Micro-aghi per la somministrazione indolore di farmaci: analisi numerico sperimentale per l'ottimizzazione della geometria dell'ago.

Nell’ultimo decennio gli studi riguardanti i micro-aghi sono aumentati considerevolmente poiché permettono di migliorare il passaggio transdermico del farmaco bypassando lo strato corneo che rappresenta una vera e propria barriera, rallentandone il passaggio. In questo studio si è valutato numericamente attraverso un’analisi agli elementi finiti quale tra le variabili della geometria dell’ago, a forma di tronco di cono, influisse maggiormente sull’inserzione dell’ago in un materiale alternativo alla pelle. Come materiale alternativo è stato scelto un materiale siliconico gommoso, il PDMS, che ne rispecchia le caratteristiche superficiali e meccaniche della pelle. A parità di forza impressa si è valutato quanto profondamente si inserisse l’ago nel PDMS, variando altezza, diametro di base e diametro di punta. Si sono ottenute 12 simulazioni. Il parametro che è stato ritenuto più influente è stato il diametro di base. Successivamente si è valutata l’inserzione in relazione all’angolazione dell’ago e ne è risultato che più l’angolazione dell’ago diminuiva, determinando un ago più affusolato, e più l’ago si inseriva profondamente. Per validare sperimentalmente quando ottenuto, si sono scelte delle geometrie di ago e si è deciso di valutare la loro prestanza non come singole entità, ma in una matrice di aghi. Le geometrie scelte presentano diametro di base costante e stessa numerosità pari a 16 aghi realizzati in una matrice 4x4. Gli aghi selezionati variano in altezza e di conseguenza si sono valutati array di aghi snelli e tozzi. Dalle analisi condotte risulta che la forza di completa inserzione varia con l’altezza dell’ago, più alto è e maggiore sarà la sua forza di inserzione, e che la resistenza all’inserzione del PDMS diminuisce al diminuire dell’angolo dell’ago.