重新思考如何给药:微针贴片的突破

通过皮下注射针接受注射的痛苦感觉或吞下一颗大药丸的不愉快感觉是全球熟悉的感觉。但是，如果一种革命性的、更温和的给药方式正在酝酿之中呢?二十多年来，研究人员一直在研究各种类型的微针作为一种微创的透皮给药方法。微针阵列可以被设计成装载药物或化学物质，然后在稍微穿透皮肤层后，随着时间的推移释放到血液中。

与其他类型的针相比，微针有几个优点药物交付。首先，它们是无痛的，几乎不会对皮肤造成损伤，也不会出血。其次，它们可以自我管理。第三，与传统针头不同，微针头的处理要容易得多，因为它们不会留下有害废物。不幸的是，在微针成为医疗保健领域的下一个大事件之前，仍有一些挑战需要解决。其一是制造成本，通常涉及昂贵的模具、材料和机械。另一个问题是，当微针预先装入基于蛋白质的药物时，蛋白质的聚集和降解，因为这些分子对温度、酸度和盐浓度等外部条件相当敏感。

最近发表在《生物高分子在美国，来自日本和泰国的两个研究团队合作解决了现有微针的主要局限性。一方面，来自日本先进科学技术研究所(JAIST)的Kazuaki Matsumura教授和来自jist - siit的博士生Harit Pitakjakpipop开发并应用了一种有效抑制蛋白质聚集的功能聚合物。另一方面，泰国国家科学技术发展局(NANOTEC)的Paisan Khanchaitit博士和他的团队完善了一种基于光刻技术的适合工业规模的微针制造方法。通过将这两项努力结合起来，研究团队成功地生产出了具有几种吸引人的特性和潜在的临床可扩展性的微针贴片。

微针本身由不可降解的生物相容性水凝胶制成，其中还含有两性离子聚磺基甜菜碱(poly-SPB)。正如同一作者在以前的研究中报道的那样，这种聚合物抑制蛋白质聚集。因此，研究人员在制造过程中加入了它，并表明预先加载在微针中的蛋白质即使在受到各种外部应力时也很稳定。

此外，科学家们开发了一种简单而经济的方法来制造由上述材料制成的微针阵列。他们采用了光刻技术，在这个过程中，掩模被用来选择性地阻挡紫外线到达目标表面，以控制局部的化学反应，正如Khanchaitit博士解释的那样:“在制造过程中，穿过掩模的紫外线在聚合物树脂中产生自由基，导致光聚合，并随后在透明而灵活的基材上形成3D微针结构图案。”这种制造过程只需要廉价的设备，大约需要5分钟，但却能生产出具有显著机械强度的四点星形微针。

为了测试这些微针阵列在药物输送方面的性能，研究人员将50微升含有罗丹明B作为染料的药物溶液与溶菌酶和胰岛素作为示例蛋白质装载在一起。通过在猪皮上的各种实验，团队验证了他们的微针贴片具有高载药能力和高药物释放率。此外，他们证实，微针可以同时装载和保存各种水溶性药物和蛋白质，无需冷藏。

总体而言，建议的微针阵列似乎是一个非常有前途的管理治疗药物和疫苗的平台，正如Matsumura教授总结的那样:“我们的微针的优越特性可能会改变药物的管理方式，并可能使先进的蛋白质药物的开发和交付用于治疗各种疾病。”谁知道未来还有什么革命性的医学创新在等着我们呢?