透皮给药系统(TDDS)作为一种适用于多种药物的方便的给药方式非常有吸引力。虽然大多数递送仅依赖于被动扩散并且透皮效率较低。
超声动力促进药物透皮渗透，但仍需要改进，因为只有一小部分超声能量施加在药物输送贴片上，大部分超声能量浪费在生物组织的较深层部分。
本研究开发了一种用于增强药物输送的透皮贴片，该贴片拦截了预期比例的超声能量，并将超声能量转换为压力，以促进药物释放。
声电贴片呈现出三明治结构，由背透明胶带膜、厚度为200μm的电纺聚偏二氟乙烯(PVDF)膜和粘性水凝胶层中的药物组成。电纺PVDF薄膜由交织的微纤维和微米级气囊组成，是一种有效的超声波能量拦截和转换单元。施加在贴片上的超声激励可有效增强药物释放和组织穿透。
在30分钟的治疗期内，贴片温度保持在安全范围内，可以采用温和的温度升高来诱导热变色膜的颜色变化，以表明与递送贴片的有效超声能量耦合。
当递送典型的抗炎镇痛药物双氯芬酸钠时，动物实验表明，在声电激励递送过程中，药物血液浓度显著增加。药物血液浓度比仅使用超声波的输送高100%，与仅使用电场激励输送或没有外部激励的静态输送相比，药物血液浓度甚至显著提高。
声电贴片和微孔的设计
声电贴片的体外释放性能
来自PVDF纤维层的超声波和电场以及来自气泡的机械压力同时作用在聚N,N-二甲基丙烯酰胺(PDMAA)凝胶层上，产生离子压电场。超声刺激后获得约90mV的跨膜电压(下图c)。阳离子和阴离子在超声压力下以不同的速度移动。不同的位错速度导致正负电荷的不平衡聚集，导致基体中产生动态电场。电纺PVDF薄膜增强了获得的跨膜电场。
贴片在机械(超声)刺激周期下的图示过程以及电场和残余压力
https://doi.org/10.1021/acsami.4c10049
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