可溶解微針在生物醫學中的應用研究進展

近年來，微針技術被廣泛應用于透皮給藥的研究，其具有微創、無痛的優勢，給藥效果有所改善，且操作方便。隨著納米和電化學技術的發展，不同類型的微針越來越多地應用于其他生物醫學領域。近年來的研究進展表明，可溶解微針在皮膚病治療、疾病診斷和監測、癌癥治療等領域取得了顯著的成果，其在各種生物醫學領域具有廣泛的應用前景，顯示出其作為一種臨床治療形式的巨大潛力。

為了總結可溶解微針在生物醫學的應用研究進展，西北大學范代娣教授在Polymers期刊上發表了題為“The Progress in the Application of Dissolving Microneedles in Biomedicine”的綜述。該綜述主要以可溶解微針為研究重點，綜述了各生物醫學領域的最新研究進展，為后續智能和商業可溶解微針的開發提供靈感，并為臨床治療提供更好的解決方案。

一般而言，微針可分為實心微針、涂層微針、可溶解微針和空心微針。不同類型的微針可以通過不同的機制遞送藥物?？扇芙馕⑨樋梢詫⑺幬锇?a href="http://www.qd573.com/article/zt/" target="_blank">聚合物基質中，并在插入皮膚后完全溶解。與涂層微針相比，可溶解微針可以完全溶解在皮膚中，因此使用后不會留下具有生物危害性的尖銳物體廢物。這些微針通常由安全的、可溶解于水的材料制成，比如可溶解聚合物和糖類?？扇芙馕⑨樀闹圃熘饕褂描T造的模具，以及由在模具中固化的填充聚合物制備而成。目前，羧甲基殼聚糖（CMC）、硫酸軟骨素、葡聚糖、環糊精、聚乙烯吡啶酮（PVP）、聚乙烯醇（PVA）、聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）等已經被用作微針制備材料。微針是通過填充模具并將其干燥來獲得的，有時需要額外使用真空或離心操作來制備。此外聚合物形成的水凝膠，即聚合水凝膠，如N-乙烯基吡咯烷酮或甲基丙烯酸，以液體單體的形式添加到模具中，并在紫外線輻射下交聯，也是可溶解微針的類型。與這些高度溶于水、快速溶解的微針不同，交聯微針可以通過皮膚中聚合物的緩慢生物降解來實現藥物的緩慢釋放。

圖1 微針的分類和可溶解微針的分類和制備

可溶解微針在癌癥治療方面的應用

癌癥作為威脅人類健康的主要疾病之一，其治療一直是全世界關注的焦點。除了常用的化療藥物，越來越多的治療方法不斷涌現，不斷地提高癌癥患者的生存率，降低了癌癥的復發率。此外，按需給藥和光熱治療和光動力治療藥物、基因藥物和免疫治療藥物的響應釋放也可以通過微針來實現。在過去的十年中，微針已廣泛用于透皮遞送抗癌藥物，顯示出提高藥物利用率，減少毒副作用，增強腫瘤靶向能力和降低脫靶毒性的優勢。

圖2可溶解微針用于癌癥治療的研究

可溶解微針在傷口愈合方面的應用

皮膚作為人體最大的器官，很容易受到周圍環境的破壞。細菌感染、糖尿病傷口、褥瘡、燒傷和其他皮膚損傷對人們的生活和健康構成嚴重的影響。傷口愈合經歷了一系列連續階段：止血、炎癥、增生和重塑。每個階段對傷口的最終愈合都是至關重要的。微針陣列可用于提高藥物遞送效率，從而提高愈合效果。微針通過繞過各種物理和化學屏障，提高了將藥物遞送到目標區域的效率。

圖3可溶解微針用于傷口愈合的研究

可溶解微針在疾病診斷和監測方面的應用

雖然微針最初是為透皮遞送藥物和疫苗而設計的，但其微型尺寸的優勢使其可以穿透皮膚角質層并進入真皮間質液，而不會觸發皮膚深處的痛覺神經元。因此，微針也是一種非常適合以微創方式直接進入真皮間質液的技術。其為透皮診斷和監測提供了一個極好的平臺。除了能夠穿過角質層外，微針還能夠直接接觸真皮間質液，這為外部分析或直接測量皮膚內的生理參數提供了取樣液體的機會?；谖⑨樀尼t學傳感技術可分為兩類。第一種是電化學生物傳感器。通常，實心和空心納米顆?？梢宰鳛殡姌O的修飾材料。另一種是利用高分子納米粒子或水凝膠納米粒子直接提取組織間質液。在微針電化學生物傳感器中，反映人體狀況的目標樣品（葡萄糖、乳酸、酒精、尿素、氨基酸和治療藥物等）的濃度通過微針電極轉化為電信號。在基于間質液直接提取的微針中，由于皮膚中存在大量間質液，當具有三維交聯網絡結構的水凝膠微針穿透皮膚時，間質液被吸收形成腫脹狀態。通過提取間質液并實時檢測，研究人員可以分析這些反映身體生理狀況的治療藥物、蛋白質和離子而判斷病人的身體狀況。

圖4可溶解微針用于診斷和監測的研究

可溶解微針在皮膚疾病治療方面的應用

皮膚病作為一個全球性的公共衛生問題，嚴重影響著患者的生活質量。皮膚的角質層的存在也嚴重阻礙了透皮藥物的滲透，使它們很難穿過皮膚。微針可增加皮膚通透性，增加局部皮膚中的藥物濃度，減少全身毒性。微針已被用于治療各種常見的皮膚疾病，如痤瘡、脫發、特應性皮炎、銀屑病和瘢痕等。

圖5可溶解微針用于皮膚疾病治療的研究

綜上所述，在自微針作為給藥系統使用以來的幾十年里，透皮給藥領域取得了重大進展。微針可以顯著提高藥物的皮膚滲透率。本文中提到的微針不僅是一種簡單的給藥工具。未來，通過微針形態的設計、材料的選擇和修飾以及與微針之間的相互作用，將有望提高各種疾病的治療效率。此外，本文還提到了可溶解微針在眾多生物醫學領域的應用，希望微針技術能夠在其他領域得到更廣泛的應用。

審核編輯：劉清