AbstractIncomplete insertion is a c

Abstract
Incomplete insertion is a common problem associated with polymer microneedles (MNs) that results in a limited drug delivery efficiency and wastage of valuable medication. This paper presents a fully insertable MN system that is composed of poly-γ-glutamic acid (γ-PGA) MNs and polyvinyl alcohol (PVA)/polyvinyl pyrrolidone (PVP) supporting structures. The PVA/PVP supporting structures were designed to provide an extended length for counteracting skin deformation during insertion and mechanical strength for fully inserting the MNs into the skin. When inserted into the skin, both the supporting structures and MNs can be dissolved in the skin within 4min, thus quickly releasing the entire drug load from the MNs. To evaluate the feasibility and reproducibility of using the proposed system for treating diabetes, we administered insulin-loaded MNs to diabetic rats once daily for 2days. The results indicated that the hypoglycemic effect in the rats receiving insulin-loaded MNs was comparable to that observed in rats receiving subcutaneous insulin injections. The relative pharmacological availability and relative bioavailability of the insulin were in the range of 90-97%, indicating that the released insulin retained its pharmacological activity. We observed no significant differences in the plasma insulin concentration profiles between the first and second administrations, confirming the stability and accuracy of using the proposed MN system for insulin delivery. These results indicated that the γ-PGA MNs containing the supporting structure design enable complete and efficient delivery of encapsulated bioactive molecules and have great potential for the relatively rapid and convenient transdermal delivery of protein drugs.
STATEMENT OF SIGNIFICANCE:
Incomplete insertion of microneedles largely limits drug delivery efficiency and wastage of valuable medication. To address this problem, we developed a fully insertable poly-glutamic acid microneedles with a supporting structure design to ensure complete and efficient delivery of encapsulated drugs. The supporting structures were designed to provide an extended length for counteracting skin compressive deformation during puncture and mechanical strength for fully inserting the microneedles into the skin. When inserted into the skin, both the supporting structures and microneedles can be dissolved in the skin within 4min, thus quickly releasing the entire drug load. This study demonstrated that the proposed microneedle system featuring this unique design allows more convenient and efficient self-administration of drugs into the skin.

Kết quả (Việt) 1:

Tóm tắtIncomplete insertion is a common problem associated with polymer microneedles (MNs) that results in a limited drug delivery efficiency and wastage of valuable medication. This paper presents a fully insertable MN system that is composed of poly-γ-glutamic acid (γ-PGA) MNs and polyvinyl alcohol (PVA)/polyvinyl pyrrolidone (PVP) supporting structures. The PVA/PVP supporting structures were designed to provide an extended length for counteracting skin deformation during insertion and mechanical strength for fully inserting the MNs into the skin. When inserted into the skin, both the supporting structures and MNs can be dissolved in the skin within 4min, thus quickly releasing the entire drug load from the MNs. To evaluate the feasibility and reproducibility of using the proposed system for treating diabetes, we administered insulin-loaded MNs to diabetic rats once daily for 2days. The results indicated that the hypoglycemic effect in the rats receiving insulin-loaded MNs was comparable to that observed in rats receiving subcutaneous insulin injections. The relative pharmacological availability and relative bioavailability of the insulin were in the range of 90-97%, indicating that the released insulin retained its pharmacological activity. We observed no significant differences in the plasma insulin concentration profiles between the first and second administrations, confirming the stability and accuracy of using the proposed MN system for insulin delivery. These results indicated that the γ-PGA MNs containing the supporting structure design enable complete and efficient delivery of encapsulated bioactive molecules and have great potential for the relatively rapid and convenient transdermal delivery of protein drugs.STATEMENT OF SIGNIFICANCE:Incomplete insertion of microneedles largely limits drug delivery efficiency and wastage of valuable medication. To address this problem, we developed a fully insertable poly-glutamic acid microneedles with a supporting structure design to ensure complete and efficient delivery of encapsulated drugs. The supporting structures were designed to provide an extended length for counteracting skin compressive deformation during puncture and mechanical strength for fully inserting the microneedles into the skin. When inserted into the skin, both the supporting structures and microneedles can be dissolved in the skin within 4min, thus quickly releasing the entire drug load. This study demonstrated that the proposed microneedle system featuring this unique design allows more convenient and efficient self-administration of drugs into the skin.

Kết quả (Việt) 2:

Tóm tắt
chèn không đầy đủ là một vấn đề chung liên quan đến microneedles polymer (MNS) mà kết quả trong một hiệu quả phân phối thuốc hạn chế và lãng phí về thuốc có giá trị. Bài viết này trình bày một hệ thống hoàn toàn MN insertable đó gồm axit poly-γ-glutamic MNS (γ-PGA) và polyvinyl alcohol (PVA) / povidone (PVP) cấu trúc hỗ trợ. Các cấu trúc PVA / PVP hỗ trợ được thiết kế để cung cấp một thời gian dài để chống lại biến dạng da trong quá trình chèn và sức mạnh cơ khí để đưa toàn bộ các MNS vào da. Khi đưa vào da, cả các cấu trúc hỗ trợ và MNS có thể hòa tan trong da trong 4min, do đó nhanh chóng giải phóng toàn bộ tải ma túy từ MNS. Để đánh giá tính khả thi và tính lặp lại của việc sử dụng hệ thống đề xuất để điều trị bệnh tiểu đường, chúng tôi quản lý MNS insulin nạp vào chuột tiểu đường mỗi ngày một lần cho 2 ngày. Kết quả cho thấy tác dụng hạ đường huyết ở chuột nhận MNS insulin nạp được so sánh với những gì quan sát ở chuột nhận tiêm insulin dưới da. Sự sẵn có dược lý tương đối và khả dụng sinh học tương đối của insulin là trong khoảng 90-97%, chỉ ra rằng insulin phát hành lại hoạt tính dược lý của nó. Chúng tôi quan sát thấy có sự khác biệt đáng kể trong các cấu hình tập trung insulin huyết tương giữa chính quyền đầu tiên và thứ hai, khẳng định sự ổn định và độ chính xác của việc sử dụng các hệ thống MN đề xuất giao insulin. Những kết quả này chỉ ra rằng các MNS γ-PGA có chứa các cấu trúc thiết kế hỗ trợ cho phép phân phối đầy đủ và hiệu quả của các phân tử hoạt tính sinh học được đóng gói và có tiềm năng lớn cho việc giao thẩm thấu qua da tương đối nhanh chóng và tiện lợi của các loại thuốc protein.
BÁO CÁO CỦA Ý NGHĨA:
chèn không đầy đủ của microneedles phần lớn giới hạn thuốc hiệu quả và lãng phí giao hàng thuốc có giá trị. Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã phát triển một đầy đủ insertable microneedles axit poly-glutamic với một thiết kế cấu trúc hỗ trợ để đảm bảo cung cấp đầy đủ và hiệu quả của các loại thuốc được đóng gói. Các cấu trúc hỗ trợ được thiết kế để cung cấp một thời gian dài để chống lại da biến dạng nén trong suốt thủng và độ bền cơ học để chèn đầy đủ các microneedles vào da. Khi đưa vào da, cả các cấu trúc hỗ trợ và microneedles thể được hòa tan trong da trong 4min, do đó nhanh chóng giải phóng toàn bộ tải ma túy. Nghiên cứu này đã chứng minh rằng hệ thống microneedle đề xuất có tính năng thiết kế độc đáo này cho phép thuận tiện hơn và hiệu quả tự dùng thuốc vào da.