Insulin-Loaded Silk Fibroin Microneedles as Sustained Release System

丝素 材料科学 透皮 生物相容性 傅里叶变换红外光谱 角质层 丝绸 药物输送 生物医学工程 化学工程 纳米技术 复合材料 药理学 病理 冶金 工程类 医学
作者
Shiyi Wang,Mingmei Zhu,Liang Zhao,Dajiang Kuang,Subhas C. Kundu,Shenzhou Lu
出处
期刊:ACS Biomaterials Science & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:5 (4): 1887-1894 被引量:66
标识
DOI:10.1021/acsbiomaterials.9b00229
摘要

Silk fibroin has widely been used in biomedical applications for its excellent biocompatibility, degradability, and mechanical properties. Microneedles are a suitable method for transdermal drug delivery. In this work, we have prepared microneedles using silk fibroin as the main material and have added proline to change its crystal structure. The fabricated microneedles are nontoxic and degradable and show relatively slow drug release. Our results indicate that the fibroin/proline microneedles can act as carriers of insulin. Fourier transform infrared (FTIR) observations show that the structure of proline-treated fibroin is transformed from random coils to β-sheets. A more regular arrangement is formed between the molecular segments. X-ray diffraction patterns show that proline has good compatibility with fibroin and induces the secondary conformation of the microneedles to a Silk I type structure. The needles have enough strength to pierce the stratum corneum of the skin. In vitro release experiments with insulin indicate that the release time from the microneedles is maintained up to 60 h. This system of delivery may provide a painless and effective route of insulin intake for the treatment of diabetic patients.
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