微小的尺寸也使微針在強(qiáng)度和剛度上存在先天不足，如微針刺入過程中存在較多的力學(xué)問題，影響其穿刺有效性; 微針使用過程中存在的安全性問題，如微針斷裂造成有害殘留等; 較其他劑型而言，微針的載藥量較小; 微針的微創(chuàng)給藥對皮膚造成的影響等。其中，微針的穿刺性能是微針能否成功應(yīng)用的決定性因素，也是限制微針發(fā)展與推廣的一個關(guān)鍵，尤其是對由聚合物材料制備的可溶性微針來說至關(guān)重要。在穿刺過程中，由于皮膚的不均勻性、刺入過程中不可避免地移動等原因，微針會受到各種各樣的力，而當(dāng)外界的力達(dá)到一定程度時，會使微針發(fā)生斷裂、彎曲等形變，影響微針的穿刺性能。因此，微針需要有一定的機(jī)械強(qiáng)度去克服這些因素可能帶來的失敗，且不同的穿刺方式、生物因素等都會影響微針的穿刺性能。
上海保圣TA.XTC-20微針強(qiáng)度測試儀可以作為一種單獨的體外方法模擬微針在體內(nèi)的穿刺過程，表征微針的機(jī)械性能和力學(xué)行為。應(yīng)用于介孔微針強(qiáng)度 mesoporous microneedles (MMN) 應(yīng)力-應(yīng)變stress–strain分析、微針尺寸力學(xué)效果評價，可對實心微針、空微針、棱形硅微針silicon microneedle、金涂層固體硅微針脆性測試，金屬微針硬度測定，聚合物微針強(qiáng)度測定、陶瓷納米微針、水凝膠微針應(yīng)力測定、玻尿酸微針彈性模量測定，微針（MN）透皮性能測定。
微針機(jī)械強(qiáng)度測試方案—微針斷裂性、微針斷裂力能測定。
根據(jù)微針（MN）力-位移曲線圖，可以分析初微針的屈服強(qiáng)度MNs yielding force以及微針破裂強(qiáng)度測定MN breaking force。以上實驗數(shù)據(jù)為TA.XTC-20微針強(qiáng)度測試儀對于微針陣列進(jìn)行測定，通過較高的采集率清楚的獲取到兩個微針分別在599um及651um處發(fā)生了斷裂，斷裂力分別是25.680N及25.757N。微針斷裂呈現(xiàn)出的力值相對重復(fù)性較高，斷裂位移值稍有差異。以此數(shù)據(jù)為該微針的臨床使用效果進(jìn)行評估。
微針機(jī)械強(qiáng)度測試方案—微針壓變性能
韌性材料制備的微針在探頭下壓的過程中力-位移曲線不存在突降，表明微針只發(fā)生了形變而沒有斷裂。采用上海保圣微針強(qiáng)度測試儀通過在設(shè)定相同位移值前提下，分析力-位移曲線的縱坐標(biāo)來評判微針的機(jī)械性能，應(yīng)力越大表明微針的機(jī)械強(qiáng)度越大。
微針機(jī)械強(qiáng)度測試方案—微針皮膚穿刺實驗
雖然測定微針的斷裂力和壓變性能可在不使用離體皮膚,的情況下模擬微針的理論穿刺過程，預(yù)測微針的穿刺有效性，但由于微針使用過程對穿刺的影響、皮膚與不銹鋼板等平面存在較大差異等原因，微針實際的刺入效果是無法通過斷裂力或壓變性能準(zhǔn)確預(yù)測的。因此，多數(shù)研究采用生物組織( 通常是離體人皮膚或動物皮膚) 來考察微針真實的穿刺性能。
上海保圣高精度力學(xué)分析儀器TA.XTC-20特別適用于高精度材料物性品質(zhì)研究，反應(yīng)靈敏，根據(jù)樣品形態(tài)可智能調(diào)節(jié)追蹤速率，對于微針、微球、微膠囊等精細(xì)樣品力學(xué)性能準(zhǔn)確測定。
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