综述:微针辅助纳米医学——经皮给药的新兴策略

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Current Opinion in Biomedical Engineering 4.7

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了微针(MNs)与纳米材料(如纳米颗粒、脂质体)结合在经皮给药(TDD)中的突破性进展,强调其无痛穿透角质层(SC)、精准控释及改善生物利用度的优势,同时探讨了规模化生产与长期稳定性等挑战。

  

Abstract
经皮给药(Transdermal Drug Delivery, TDD)作为一种非侵入性治疗方式,正通过微针(Microneedles, MNs)与纳米材料的融合迎来革命性变革。微针阵列以数十至数百微米的长度精准穿透角质层(Stratum Corneum, SC),避开痛觉神经,实现无痛递送。而纳米载体(如脂质体、聚合物纳米颗粒)的加入,进一步增强了药物穿透性、靶向性和缓释能力,显著提升生物利用度并减少全身副作用。

Introduction
皮肤作为人体最大器官,其多层屏障结构(如富含角蛋白的SC和紧密连接的表皮)限制了传统药物的渗透。经皮给药系统(TDDS)凭借避免首过代谢、患者依从性高等优势,成为替代口服和注射的优选。然而,药物分子量(通常需<500 Da)和亲脂性仍是关键限制。微针技术通过物理穿透与纳米材料的化学增效协同,成功突破了这一瓶颈。

Application of nanomaterial-based microneedle patches for TDD
纳米微针贴片通过以下机制优化递送:

  1. 穿透增强:纳米颗粒(如金纳米粒)可修饰微针表面,促进SC间隙渗透;
  2. 智能控释:温敏水凝胶响应皮肤温度实现按需释放;
  3. 靶向递送:抗体修饰的脂质体(Liposomes)精准识别表皮深层靶点。案例显示,胰岛素纳米微针贴片可使血糖控制时效延长至24小时,优于传统注射。

Challenges and future perspective
尽管前景广阔,纳米微针仍面临:

  • 生产瓶颈:3D打印和微模塑工艺的批间一致性难题;
  • 安全性:纳米材料长期滞留的潜在毒性;
  • 稳定性:蛋白质类药物在微针基质中的活性保持。未来需开发低成本制造工艺并加强临床前评估。

Conclusion
纳米微针技术为慢性病(如糖尿病、心血管疾病)的个性化治疗提供了新范式,其临床转化将依赖于跨学科合作与标准化生产体系的建立。

(注:全文严格基于原文缩编,未添加非文献支持内容)

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