基于微针的隐形医疗记录与mRNA递送技术：推动医疗公平的创新突破

《The Innovation》：Invisible medical records and mRNA delivery via microneedles: A leap toward equitable healthcare

为解决医疗记录不准确/缺失和疫苗递送效率低下的全球性问题，MIT团队开发了集成实时医疗记录与mRNA治疗的双功能微针平台。该OPMR系统通过量子点编码和深度学习解码实现了长期稳定的皮下信息存储，同时保持与传统注射相当的免疫原性，为资源有限地区提供了突破性技术方案。

　　

在全球医疗实践中，精准的剂量控制和严格的用药时间表是保证治疗效果的关键，但现实中医疗记录的缺失和不准确却成为阻碍治疗成效的普遍难题。传统纸质病历和电子数据库存在易丢失、难追溯的缺陷，而新兴的区块链、指纹识别等技术又面临隐私泄露和中心化存储的风险。这些挑战在资源匮乏地区尤为突出，使得疫苗全程接种和慢性病管理难以有效实施。

为解决这一痛点，麻省理工学院的Ana Jaklenec教授团队在《The Innovation》期刊发表了一项突破性研究，开发出首款集医疗记录与治疗递送功能于一体的微针贴片技术——即患者随身医疗记录（On-patient Medical Records, OPMR）。该系统巧妙地将生物相容性微针作为信息载体和药物递送通道，实现了医疗数据“隐形”存储与mRNA疫苗高效投递的完美融合。

研究团队通过多项创新技术构建该平台：首先采用溶剂乳液蒸发法将CuInS₂/ZnS量子点封装于聚甲基丙烯酸甲酯微粒中，通过离心微模塑技术逐层组装微针阵列。为提升数据可靠性，引入里德-穆勒错误校正码增强编码冗余度，并采用加密掩码技术保护隐私。针对皮下信号识别难题，开发了基于U-Net架构的深度学习解码网络，通过65万张合成图像训练实现高精度空间模式识别。实验选用约克夏猪和啮齿类动物模型进行长达10周的信号监测，验证了系统的长期稳定性。

编码系统构建

通过二进制映射将近红外染料的有无转换为数字信号，利用微针阵列的空间分布形成二维编码模式。独特的定向设计通过移除角落针尖提示贴片方向，确保解码准确性。

生物相容性验证

在猪模型实验中，微针贴片表现出优异的皮肤相容性，6个月监测显示信号完整性不受生理变化影响。同时共递送的mRNA疫苗可被免疫细胞有效摄取，激发与传统注射相当的免疫反应。

解码性能评估

深度学习网络对扭曲图像具备鲁棒性识别能力，每张图像处理时间短且错误率低。加密反转和错误校正流程保障了信息还原的准确性。

尽管该技术取得重要突破，研究者也指出若干待优化方向：量子点在真皮层的代谢机制尚不明确，长期安全性需进一步验证；当前编码为单次写入模式，无法动态更新信息；不同肤色、毛发密度等个体差异可能影响信号采集。未来需开发可降解量子点载体，探索上转换纳米粒子替代方案，并整合短波红外成像模块提升信号穿透能力。在数据层面，可引入光致变色材料实现信息重写，结合量子加密技术增强安全性。

这项微针技术通过多学科交叉创新，为解决医疗记录可靠性问题提供了全新思路。随着可降解荧光材料和量子加密技术的成熟，该平台有望重塑偏远地区医疗数据治理模式，成为全球公共卫生基础设施的重要支撑。研究获得国家重点研发计划（2022YFA1104600）、国家自然科学基金（82372377）等多项资助，为技术持续优化提供有力保障。