緩釋微針貼片用于脫發長效治療

由于某些生理性或病理性因素，脫發已經逐漸成為困擾成年人乃至青少年人群的健康問題，由脫發引起的身體與形象的變化，已經嚴重影響到了患者的心理健康和生活質量。然而，傳統采用的植發技術、外用米諾地爾酊劑、口服非那雄安片由于價格昂貴、藥物利用率低和用藥依從性差等問題導致治療效果不盡人意。針對這一挑戰，武漢大學藥學院黎威教授課題組將具有載藥緩釋功能的PLGA微球與微針（MN）技術相結合，開發了一種具有藥物緩釋功能的水溶性微針用于長效治療雄激素性脫發。該微針貼片是利用摩方精密的 nanoArch S140 3D打印設備加工模具后經PDMS翻模制備而成，可通過提高藥物生物利用度以及降低給藥頻率，改善患者用藥安全性和提高患者依從性，在脫發的臨床治療中將具有重要的應用潛力。相關研究成果以題為“Dissolving Microneedle Patch Integrated with Microspheres for Long-Acting Hair Regrowth Therapy”的文章發表在《ACS Applied Materials and Interfaces》。武漢大學碩士研究生尹美容、劉漢卿以及博士研究生曾勇年為共同第一作者，武漢大學藥學院黎威教授和武漢大學人民醫院陳創教授為共同通訊作者。

首先，研究者采用單乳法制備了包裹治療藥物米諾地爾（MDX）的PLGA緩釋微球，采用真空澆注法和離心填充法將載藥微球裝填至水溶性微針的尖端。載藥微球表面光滑、無孔，粒徑主要分布在15.3 ± 2.2 μm，載藥微球呈密集狀態填充在水溶性微針尖端且藥物米諾地爾在微球和微針中呈現持續性釋放，釋放時間超過2周，所有藥物在一個月內釋放完全（如圖1）。

圖1 負載載藥微球的微針的表征。a. 載MXD微球的掃描電子顯微鏡照片。比例尺，10 μm。b. MXD MN貼片的掃描電子顯微鏡照片，微針尺寸：高850 μm，尖端直徑10 μm，底座直徑400 μm 。比例尺，100 μm。c. MXD MN貼片的側視圖(上)和俯視圖(下)，顯示MN中裝載的包裹MXD的微球。比例尺，50μm。d. MXD MN貼片或PLGA微球在37℃含0.1%十二烷基硫酸鈉的PBS溶液中累積釋放MXD (n=3個獨立重復實驗)。

以熒光染料尼羅紅為模擬藥物進行可視化分析，載藥微球微針在離體皮膚上顯示出較高的穿透和藥物傳遞效率。在離體皮膚組織切片中，由微針遞送的載藥微球穩定留在皮下組織中，繼而在后期長期釋放藥物（如圖2）。負載微球的微針在活體大鼠皮膚上同樣顯示出很好的穿透效率，熒光圖像清晰地顯示了隨著時間的延長，熒光強度逐漸變暗，25天后，大部分的熒光基本消失，表明微球中的藥物在皮下呈逐漸緩慢釋放的特點（如圖3）。

圖2 MN貼片在離體大鼠皮膚中的應用。a. 將MN貼片應用于皮膚之前的明場(上)和熒光(下)顯微鏡圖像。比例尺，500 μm。b. 在體外應用MN貼片后的大鼠皮膚的明場(左)和熒光顯微鏡圖像。比例尺，500μm。c. MN貼片背襯應用于大鼠體外皮膚后的明場(上)和熒光(下)顯微鏡圖像。比例尺，500 μm。d. MN貼片溶解和尼羅紅微球遞送后，大鼠皮膚組織切片的亮場(上)、熒光(中)和合并(下)顯微鏡圖像。比例尺，250 μm。

圖3 MN貼片遞送的微球在雄性SD大鼠體內的染料釋放。a. 大鼠背部涂抹含有尼羅紅微球的MN貼片后的代表性照片(左)。黃色虛圓表示MN的插入位置。MN貼片在體外皮膚應用后大鼠皮膚的典型明場(右上)和熒光(右下)顯微圖像。比例尺，1 mm。b. 通過水溶性微針在體內植入含有尼羅紅微球在第1、4、7、10、14、17、25、30和35天大鼠皮膚的典型熒光顯微鏡圖像。比例尺，1 mm。c. 使用ImageJ對第1天至第35天皮膚的熒光強度進行量化。數據歸一化為第1天。條形表示平均值± 標準差(n=5)。 研究者在構建雄激素性脫發模型后，隨機將小鼠分為未治療組、每月一次空白微針組、每日一次5%米諾地爾溶液組、每月一次載藥微針組和每周一次載藥微針組。治療結果顯示，每月應用載藥微針組在小鼠中誘導了明顯的毛發再生，并且在再生毛發覆蓋面積、毛發密度和毛發直徑方面表現出與每天局部應用米諾地爾溶液相似的效果，值得注意的是，與每日局部應用米諾地爾溶液相比，每周應用載藥微針在上述參數上顯示出了更加優越的治療效果（如圖4）。

圖4 AGA小鼠模型中毛發再生的評價。a. 每日外用睪酮溶液在42天所建立的AGA小鼠模型示意圖以及AGA治療的治療策略。b. AGA小鼠毛發再生的代表性照片，包括對照組(即不治療)、空白MN貼片組(每月一次)、5%MXD溶液組(每日一次)、MXD MN貼片組(每月一次)和MXD MN貼片組(每周一次)。c. 脫毛42天后不同組再生毛發的典型掃描電子顯微鏡圖像。比例尺，10μm。d. 42天各組AGA小鼠毛發再生面積的定量。e. 對每組AGA小鼠第42天的再生毛發密度進行量化。f. 第42天各組AGA小鼠再生毛發直徑。條形代表平均值±標準差(n=5)。***P<0.001，**P<0.01。ns無顯著意義。

同時也可以看到，未經治療組的小鼠毛囊萎縮，雖然每月應用載藥微針組和每日局部應用米諾地爾溶液組在毛囊長度和真皮層厚度方面的結果相似，但每周應用載藥微針組中這兩個參數顯著增加，顯示其具有更好的促進毛發生長效率。最后，進一步研究了細胞增殖的標記物Ki-67的表達，每周應用載藥微針組在毛囊中Ki-67的表達最高，表明載藥微針在促進毛囊生長期可誘導相關細胞增殖（如圖5）。

圖5 MXD MN貼片用于毛囊再生的體內評價。a. 治療后第42天，觀察治療部位皮膚組織蘇木精-伊紅染色。黃色箭頭表示皮膚下再生的毛囊。標尺，50 μm。b. 測量第42天各組毛囊長度。c. 第42天各組毛囊中Ki-67的代表性熒光顯微鏡圖像。標尺，50 μm。d. 第42天各組真皮厚度的量化。(n=5)。***P<0.001。ns無顯著意義。

結論：該研究的最大意義在于設計了一種新型的水溶性微針，將其與生物可降解的微球結合，實現治療藥物米諾地爾的持續釋放。與傳統治療方式相比，實現了在減少給藥頻率的情況下達到了相似或更顯著的治療效果，從而為臨床上的長效脫發治療提供一種有前途的治療策略。