2596-3
2. میکروسوزن های توخالی (HMN)
میکروسوزن های توخالی اساساً سوزن های زیرپوستی معمولی هستندبه ابعاد میکرومتر کوچک شده است. آنها را می توان به عنوان یک سوزن منفرد یا یک آرایه نصب شده بر روی یک پایه پیکربندی کرد، که ممکن است به یک دستگاه خارجی متصل شود که نیروی محرکه ای برای تزریق مایع یا دارو از طریق لومن داخلی فراهم می کند.
|
دسته بندی |
جزئیات |
|---|---|
|
ساخت |
فرآیندهای کشش اکستروژن ترموپلاستیک{0}}از جمله موارد دیگر. |
|
تحویل دارو |
داروهای مایع مشابه تزریق زیر جلدی{0}}با فشار از طریق لومن HMN به داخل پوست هدایت میشوند. |
|
مزایا |
کنترل دقیق دوز-در صورت تقاضا را متناسب با بیماران خاص فعال میکند. |
|
معایب |
سفتی پوست ممکن است میزان تحویل و حجم کل مایع را محدود کند. |
📌 مطالعه موردی: https://doi.org/10.1063/5.0008983
3. میکروسوزن های پوشش دار (CMN)
میکروسوزن های روکش دار با استفاده از آن ساخته می شوندمواد زیست تخریب پذیر و زیست سازگار، قادر به ارسال سریع داروهای-وزن مولکولی-بالا در پوست است. داروها در یک فاز جامد به عنوان پوششی روی سطح سوزن ذخیره می شوند که پایداری طولانی مدت-را افزایش می دهد.
|
دسته بندی |
جزئیات |
|---|---|
|
ساخت |
غوطه ور کردن-روکش، رول-پوشش، لایه-لایه-پوشش لایه، و پوشش{4}} اسپری. |
|
تحویل دارو |
پس از وارد کردن، پوشش داروی محلول{0}}در آب از سطح MN به داخل پوست حل میشود و سپس با سوزن جمع میشود. |
|
مزایا |
مقرون به صرفه، کارکرد ساده، و قابلیت ارائه دوزهای بزرگ دارو را دارد. |
|
معایب |
پوشش ممکن است در حین قرار دادن جدا شود. سینتیک انحلال در پوست بر ترشح دارو تأثیر می گذارد، اما کنترل دقیق آن دشوار است. |
📌 مطالعه موردی: یک روش جدید برای ساخت میکروسوزن های پوشش داده شده با دوز دارویی همگن و قابل کنترل برای دارورسانی از طریق پوست- https://doi.org/10.1007/s13346-022-01123-8
4. حل کردن میکروسوزن ها (DMNs)
میکروسوزن های حل شونده ازمواد زیست سازگار،-مواد ماتریکس محلول در آب، از بین بردن نگرانی در مورد باقی مانده شکستگی سوزن و زیست سازگاری. پس از وارد کردن، نوک سوزن در مایع بینابینی حل می شود و به طور طبیعی داروی کپسوله شده را آزاد می کند.
|
دسته بندی |
جزئیات |
|---|---|
|
ساخت |
ریختهگری دو مرحلهای، دمیدن قطرهای، لیتوگرافی گریز از مرکز، فوتوپلیمریزاسیون، و لیتوگرافی ترسیمی. |
|
تحویل دارو |
پلیمرهای زیست تخریب پذیر و داروهای مبتنی بر{0}}شکر محلول در آب- درون ماتریکس کپسوله می شوند. DMN ها به طور کامل در پوست تجزیه یا حل می شوند و به آزادسازی کامل دارو می رسند. |
|
مزایا |
زیست سازگاری عالی؛ مدیریت یک مرحلهای-سادهشده (بدون نیاز به حذف پچ)؛ بدون زباله های تیز خطرناک زیستی |
|
معایب |
ظرفیت بارگیری دارو محدود؛ استحکام مکانیکی متوسط موثر بر نفوذ پوست؛ از دست دادن بالقوه زیست فعالی دارو در طول ساخت یا ذخیره سازی. |
📌 مطالعه موردی: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.120749
5. هیدروژل-تشکیل میکروسوزن (HFMN)
میکروسوزن های تشکیل دهنده هیدروژل-از آن تهیه می شودهیدروژل{0}}ساخت ماتریس های پلیمری. پس از قرار دادن، این آرایه ها به سرعت مایع بینابینی را جذب می کنند و باعث متورم شدن و تشکیل هیدروژل می شوند.مجراهای پیوسته و بدون مانعبرای نفوذ مداوم دارو
|
دسته بندی |
جزئیات |
|---|---|
|
ساخت |
روشهای مبتنی بر قالب-و لیتوگرافی پیشبینی پردازش نور دیجیتال (DLP). |
|
تحویل دارو |
HFMN ها در محل متورم می شوند تا مجاری هیدروژلی ایجاد کنند که انتشار کنترل شده دارو را در پوست امکان پذیر می کند. |
|
مزایا |
(الف) بارگذاری بالای دارو با پروفایل های آزادسازی قابل کنترل؛ (ب) مواد پلیمری متقابل از شکستگی سوزن و آسیب پوستی مرتبط جلوگیری می کند. (ج) طراحی متورم-اما-غیرقابل انحلال-رهاسازی پایدار و قابل پیشبینی دارو را ممکن میسازد. |
|
معایب |
سختی مکانیکی به دلیل انعطاف پذیری ذاتی پلیمرهای هیدروژل همچنان یک چالش است. |
جدول مقایسه خلاصه
|
تایپ کنید |
ویژگی کلیدی |
مکانیزم تحویل |
محدودیت اصلی |
|---|---|---|---|
|
جامد (SMN) |
سفتی بالا |
Poke & Patch |
شکنندگی / خطر شکستگی |
|
توخالی (HMN) |
لومن داخلی |
تزریق مبتنی بر فشار- |
با سفتی پوست محدود می شود |
|
پوشش داده شده (CMN) |
دارو روی سطح |
پوشش حل شونده |
سینتیک انحلال کنترل نشده |
|
انحلال (DMN) |
ماتریس کاملاً تجزیه پذیر |
در{0}}انحلال درجا |
بار کم دارو، نگرانی های پایداری |
|
هیدروژل (HFMN) |
پلیمر متورم |
تورم- مجاری ایجاد کرد |
سفتی ناکافی |
توجه داشته باشید: این طبقه بندی و خلاصه فنی توسط Engineering for Life (EFL) گردآوری شده است. برای منابع بیشتر یا فرصت های همکاری، لطفاً مستقیماً با EFL تماس بگیرید.








