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再也不怕打针啦|扫描电镜下的透皮给药微针

 更新时间:2023-12-06 点击量:226

再也不怕打针啦|扫描电镜下的透皮给药微针

小时候我们都有被打针支配的恐惧,那么有没有一种方法让我们既不像打针那么疼,又不像吃药那么苦呢?有的!那就是微针!针头直径约为头发丝的十分之一,插在皮肤上的疼痛感比普通针头大为减轻!

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微针表面示意图

微针以其无痛、无创、安全、高效真皮导入的给药特点强势出圈,被广泛应用于透皮给药系统。在减轻痛苦的同时,大大减少了感染几率,被称作“人类给药技术的一次革新"。微针(Microneedles,MN)是微米大小的针,高度为 10 - 2000 μm,宽度为 10 - 50 μm,可以无痛地直接穿透表皮层到达真皮组织。

扫描电镜下的透皮微针结构

微针给药系统是一种优秀的透皮给药途径,近年来得到了广泛的应用。从形态上看,微针分为四种类型,包括实心微针、涂层微针、溶解微针和空心微针。

四种微针类型:

(a) 实心微针 (b) 涂层微针 (c) 溶解微针 (d) 空心微针

此外,微针可以由多种材料组成,如金属材料、无机材料和高分子材料。微针的针头直径只有头发丝的十分之一,在飞纳台式扫描电镜下,我们看到了微针的真面目,通过扫描电镜,可以观微针的针尖的矩阵结构是否完整以及微针表面的载药情况。

飞纳电镜下的聚合物微针(3D 打印结构)

不同类型、不同材料的微针在不同的研究领域发挥着不同的作用。近年来,透皮给药系统发展迅速,微针输送系统已广泛用于输送药物、基因、蛋白质、RNA 和疫苗。 微针和其它纳米载体也已应用于癌症治疗、诊断、糖尿病治疗和免疫疗法。

研究成果

广州医科大学谢茂彬教授课题组开发了一种集成协同免疫和氢疗法的可穿戴丝基微针装置(SMND),这种协同治疗策略可以实现令人满意的抗肿瘤和抗 CSCs (癌症干细胞)功效。在这项课题研究中,使用飞纳台式扫描电镜一体机 Phenom ProX 观测微针的结构以及载药情况。

这一研究成果发表在材料科学国际顶级期刊 Advanced Functional Materials 上。

DOI: 10.1002/adfm.202206406



知识科普

透皮给药是指药物通过皮肤的给药途径,达到局部或全身治疗的目的。1981 年批准临床使用,是继口服和注射之后的第三大给药系统。

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三大给药系统 - 口服、注射、透皮给药

在进行透皮给药系统的设计时,首先需要了解皮肤的结构组成。皮肤主要由表皮、真皮和皮下组织组成。


表皮:皮肤的最外层,平均厚度为 0.2 毫米。 角质层是表皮的一部分,由数层角质形成细胞组成,具有防止皮肤深层水分流失、阻止有害化学物质侵入的功能。

真皮:皮肤的中层,主要由胶原蛋白和弹性蛋白组成。 此外,广泛的血管、毛细血管网络、毛囊、感觉神经末梢、皮脂腺和汗腺也在这一层。

皮下组织:是皮肤下层的脂肪组织,由结缔组织网状结构组成,将真皮与肌肉或骨骼连接起来。


透皮微针是怎么实现给药的呢?

在打针时,只需把百根纳米级排列的微针贴到皮肤给药处,微针就可以穿透对药物起屏障作用的皮肤角质层,且不触及血管神经直达真皮。随后,将吸满药剂的贴片贴上,药物就会慢慢渗透进表皮,完成给药。

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微针和皮肤接触示意图

与常规皮下注射针不同,微针不会伤害神经,因此能够提高患者的依从性。此外,微针输送系统可透皮输送药物,从而通过避免肝脏首过代谢来提高药物的生物利用度。


“小"微针,“大"前景 ✦

目前微针的成本相对较高,在临床上还未普及,不过随着科技的进步,相信这些问题将会被解决,并在临床上进行广泛应用。到时候打针将不再成为大家的“噩梦",糖尿病人也不用再担心因常年注射导致身体布满针孔。




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