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微針的科普小知識：
微針是什么？
微針(zhen)（Micro needles）MN是指(zhi)包含(han)多(duo)個微型針(zhen)頭的陣列(lie)，針(zhen)的長(chang)度一(yi)般為幾(ji)十微米至幾(ji)毫米，而其直徑為幾十微米以下。微針是一種高效、安全、新型的經皮給藥技術，擁有其他傳統經皮給藥技術無法達到的優勢。第一，微針打破了經皮給藥中的重大屏障———角質層對藥物的阻滯，不僅使藥物的遞送效率大大提升，還使得大分子藥物和親水性藥物的經皮遞送成為可能。

微針材(cai)料(liao)可以為玻璃、糖、金屬、硅、聚合物、水凝膠等; 也有許(xu)多不同(tong)類(lei)型的微針(zhen)，如中空微針、固體實心微針、可溶性微針和溶脹微針等，微針(zhen)已應用(yong)于局部麻醉、免疫接種、微量取樣、DNA 給藥、皮膚美容、蛋白質和多肽類藥物遞送等(deng)方面。


 
      微(wei)小(xiao)的(de)尺寸也使微(wei)針(zhen)在強度(du)和剛度(du)上存(cun)在先天不足(zu)，如(ru)微(wei)針(zhen)刺入過程中存(cun)在較(jiao)多(duo)的(de)力學問題，影響其(qi)穿刺有效性(xing); 微(wei)針(zhen)使用(yong)過程中存(cun)在的(de)安全性(xing)問題，如(ru)微(wei)針(zhen)斷裂(lie)造(zao)成有害殘留(liu)等; 較(jiao)其(qi)他劑型(xing)而言，微(wei)針(zhen)的(de)載藥量較(jiao)小(xiao); 微(wei)針(zhen)的(de)微(wei)創給藥對皮膚造(zao)成的(de)影響等。
    其中，微(wei)針的(de)(de)(de)穿(chuan)刺(ci)性(xing)能(neng)是微(wei)針能(neng)否(fou)成(cheng)功應用的(de)(de)(de)決定性(xing)因素，也是限制微(wei)針發展(zhan)與推廣的(de)(de)(de)一個關(guan)鍵，尤(you)其是對由(you)(you)聚合物材料制備(bei)的(de)(de)(de)可溶性(xing)微(wei)針來(lai)說至(zhi)關(guan)重要。在穿(chuan)刺(ci)過(guo)程(cheng)(cheng)中，由(you)(you)于(yu)皮(pi)膚的(de)(de)(de)不均勻性(xing)、刺(ci)入過(guo)程(cheng)(cheng)中不可避免的(de)(de)(de)移動等(deng)原因，微(wei)針會(hui)(hui)受到(dao)各種各樣的(de)(de)(de)力(li)，而(er)當(dang)外界的(de)(de)(de)力(li)達(da)到(dao)一定程(cheng)(cheng)度時，會(hui)(hui)使微(wei)針發生斷裂、彎曲(qu)等(deng)形變，影響微(wei)針的(de)(de)(de)穿(chuan)刺(ci)性(xing)能(neng)。

因(yin)此，微(wei)(wei)針(zhen)需(xu)要有一定的(de)機(ji)(ji)械強度去克服這(zhe)些因(yin)素(su)可(ke)(ke)能帶來的(de)失敗，且不同的(de)穿(chuan)刺方式(shi)、生物因(yin)素(su)等都會(hui)影(ying)響微(wei)(wei)針(zhen)的(de)穿(chuan)刺性能。上海保圣(sheng)微(wei)(wei)針(zhen)強度測試(shi)儀(yi)TA.XTC-20可(ke)(ke)以(yi)作為(wei)一種(zhong)單獨的(de)體(ti)外方法模擬微(wei)(wei)針(zhen)在(zai)體(ti)內(nei)的(de)穿(chuan)刺過(guo)程，表征微(wei)(wei)針(zhen)的(de)機(ji)(ji)械性能和力學(xue)行為(wei)。
     上海保圣(sheng)微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)強(qiang)(qiang)度(du)測(ce)(ce)(ce)試儀應用(yong)于(yu)介(jie)孔微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)強(qiang)(qiang)度(du) mesoporous microneedles (MMN) 應力(li)-應變stress–strain分析、上海保圣(sheng)微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)強(qiang)(qiang)度(du)測(ce)(ce)(ce)試儀TA.XTC-20對微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)尺寸力(li)學效果(guo)評價，上海保圣(sheng)微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)強(qiang)(qiang)度(du)測(ce)(ce)(ce)試儀TA.XTC-20可對實心(xin)微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)、空微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)、棱形硅(gui)微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)silicon microneedle、金(jin)涂層固(gu)體(ti)硅(gui)微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)脆性(xing)測(ce)(ce)(ce)試，金(jin)屬微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)硬度(du)測(ce)(ce)(ce)定，聚合物(wu)微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)強(qiang)(qiang)度(du)測(ce)(ce)(ce)定、陶瓷(ci)納米(mi)微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)、水凝(ning)膠(jiao)微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)應力(li)測(ce)(ce)(ce)定、玻(bo)尿酸微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)彈性(xing)模量(liang)測(ce)(ce)(ce)定，微(wei)(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)（MN）透皮性(xing)能測(ce)(ce)(ce)定。
 
微針機械強度測試方案—微針斷裂性、微針斷裂力能測定。 

微(wei)(wei)(wei)針(zhen)微(wei)(wei)(wei)小的(de)尺寸(cun)，使(shi)其對力(li)(li)學(xue)測定(ding)設備也(ye)具(ju)有極高(gao)的(de)要(yao)求。微(wei)(wei)(wei)針(zhen)的(de)力(li)(li)學(xue)測定(ding)，需要(yao)儀器(qi)(qi)以高(gao)性(xing)能電(dian)機帶動(dong)探頭精準的(de)位(wei)移移動(dong)與微(wei)(wei)(wei)針(zhen)接觸，通過高(gao)精度(du)傳感器(qi)(qi)以及(ji)大的(de)采集率獲取微(wei)(wei)(wei)針(zhen)發生屈服(fu)時(shi)細微(wei)(wei)(wei)的(de)力(li)(li)學(xue)變(bian)化。上海保圣TA.XTC-20配置高(gao)性(xing)能電(dian)機及(ji)高(gao)精度(du)力(li)(li)量(liang)感應元器(qi)(qi)件，對于(yu)微(wei)(wei)(wei)針(zhen)可以準確測定(ding)其微(wei)(wei)(wei)針(zhen)強度(du)、微(wei)(wei)(wei)針(zhen)屈服(fu)性(xing)能、微(wei)(wei)(wei)針(zhen)斷裂力(li)(li)等(deng)指標，為微(wei)(wei)(wei)針(zhen)陣列使(shi)用效果提供客觀數據支撐。
微針在(zai)給藥時，垂直(zhi)皮(pi)膚(fu)進針，故機械性能測(ce)試(shi)是微針斷裂(lie)力測(ce)定中常用的方法。

根(gen)據(ju)微(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)（MN）力(li)-位移曲線圖，可(ke)以(yi)分(fen)析(xi)初微(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)的(de)(de)屈(qu)服強(qiang)度(du)MNs yielding force以(yi)及微(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)破(po)裂強(qiang)度(du)測定MN breaking force。以(yi)上實驗數(shu)據(ju)為上海(hai)保圣(sheng)TA.XTC-20對(dui)于(yu)微(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)陣列進行測定，通過較高的(de)(de)采集率清楚(chu)的(de)(de)獲(huo)取到兩(liang)個微(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)分(fen)別在599um及651um處(chu)發(fa)生(sheng)了斷裂，斷裂力(li)分(fen)別是25.680N及25.757N。微針斷(duan)裂呈現處呈現的力(li)值(zhi)相對重復性較高，斷(duan)裂位移(yi)值(zhi)稍有差異。以此數據為該(gai)微針的臨床(chuang)使用(yong)效果進行(xing)評(ping)估。
由上海保圣微(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)強度測(ce)試儀的(de)力(li)-位移曲線，可以(yi)測(ce)得微(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)的(de)理論斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)力(li)，與皮(pi)(pi)膚所需的(de)刺入(ru)(ru)力(li)進行比(bi)較，從(cong)而(er)判斷(duan)(duan)(duan)(duan)微(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)是否可以(yi)刺入(ru)(ru)皮(pi)(pi)膚。當微(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)的(de)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)力(li)小(xiao)于皮(pi)(pi)膚穿刺力(li)時，微(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)則會在刺入(ru)(ru)皮(pi)(pi)膚之前斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)，無法刺破皮(pi)(pi)膚。因此，研究(jiu)者們應進行皮(pi)(pi)膚穿刺力(li)測(ce)定，并將其與微(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)的(de)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)力(li)進行比(bi)較，從(cong)而(er)預(yu)測(ce)微(wei)(wei)針(zhen)(zhen)(zhen)的(de)穿刺有(you)效(xiao)性。
 
微針機械強度測試方案—微針壓變性能

韌性材料(liao)制備(bei)的微針在探(tan)頭下壓(ya)的過(guo)程中力-位移(yi)曲線不存在突(tu)降，表明微針只發(fa)生了(le)形變(bian)而沒有斷裂。采用上(shang)海保圣微針強(qiang)度(du)(du)測試儀通(tong)過(guo)在設定(ding)相同(tong)位移(yi)值前提下，分析力-位移(yi)曲線的縱坐標(biao)來評判微針的機(ji)械性能，應(ying)力越大(da)表明微針的機(ji)械強(qiang)度(du)(du)越大(da)。

微針機械強度測試方案—微針皮膚穿刺實驗

微(wei)針皮膚(fu)穿(chuan)刺實驗

雖然測定微(wei)(wei)(wei)(wei)針的斷裂(lie)力和壓(ya)變性(xing)能(neng)可(ke)在(zai)不使(shi)(shi)用(yong)離(li)體皮膚,的情況下(xia)模擬微(wei)(wei)(wei)(wei)針的理論穿(chuan)刺(ci)過程(cheng)，預測微(wei)(wei)(wei)(wei)針的穿(chuan)刺(ci)有效性(xing)，但由于微(wei)(wei)(wei)(wei)針使(shi)(shi)用(yong)過程(cheng)對穿(chuan)刺(ci)的影響、皮膚與不銹鋼板(ban)等(deng)平面存在(zai)較大差(cha)異等(deng)原(yuan)因，微(wei)(wei)(wei)(wei)針實際的刺(ci)入效果是無法通過斷裂(lie)力或(huo)壓(ya)變性(xing)能(neng)準確預測的。因此，多數(shu)研究(jiu)采用(yong)生(sheng)物組(zu)織( 通常(chang)是離(li)體人皮膚或(huo)動物皮膚) 來考察微(wei)(wei)(wei)(wei)針真實的穿(chuan)刺(ci)性(xing)能(neng)。

上海保圣(sheng)高精度力學分析儀器TA.XTC-20特(te)別適用于(yu)高精度材料物性品(pin)質研究，反應靈敏，根據樣品(pin)形態可(ke)智能(neng)(neng)調節(jie)追蹤(zong)速率，對于(yu)微(wei)針、微(wei)球、微(wei)膠囊等精細樣品(pin)力學性能(neng)(neng)準確測定。
上(shang)海保圣微針(zhen)(zhen)強(qiang)度(du)測試(shi)儀TA.XTC-20可(ke)(ke)以(yi)準確測定(ding)微針(zhen)(zhen)（MN）應(ying)力(li)-應(ying)變曲線，獲(huo)取微針(zhen)(zhen)的屈服(fu)力(li)，微針(zhen)(zhen)屈服(fu)強(qiang)度(du)MNs yielding force；微針(zhen)(zhen)破裂強(qiang)度(du)測定(ding)MN breaking force，可(ke)(ke)應(ying)用豬皮穿透測試(shi)insertion into pig skin，評估微針(zhen)(zhen)（MN）透皮性能，從而(er)對微針(zhen)(zhen)機械強(qiang)度(du)進行(xing)分(fen)析。
結論
    醫(yi)療衛生(sheng)領域耗材(cai)(cai)正在精(jing)細(xi)化(hua)發(fa)(fa)展，如微(wei)針、微(wei)球、微(wei)膠囊、水凝膠微(wei)粒(li)等，這種微(wei)小耗材(cai)(cai)在應用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)，力(li)學(xue)(xue)性能是影(ying)響其使用(yong)效(xiao)果的關(guan)鍵性因素。因此在前期(qi)精(jing)細(xi)耗材(cai)(cai)研發(fa)(fa)過(guo)程(cheng)中(zhong)，需(xu)采用(yong)高精(jing)度力(li)學(xue)(xue)分析儀(yi)器對樣(yang)品在使用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)的力(li)學(xue)(xue)性能進行分析。
    上海(hai)(hai)保圣(sheng)TA.XTC-20采用(yong)(yong)高精度(du)電機，具有(you)高頻率信號(hao)采集能力，對該種微(wei)(wei)(wei)(wei)針材料的(de)硬度(du)、剛性、微(wei)(wei)(wei)(wei)球(qiu)及微(wei)(wei)(wei)(wei)膠(jiao)囊彈(dan)性、水凝膠(jiao)微(wei)(wei)(wei)(wei)粒的(de)內聚性等指標進(jin)行準確獲取數(shu)據，同(tong)時儀器自帶(dai)方(fang)法庫，根據標準要求(qiu)不斷內置(zhi)應用(yong)(yong)方(fang)案，是一款在微(wei)(wei)(wei)(wei)力領域的(de)儀器。需要了解跟(gen)多應用(yong)(yong)細節，請關注上海(hai)(hai)保圣(sheng)。