综述:渐进式微针用于靶向和智能药物递送

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Asian Journal of Pharmaceutical Sciences 10.7

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  这篇综述系统阐述了微针介导的药物递送系统(MDDS)在靶向递送和智能控释领域的最新进展,创新性地提出Level-Ⅰ(基于微针本体)和Level-Ⅱ(整合微纳载体)两级分类体系,全面剖析了pH/温度/磁响应材料、抗体-受体靶向机制及cGAS-STING等通路在肿瘤、糖尿病创面等疾病中的应用,为下一代经皮给药技术发展提供理论框架。

  

渐进式微针技术:开启靶向与智能给药新纪元

微针技术的分类与特征

微针(MNs)作为尺寸小于1 mm的微型针状阵列,通过穿透角质层形成微通道实现无痛给药。根据结构和功能差异,主要分为五类:固体微针通过机械穿刺创建通道实现被动递药;涂层微针在表面负载药物实现一步给药;中空微针模拟微型注射器;可溶解微针采用碳水化合物等生物可降解材料;水凝胶微针通过溶胀控制释放速率。其中,可溶解型和水凝胶型因良好的生物相容性和控释能力成为研究热点。

两级递送系统的设计哲学

Level-Ⅰ MDDS直接利用微针本体实现靶向,如通过精确定位将抗血管内皮生长因子(VEGF)递送至心肌缺血部位,或利用pH敏感材料在肿瘤酸性微环境中触发释放。Level-Ⅱ MDDS则整合了纳米载体,如脂质包裹的顺铂纳米粒(LCC-NPs)在酸性条件下释放率提升3倍,或采用同源细胞膜包裹的纳米颗粒实现精准归巢。

智能响应机制的创新应用

温度响应系统表现突出:聚N-异丙基丙烯酰胺(pNIPAM)在炎症部位升温时释放药物;近红外(NIR)光响应的吲哚菁绿纳米粒(ICG-NPs)通过光热转化实现肿瘤消融。生物响应设计更为精巧:葡萄糖氧化酶(GOx)催化产生的H2O2可触发胰岛素释放;而基于苯硼酸(PBA)的葡萄糖敏感微针能在血糖升高时迅速收缩释放胰高血糖素。

疾病治疗的突破性进展

在肿瘤领域,核心-壳结构微针(CSMNs)联合光热疗法与IDO抑制剂1-甲基色氨酸(1-MT)使黑色素瘤消退率达80%。糖尿病治疗中,采用丝素蛋白构建的微针可实现胰岛素持续释放9小时。针对慢性创面,搭载硒-氯e6纳米粒(SeC@PA)的微针通过光动力疗法(PDT)清除生物膜,使糖尿病溃疡愈合率提升2倍。

临床转化面临的挑战

尽管3D打印技术提升了微针的载药精度(如可实现70 mg利多卡因负载),但工业化生产中的灭菌问题(如γ射线对生物活性成分的影响)和载药量限制仍是瓶颈。新型仿生设计如鲨鱼齿状微针增强组织粘附,以及磁控微型机器人实现肠道精准给药,为未来临床转化提供了创新思路。

未来展望

随着相变材料、核酸适配体等新材料的引入,微针系统正向着"诊疗一体化"方向发展。通过整合柔性电子器件实现生理参数实时监测,这类智能系统有望在个性化医疗中发挥核心作用,特别是在疫苗接种和慢性病管理领域展现巨大潜力。

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