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再也不怕打針啦|掃描電鏡下的透皮給藥微針

發(fā)布時間: 2023-12-06  點擊次數(shù): 1302次

再也不怕打針啦|掃描電鏡下的透皮給藥微針

小時候我們都有被打針支配的恐懼,那么有沒有一種方法讓我們既不像打針那么疼,又不像吃藥那么苦呢?有的!那就是微針!針頭直徑約為頭發(fā)絲的十分之一,插在皮膚上的疼痛感比普通針頭大為減輕!

微針表面示意圖

微針以其無痛、無創(chuàng)、安全、高效真皮導入的給藥特點強勢出圈,被廣泛應用于透皮給藥系統(tǒng)。在減輕痛苦的同時,大大減少了感染幾率,被稱作“人類給藥技術的一次革新"。微針(Microneedles,MN)是微米大小的針,高度為 10 - 2000 μm,寬度為 10 - 50 μm,可以無痛地直接穿透表皮層到達真皮組織。

掃描電鏡下的透皮微針結構

微針給藥系統(tǒng)是一種優(yōu)秀的透皮給藥途徑,近年來得到了廣泛的應用。從形態(tài)上看,微針分為四種類型,包括實心微針、涂層微針、溶解微針和空心微針。

四種微針類型:

(a) 實心微針 (b) 涂層微針 (c) 溶解微針 (d) 空心微針

此外,微針可以由多種材料組成,如金屬材料、無機材料和高分子材料。微針的針頭直徑只有頭發(fā)絲的十分之一,在飛納臺式掃描電鏡下,我們看到了微針的真面目,通過掃描電鏡,可以觀微針的針尖的矩陣結構是否完整以及微針表面的載藥情況。

飛納電鏡下的聚合物微針(3D 打印結構)

不同類型、不同材料的微針在不同的研究領域發(fā)揮著不同的作用。近年來,透皮給藥系統(tǒng)發(fā)展迅速,微針輸送系統(tǒng)已廣泛用于輸送藥物、基因、蛋白質、RNA 和疫苗。 微針和其它納米載體也已應用于癌癥治療、診斷、糖尿病治療和免疫療法。

研究成果

廣州醫(yī)科大學謝茂彬教授課題組開發(fā)了一種集成協(xié)同免疫和氫療法的可穿戴絲基微針裝置(SMND),這種協(xié)同治療策略可以實現(xiàn)令人滿意的抗腫瘤和抗 CSCs (癌癥干細胞)功效。在這項課題研究中,使用飛納臺式掃描電鏡一體機 Phenom ProX 觀測微針的結構以及載藥情況。

這一研究成果發(fā)表在材料科學國際頂級期刊 Advanced Functional Materials 上。

DOI: 10.1002/adfm.202206406


知識科普

透皮給藥是指藥物通過皮膚的給藥途徑,達到局部或全身治療的目的。1981 年批準臨床使用,是繼口服和注射之后的第三大給藥系統(tǒng)。

三大給藥系統(tǒng) - 口服、注射、透皮給藥

在進行透皮給藥系統(tǒng)的設計時,首先需要了解皮膚的結構組成。皮膚主要由表皮、真皮和皮下組織組成。


表皮:皮膚的最外層,平均厚度為 0.2 毫米。 角質層是表皮的一部分,由數(shù)層角質形成細胞組成,具有防止皮膚深層水分流失、阻止有害化學物質侵入的功能。

真皮:皮膚的中層,主要由膠原蛋白和彈性蛋白組成。 此外,廣泛的血管、毛細血管網(wǎng)絡、毛囊、感覺神經(jīng)末梢、皮脂腺和汗腺也在這一層。

皮下組織:是皮膚下層的脂肪組織,由結締組織網(wǎng)狀結構組成,將真皮與肌肉或骨骼連接起來。


透皮微針是怎么實現(xiàn)給藥的呢?

在打針時,只需把百根納米級排列的微針貼到皮膚給藥處,微針就可以穿透對藥物起屏障作用的皮膚角質層,且不觸及血管神經(jīng)直達真皮。隨后,將吸滿藥劑的貼片貼上,藥物就會慢慢滲透進表皮,完成給藥。

微針和皮膚接觸示意圖

與常規(guī)皮下注射針不同,微針不會傷害神經(jīng),因此能夠提高患者的依從性。此外,微針輸送系統(tǒng)可透皮輸送藥物,從而通過避免肝臟首過代謝來提高藥物的生物利用度。


“小"微針,“大"前景 ?

目前微針的成本相對較高,在臨床上還未普及,不過隨著科技的進步,相信這些問題將會被解決,并在臨床上進行廣泛應用。到時候打針將不再成為大家的“噩夢",糖尿病人也不用再擔心因常年注射導致身體布滿針孔。



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