水凝膠微針是由水凝膠聚合基質制備而成,其制備方法與可溶性微針相似。通常由交聯態的水凝膠或者超溶脹聚合物制備而成,如羧甲基纖維素和支鏈淀粉等。水凝膠微針在給藥時,微針陣列在插入皮膚后會迅速吸收間質液,導致水凝膠腫脹,在凝膠內產生連續暢通的孔道,藥物通過組織液滲透和擴散進入皮膚組織內。藥物遞送完成后可以完好地從皮膚中取出,不存在針體殘留問題。此外,水凝膠微針還可以通過調節水凝膠纖維的交聯密度來控制藥物釋放速率。水凝膠微針和可溶性微針有點相似。無錫空心微針研發合作

糖尿病是疑難雜癥之一,它會引起血糖升高及其他代謝紊亂,從而導致各種易致人死亡的并發癥。傳統的注射方法會引起注射部位的炎癥。因此,人們將關注點放到了微針透皮給藥上。有人用聚乙烯醇和透明質酸結合研究可溶胰島素微針基質材料,分別從存儲穩定性、生物安全性以及臨床應用角度進行了一系列研究。使用PVA微針和HA微針分別對健康的小鼠做時間長達3個月和5個月的連續針扎實驗。在實驗期間,從表觀層面到細胞層面詳細考察了小鼠局部皮膚以及全身的健康狀態。結果證明,在實驗周期內,PVA微針和HA微針均未引起小鼠全身的炎癥反應或毒性反應,也未引起皮膚問題,終的結果證明PVA和HA在實驗周期內具有良好生物安全性,也可達到降血糖的目的。蘇州高晶微針電極微針技術具有廣闊的應用前景。

20世紀90年代,微針由硅制成。硅具有晶體結構，硅的濕法腐蝕是各向異性。其性質取決于晶格中的排列,顯示出不同的彈性模量。物理特性使硅成為一種通用材料。硅襯底可以精確制造,且能批量生產,因此可以生產不同尺寸和形狀的微針。但硅的成本及其耗時復雜的制造工藝限制了硅在微針中的應用。此外,還有一些生物相容性問題,因為硅很脆,可能會一部分斷裂并留在皮膚中,從而導致出現健康問題。為了改善硅微針的脆性、提高微針的生物相容性,可以用濺射方法在其表面沉積一層金屬膜。

微針作為透皮給藥的新型方式,微針透皮給藥具有微創、易制備、患者易用藥優點,在病癥、自身免疫性疾病等方面能起到很好的效果。對于病癥這一方面,微針主要還是通過遞送免疫檢查點的抑制劑來進行的,利用微針可以進行局部給藥的特點,只需相對較低劑量的藥物就能夠達到預期的治效果,同時還可以降低自身免疫功能紊亂的風險。微針透皮給藥與皮下注射相比,微針在遞送不同抗原或多肽時,表現出的皮膚滯留時間更長,自身反應性細胞增殖減少,進而誘導耐受。微針對生物相容性要求比較高。

因為常用的微針體積比較小,載藥量往往會受限。為了提高微針載藥量并擴大其應用范圍, 研究人員發明了新的微針類型——溶脹微針。溶脹微針在前期制備時仍保持微小體積,但在刺入皮膚時,受人體皮膚組織液的影響,微針的特殊材料不會引起其他變化,反而會膨脹,進而釋放出藥物,從人體皮膚脫離后,皮下不會存留微針,起到遞送藥物載體的作用,提高了給藥效率。Alkilani以化學交聯的聚甲基乙烯基醚/馬來酸(PMVE/MA)為基質材料,制備了一種集成式溶脹微針貼片,當微針刺入皮下后,胰島素擴散進入溶脹的針體,然后釋放。該研究表明,微針貼片可使糖尿病大鼠的血糖值6h 時降至起始的45%左右。利用硅的各向異性可以制作實心微針。蘇州空心微針封裝

中空微針可以用金屬、玻璃和硅等材料制成。無錫空心微針研發合作

Lee 在 US.Pat.No.5250023 中公開了一種透皮藥物釋放器件，包含許多直徑在 50~400 微米，長度在 200~2000 微米的皮膚針 (skin needle)，針的材質是不銹鋼的，用于改進蛋白質或核酸的透皮釋放。Prausnitz 在 US Pat.No6503231公開了一種用MEMS技術在單晶硅材料上制作圓錐形多孔微針的方法，該器件用于改進藥物的透皮釋放效率。該方法具體是利用光刻技術在單晶硅表面形成圖案，然后利用深離子反應蝕刻技術形成圓錐形微針，但是該方法制作的微針太尖，在使用過程中有的針頭會折斷。為了更好地滿足藥物釋放對器件的要求，即產生更小的創傷或切口，以更大的效率傳遞藥物，使藥物的管理和使用更加容易，開發具有生物相容性的微針是非常有必要的。無錫空心微針研發合作