Un enfoque integrado para controlar la profundidad de penetración de microneedles huecas impresas en 3D
Autores: Defelippi, Kendall Marie; Kwong, Allyson Yuuka Saumei; Appleget, Julia Rose; Altay, Rana; Matheny, Maya Bree; Dubus, Mary Margaret; Eribes, Lily Marie; Mobed-Miremadi, Maryam
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un enfoque integrado para controlar la profundidad de penetración de microneedles huecas impresas en 3D
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Microneedle
Profundidad de indentación
Estereolitografía
Compresión
Formulaciones de hidrogel
Fuerza de punción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Una variedad de diseños de microneedles huecas (HMN) ha surgido para terapias mínimamente invasivas y sistemas de monitoreo. En este estudio, se ha validado experimentalmente y modelado in silico un cambio de diseño que limita la profundidad de indentación del ensamblaje de microneedles personalizadas impresas en 3D (una matriz circular de cinco frustas cónicas con y sin un tope, relación de aspecto = 1.875) fabricado mediante estereolitografía. Los perfiles de micro-indentación generados en compresión confinada sobre películas de alginato de 1 mm +/- 0.073 mm permitieron la generación de una serie de Prony, donde el desplazamiento osciló entre 100 y 250 um. Estas constantes se utilizaron como propiedades intrínsecas simulando perfiles experimentales de rampa/liberación. La punción ocurrió en dos formulaciones de hidrogel distintas a la profundidad de diseño de 150 um y una tasa de indentación de 0.1 mm/s, caracterizada por una fuerza máxima de 3.5 N (H = 31 kPa) y 8.3 N (H = 36.5 kPa), respectivamente. Se obtuvieron alineaciones experimentales y teóricas para las tendencias de fuerza máxima cuando se simuló la resolución de impresión. Se confirmó, a través de microscopía y perfilometría, una mayor fuerza de punción y uniformidad inferida por el tope. Mientras tanto, se requiere caracterización poroviscoelástica para distinguir la pérdida de masa frente a la redistribución posterior a la indentación mediante picnometría. Los resultados de este artículo destacan la viabilidad del control de la profundidad de inserción dentro del grosor de la epidermis por primera vez en la literatura de HMN sólida.
Descripción
Una variedad de diseños de microneedles huecas (HMN) ha surgido para terapias mínimamente invasivas y sistemas de monitoreo. En este estudio, se ha validado experimentalmente y modelado in silico un cambio de diseño que limita la profundidad de indentación del ensamblaje de microneedles personalizadas impresas en 3D (una matriz circular de cinco frustas cónicas con y sin un tope, relación de aspecto = 1.875) fabricado mediante estereolitografía. Los perfiles de micro-indentación generados en compresión confinada sobre películas de alginato de 1 mm +/- 0.073 mm permitieron la generación de una serie de Prony, donde el desplazamiento osciló entre 100 y 250 um. Estas constantes se utilizaron como propiedades intrínsecas simulando perfiles experimentales de rampa/liberación. La punción ocurrió en dos formulaciones de hidrogel distintas a la profundidad de diseño de 150 um y una tasa de indentación de 0.1 mm/s, caracterizada por una fuerza máxima de 3.5 N (H = 31 kPa) y 8.3 N (H = 36.5 kPa), respectivamente. Se obtuvieron alineaciones experimentales y teóricas para las tendencias de fuerza máxima cuando se simuló la resolución de impresión. Se confirmó, a través de microscopía y perfilometría, una mayor fuerza de punción y uniformidad inferida por el tope. Mientras tanto, se requiere caracterización poroviscoelástica para distinguir la pérdida de masa frente a la redistribución posterior a la indentación mediante picnometría. Los resultados de este artículo destacan la viabilidad del control de la profundidad de inserción dentro del grosor de la epidermis por primera vez en la literatura de HMN sólida.