应用详解｜扫描电镜在微针贴片检测中不可或缺！

来源：复纳科学仪器（上海）有限公司分类：商机

2024-01-26 14:00:05 130阅读次数

扫码分享

PHENOM SCIENTIFIC

微针贴片

微针（Microneedles，MN）贴片因其在透皮药物递送方面的优异能力而备受关注。这些由亚毫米级微针组成的系统能够穿透皮肤的Z外层，以几乎无痛的方式输送药物，目前已经成为继口服和注射之后的第三大给药系统。

在之前的一篇文章中（??再也不怕打针啦｜扫描电镜下的透皮给药微针)，我们知道微针可以由多种材料制成，如金属、玻璃、聚合物和水凝胶。它们的设计和形状多样，以适应不同的药物传递需求。

戳型和溶解类型的微针，通常由聚合物和简单糖构成，使用铸造或微模压技术制备。这种设计允许药物被有效封装在微针中，并在穿透皮肤后通过聚合物的侵蚀机制释放，而不会留下任何生物危险废物。

Part1. 微针的制造过程

微针的制造过程包括精确控制微针的几何形状、基部和尖端直径、长度和间隔。这些因素对微针的穿透能力至关重要。在生产过程中，原材料的黏度变化、磨具的磨损，以及烘干温度的控制都可能影响微针的Z终形态。因此，严格的质量控制和检查是确保微针有效性和安全性的关键。在微针的表面形貌和载药情况检测中，扫描电镜发挥着重要的作用。

Part2. 微针表面形貌观测和尺寸测量

为了能够检查微针的整体排列和形态，而且放大图片还能观察每个微针的细节，可以使用 Phenom XL G2 大仓室扫描电镜的自动成像和拼接功能，快速获取整个微针贴片的高分辨率图像，且可以进行放大观察局部细节。如图 1 所示：

图1：微针贴片的整体 SEM 图像

通常情况下，需要对微针样品的侧面微观细节进行观测，这对观察微针尖端和进行尺寸测量至关重要。如图 2 所示，扫描电镜图中可以清晰观察到微针的矩阵结构是否完整，以及微针表面的载药情况。

图2：微针倾斜视角的 SEM 细节图

Part3. 微针表面载药的成分分析

微针表面负载药物，将吸满药剂的贴片贴到皮肤表面，药物就会慢慢渗透到表皮，完成给药。因此，通常需要结合扫描电镜的能谱（EDS）成分分析，快速检测微针中的药物载荷情况。如图 3 所示，经载药的微针含有 Ce 元素，这是实验中使用的药物所含有的元素，表明微针已成功加载药物。

图3：载药微针的 SEM-EDS 元素分析

Part4. 微针的实际应用测试

在实验小鼠上的应用测试是评估微针贴片效果的重要部分，微针设计是否合理，都需要借助扫描电镜来进行对比评估。如图 4a 的扫描电镜图所示，将微针贴片贴在小鼠皮肤上一段时间后，我们发现微针的针尖已经溶解，这说明微针在实验中成功释放了药物。相反，图 4b 展示了微针针尖在受力时发生弯曲，表明这些微针未能成功穿透小鼠的皮肤，因此未能有效传递药物。这些观察提示我们需要进一步分析微针设计的失败原因。