כאחת הפלטפורמות המבטיחות ביותר לאספקת תרופות דרך העור ולטיפול זעיר פולשני במאה ה-21, טכנולוגיית המיקרונידל מתרכזת במבנים דמויי מחט בקנה מידה מיקרוני שחודרים את השכבה הקרנית -מחסום העור החיצוני ביותר-בצורה כמעט ללא כאבים, ויוצרות ערוץ מיקרו-דרמי זמני. עיצוב מתוחכם זה משלב בצורה מושלמת את הנוחות של מדבקות טרנס-דרמליות קונבנציונליות עם היעילות הגבוהה של הזרקות תת עוריות, מה שמניע טרנספורמציות עמוקות במגזר הרפואי, האסתטי והפרמצבטי. הרבגוניות של העקרונות הטכניים והדיוק של תהליכי הייצור שלו קובעים ישירות את ביצועי המוצר ואת היקף היישום.

מסווגים לפי עקרונות עבודה, מחטי מיקרו מתחלקות לארבע קטגוריות עיקריות: מחטי מיקרו מוצקות, מחטי מיקרו מתמוססות, מחטי מיקרו מצופות ומחטי מיקרו חלולות. מחטים מוצקות (עשויות ממתכות או סיליקון, למשל) משמשות בעיקר ליצירת תעלות מוקדמת בעור לפני יישום מקומי של תרופה. מחטי מיקרו מתמוססות מיוצרות מחומרים מתכלים כגון חומצה היאלורונית וחומצה פולילקטית, כאשר תרופות מוטענות בתוך גופי המחט. עם חדירת העור, הם מתמוססים בנוזל ביניים כדי לשחרר מטענים, מה שמאפשר מתן תרופות לא פולשניות. מחטי מיקרו מצופות כוללות שכבות תרופות הכרוכות סביב קצות מחט מוצקות, בעוד שמיקרו מחטים חלולות מתפקדות כמו מזרקים מיניאטוריים לאספקת נוזלים פעילה. בין הסוגים הללו, מיקרו-מחטים מתמוססות הפכו לזרם המרכזי של מחקר, פיתוח ותיעוש, הודות ליתרונות הכוללים ללא שאריות חדות רפואיות לאחר השימוש ושחרור תרופות ניתן לשליטה.

תהליכי ייצור מייצגים צוואר בקבוק קריטי ותחרותיות מרכזית לתרגום טכנולוגיית microneedle ממעבדה לשוק. טכניקות פוטוליטוגרפיה ותחריט מסורתיות משמשות בדרך כלל לייצור תבניות עבור סיליקון או מיקרו מחטים מתכתיות, אך הן גורמות לעלויות גבוהות וכרוכות בהליכים מורכבים. בשנים האחרונות, ארגונים חדשניים המיוצגים על ידי Zhongke Microneedle (Beijing) Technology Co., Ltd השיגו התקדמות פורצת דרך. בהסתמך על מומחיות טכנית של המכון לפיזיקה וכימיה, האקדמיה הסינית למדעים, החברה פיתחה באופן עצמאי את שיטת ההדפסה RT-SMP® בטמפרטורת החדר, שאושרה כמתקדמת בינלאומית. תהליך זה מאפשר יציקה מדויקת של מיקרו-מחטים פולימריות בטמפרטורת הסביבה, תוך מניעת נזק למרכיבים פרמצבטיים פעילים מחום גבוה. היא גם הייתה חלוצה בקו הייצור התואם ל-GMP של סין עם קיבולת שנתית של 150 מיליון תיקונים, ונותנת מענה לאתגרים עולמיים בייצור בקנה מידה גדול, בעלות נמוכה ובאיכות גבוהה של מיקרו מחטים מתמוססות.

בתחום מדעי החומרים, צוות מחקר מאוניברסיטת בייג'ינג לטכנולוגיה כימית בולט בשימוש החלוצי שלו בחומצה פולילקטית ירוקה (PLA) כחומר המטריצה ​​למיקרו-מחטים. מתגאה בתאימות ביולוגית ובניתוק ביולוגית מצוינים, PLA אומצה בחידושים בשרשרת מלאה על ידי הצוות המתפרש על עיצוב תבניות, תהליכי ייצור ובניית קו ייצור. קו הייצור הראשון בעולם למיקרו מחטי PLA מוצקות הוקם, עם תפוקה שנתית של 50 מיליון חתיכות. טכנולוגיה זו, ששוחררה בהצלחה והעניקה תעודת רישום מכשיר רפואי, הוכחה כמגבירה את יעילות ספיגת התרופות בשיעור של למעלה מ-10 עם בטיחות יוצאת דופן בטיפולים קליניים להפרעות עור כגון פסוריאזיס ומלזמה.

מסלול תיעוש מרכזי נוסף מומש על ידי Guangzhou Xinji Pharmaceutical Co., Ltd. מדבקת המיקרו-מחטים של דקסמדטומידין הידרוכלוריד שלה, שאושרה לניסויים קליניים כמדבקת המיקרו-מחטים הפרמצבטית הראשונה של סין, מסמנת עידן חדש לאספקת תרופות בתיווך מיקרו-מחטים בסין. הצלחת המוצר נובעת ממומחיות עמוקה בניסוח חומרים פולימריים, תהליכי העמסת תרופות וייצור בקנה מידה גדול. ייצור Microneedle כולל שלבים מונעי דיוק מרובים, כולל עיבוד תבניות מדויק, ערבוב הומוגני של תרופות וחומרי בסיס, ויבוש ייבוש. סטיות קלות בכל פרמטר יכולות להשפיע על החוזק המכני של המחט (לחדירת עור מוצלחת) ועל קינטיקה של שחרור התרופה.

במבט קדימה, טכנולוגיות ייצור המיקרו-מחטים מתקדמות לקראת אינטליגנציה והתאמה אישית. 3הדפסת D מאפשרת מערכי מיקרו-מחטים מותאמים אישית המותאמים למאפייני העור האישיים. בינתיים, שילוב חומרים חכמים כגון חומרים רגישים לתרמיים וחומרים מגיבים ל-pH במיקרו-מחטים מקל על פיתוח מערכות חכמות המסוגלות לשחרר תרופות לפי דרישה המופעלות על ידי אותות פיזיולוגיים-לדוגמה, מדבקות אינסולין חכמות המשחררות אינסולין אוטומטית כאשר רמת הגלוקוז בדם עולה. חידושים חדישים אלה מתפתחים מחטים מיקרו ממשפרות חדירה פיזיות פשוטות לממשקים ביולוגיים חכמים לרפואה מדויקת של הדור הבא.