Micro-aiguilles Creuses

Micro-aiguilles creuses approvisionnent des médicaments par l'approche "enfoncer et assurer un flux ".

Un avantage important des micro-aiguilles creuses par rapport aux micro-aiguilles solides est la possibilité de faciliter l'écoulement des fluides, ce qui permet une livraison plus rapides des médicaments.

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En outre, la dose du médicament souhaité peut être plus facilement contrôlée en fonction des besoins du patient. Cette méthode de délivrance de médicament peut être assurée par diffusion passive à travers le perçage de la micro-aiguille. Celle-ci nécessite une force d'entraînement par la pression, par exemple, en combinant un applicateur d'injection des microaiguilles avec une seringue, une pompe ou un gaz sous pression. En outre, un réseau de microaiguilles peut incorporer une puce microfluidique ou une micro-pompe pour diriger le contenu du réservoir de médicament dans la peau d'une manière contrôlée (349).

Un inconvénient de l'approche " poke and flow " est que les débits de perfusion sont assez faible (50-300 nl / min). Cependant, cela peut être surmonté par une rétraction partielle ou par l’ajout de l’ hyaluronidase à la solution de perfusion, qui décompose l'acide hyaluronique à l'intérieur des fibres de collagène de la peau, ce qui permet des vitesses de perfusion allant jusqu'à 18,8 ml / min.

L'inclusion de l’hyaluronidase dans les systèmes d'administration transdermiques de médicaments à base de micro-aiguilles est très prometteur, car il a été approuvé par la FDA et a été co-administré avec de l'insuline dans un essai clinique (350. 351. 352).

Figure 49 : Représentation schématique des micro-aiguilles creuses et de l’approche ‘’poke and flow’’

149 2.3.1 Micro-aiguilles Solides

Il existe trois principaux mécanismes par lesquels les micro-aiguilles solides peuvent être utilisés pour délivrer des médicaments dans la peau, à savoir l’approche "poke et patch", l’approche le "poke and release " et l’approche "coat and poke« comme schématisé sur la figue. 50.

1.2.3.1 L’approche ‘’ Poke and patch’’

Les Micro-aiguilles solides conçues pour l'administration de médicaments par voie transcutanée ont été utilisés tout d'abord avec l'approche "poke and patch". Dans ce procédé les micro-aiguilles sont appliquées sur la peau puis sont retirées et un patch contenant la formulation de médicament sera appliquée sur le site d'application de micro-aiguilles de sorte que le médicament peut diffuser vers les micro-canaux formés (353).

Des études faites sur la pénétration de la peau à base de micro-aiguilles, ont montré que la perméabilité de différents composés dans la peau in vitro est augmentée par des micro-aiguilles solides jusqu'à quatre fois. Toutefois, le transport passif de médicaments à travers des microcanaux ne conduit pas toujours à une haute biodisponibilité des médicaments (354). L'approche "poke et patch" a été étudié in vitro et in vivo pour la livraison par voie transcutanée de plusieurs types de composés et pour la libération prolongée de médicaments. Pour l'approche "poke et patch" il est très important que les micropores restent ouverts pendant la période de l’application du médicament. Il a été rapporté in vivo que les micropores générés dans la peau du rat par les micro-aiguilles ont été ouverts jusqu'à au moins de 72 h après traitement par les micro-aiguilles quand ils sont détenus dans des conditions occlusives, par exemple, à l'aide de ruban adhésif occlusif ou par exposition à une solution tamponnée (355).

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Figure 50.: Représentation schématique des micro-aiguilles Solides et de l’approche ‘’poke and patch’’ (352).

Cependant, les quand les micropores ne sont pas obstrués ou après le retrait du timbre les micropores se Ferment peu de temps après l'application de micro-aiguille.

En outre, il a été montré que l'ouverture des micropores peut être prolongée jusqu'à sept jours lorsque le diclofénac est ajouté à la formulation de patch. Cependant, cette approche peut ne pas être viable / généralement applicable, parce que les temps d'ouverture plus longues ce qui augmente le risque d'infection. L’approche "poke et patch" a été combinée avec l'iontophorèse, ce qui conduit à une augmentation de l'absorption de médicaments chargés de plusieurs ordres de grandeur par rapport à l'iontophorèse ou micro-aiguilles employées seules. Les Micro-aiguilles dissolvables ont également été utilisées dans l'approche "poke et patch". Une variante de l'approche "poke et patch" est l'approche «gratter et patch", lesquelles micro-aiguilles, micro-projections ou microlames sont d'abord grattées sur la peau pour produire des

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micro-abrasions, sur lesquelles la suite d'un patch d’une solution de médicament est appliqué (356).

2.2.3.1 L’approche ‘’Poke and release’’

Le deuxième mécanisme d’administration transdermique de médicaments par micro-aiguilles solides se fait par l'approche "poke and release ".Cette approche propose une libération contrôlée du médicament à partir des micro-aiguilles en utilisant des matériaux qui servent de dépôt de médicament. Cela implique que, contrairement à l’approche "poke et patcher", les micro-aiguilles doivent rester sur la peau après l'application jusqu'à ce que le médicament soit libéré.

Cette méthode fait appel à des micro-aiguilles poreux, biodégradable, ou des micro-aiguilles disolvables (solubles) à partir de laquelle un médicament est libéré lentement dans la peau (357. 358).

Figure 51 : Représentation schématique des micro-aiguilles dissolvables et de l’approche ‘’poke and release’’

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Micro-aiguilles poreuses absorbent une solution de drogue dans leurs pores qui est libérée après leur application sur la peau. Les Micro-aiguilles poreuses peuvent être constituées de matériaux non biodégradables tels que le silicium poreux.

Cependant, les structures poreuses sont généralement plus fragiles que les structures solides, micro-aiguilles de silicium poreux peuvent se briser plus facilement dans la peau et rester sur la peau après le retrait du patch de micro-aiguilles. Ceci peut poser des problèmes car le silicium est un matériau non biodégradable.

Par conséquent, les micro-aiguilles poreuses faites de matériaux biodégradables sont préférés, tel que des micro-aiguilles solides, en acier inoxydable, enrobées avec du phosphate de calcium microporeux, qui servent de réservoir aux médicaments biodégradables.

En outre, des micro-aiguilles poreuses ont été faites de microparticules d'acide polylactique, mais ces micro-aiguilles ne sont pas capables de pénétrer dans la peau après l'application manuelle en raison de l'insuffisance de micro-aiguilles résistantes.

Enfin, les micro-aiguilles en acier inoxydable comportent des poches à travers le long de l’axe de l’aiguille, grâce à quoi ces poches ont été recouvertes avec un ou plusieurs médicaments. Ces micro-aiguilles permettent une libération prolongée de médicaments différents.

b. micro-aiguilles dissolvables.

Une autre façon de délivrer des médicaments par l'approche "poke and release" est d'utiliser des micro-aiguilles di-solvable ou dégradables. Ces micro-aiguilles sont faites de polymères ou des sucres et permettent d’encapsuler des médicaments dans leur matrice. En outre, ces micro-aiguilles ont l'avantage qu'ils finissent par disparaître et ne laissent pas de déchets piquants, ce qui permet une élimination en toute sécurité du reste du dispositif.

Microaiguilles biodégradables de glycol de triméthylène, fabriqués par stéréo-lithographie UV peuvent être utilisés en tant que système d'administration transdermique à libération lente (359).

Les micro-aiguilles en maltose se dissolvent en moins de 10 minutes dans la peau humaine après l'insertion. Cependant, ces micro-aiguilles nécessitent des températures de fabrication supérieures à 100 °C pour le transport du maltose dans la phase vitreuse.

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Un autre inconvénient de dissolution est la charge de médicament limité, par exemple, l’encapsulation de l'albumine de sérum bovin et de la calcéine dans des micro-aiguilles en polymères avec une charge en médicaments de plus de 10% conduit à une résistance mécanique insuffisante de ces microaiguilles (359. 360).

En outre, des micro-aiguilles de dissolution des protéines encapsulées ont été produites à partir de sulfate de chondroïtine ou le dextrane, qui libère la quasi-totalité du médicament dans une heure. La Dissolution des micro-aiguilles faites par photopolymérisation de pyrrolidone de vinyle, sont en mesure de fournir efficacement l'insuline en quelques minutes dans la peau d'un cadavre de porc (361).