综述：微针在癌症诊断与治疗中的研究进展

这篇综述系统阐述了微针（MNs）作为无痛微创平台在癌症诊疗中的突破性应用，涵盖其分类（固体/中空/涂层/溶解/多孔型）、材料设计（金属/聚合物/硅基）及制造技术（微模塑/3D打印），重点探讨了微针在肿瘤标志物检测（如IL-8、TYR）、药物递送（化疗/免疫/基因治疗）及并发症管理（癌痛/脱发）中的临床潜力，并指出当前挑战与智能化发展方向。

　　

1 引言

癌症作为全球重大健康挑战，传统诊疗方法存在侵入性强、副作用大等局限。微针技术凭借其微米级针阵结构，通过穿透角质层而不触及神经血管的特性，为癌症诊疗提供了革命性解决方案。该技术既能实现间质液（ISF）中肿瘤标志物的无痛监测，又能精准递送化疗药物、免疫调节剂等治疗剂，显著提升患者依从性。

2 微针的分类、设计与制造

2.1 分类
微针根据递送机制分为五类：

• 固体微针：用于皮肤预处理，材料包括硅、金属等，机械强度高但载药精度有限；
• 涂层微针：表面包覆药物层，快速释放但载量受限；
• 中空微针：通过中心孔道直接注射液体药物，适合大分子递送；
• 溶解微针：由可降解材料（如透明质酸）构成，载药量高且无残留风险；
• 多孔微针：基于水凝胶材料，通过溶胀实现可控释放。

2.2 材料与制造
微针材料需兼顾机械强度与生物相容性，金属微针穿透力强，而聚合物微针需强化结构。制造技术中，微模塑法最常用，3D打印则支持复杂结构定制。关键参数包括针高（25–1500 μm）、密度和降解均匀性，需根据药物特性（如活细胞递送选用冷冻微针）优化设计。

3 医学应用

3.1 癌症诊断
微针通过捕获ISF中的核酸、蛋白标志物（如黑色素瘤相关TYR）实现早期诊断。例如，DNA水凝胶微针可检测皮肤ISF中的microRNA，而三金属纳米颗粒集成微针能实时监测IL-8水平，灵敏度较传统血液检测提升显著。

3.2 治疗应用

• 免疫治疗：微针递送PD-L1抗体与TGF-β抑制剂联合治疗黑色素瘤，疗效优于瘤内注射；冷冻微针装载树突状细胞疫苗可增强抗原特异性免疫应答。
• 基因治疗：CRISPR-Cas9质粒通过溶解微针递送，沉默FBXO44基因抑制肿瘤转移；滚动微针电极阵列（RoMEA）介导siRNA转染，下调PD-L1表达并激活T细胞。
• 化疗：多孔硅微针负载阿霉素实现局部缓释，圣诞树状双层微针可时空控制FOLFIRINOX方案递送。
• 光热/光动力疗法：自组装纳米胶束微针联合紫杉醇与IR780，在近红外光下实现88%的肿瘤消除率；铜掺杂纳米颗粒增强5-ALA的光动力疗效，抑制率达91.2%。

3.3 并发症管理

• 癌痛控制：多孔微针负载布洛芬或芬太尼，30分钟内起效，避免口服药物的胃肠道副作用；
• 化疗脱发：冷冻微针递送毛囊类器官促进毛发再生，通过激活Wnt/β-catenin通路招募巨噬细胞修复损伤。

4 挑战与展望

当前微针面临载药量有限、穿透深度不足等挑战。未来方向包括：

• 集成智能传感器实现实时监测；
• 3D打印定制个性化微针；
• 结合AI优化给药方案。临床转化需更多试验验证其安全性，尤其在深部肿瘤中的应用。微针技术有望成为癌症精准诊疗的核心工具，推动从实验室到床旁的跨越。