3D Printed Microneedles for the Transdermal Delivery of NAD<sup>+</sup> Precursor: Toward Personalization of Skin Delivery
Notice bibliographique
Résumé
3D printing of microneedles (μNDs) for transdermal therapy has the potential to enable patient personalization based on the target disease, site of application, and dosage requirements. To convert this concept to reality, it is necessary that the 3D printing technology can deliver high resolution, an affordable cost, and large print volumes. With the introduction of benchtop 4K and 8K 3D printers, it is now possible to manufacture medical devices like μNDs at sufficient resolution and low cost. In this research, we systematically optimized the 3D printing design parameters such as resin viscosity, print angle, layer height, and curing time to generate customizable μNDs. We have also developed an innovative 3D coating microtank device to optimize the coating method. We have applied this to the development of novel μNDs to deliver an established NAD + precursor molecule, nicotinamide mononucleotide (NMN). A methacrylate-based polymer photoresin (eSun resin) was diluted with methanol to adjust the resin viscosity. The 3D print layer height of 25 μm yielded a smooth surface, thus reducing edge-ridge mismatches. Printing μNDs at 90° to the print platform yielded 84.28 ± 2.158% ( n = 5) of the input height thus increasing the tip sharpness (48.52 ± 10.43 μm, n = 5). The formulation containing fluorescein (model molecule), sucrose (viscosity modifier), and Tween-20 (surface tension modifier) was coated on the μNDs using the custom designed microtank setup, and the amount deposited was determined fluorescently. The dye-coated μND arrays inserted into human skin ( in vitro ) showed a fluorescence signal at a depth of 150 μm ( n = 3) into the skin. After optimization of the 3D printing parameters and coating protocol using fluorescein, NMN was coated onto the μNDs, and its diffusion was assessed in full-thickness human skin in vitro using a Franz diffusion setup. Approximately 189 ± 34.5 μg (5× dipped coated μNDs) of NMN permeated through the skin and 41.2 ± 7.53 μg was left in the skin after 24 h. Multiphoton microscopy imaging of NMN-coated μND treated mouse ear skin ex vivo demonstrated significantly ( p < 0.05) increased free-unbound NADPH and reduced fluorescence lifetime of NADPH, both of which are indicative of cellular metabolic rates. Our study demonstrates that low-cost benchtop 3D printers can be used to print high-fidelity μNDs with the ability to rapidly coat and release NMN which consequently caused changes in intracellular NAD + levels.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».