Mikro İğneler
Mikro iğne nedir?
Mikro iğneli yama veya kalem, topikal ilaç dağıtımı için tasarlanmış yeni bir yöntemdir. Mikro iğne bazlı ilaç dağıtım sistemleri ile diğer geleneksel ilaç uygulama yöntemleri arasındaki en belirgin fark görünüşüdür. Mikro iğneli yamalar alt düz bir taban ve bu tabanın üstünde uzatılmış iğnelerden oluşur. Bu iğneler boş veya ilaç yüklü olabilir. İlaç yüklü mikro iğne yamaları aktif farmasötik maddeyi iğne formülasyonu içinde veya yüzeyine yapışmış halde hastaya ulaştırır. Öte yandan, boş yamalar sadece stratum korneum boyunca kanallar açmak için kullanılır ve mikro iğneleme işleminin ardından etken madde ciltte uygulanır. Mikro iğne kalemleri genellikle kozmetoloji de kullanılan boş iğnelerden oluşmaktadır. Bu iğnelerin boyutu ve pin sayısı uygulama amacı ve bölgesine göre değişebilir. Topikal ilaç uygulamasında, lokal veya sistemik, koruyucu bir bariyer görevi gören ve ölü hücrelerden oluşan en dıştaki deri tabakası olan stratum korneum, terapinin etkinliğini sınırlayan faktördür ve bu yöntemin asıl hedefi ilacın bu tabakanın altındaki bölgelere doğrudan uygulanmasını mümkün kılmaktır. Hedeflenen etki yerel veya sistemik olabilir; Kozmetolojik kullanımlar derin lokal uygulama gerektirirken, ilacın kan dolaşımına ulaşması durumunda genelleştirilmiş dahili sonuç elde edilebilir. Yama ve kalemde var olan iğnelerin boyutları stratum korneumun kalınlığına ve uygulama amacına göre 0,15 – 2,5 milimetre arasında değişmektedir.
Mikro iğne Çeşitleri
Katı mikro iğneler
Esas olarak metal, seramik, cam veya silikondan yapılmış olan katı mikro iğneler, mikro iğne yamasına veya kalemine takılabilir ve kanal oluşturmak için kullanılabilir. Bu iğneler amaçlanan aktif maddeyi taşımamaktadır; bu nedenle ilaç mikro iğneleme işleminden sonra uygulanmalıdır. İşlemi takip eden birkaç saat boyunca yüksek ilaç konsantrasyonu uygulanabilir. Tedavi süresini uzatmak için ise ana ilacı gözenek açıcı ile birlikte kullanmak gerekli olabilir. Katı mikro iğnelerin ana kullanım alanı kozmetolojidir.
Kaplamalı mikro iğneler
Kaplanmış mikro iğneler aslında aktif maddeyi içeren su bazlı bir matriks ile kaplanmış olan katı mikro iğnelerdir. Kaplamalı mikro iğnelerin göze çarpan avantajı hızlı etki başlangıçtır; ancak etkinlik süresi pratikte kısadır ve çoğu durumda dağıtılabilir ilaç konsantrasyonu yeterli değildir.
Polimerik mikro iğneler
Çözünebilen mikro iğneler
Selüloz bazlı polimerler ve sakkaritler (örn. sırasıyla karboksimetil selüloz (CMC) ve sakkaroz), çözünebilen mikro iğnelerin üretimininde sıklıkla tercih edilen suda çözünebilen ve biyolojik olarak parçalanabilen biyomateryallerdir. Amaçlanan aktif madde, iğnenin formülasyonun içinde entegre edilir ve iğnenin çözünmesiyle eş zamanlı olarak salınır. Bu sistemde çözünme hızı üzerinden ilaç salınım hızı ayarlanabilmektedir; Hızlı çözünen biyomateryallerden yapılan mikro iğneler daha hızlı ve daha kısa süreli etki gösterir.
Hidrojel mikro iğneler
Çözünebilen mikro iğnelere benzer şekilde hidrojel mikro iğneler su dostu polimerlerden oluşur. Ancak ilaç salınım süreci için çözünme süresi ile belirlenmez, salım aslında hücre dışı boşluk ile hidrojel arasında yaratılan ozmotik basınç farkının sonucudur. Bu mikroiğneler yavaş degradasyon hızına sahiptir ve yüksek ilaç konsantrasyonunu içerebilmektedir.
Mikro iğnelerin geleneksel ilaç uygulama yöntemlerine göre üstünlükleri nelerdir?
⇒ Ağrının, rahatsızlığın, cilt tahrişinin ve enfeksiyon riskinin azaltılması
⇒ Maliyetinin az olması
⇒ Etki için mevcut ilaç miktarının arttırılması
⇒ İlaca bağlı toksisite riskinin az olması
⇒ Kandaki ilaç konsantrasyonunun birkaç gün boyunca sabit tutulması
Mikro iğnelerin olası tıbbi uygulamaları nelerdir?
Kanser tedavisi
Hasta uyumu ve yaşam kalitesinin iyileştirilmesi kanserli hastaların öne çıkan ihtiyaçlarındandır. Neoplastik ajanların ağrısız mikroiğneli yamalar yoluyla hastaya verilmesi, daha önce bahsedilen her iki gereksinimi de karşılayabilir.
Aşılama
Başarılı bir aşılama için uygulama yolu son derece önemlidir. Teorik olarak, aktif maddenin altta yatan kas hücrelerine ulaşması durumunda deri yoluyla aşılama mümkündür, ancak bu hipotezde stratum korneumun varlığı sınırlayıcı faktördür. Bu sorun mikro iğnelerin yardımıyla çözülebilir. Eriyen mikroiğneli yamalarla aşılama tıp dünyasında yükselen bir trend haline geldi.
Diyabet
Araştırmalar, bir saat içinde hızla eriyen insülin yüklü mikro iğnelerin, sinir bozucu günlük insülin enjeksiyonlarının yerine uygun bir alternatif olabileceğini gösteriyor. Geleneksel insülin kalemiyle karşılaştırıldığında, insülin taşıyan mikroiğneli yamanın kan şekerini çok daha hızlı baskıladığı ve ardından komplikasyonsuz hasta iyileşmesi sağladığı gösterilmiştir.
Bulaşıcı hastalıkların tedavisi
Viral enfeksiyonlar
Asiklovir ve uzun etkili antiretroviral (ARV) ilaçlar gibi topikal olarak uygulanan birçok antiviral ajan, ana hedef bölge olan derin katmanlara nüfuz edemedikleri için kötü terapötik sonuçlara sahiptir; bu nedenle bu ajanların mikroiğneli yamalara entegre edilmesi, etki bölgesindeki ilaç konsantrasyonunu arttırır ve sonuç olarak klinik sonuçları iyileştirir.
Bakteriyel enfeksiyonlar
Çözünen mikro iğnelere yüklenen antibiyotikler, intravenöz enjeksiyon gibi invaziv ilaç dağıtım yollarının yerine uygun bir alternatif olabilir. Uygun maliyetli olması, ağrısız olması, profesyonel müdahale gerektirmemesi ve kolay uygulanabilir olması hasta memnuniyetini artıran faydalardır. Ayrıca ilaç salım hızı üzerinde kontrole sahip olmak bu sistemlerin farmasötik avantajıdır.
Mikro iğne biçiminde incelenmekte olan veya şu anda onaylanmış ilaç dağıtım sistemleri nelerdir?
⇒ Dermaroller® (Wolfenbüttel, Almanya)
⇒ MicroHyala® (CosMED, Kyoto, Japonya)
⇒ Zolmitriptan içeren MicronJet600® (NanoPass, Qtrypta® mikroiğne yaması)
⇒ The MicronJet600® (NanoPass, Israil) mikroiğne sistemi
⇒ Nanopatch® (Queensland Üniversitesi)
⇒ Vaxxas nanotech iğnesiz aşıları
Günümüzde mikro iğnelerin çeşitli tıbbi alanlarda kullanımı araştırılmaktadır. Bu ilaç dağıtım sisteminin eski moda uygulama yollarına göre sayısız üstünlüğü inkar edilemez. Sonuç olarak, yakın gelecekte mikroiğneli yamaların geleneksel ilaç dağıtım yöntemlerinin yerini alacağını söyleyebiliriz.
Chen Y, et al.,
Engineering Micro–Nanomaterials for Biomedical Translation. (2021).
https://doi.org/10.1002/anbr.202100002
Ganeson K, et al., Microneedles for Efficient and Precise
Drug Delivery in Cancer Therapy.
(2023).
https://www.mdpi.com/1999-4923/15/3/744
Jung JH and Jin SG, Microneedle for transdermal drug
delivery: current trends and fabrication.
(2021).
https://doi.org/10.1007/s40005-021-00512-4
Mdanda S, et
al., Recent Advances in Microneedle Platforms for Transdermal Drug Delivery
Technologies. (2021).
https://www.mdpi.com/2073-4360/13/15/2405
Moore LE, Vucen S, and Moore AC, Trends in drug- and
vaccine-based dissolvable microneedle materials and methods of fabrication. (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0939641122000340
Singh A and
Yadav S, Microneedling: Advances and widening horizons. (2016).
https://doi.org/10.4103/2229-5178.185468
Suh H, Shin J, and Kim YC,
Microneedle patches for vaccine delivery.
(2014).
https://doi.org/10.7774/cevr.2014.3.1.42