科学观察

微针给药

Rita的历史科普稿介绍微针及生物聚合物贴片给药、组织液采样的研究原理与局限。

微针给药主题插画

历史科普稿:以下保留原稿的发表语境、研究介绍与作者观点。原发表日期尚未核实,作者身份及单位按原稿介绍保留。

打针是一种常见的给药方式,使患者不得不承受些皮肉之苦,也造成了感染的风险。你有没有想过还有一种疼痛较少的方式将药物直接输送至人体中呢?微针给药是一种新型的透皮给药方式,正在研究其微创、潜在疼痛较少等优势;具体安全性与有效性取决于产品及用途。自1998年的微加工微针研究以来,从最初的由硅、金属、陶瓷等固体微晶片制成的实心微针,发展演变为包衣微针、中空微针以及由生物可溶性材料制成的可溶性微针。由硅、陶瓷、金属或高分子聚合物材料通过制成贴片、滚轮、笔式等各种形态,用于刺穿皮肤表皮层,其直径30-80 µm,针长数百到数千微米不等,针体形态各异。所研究的经皮给药范围扩展到水溶性药物、蛋白质药物、多肽药物、疫苗及基因药物等。

图1 图片来源于网络。
图1 图片来源于网络。
微针给药

生物聚合物微针

与传统的不可溶微针给药途径相比,生物聚合物微针因其良好的生物相容性、潜在较好的安全性、较高的载药量和可控的释药速率成为一种具有广阔应用前景的透皮给药方式。通常因治疗需要可根据聚合物降解特性和膨胀特性的不同制备成不同功能的微针贴片,目前的生物聚合物微针利用微创技术主要被研究用于皮肤药物输送和皮肤组织液提取,可溶性设计可减少交叉感染的风险,使用后可无锐器存留从而减少医疗废弃物的产生。微针贴片中的针长设计通常小于1000 μm,能穿透角质层,产生短暂的微通道,将微针贴片中负载的药物输送到皮肤内部,亦可从皮肤中提取组织液进行体外检测,微针长度可被设计为达到指定深度并减少对神经和血管的刺激,但不能保证每种设计都完全避开它们。因此,微针治疗可以使多种分子以微创的方式进入皮肤,从而克服传统的经皮药物输送方法的局限性,药物可以装在微针尖端和底部的表面或者内部,实现高负荷的有效经皮治疗(图2)。由不同降解、膨胀特性的聚合物制备的微针具有药物剂量释放和速率的可控性,便于生物医学应用。

图2 微针透皮给药传递示意图。
图2 微针透皮给药传递示意图。

微针因微创、潜在疼痛较少的优点成为给药领域和经皮提取组织液的研究热点。根据不同的诊断需求制备成不同功能的贴片实现疾病的诊疗的目的,对于人类健康具有重要的意义。尽管微针贴片在载药经皮传递和提取组织液方面取得了不少研究进展,但不同产品及用途的研发阶段各异。动物模型验证很重要,一些设计也已进行人体试验,不能笼统称为仅有动物实验而无人体验证。此外,微针在传递效率和释放部位等方面仍需较多的研究。在未来,微针的经皮治疗效率的提高,释放部位更加精准明确,以及能更好控制释放效率,这将对患者来说是最大的福音。

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作者简介

微针给药

Rita

Hello,大家好!我是Rita:

工作单位:南京工业大学;

研究领域:快速体外诊断的便携式器件的设计、制备与应用;

对科普的想法:科普知识,传递科技前言,科学填充自己领域之外的一些技术方法,这对于科研人员的新技术的研发和创新具有非常好的启示作用,同时对于非科研人员而言也是非常不错的科学知识的普及。

编辑说明

编辑说明:保留Rita原稿的技术介绍与研究前景,并按原始研究对“完全无痛、普遍安全有效、只做动物实验”等绝对表述作最低必要限定。1998年论文已有有限人体疼痛测试,2017年也有流感疫苗可溶性微针贴片一期人体试验;这不等于所有微针产品均获批给药。皮肤美容微针设备与特定药物/疫苗给药系统须区分,尺寸、药效与风险应按具体设计判断。作者单位为原稿历史介绍,发表日期仍未核实。

补充参考资料

Henry等1998年微加工微针原始研究

Rouphael等2017年流感微针贴片一期试验

FDA:微针设备的具体用途

来源与编辑记录

根据博士科普公众号完整历史文章导出恢复。

校订说明:编辑说明:保留Rita原稿的技术介绍与研究前景,并按原始研究对“完全无痛、普遍安全有效、只做动物实验”等绝对表述作最低必要限定。1998年论文已有有限人体疼痛测试,2017年也有流感疫苗可溶性微针贴片一期人体试验;这不等于所有微针产品均获批给药。皮肤美容微针设备与特定药物/疫苗给药系统须区分,尺寸、药效与风险应按具体设计判断。作者单位为原稿历史介绍,发表日期仍未核实。

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