噴墨打印技術(shù)在藥物供給上的應(yīng)用
使用MicroFab的Inkjet技術(shù)制備的微球囊,可控粒徑范圍為15~100μm。研究顯示,采用該系統(tǒng)制備的載紫杉醇微球,對(duì)所載的紫杉醇分子本身無(wú)破壞,保證了藥物的治療效果,包封率至少可達(dá)67%,且粒徑均勻,藥物釋放緩慢。研究表明,噴墨技術(shù)生產(chǎn)的微球能夠持續(xù)釋放超過50天,可有效抑制和逆轉(zhuǎn)腫瘤的生長(zhǎng)。
載藥微球制備
紫杉醇(Paclitaxel)在腫瘤化療上的有效應(yīng)用主要依賴于新藥物供給系統(tǒng)的開發(fā),這種給藥系統(tǒng)可以在局部緩慢釋放的同時(shí)降低藥物毒性。其中,藥物定位和藥物代謝動(dòng)力學(xué)控制的一種方法是將載藥微球直接注射到腫瘤組織中。遺憾的是,目前獲得生物可降解聚合物微球的方法比較復(fù)雜,對(duì)微球大小的控制較差。此外,它們產(chǎn)生的微球粒徑分布廣泛,這反過來(lái)又導(dǎo)致很差的控制釋放效果。
藥物供給的最終目標(biāo)是控制載藥微球的尺寸大小及尺寸分布范圍,因?yàn)樘囟ǖ尼尫潘俾屎退璧慕o藥途徑需要特定的球體大小。利用噴墨技術(shù)和單乳液溶劑蒸發(fā)技術(shù),MicroFab獲得了粒徑分布窄、粒徑可控的載輸紫杉醇的PLGA(聚乳酸-羥基乙酸)微球(如圖1所示)。?

通過HPLC色譜圖和組織培養(yǎng)分析證實(shí),制備工藝并不影響膠囊藥物的藥理作用(如圖2所示)。

如圖3所示,噴墨打印制備的微球被證明至少可以持續(xù)釋放50天,且體外釋放量的范圍被證明也可以足夠抑制和逆轉(zhuǎn)腫瘤生長(zhǎng)。

噴墨打印制備載藥微球的優(yōu)勢(shì):
微球尺寸均勻性好
尺寸可控
藥物釋放率可控
制備工藝可控
易于擴(kuò)展制造(通過使用陣列打印或多個(gè)打印頭)
無(wú)菌且易于自動(dòng)化制造
藥物毒性較小
① 載藥微球可作為注射給藥系統(tǒng)直接在腫瘤部位給藥,避免了全身給藥的副作用;
② 用于局部注射的藥物通常不含有用于全身給藥的溶解度增強(qiáng)劑;
③ 載藥微球可生物降解,無(wú)需手術(shù)移除。
多層載藥微球制備
很多類型的癌癥不僅僅只對(duì)一種藥物有反應(yīng),而是對(duì)至少兩種及以上的細(xì)胞毒性藥物或兩種抗癌藥物的組合有反應(yīng)。此外,綜合治療法可以降低癌癥復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。然而,由于這兩種藥物在隨后給藥時(shí)有不同的劑量要求,因此會(huì)產(chǎn)生一些新的問題。與由固體聚合物組成的微球不同,載藥微球是由一種聚合物作為核心和第二種聚合物作為包覆層層進(jìn)行包裹,從而形成的雙層微球,這種雙層載藥微球可能提供解決不同劑量需求的問題。這兩種藥物可以攻擊兩種不同類型的癌細(xì)胞。可以選擇這兩種藥劑,使它們的釋放速率不同,每天釋放的藥物量也不同。因此,載藥微球?qū)?duì)更多類型的癌癥產(chǎn)生療效。

在MicroFab,我們建立了一個(gè)用于生產(chǎn)空心微球的系統(tǒng)。該系統(tǒng)由兩個(gè)濃縮管組成。外管用于注入形成外殼的液體,而空氣則注入內(nèi)管??諝饪梢杂玫诙N流體代替,從而產(chǎn)生多層球體。
經(jīng)皮給藥的應(yīng)用
MicroFab的JetLab?II平臺(tái)可用于分配和打印藥物、聚合物和粘合劑,用于經(jīng)皮給藥系統(tǒng)。應(yīng)用還包括微針涂層/填充;在柔性薄膜上精確分配多層或者多種藥物;以及藥物/聚合物組合的精確打印。

鼻腔及吸入輸運(yùn)的應(yīng)用
噴墨技術(shù)可制備用于肺部給藥的固體粉末、產(chǎn)生用于肺部給藥的蒸汽以及產(chǎn)生用于鼻腔給藥的液滴。Vapor delivery是基于MicroFab的AromaJet?技術(shù),該技術(shù)可以將香味應(yīng)用于模擬和相關(guān)診斷中,并制造出個(gè)性化的精細(xì)香味。AromaJet?技術(shù)的數(shù)字控制已用于醫(yī)療診斷應(yīng)用。用于神經(jīng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕?、阿爾茨海默病等)的早期篩查。


▲ 圖7. 通過改進(jìn)階梯算法建立了正常和嗅覺缺失患者閾值的確定實(shí)例
資料來(lái)源:美國(guó)MicroFab公司