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为解决口服吡格列酮（PIO）受肝首过代谢及全身副作用限制的问题，研究人员开发导电水凝胶微针联合离子导入的透皮递送系统。体外及大鼠实验表明，该系统显著提升 PIO 透皮效率与降糖效果，且安全性良好，为 II 型糖尿病治疗提供新策略。
糖尿病是全球面临的重大健康挑战，其中 II 型糖尿病（T2DM）占比超 90%。传统口服降糖药吡格列酮（PIO）虽能激活过氧化物酶体增殖物激活受体 γ（PPARγ）改善胰岛素抵抗，却因肝首过代谢导致生物利用度低，且长期服用易引发水肿、心血管风险等全身副作用。透皮给药系统（TDDS）虽能规避首过效应，却受限于皮肤角质层屏障，尤其对 PIO 这类亲水性强（logP=2.3）、分子量较大（392.9 g/mol）的药物，传统透皮技术难以突破渗透瓶颈。如何高效突破皮肤屏障、实现 PIO 的稳定透皮递送，成为提升疗效与安全性的关键科学问题。
为攻克这一难题，浙江实验室动物中心等国内研究机构的科研团队开展了创新研究。他们开发了导电水凝胶微针联合离子导入的新型透皮系统，并在《International Journal of Pharmaceutics: X》发表研究成果，为 T2DM 治疗提供了突破性思路。
研究采用的关键技术方法包括：①微针制备技术：以聚（甲基乙烯基醚 - alt - 马来酸酐）[P (MVE-alt-MAH)] 为基质，通过 PDMS 模具浇筑法制备 15×15 阵列的四边形金字塔形微针（长 850 μm，基底 450×450 μm），并优化 PVA 350 等辅助材料提升机械强度；②离子导入技术：搭配 0.5 mA 电流强度，通过 Franz 扩散池体外渗透实验及 SD 大鼠体内药效模型评估递送效率；③多维度表征技术：利用 FTIR、TEM、SEM 等分析药物 - 基质相互作用及微针形貌，通过 HPLC-MS/MS 测定血浆药物浓度，结合 IVIS 荧光成像追踪药物扩散。
3.1 微针制备与优化
通过筛选基质材料发现，P (MVE-alt-MAH) 因含高密度羧基基团，导电性能显著优于壳聚糖、PVP 等（最大电流 2.99±0.13 mA），且与 PIO 形成氢键复合物，使药物溶解度提升至 1%（w/w）。引入 PVA 350（10:1 配比）后，微针机械强度达 39 N，可穿透 3 层 Parafilm 膜，兼具穿刺能力与结构稳定性。
3.2 微针特性表征
TEM 显示 PIO 以 10-20 μm 球形颗粒均匀分散于基质，FTIR 证实药物与基质通过氢键结合。SEM 观察到微针尖端角度 14.5°、长度 0.85 mm，H&E 染色显示其可精准穿透角质层至真皮层，形成均匀微通道。体内外肿胀实验表明，微针在 PBS 中 60 秒肿胀率达 93.41%，而在皮肤内 60 分钟仅肿胀 9.95%，利于缓释。
3.3 离子导入参数优化
电流强度 0.5 mA 时，48 小时累计渗透量达 238.1±27.14 μg/cm2，是单纯微针组的 2.6 倍。0.5% NaCl 浓度可通过增强电导与电渗流最大化渗透效率，而 pH 5.0-6.0 时药物溶解度最佳。荧光标记实验显示，离子导入组 30 分钟荧光强度达对照组 4 倍，证实电场驱动显著提升药物扩散深度。
3.4 药效与安全性评估
在 STZ 诱导的 T2DM 大鼠模型中，微针 - 离子导入组 8 天内血糖降低 6.3 mmol/L，优于口服组（5.1 mmol/L），且血药浓度达峰时间（Tmax）、半衰期（T1/2）及平均驻留时间（MRT）均显著延长，体现缓释特性。皮肤刺激实验显示，仅出现轻度红斑，24 小时内完全恢复，组织学未见炎症细胞浸润，证实系统安全性。
3.5 药代动力学分析
与口服组相比，微针 - 离子导入组 AUC0-inf提升 3.56 倍（24,017 vs 6,758 h?ng/mL），MRT0-inf延长至 28.63 小时，表明生物利用度显著提高且作用持久。无电流时，单纯微针组 AUC 仅为导入组的 5.2%，凸显离子导入对克服扩散限速的关键作用。
该研究首次将导电水凝胶微针与离子导入结合，突破了亲水性药物透皮递送的技术瓶颈。通过物理破坏角质层与电场驱动的双重机制，系统实现了 PIO 的高效渗透与缓释，为 T2DM 治疗提供了低副作用、高顺应性的新方案。未来若与可穿戴设备结合，动态调控给药剂量，有望推动智能透皮治疗的临床转化，为糖尿病等慢性病的无创管理开辟新路径。研究中建立的微针 - 离子导入协同递送策略，亦为大分子药物、生物制剂的透皮应用提供了普适性技术参考。
