基于矛形微针递送系统的拇指力控经皮给药技术：实现高效精准药物释放

为解决传统溶解微针(DMN)贴片中药物非选择性扩散至背衬层导致的释放不完全问题，研究人员创新性开发了矛形微针(LMN)递送系统。该系统通过解耦的微轴层结构支撑和尖端载药DMN设计，结合弹性施药器实现1170±100 μm的稳定穿透深度，在Semaglutide治疗实验中显著降低SD大鼠血糖水平并抑制体重增长，为经皮给药提供了精准高效的解决方案。

　　

在医疗领域，经皮给药系统因其无痛、避免首过效应等优势备受关注，但皮肤复杂的物理屏障始终是技术突破的瓶颈。传统溶解微针(DMN)贴片面临两大核心难题：一是药物在背衬层中的非选择性扩散导致释放不完全，二是皮肤弹性变形造成微针穿透深度不稳定。这些缺陷严重制约了经皮给药的精准性和可靠性。

为解决这些挑战，集美大学的研究团队从古代兵器"矛"的结构中获得灵感，开发出革命性的矛形微针(LMN)递送系统。该系统由LMN贴片和弹性施药器组成，通过仿生学设计实现了"结构支撑"与"药物递送"功能的解耦。研究论文发表在《Journal of Drug Delivery Science and Technology》，展示了这一技术在糖尿病治疗药物Semaglutide递送中的卓越表现。

研究团队采用三项关键技术：1) 基于几何继承策略的微轴-DMN同轴对准技术，确保结构精确组装；2) 双材料体系(亲水性透明质酸HA载药尖端+疏水性聚乳酸PLA微轴)构建溶解驱动分离机制；3) 集成弹性元件的拇指力控施药器，实现标准化穿透动能控制。实验采用Sprague-Dawley(SD)大鼠模型评估药效。

【材料与方法】
通过MN母模直接加工微轴层模具，采用真空辅助微铸造技术制备PLA微轴层。HA基DMN通过离心填充工艺载药，利用对准夹具实现与微轴层的精确组装。

【Alignment strategy and mold design】
几何继承策略确保微轴与DMN的同轴度误差<50 μm。真空控制底座消除气泡干扰，使微轴层模具复制精度达98.7%。

【结论】
LMN系统突破性地实现了三大目标：1) 100%穿透成功率与1170±100 μm的深度控制；2) DMN完全溶解分离确保药物零残留；3) Semaglutide递送实验显示血糖控制效果显著(p<0.01)。该系统为蛋白质类药物经皮递送提供了创新解决方案，其模块化设计更可拓展至疫苗、激素等多领域应用。

研究特别指出，PLA微轴层的生物可降解性避免了二次取出手术，而拇指力控设计使操作流程标准化，这对家庭医疗场景具有重要价值。未来通过调整微轴层材料刚度参数，还可实现针对不同皮肤部位(如腹部vs手臂)的个性化穿透方案，展现出广阔的临床转化前景。