圖為一種微針貼片。
微針貼片的針體尺寸微小，和傳統注射相比，對皮膚造成的損傷較少且疼痛感微弱。此外微針貼片的給藥方式簡單，操作便捷，患者可在醫生指導下自行使用，而且能在出現不適時隨時中斷給藥。
【資料圖】
很多人害怕打針的痛和吃藥的苦。現在科學家正在研究一種革命性的、更溫和的用藥方式免去人們打針吃藥的痛苦，那就是微針貼片。
微針貼片是一種新型的透皮給藥器件，它看起來像一個“創可貼”，表面布滿了裝著藥液的凹槽和微小針頭。只要把它在皮膚表面輕輕一貼，這些微小針頭就會穿過皮膚最外層的角質層，把藥液輸送到人體的皮下細胞。由于角質層里沒有痛覺神經，因此微針穿過時人基本不會感到疼痛。
浙江大學藥學院、金華研究院院長顧臻教授團隊日前開發了一種具有程序化功能的核殼結構智能微針陣列貼片(PF-MNs)，該貼片可在傷口的不同愈合階段，動態調節傷口的免疫微環境，幫助傷口更好地愈合。相關研究論文發表在《自然·通訊》上。
用微針治療痛感微弱
“微針貼片包含基底和陣列狀排布的微米級針體，針體長度通常為25—2000微米。”論文共同第一作者、浙江大學藥學院碩士研究生張穎介紹，這些微針可有效穿刺皮膚物理屏障，突破角質層，將藥物直接通過孔道遞送至真皮層。微針貼片的尺寸、形狀及材料均可根據特定的需求進行個性化定制，以實現高效精準的透皮給藥。
微針貼片根據微針的不同特點還可分為不同種類，如實心微針、空心微針、包衣微針、可溶微針、溶脹微針和響應性微針等。
實心微針通常由金屬材料或無機材料等制成，主要作用是穿刺表皮并留下微米級通道，幫助后續涂抹的藥物進行滲透。
空心微針類似于微米級的微型注射器，針尖刺穿皮膚后，針腔內的藥物在濃度梯度或外界壓力的驅動下釋放到人體內。
包衣微針刺入皮膚后，附著于微針表面的藥物則能在皮膚內快速溶解進入人體。
可溶微針和溶脹微針主要是由生物可降解的聚合物材料制得，刺入皮膚后，負載在其中的藥物會隨著材料的降解或溶脹逐步釋放。響應性微針由生理響應性材料制得，能根據疾病的病理特征在如高血糖、酸性環境等特定生理條件，或是在光、熱等外界刺激下實現藥物的可控釋放，因其精準高效的釋藥性能近年來得到了廣泛關注。
微針貼片用于疾病治療有許多突出優勢。論文共同第一作者、共同通訊作者，浙江大學藥學院博士后王慎強告訴科技日報記者，首先，微針貼片可以避免胃腸道滅活等影響，保證藥物的生物活性，讓藥物更多地進入人體循環中發揮作用。其次，與傳統貼劑相比，微針的穿刺作用能夠有效提升藥物的透皮效率。通過微針的局部敷貼，還可以增強局部療效，以及減少全身性給藥造成的潛在系統性毒副作用。
“微針貼片的針體尺寸微小，和傳統注射相比，對皮膚造成的損傷較少且疼痛感微弱。此外微針貼片的給藥方式簡單，操作便捷，患者可在醫生指導下自行使用，而且能在出現不適時隨時中斷給藥。”王慎強說。
國內外研究成果頗豐
近年來，微針貼片的相關研究和產品研發在國內外引起了廣泛關注。美國佐治亞理工學院的研究人員曾開發出一種含有特殊微型針頭的醫學文身貼片，不僅成本低，而且使用時無痛無血，有望在醫療警報、跟蹤絕育動物以及化妝品領域找到用武之地。
武漢大學藥學院黎威教授此前與國外研究者合作，發表了適用于人體的高載藥量微針貼片的研究成果，針對微針貼片載藥量有限的缺點，通過激光精密加工的方法構建了18種具有不同微針參數的大貼片，以提高微針貼片的載藥量。
香港大學李嘉誠醫學院臨床醫學學院矯形及創傷外科學系楊偉國教授團隊設計發明了一種由超聲波觸發的新型抗菌微針貼片，團隊在微針貼片內加入了抗菌納米材料來殺滅細菌，以微創方式治療由痤瘡丙酸桿菌引起的皮炎。
“微針貼片的應用場景現在被不斷拓展，具體來說可以用于治療糖尿病、腫瘤、皮膚病以及創面修復等。我們這次的研究就是針對創面修復。”論文共同通訊作者、浙江大學藥學院研究員張宇琪說。
不同于傳統的傷口治療方法，此次團隊研發的是一種可以程序性響應不同愈合階段創面微環境的核殼微針貼片，能夠在傷口的不同愈合階段動態調節傷口的免疫微環境，促進傷口從炎癥階段到增殖階段的轉變。
“這種智能微針陣列貼片不僅可以通過抑制細菌生長預防感染，還可以動態地調控創面的免疫微環境來緩解慢性炎癥，在促進創面愈合的同時避免了疤痕的產生，從根本上保障了傷口的高質量愈合。我們的研究提供了一種治療難愈性創面的新方法，并為利用程序性響應來調控創面修復提供了新思路。”張宇琪說。
智能微針陣列貼片技術作為一種智能化調節傷口微環境的技術，具有智能化調節和無疤修復等特殊優勢。在未來針對皮膚問題的治療過程中，這種貼片將會得到越來越廣泛的應用和關注。同時，隨著技術的不斷發展和研究的深入，智能微針陣列貼片未來會有更多的應用場景和更好的治療效果。
未來有望實現規模化生產
其實早在20世紀50年代，微針皮內注射的概念就已被提出，核心專利已過期40余年，但此前微針技術在全球范圍內遲遲未能實現規模化量產，主要原因在于微針本身制作工藝復雜，生產難度較大。
我國微針貼片的相關產業發展當下仍處于初期階段，主要應用多集中在醫美領域，用于疾病治療的微針貼片大都還處在研發或開展臨床試驗階段。王慎強表示，受微針針頭本身的限制，微針貼片的透皮長度有一定局限性。此外，微針貼片雖然在理論上能實現“個性化定制”，但當下研發的微針貼片個性化程度還有不足，比如目前主要還應用在幾個比較固定的位置。未來還需要根據不同待治療器官的位置、不同疾病、不同個人體質等具體需求繼續開展技術研發。
“從成果轉化的角度來講，如何實現微針貼片的規模化生產，同時保證較好的質量控制是一個難點，這也是我們近幾年研發的重心所在。目前我們已建有微針相關產品的生產線及潔凈車間，并獲得了生產許可。”張宇琪說。
當前，微針貼片在藥物遞送領域有大量臨床試驗正在開展，涉及疫苗以及皮膚病、糖尿病、眼病、疼痛等多種疾病的治療。如顧臻團隊此前研發的血糖響應性“智能胰島素微針貼片”目前正在開展注冊臨床試驗。顧臻表示，團隊還研發了可潛在治療痤瘡、慢性創面、脫發、肥胖和血栓栓塞等多種疾病的微針貼片。作為一種新型的透皮給藥技術，微針貼片通常集高效、安全、方便等優勢于一體，未來的發展前景十分廣闊。
王慎強認為，雖然目前微針貼片的產業化規模較小，但其具有獨特的給藥方式和較好的藥物吸收效果，未來將有較大的市場潛力。隨著技術的不斷成熟，其市場規模也會快速擴張，在醫療、保健和生物學等領域都有望實現新的突破。
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