Design of three-section microneedle towards low insertion force and high drug delivery amount using the finite element method

透皮 渗透(战争) 材料科学 锥面 角质层 生物医学工程 有限元法 药物输送 复合材料 纳米技术 结构工程 数学 工程类 药理学 病理 医学 运筹学
作者
Liqiang Zhang,Chenxi Zhu,Jiakang Shi,Zhuoran Zhou,Daohan Ge
出处
期刊:Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering [Taylor & Francis]
卷期号:27 (2): 156-166 被引量:5
标识
DOI:10.1080/10255842.2023.2174019
摘要

A microneedle has been greatly recognized as one of the most promising devices for novel transdermal drug delivery system due to its capacity of piercing the protective stratum corneum with a minimally invasive and painless manner. During the past two decades, although numerous achievements have been made in the structure and material combination of microneedles, they mostly focus on the pharmacology and functionality of microneedles, and little is reported about how to design the shape of microneedles to reduce insertion force and especially improve penetration efficiency. Using the developed finite element method, we designed three-section microneedles (TSMN) with various sizes and evaluated their maximum insertion force, penetration efficiency, drug delivery amount and strength. The simulation results demonstrate that the well-designed TSMN with shaft width of 60 μm exhibits a lower maximum insertion force of 116.68 mN relative to 167.92 mN of conical microneedle and an effective penetration length of 81.6% relative to 71.38% of conical microneedle. Besides, the optimized TSMN with shaft width of 80 μm shows similar maximum insertion force and 2.3 times the drug delivery amount compared to conical microneedle. These excellent properties are attributed to the optimized design of the shape curve of TSMN sidewall. Such results may provide an inspiration of microneedle design for low insertion force and high penetration efficiency.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
深情安青应助LL采纳,获得10
1秒前
2秒前
文具盒完成签到,获得积分10
2秒前
131775完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
西瓜西瓜发布了新的文献求助10
3秒前
留胡子的雨旋完成签到,获得积分10
3秒前
小久笑完成签到,获得积分10
3秒前
mouse_velocity完成签到,获得积分10
3秒前
亚飞发布了新的文献求助10
5秒前
今后应助sdzylx7采纳,获得30
7秒前
笑ige发布了新的文献求助10
7秒前
Yu完成签到,获得积分10
7秒前
敏感菲鹰发布了新的文献求助10
7秒前
稳重伊发布了新的文献求助10
7秒前
Ava应助陈宇蛟采纳,获得10
8秒前
yuzheng_chen发布了新的文献求助20
8秒前
9秒前
Ava应助杨文彬采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
水木公完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
xinxinxin发布了新的文献求助10
10秒前
222发布了新的文献求助10
11秒前
张建煌完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
小蘑菇应助12345采纳,获得10
11秒前
12秒前
13秒前
体贴钻石发布了新的文献求助10
14秒前
正直幼枫完成签到,获得积分10
14秒前
lyp发布了新的文献求助10
14秒前
太叔雨文完成签到,获得积分20
14秒前
15秒前
不灵0发布了新的文献求助30
15秒前
璟黎完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
YU发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6522082
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8315377
关于积分的说明 17788850
捐赠科研通 5624209
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2927819
邀请新用户注册赠送积分活动 1904630
关于科研通互助平台的介绍 1764686