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、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。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

微針給藥系統是一種優秀的透皮給藥途徑，近年來得到了廣泛的應用。從形態上看，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揮著不同的作用。近年來，透皮給藥系統發展迅速，微針輸送系統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

廣州醫科大學謝茂彬教授課題組開發了一種集成協同免疫和氫療法的可穿戴絲基微針裝置（SMND），這種協同治療策略可以實現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。

三大給藥系統 - 口服、注射、透皮給藥

在進行透皮給藥系統的設計時，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、毛細血管網絡、毛囊、感覺神經末梢、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

與常規皮下注射針不同，微針不會傷害神經，因此能夠提高患者的依從性。此外，微針輸送系統可透皮輸送藥物，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。