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研究生:邱少音
研究生(外文):Shao-Yin Chiu
論文名稱:聚乳酸微針貼片之製程及其藥物釋放研究
論文名稱(外文):A novel framework of making PLA/PLGA polymer micro needles patch for drug release
指導教授:傅建中傅建中引用關係
指導教授(外文):Chien-Chung Fu
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:微機電工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:65
中文關鍵詞:藥物貼片藥物釋放聚乳酸聚甘醇酸共聚物胰島素
外文關鍵詞:transdermal drugsdrug releasedrug releasePLGAinsulin
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目前雖然市面上有許多藥物貼片,但是因為我們表皮層的最外層被角質層所覆蓋,這是人體很重要的保護屏障,但也成為藥物滲透皮膚時最大的障礙。所以利用微機電製程技術製作出生物可分解微針狀陣列結構應用於藥物貼片上,改善上述所提出藥物滲透問題及控制多方面的藥物釋放問題。
本研究提出了一種架構為兩層式微針狀陣列貼片,我們利用聚乳酸(PLA)材料當作第一層架構,可增加微針頭穿刺進入表皮內之能力而進行藥物釋放,此外,之前研究證實PLA具有抑制“ initial burst”現象,有抑制藥物快速釋放導致藥物毒性過高或過敏的現象。第二層架構利用聚甘醇酸共聚物(PLGA)當作第二層包覆藥物的材料,因為PLGA可提供長時間的藥物釋放所以我們選擇適當比例PLGA來控制藥物釋放速率。因此本研究將針對聚乳酸微針貼片經皮性藥物輸送胰島素等之臨床醫療可行性研究。
The characteristics of some drugs are not easy to be efficiently used in human body due to molecular weight, permeability, dissolution and etc. The nano-technology approach could improve the problem to enhance the capability in drug delivery for the target organ. We attempt to employ the nano-carriers to take the drugs into the blood circulation and remedy illness. We will develop the delivery capsule for transdermal drugs by MEMS fabrication to miniaturize the scale for painless remedy and evaluate the drug release through derma as well. The transdermal drugs are designed to patients for a long-term and consistent therapy.

The new framework purposed in this paper composed of two layers. We employed PLA firstly as the needle material, which provides not only a tougher mechanical property to contribute a stronger fracture force, but also an outer shell to prevent the “initial burst” problem of the second layer. The second layer was made from appropriate blends of PLGA and drugs to furnish sufficient medical dose rate. We will to assessment the capability of insulin in transdermal delivery by PLA/PLGA polymer micro needles patch.
目錄 ………………………………………………………………II
圖目錄 ……………………………………………………………IV
表目錄 ………………………………………………………………VI
第一章 緒論 ………………………………………………………1
1-1 前言 …………………………………………………………1
1-2 文獻回顧 ……………………………………………………2
1-2.1 背景 ………………………………………………2
1-2.2 微針頭原理分析 …………………………………5
1-2.3 高分子材料 ………………………………………6
1-2.4 生物可降解機制 ……………………………………7
1-2.5 聚脂類高分子 ………………………………………7
1-2.6 藥物釋放控制系統及藥物動力學 …………………8
1-3 研究動機與目標………………………………………………10
第二章 實驗材料與方法 ……………………………………………21
2-1 實驗材料 ……………………………………………………21
2-2 實驗評估與設計 ……………………………………………22
2-3 實驗方法 ……………………………………………………23
2-3-1 SU-8微針陣列製程步驟 ………………………23
2-3-2 聚乳酸微針陣列製程步驟 ………………………25
2-3-3 PLA/PLGA材料穿刺能力評估 ………………… 28
2-3-4 微針層穿刺能力 …………………………………28
2-3-5 FITC-BSA滲透能力評估 …………………………29
2-3-6 大分子牛血清蛋白質定量分析 …………………29
2-3-7微針釋放牛血清蛋白質速率評估 …………………31
2-3-8 葡萄糖氧化酵素活性分析 …………………………33
第三章 結果與討論 …………………………………………………34
3-1 微針陣列製作結果 …………………………………………44
3-2 微針陣列穿刺實驗結果……………………………………44
3-3 PLGA藥物層滲透能力評估結果 …………………………45
3-4 蛋白質定量分析結果…………………………………………46
3-5 改善蛋白質釋放速率方法…………………………………47
3-6 微針釋放牛血清蛋白質速率評估 …………………………47
3-7 葡萄糖氧化酵素活性評估結果………………………………48
第四章 結論與未來工作………………………………………………60
4-1 結論……………………………………………………………61
4-2 未來工作………………………………………………………62
第五章 參考文獻………………………………………………………63
圖目錄
圖1-1. 皮膚結構 ……………………………………………………12
圖1-2. 皮膚組成 ……………………………………………………12
圖1-3. PMMA微針頭陣 ……………………………………………13
圖1-4. 無疼痛感微針頭陣列結構圖 ………………………………13
圖1-5. 多層式微球藥物釋放機制 ………………………………14
圖1-6. Big Head結構 ……………………………………………15
圖1-7. 背後曝光示意圖 ……………………………………………16
圖1-8. 熱壓模具圖 …………………………………………………17
圖1-9. SU-8微針頭製作在具有彈性的PDMS膜……………………18
圖1-10. 聚乳酸生物體內水解機制 …………………………………19
圖1-11. 藥物於患部濃度變化 ………………………………………20
圖1-12. 兩層式微針陣列貼片降解機制 ……………………………20圖2-1. 皮膚各組成結構之深度 ……………………………………38
圖2-2. 微針貼片經皮藥物輸送架構 ………………………………38
圖2-3. SU-8微針頭陣列製作流程圖………………………………39
圖2-4. PDMS翻模製作流程圖………………………………………40
圖2-5. 兩層式微針貼片製作流程圖 ………………………………41
圖2-6. 測試不同比例材料穿刺能力之示意圖 ……………………41
圖2-7. 微針蛋白質釋放測試之示意圖 ……………………………42
圖2-8. 蛋白質定量分析之示意圖 …………………………………42
圖2-9. 酵素活性實驗之示意圖 ……………………………………43
圖3-1. 有機溶劑造成PDMS的膨潤現象 …………………………51
圖3-2. 單層聚乳酸微針陣列片 ……………………………………51
圖3-3. 單層聚乳酸微針陣列SEM圖 ………………………………52
圖3-4. 聚乳酸微針陣列 ……………………………………………52
圖3-5. 聚乳酸微針陣列SEM圖………………………………………53
圖3-6. 聚乳酸微針陣列穿刺實驗結果OM圖 ………………………53
圖3-7. 不同比例聚乳酸微針陣列穿刺實驗結果OM圖 ……………54
圖3-8. 聚乳酸微針陣列螢光-共軛聚焦顯微鏡圖 …………………54
圖3-9. 蛋白質定量標準曲線圖………………………………………55 圖3-10.蛋白質定量分析對照數據圖及SEM圖………………………55
圖3-11.蛋白質定量標準曲線圖………………………………………56
圖3-12.不同厚度PLA微針層的蛋白質定量分析數據圖……………56
圖3-13.蛋白質定量標準曲線圖………………………………………57
圖3-14.微針貼片之圖樣釋放速率圖…………………………………57
圖3-15.葡萄糖濃度標準曲線圖(第一天~第三天) …………………58
圖3-16.葡萄糖氧化代謝的情形圖……………………………………58
圖3-17.葡萄糖濃度標準曲線圖(2H)…………………………………59
圖3-18.葡萄糖氧化代謝的情形圖(2H)………………………………59
表目錄
表 2-1 實驗藥品………………………………………………………21
表 2-2 PLA、PGA與PLGA高分子Tg 與 Tm 之比較 ………………22
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