微針（Microneedles，MN）是一種新型的物理促透技術(shù)，由多個(gè)微米級(jí)的細(xì)小針尖以陣列的方式連接在基座上組成。它在多個(gè)領(lǐng)域如糖尿病、疫苗遞送、腫瘤、脫發(fā)、皮膚病、麻醉等領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用前景。微針的長度、大小和形狀可根據(jù)治療的需求進(jìn)行個(gè)性化定制。微針能穿透角質(zhì)層，產(chǎn)生微米尺寸的機(jī)械通道，從而使藥物參與微循環(huán)，發(fā)揮藥理反應(yīng)。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，8月份新發(fā)的微針相關(guān)生物醫(yī)藥領(lǐng)域的論文約有27篇，其中影響因子大于10分的有7篇，雜志分別為：ACS Nano，ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS，ACS Applied Materials&Interfaces，Advanced Science，Research，Acta Biomaterialia。涉及到的內(nèi)容包括蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物的檢測、抗癌癥干細(xì)胞治療、葡萄糖反應(yīng)性透皮胰島素微針貼片、可溶解微針陣列的生物成像、心肌梗死后的心臟修復(fù)、糖尿病傷口愈合等方面，內(nèi)容十分豐富。歡迎文末留言你興趣的新型材料，下期文獻(xiàn)匯總或許就是它哦！

ACS Nano

“無血”血液測試：皮內(nèi)點(diǎn)刺納米電子技術(shù)用于血液提取的蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物的多重檢測

The “Bloodless” Blood Test: Intradermal Prick Nanoelectronics for the Blood Extraction-Free Multiplex Detection of Protein Biomarkers（2022.8.25）

 摘 要：

蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物的檢測對于預(yù)防醫(yī)學(xué)和疾病的早期檢測是極其重要的。現(xiàn)階段，它們的檢測完全依賴于臨床測試，需要痛苦的、侵入性的大量靜脈血的提取；耗時(shí)的提取后樣品處理程序；以及大部分基于標(biāo)簽的復(fù)雜檢測方法。該研究報(bào)告了一種基于皮內(nèi)指刺電子納米傳感器陣列的護(hù)理點(diǎn)（POC）診斷范式，用于蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物的直接檢測和量化，檢測范圍可達(dá)亞PM級(jí)，無需抽血和樣品操作步驟。該納米生物電子陣列通過快速的皮內(nèi)點(diǎn)刺取樣，直接從微針穿刺部位的毛細(xì)血管血池中采集蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物，只需要2分鐘和不到一微升的血樣就能完成分析。1毫米長的微針元件在允許無痛皮膚取樣方面是最佳的，達(dá)到并破壞真皮毛細(xì)血管的成功率為100%。目前常見的微加工工藝和自上而下的制造技術(shù)使納米生物電子傳感器陣列能夠利用每個(gè)微針中的多個(gè)傳感元件和一體化的直接和無標(biāo)簽的多重生物標(biāo)志物檢測提供準(zhǔn)確和可靠的臨床診斷結(jié)果。在人類志愿者身上進(jìn)行的初步成功的臨床研究表明，這一皮內(nèi)、皮膚內(nèi)、無需抽血的檢測平臺(tái)能夠準(zhǔn)確地檢測蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物，作為未來替代當(dāng)今侵入性臨床血液測試的一種可信的POC檢測。這種方法在未來可以很容易地?cái)U(kuò)展到檢測其他臨床相關(guān)的循環(huán)生物標(biāo)志物，如miRNAs、自由DNAs、外泌體和小型代謝物。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c01793

——

ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS

一種用于癌癥干細(xì)胞協(xié)同免疫/氫氣治療的智能絲基微針

A Smart Silk-Based Microneedle for Cancer Stem Cell Synergistic Immunity/Hydrogen Therapy（2022.8.4）

 摘 要：

癌癥干細(xì)胞（CSCs）會(huì)導(dǎo)致黑色素瘤的復(fù)發(fā)、進(jìn)展和無效治療。盡管用抗程序化死亡-1抗體（aPD-1）進(jìn)行免疫治療取得了引人注目的抗CSCs結(jié)果，但療效卻受到CSCs免疫逃避進(jìn)化的限制。該研究開發(fā)了一種可穿戴的絲基微針裝置（SMND），整合了協(xié)同免疫和氫氣治療。該裝置主要由一個(gè)雙層MN貼片（DLMNP）組成，它采用裝載有aPD-1的絲纖維素（SF）作為免疫治療的內(nèi)層基質(zhì)，而氨硼烷裝載的介孔二氧化硅納米顆粒（AB-MSN）包裹的聚己內(nèi)酯作為釋放氫的外層熱反應(yīng)涂層。SMND可以實(shí)現(xiàn)由智能手機(jī)觸發(fā)的熱反應(yīng)性藥物釋放，以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的抗CSCs治療。在B16F10-CSCs小鼠黑色素瘤模型中，結(jié)果表明，協(xié)同治療策略可以實(shí)現(xiàn)令人滿意的抗腫瘤和抗CSCs療效，并伴有最小的全身毒性。綜上所述，SMND的智能和協(xié)同抗CSCs的特點(diǎn)使其成為一個(gè)高功能的平臺(tái)，并有可能擴(kuò)展到慢性病治療。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202206406

——

ADVANCED SCIENCE

縮小制作的葡萄糖反應(yīng)型胰島素微針貼片

Shrinking Fabrication of a Glucose-Responsive Glucagon Microneedle Patch（2022.8.11）

 摘 要：

一個(gè)能以安全、無創(chuàng)和葡萄糖反應(yīng)的方式提供胰高血糖素補(bǔ)充劑的微型裝置，對于避免日常糖尿病治療中胰島素過量造成的致命性低血糖后果是非常理想的。然而，生物醫(yī)學(xué)材料或設(shè)備的模具輔助微加工通常需要高分辨率的激光燒蝕來縮減結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。此外，目前用于制造裝置的大多數(shù)聚合物給藥材料在水環(huán)境中是可溶解或可變形的，這限制了形狀固定后基于洗滌的清潔和凈化程序。這項(xiàng)研究利用了3D打印輔助模具鑄造的設(shè)計(jì)靈活性，并提出了一種收縮的微細(xì)加工方法，允許后續(xù)的清洗程序來去除聚合過程中的有毒單體殘留。通過基質(zhì)體積變化介導(dǎo)的釋放動(dòng)力學(xué)控制，開發(fā)了一種葡萄糖反應(yīng)性透皮胰島素微針貼片，證明了這種方法的可行性。在1型糖尿病小鼠模型中顯示，這種透皮貼片可以逆轉(zhuǎn)低血糖的發(fā)生，同時(shí)降低治療過程中單體殘留引起的刺激性風(fēng)險(xiǎn)。這種收縮方法擺脫了微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成型分辨率的限制，進(jìn)一步為生物醫(yī)學(xué)材料的后加工純化提供了新的見解。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1002/advs.202203274

——

Research

可溶解微針陣列的生物成像：挑戰(zhàn)與機(jī)遇

Bioimaging of Dissolvable Microneedle Arrays: Challenges and Opportunities（2022.8.1）

 摘 要：

微針陣列（MNAs）作為一種新穎、簡單、微創(chuàng)的給藥方式的出現(xiàn)，很大程度上解決了傳統(tǒng)給藥方式的挑戰(zhàn)。可溶解的微針陣列在醫(yī)學(xué)研究和化妝品配方應(yīng)用中已經(jīng)成為一個(gè)有前途的、多種多樣的、可控制的微納米傳輸平臺(tái)。有效的傳遞主要取決于滲透到體內(nèi)的MNAs的行為，因此迫切需要準(zhǔn)確的評(píng)估。先進(jìn)的成像技術(shù)提供了高靈敏度和分辨率的跨尺度、多維度和多參數(shù)信息的可視化，這可以作為評(píng)估和開發(fā)新的MNA的重要輔助手段。MNA技術(shù)和成像技術(shù)的結(jié)合可以以一種具有成本效益的方式產(chǎn)生相當(dāng)多的關(guān)于治療各種疾病的活性物質(zhì)的藥代動(dòng)力學(xué)和生物利用率的新知識(shí)。此外，無創(chuàng)成像技術(shù)允許快速、接受性地評(píng)估透皮滲透和藥物在各種組織中的沉積，這可以大大促進(jìn)實(shí)驗(yàn)性MNAs向臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。依托近年來生物成像技術(shù)的良好發(fā)展，本綜述旨在總結(jié)各種成像技術(shù)在體內(nèi)評(píng)估MNA給藥方面的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)和未來展望。

原文鏈接：

https://doi.org/10.34133/2022/9758491

——

ACS Applied Materials & Interfaces

負(fù)載Galunisertib的明膠甲基丙烯酰水凝膠微針貼片用于心肌梗死后的心臟修復(fù)

Galunisertib-Loaded Gelatin Methacryloyl Hydrogel Microneedle Patch for Cardiac Repair after Myocardial Infarction (2022.8.29)

 摘 要：

心肌梗死（MI）后，梗死周圍區(qū)域不受控制的過度纖維化導(dǎo)致了左心室重塑和心臟功能的惡化。在心臟修復(fù)的成熟階段抑制成纖維細(xì)胞的激活可以改善心肌梗死后的心臟重塑和功能。該研究使用明膠甲基丙烯酰設(shè)計(jì)了一種生物相容性的微針（MN）貼片，并加載了galunisertib，一種轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）的特異性抑制劑，以治療MI后的過度心臟纖維化。MN貼片可以持續(xù)釋放galunisertib超過2周，并為脆弱的心室壁提供機(jī)械支持。在應(yīng)用于大鼠MI模型后，加載galunisertib的MN貼片改善了長期的心臟功能，并通過有效抑制取決于成纖維細(xì)胞激活的TGF-β來減少心臟纖維化。這一策略顯示了MN貼片作為一個(gè)先進(jìn)平臺(tái)的潛力，可以在局部直接遞送抗纖維化藥物，防止心肌纖維化，以治療MI和促進(jìn)心臟修復(fù)。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1021/acsami.2c05352

——

ACS Applied Materials & Interfaces

人工智能輔助的生物信息學(xué)、微針和糖尿病傷口愈合：老藥“新政”

Artificial Intelligence-Assisted Bioinformatics, Microneedle, and Diabetic Wound Healing: A “New Deal” of an Old Drug （2022.8.1）

 摘 要：

糖尿病傷口嚴(yán)重影響生活，在臨床治療方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)。對更好的治療的需求正在急劇增長。由于炎癥、血管生成的破壞和組織重塑，糖尿病傷口愈合具有挑戰(zhàn)性。基于糖尿病患者皮膚的測序結(jié)果和人工智能（AI）輔助的生物信息學(xué)，該研究挖掘出一個(gè)潛在的治療劑Trichostatin A（TSA）和一個(gè)潛在的目標(biāo)組蛋白去乙酰化酶4（HDAC4）用于糖尿病傷口愈合。分子對接模擬顯示TSA和HDAC4之間存在有利的相互作用。利用微針（MN）微創(chuàng)方式穿透皮膚屏障給藥的優(yōu)勢，開發(fā)了一種加載有TSA的膨脹改性MN介導(dǎo)的貼片，以減少注射引起的先天性二次損傷的概率。事實(shí)證明，MN介導(dǎo)的TSA貼片可以減少炎癥，促進(jìn)組織再生，并抑制HDAC4，在糖尿病傷口愈合中提供卓越的效果。該研究探索的特異性藥物TSA和相關(guān)的MN介導(dǎo)的藥物輸送系統(tǒng)可以為糖尿病傷口治療提供一種創(chuàng)新的方法，具有簡單、有效和安全的特點(diǎn)，并在相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域找到廣泛的應(yīng)用。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1021/acsami.2c08994

——

Acta Biomaterialia

用于受控透皮給藥的熱敏水凝膠微針

Thermosensitive hydrogel microneedles for controlled transdermal drug delivery（2022.8.31）

 摘 要：

利用聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)的突出優(yōu)點(diǎn)，即隨著溫度的變化可以從線性狀態(tài)可逆地切換到卷曲狀態(tài)，以明膠與羧基端封端的PNIPAm接枝作為基質(zhì)材料，制造了一種物理纏結(jié)交聯(lián)的水凝膠微針(MNs)貼片，可以控制藥物在皮膚上的釋放。由于基質(zhì)材料的熱可逆溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變，藥物在微針制造過程中的結(jié)晶被減少。此外，為了提高M(jìn)Ns的機(jī)械強(qiáng)度并減少應(yīng)用時(shí)間，明膠-GNIPAm（GP）MNs貼片被安裝在固體MNs上，以制造一個(gè)快速分離的MNs系統(tǒng)（RS-GP-MNs）。快速分離技術(shù)和熱敏水凝膠的結(jié)合提供了在幾秒鐘內(nèi)有效地將藥物負(fù)載的MNs送入皮膚并控制藥物在皮膚內(nèi)釋放的綜合能力。通過一系列測試，發(fā)現(xiàn)RS-GP-MNs顯示出合適的較低臨界溶液溫度和足夠的交聯(lián)速度，適合實(shí)際應(yīng)用。與由未改性明膠制成的MNs相比，通過RS-GP-MNs釋放的胰島素對糖尿病小鼠的降血糖效果有特征性的控制。所提出的RS-GP-MNs系統(tǒng)有可能適用于各種需要頻繁給藥的親水小分子和肽類藥物，從而提供了一種有效的、無創(chuàng)的、無痛的給藥方法，而且安全問題最小。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.actbio.2022.08.061

——

Journal of Colloid and Interface Science

火藥桶的火花：以微針為基礎(chǔ)的抗腫瘤納米藥物，以活性氧的積累為目標(biāo)，用于化學(xué)動(dòng)力/光熱/化學(xué)治療

A spark to the powder keg: Microneedle-based antitumor nanomedicine targeting reactive oxygen species accumulation for chemodynamic/photothermal/chemotherapy（2022.8.11）

 摘 要：

化學(xué)動(dòng)力療法（CDT）可以通過芬頓或類似芬頓的反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基（-OH）——一種高毒性的活性氧（ROS），從而有效地殺死癌細(xì)胞。本研究設(shè)計(jì)了一種多功能的納米藥物，MSN@DOX/GA-Fe/PDA（M@DGP），通過微針給藥，有望結(jié)合化學(xué)動(dòng)力學(xué)/光熱/化學(xué)療法，有效增加ROS的積累，從而達(dá)到對黑色素瘤的明顯療效。合成的納米顆粒的成分通過一系列的表征得到確認(rèn)，包括透射電子顯微鏡、傅里葉變換紅外光譜和Zeta電位。通過紅外成像評(píng)估了納米藥物的光熱特性，并通過紫外可見光和電子自旋共振評(píng)估了-OH產(chǎn)生能力。通過檢測細(xì)胞內(nèi)-OH、谷胱甘肽和ROS水平，研究了B16細(xì)胞中ROS的積累機(jī)制。制備了載藥微針（M@DGP-MNs），并對其形態(tài)和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行了表征。在攜帶腫瘤的C57小鼠中研究了該納米藥物的體內(nèi)抗黑素瘤效果和生物安全性評(píng)價(jià)。成功制備了M@DGP，并能通過光熱增強(qiáng)的Fenton反應(yīng)、多多巴胺誘導(dǎo)的谷胱甘肽消耗和多柔比星介導(dǎo)的線粒體功能障礙實(shí)現(xiàn)ROS的積累，從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的氧化應(yīng)激和凋亡。M@DGP-MNs顯示出卓越的抗腫瘤療效和良好的生物安全性，為黑色素瘤的治療提供了一種有前途的策略。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.08.042

——

Journal of Nanobiotechnology

不含佐劑的日本血吸蟲卵尖加載不對稱微針貼片（STAMP）對1型糖尿病的免疫治療

Immunotherapy for type 1 diabetes mellitus by adjuvant-free Schistosoma japonicum-egg tip-loaded asymmetric microneedle patch (STAMP)（2022.8.13）

 摘 要：

1型糖尿病（T1DM）是一種由自體活性T細(xì)胞介導(dǎo)的、以Th1反應(yīng)極化為主的自身免疫性疾病。胰島素替代療法具有需要每天高度頻繁地給藥的巨大挑戰(zhàn)。事實(shí)證明，通過蠕蟲感染或蠕蟲抗原可以相對長期地預(yù)防或減弱T1DM的進(jìn)展。然而，感染活蟲或直接注射抗原會(huì)產(chǎn)生不可避免的安全性低和依從性差的問題。微針可以在局部傳遞完整的抗原，從而為寄生蟲產(chǎn)品的臨床免疫治療提供機(jī)會(huì)。該研究開發(fā)了一種日本血吸蟲卵尖加載的不對稱微針貼片（STAMP）系統(tǒng)，作為對抗TIDM的一種新策略。為了改善保留時(shí)間和減少污染風(fēng)險(xiǎn)，在STAMP上引入了一個(gè)特殊的缺陷（不對稱結(jié)構(gòu)），這使得針尖能夠迅速從基底層分離，改善反應(yīng)時(shí)間和病人的舒適度。在加載日本血吸蟲卵作為免疫調(diào)節(jié)劑后，在體內(nèi)評(píng)估了STAMP對血糖控制和胰腺病理進(jìn)展改善的效果。同時(shí)，通過組織病理學(xué)、qRT-PCR、ELISA和流式細(xì)胞分析，證實(shí)了STAMP的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制和生物安全性。新開發(fā)的STAMP能夠明顯降低血糖，并減輕T1DM小鼠的胰腺損傷，而不需要借助佐劑。分離的日本血吸蟲卵微米在皮膚中緩慢降解，并持續(xù)釋放卵子抗原至少2周，確保了抗原刺激的定位和安全性。這一現(xiàn)象應(yīng)歸因于Th2免疫反應(yīng)向減少Th1極化的轉(zhuǎn)變。該研究結(jié)果表明，STAMP可以通過平衡Th1/Th2免疫反應(yīng)來顯著調(diào)節(jié)血糖水平，并減輕T1DM小鼠的胰腺病理損傷，這與佐劑無關(guān)。這項(xiàng)技術(shù)為寄生蟲產(chǎn)品在臨床免疫治療中的應(yīng)用打開了一個(gè)新的窗口。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1186/s12951-022-01581-9

——

International Journal of Biological Macromolecules

溶解透明質(zhì)酸微針貼片實(shí)現(xiàn)的皮膚光學(xué)清理

Skin optical clearing enabled by dissolving hyaluronic acid microneedle patches （2022.8.28）

 摘 要：

光學(xué)成像和光療對疾病的檢測、診斷和治療具有重要意義。在光學(xué)成像和光療中，光在皮膚組織中的深度可以在光學(xué)清除技術(shù)的幫助下，通過削弱皮膚成分之間折射率不均勻的散射而得到明顯改善。然而，角質(zhì)層的屏障限制了光學(xué)清除劑對深層組織的滲透，限制了光學(xué)清除的效果。該研究通過使用由透明質(zhì)酸（HA）制成的溶解微針（MN）貼片來開發(fā)一種光學(xué)清除策略，它可以毫不費(fèi)力地、無痛地穿透角質(zhì)層，到達(dá)表皮和真皮。通過使用HA MN貼片，皮膚組織的透光率提高了約12.13 %。結(jié)果表明，HA MN貼片提高了血管的清晰度，實(shí)現(xiàn)了裸眼觀察。此外，模擬皮下腫瘤細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了HA MN貼片的光學(xué)清除效果有效地將光動(dòng)力殺傷腫瘤細(xì)胞的效率提高了26.8 %。作為一次勇敢的嘗試，本研究為提高光學(xué)清除效果提供了一條有希望的途徑，以進(jìn)一步促進(jìn)光學(xué)成像和光療的臨床應(yīng)用。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.08.153

——

8月份國內(nèi)外生物醫(yī)藥領(lǐng)域微針的進(jìn)展整理到此結(jié)束。更多新潮科研資訊，歡迎持續(xù)關(guān)注創(chuàng)化科技服務(wù)#前沿文獻(xiàn)專欄！

——

特別鳴謝：Ruby