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本综述聚焦经皮微针（MN）阵列在抗生素递送中的应用，对比传统给药方式局限性，介绍固体、涂层、空心等 MN 系统，探讨纳米材料整合、临床前抗耐药菌（如 MRSA）疗效，分析 scalability 等临床挑战，展望智能响应型 MN 发展方向。
经皮抗生素递送的先进微针阵列研究进展
传统抗生素递送方式的局限性
传统抗生素给药途径（口服、胃肠外、局部）存在显著缺陷。口服给药生物利用度低，药物经肝脏首过代谢后疗效不足，还会导致肠道菌群失调及抗菌药物耐药性（AMR）产生2-4。胃肠外给药需注射，有创且患者依从性差，易引发全身毒性6-7。局部给药受限于皮肤屏障（角质层 SC），大分子量（MW）抗生素难以穿透，且易因汗液流失8。此外，传统抗生素穿透宿主细胞膜能力不足，难以有效抵达靶细菌所在的亚细胞区室9，导致治疗指数低、不良反应多。
经皮给药与微针技术的引入
20 世纪 70 年代末出现的经皮给药（TDD）技术可绕过肝脏首过代谢，维持稳态血药浓度，提高生物利用度，减少胃肠道副作用，患者可自行操作10-11。但被动 TDD 难以递送 MW>500 kDa 的抗生素8，微针（MNs）技术应运而生。微针是微米级细小针头，可穿透 SC 屏障将药物递送至皮下组织，且不触及真皮层神经末梢，实现无痛给药12-13。目前已开发出多种材质（玻璃、硅、聚合物等）和制造工艺（光刻、3D 打印等）的微针阵列，广泛应用于抗生素递送领域14-17。
先进微针阵列的设计、特性与经皮递送机制
微针阵列几何形状多样（尖锐、锥形、斜角等），长度 100-900 μm，宽度 50-300 μm18。传统制造方法包括光刻、硅蚀刻、激光切割等，近年 3D 打印技术基于计算机生成的 3D 模型，为微针制备提供了新途径。不同类型微针各具特点：
- 固体微针：通过穿刺皮肤形成微通道，随后涂抹抗生素实现递送。
- 涂层微针：针头表面负载抗生素，穿刺时药物随微针进入皮肤，适用于小剂量药物。
- 空心微针：类似微型注射器，可直接注射抗生素溶液，适合大分子量药物。
- 可溶解微针：由聚合物和药物制成，穿刺后微针在皮肤内溶解释放药物，避免针头残留风险。
- 刺激响应型微针：可响应温度、pH、光、磁场等外部或内部信号，实现按需精准释药，提高治疗针对性。
微针阵列在抗生素递送中的应用
研究人员已在微针介导的抗生素递送领域取得多项进展，针对多种细菌感染（如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 MRSA 感染、慢性伤口感染等）开发了相应的微针系统。例如，含抗生素的可溶解微针贴片在临床前研究中有效减少 MRSA 感染，显示出良好的抗菌效果。微针与纳米材料结合（如纳米颗粒集成系统）可增强药物负载、控制释放并提高生物膜穿透能力，有助于解决细胞内病原体靶向和抗生素耐药性等难题。
微针辅助抗生素递送的挑战
尽管微针技术前景广阔，但临床应用仍面临诸多挑战。皮肤屏障方面，角质层 SC 限制药物渗透和生物利用度，需优化微针几何形状和机械强度，确保其可靠穿透皮肤且不发生弯曲或断裂，同时保障患者安全。可扩展性是另一难题，现有制造工艺在大规模生产高质量、一致性微针阵列方面存在瓶颈，需开发更高效的生产技术。此外，临床有效性验证不足，需开展更多真实世界研究，验证微针在复杂感染环境中的实际疗效，以推动其从实验室向临床转化。
当前研究与未来趋势
当前微针技术研究正朝着智能刺激响应型微针、纳米颗粒集成 TDD 系统及3D 打印生物相容性微针方向发展。智能微针可根据特定生物信号（如感染部位的 pH 变化）触发药物释放，实现精准治疗49。纳米材料的整合不仅能提高药物装载效率，还可赋予微针靶向递送能力，增强对抗细胞内细菌的效果。3D 打印技术凭借个性化制造优势，有望生产出适配不同患者需求的微针阵列，进一步提升治疗效果和患者舒适度。
结论
微针介导的经皮给药技术为治疗细菌感染提供了靶向、微创的新选择，通过直接向皮肤递送抗生素，绕过了口服和胃肠外给药的局限性，降低了全身毒性，提高了生物利用度，减少了患者不适。临床前研究中，微针贴片在减少 MRSA 感染等方面的突破彰显了该技术的潜力。然而，要实现临床广泛应用，需解决生产 scalability、皮肤穿透效率及真实世界疗效验证等问题。随着材料科学、制造技术和生物医学的交叉融合，微针技术有望成为对抗抗生素耐药性、改善慢性伤口管理的主流解决方案，为感染性疾病治疗带来革命性变革。
