增材制造柔性可降解耳蜗多药缓释植入体的研究与应用

这篇研究创新性地结合双光子聚合(TPP)和按需喷墨打印(IJP)技术，开发出柔性可降解的耳蜗药物植入体。该植入体通过聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)微储库和脂质载药系统，实现了地塞米松(DEX)、N-乙酰半胱氨酸(NAC)和胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)等药物的30天缓释，有效解决了电极植入创伤(EIT)导致的残余听力损伤问题，为感音神经性聋(SNHL)治疗提供了新策略。

　　

亮点

本研究通过两种互补的增材制造技术，成功开发出柔性可降解药物植入体。采用双光子聚合(TPP)制备的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)微储库具有单向开放设计，结合按需喷墨打印(IJP)填充的脂质-药物复合材料，实现了耳蜗多药联合缓释的创新突破。

材料

实验材料包括：聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA, MW 250)、光引发剂Irgacure 369、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、异丙醇、Suppocire CM脂质、卵磷脂、地塞米松(DEX)、N-乙酰半胱氨酸(NAC)以及胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)。

柔性可降解药物植入体的制备

通过TPP技术制备的PEGDA微储库（尺寸详见x/y/z方向）包含9个容积为12.5 nL的储药单元，每个单元仅设250×250 μm²的单侧开口确保药物单向释放。储库间通过柔性连接结构增强整体柔韧性（如图2a(i)）。脂质载药系统利用其疏水特性实现药物缓释，而储库单向开放设计使药物能从脂质基质中持续释放（如图1b）。

讨论与结论

我们首次将TPP与IJP技术结合，创建了具有柔性关节的PEGDA微储库系统。虽然在0.1 M NaOH中验证了PEGDA的加速降解，但未来需在生理条件（如PBS）下评估其降解性能。前期对PEGDA立方体的降解研究表明......（此处省略后续内容）

作者贡献声明

张正勋（Jeong Hun Jang）：综述修改/方法论/研究设计；Juergen Brugger：研究监督/概念设计；张钟文（Jongmoon Jang）：实验指导；朴钟彦（Jongeon Park）：初稿撰写；尹正贤（Jeong Hyeon Yun）：实验验证。

利益冲突声明

作者声明无任何可能影响研究结果的财务或个人利益冲突。

致谢

研究获得韩国国家研究基金会(NRF)国际合作项目(2023K2A9A1A06097872)等多项基金支持，并获欧盟委员会资助。

结论

该柔性可降解植入体与聚酰亚胺-铂(PI-Pt)耳蜗电极阵列集成，在植入体降解后电极可长期留存，为感音神经性聋治疗提供了无需二次手术的多药缓释解决方案。体外和体内实验均证实其治疗潜力。