This study demonstrates that drug-coated PLLA (Poly (L-lactide)) microneedle arrays can induce rapid and painless local anesthesia. Microneedle arrays were fabricated using a micro-molding technique and the needle tips were coated with 290.6 ± 45.9 ug of Lidocaine, the most widely used local anesthetic worldwide. A dip-coating device was newly designed for the purpose of the coating step using an optimized coating formula-tion. Lidocaine coated on the arrays was released rapidly into PBS within 2 minutes and its storage stability lasted 3 weeks at 4, 25, and 37 ℃. Furthermore, the microneedle arrays showed consistent in vitro skin pene-tration and delivered 200.8 ± 43.9, 224.2 ± 39.3, and 244.1 ± 19.6 ug of Lidocaine into skin 1, 2, and 5 minutes after application with high delivery efficiency of 69, 77, and 84 %. In comparison to a commercially available topical anesthetic, EMLA® cream, 22.0, 13.6, and 14.0-fold higher amount of Lidocaine was deliv-ered into the skin. Note, in vitro skin permeation of Lidocaine was also notably enhanced by 2-min-application of Lidocaine-coated microneedle arrays. Altogether, these results suggest that the biocompatible Lidocaine-coated PLLA microneedle arrays would provide significantly rapid local anesthesia in a painless manner without any issues posed by topical application or hypodermic injection of local anesthetic.
본 연구의 목표는 약물코팅형 폴리락타이드 (Poly (L-lactide), PLLA) 마이크로니들 (Mi-croneedle)이 빠르고 통증 없는 국소마취를 일으킬 수 있는지를 탐구하는 것이다. PLLA 마이크로니들은 마이크로몰딩 (Micromolding) 기법으로 제작되었고, 널리 상용화된 국소마취제인 리도카인(Lidocaine) 290.6±45.9 ug이 특수 제작된 딥 코팅 (Dip-coating) 기기와 최적화된 코팅 용액 조성에 의해 마이크로니들에만 선택적으로 코팅되었다. 코팅된 리도카인은 PBS에서 2분 이내에 모두 빠르게 방출되었으며 4, 25, 그리고 37도에서3주 동안 보관 안정성을 유지하였다. 또한 마이크로니들은 생체외 돼지 피부 모델에서 균일한 피부 내 침투를 보였고, 1, 2, 그리고 5분 동안 피부에 적용되었을 때 각각 69, 77, 그리고 84 %의 높은 전달 효율로 200.8±43.9, 224.2±39.3, 그리고 244.1±19.6 ug의 리도카인을 피부 내로 전달하였다. 게다가 상용화된 국소마취용 크림인 EMLA크림에 비해 각 적용 시간 당 22.0, 13.6, 그리고 14.0배 많은 리도카인을 피부 내로 전달하였다. 뿐만 아니라 프란츠 확산 셀(Franz Diffusion Cell)을 이용한 생체외 피부 투과도 실험에서도 리도카인이 코팅된 마이크로니들이 리도카인의 피부 투과도를 상당하게 증가시킨다는 것을 보였다. 본 연구의 이러한 결과들은 리도카인이 코팅된 PLLA 마이크로니들이 침윤 마취나 도포 마취의 문제점들을 극복하고 빠르고 통증 없는 국소마취를 일으킬 수 있을 거라 제안한다.
