纯银溅射靶材的激光粉末床熔融技术：工艺、微观结构及溅射性能

《Materials & Design》：Laser powder bed fusion of pure silver sputtering target: process, microstructure, and sputtering performance

本研究开发了一种 mussel-inspired 核壳结构水凝胶微球（PDA/ADO lipo@GelMA MS），通过微流控技术将腺苷（ADO）包封于磷脂酰丝氨酸脂质体中，并整合到明胶甲基丙烯酸酯（GelMA）水凝胶基质。聚多巴胺（PDA）涂层增强了微球的穴位粘附性，实现了单剂量、长达7天的靶向穴位刺激。实验证明，该材料通过局部释放腺苷激活A1受体，显著降低炎症疼痛模型中的机械痛阈，同时抑制TNF-α和IL-6等炎症因子水平，并展现出良好的生物相容性和长期安全性。该技术为标准化针灸镇痛提供了创新解决方案。

　　疼痛是全球范围内严重的公共卫生问题，不仅影响患者的生活质量，还带来了巨大的经济负担。当前的疼痛管理策略主要包括药物镇痛、神经调控、神经阻滞等方法。尽管药物镇痛在临床中广泛应用，但其存在显著的不良反应和不利的药代动力学特性，例如长期使用阿片类药物可能导致呼吸抑制和药物依赖性。此外，局部麻醉药虽然在某些情况下有效，但其作用时间短暂，因为药物被迅速代谢且生物利用度有限。神经调控和神经阻滞技术虽然在特定场景下显示出潜力，但它们通常伴随着手术风险、高昂的成本以及可能的神经损伤问题。鉴于这些限制，互补和替代医学以及生物医学工程领域的创新正在为疼痛管理提供新的临床途径。

针灸作为最常见的一种互补和替代医学方法，是一种通过特定穴位的物理刺激来缓解疼痛和治疗疾病的原始疗法。近年来，针灸因其生物安全性高、操作简便而受到越来越多临床应用的青睐。大量研究表明，针灸的镇痛效果与某些内源性物质的释放密切相关，其中腺苷（ADO）在疼痛调节中扮演了关键角色。我们的前期研究显示，将腺苷直接注射到穴位可以产生与电针相似的镇痛效果，这是通过激活腺苷受体实现的。基于这一发现，我们提出了一个假设：持续的腺苷输送可能能够模拟穴位刺激的效果，从而为传统的针灸疗法提供一个更加标准化和可控的替代方案。

然而，腺苷的半衰期较短，需要频繁给药以维持镇痛效果，这增加了心血管系统并发症的风险。此外，直接注射游离腺苷可能导致其在皮下迅速扩散，从而产生非靶向效应，限制了其在穴位的持续作用。因此，开发一种精确且持续的腺苷输送系统对于有效疼痛管理至关重要。水凝胶作为一种含水的三维网络结构，具有显著的潜力用于装载和持续释放亲水性药物分子。尽管可注射水凝胶已被探索为治疗慢性炎症的有前景的载体，但传统的块状水凝胶在注射后容易发生形变和扩散，这限制了其在实现精准穴位靶向和维持局部治疗效果方面的能力。因此，水凝胶微球作为一种新型的微尺度材料，其较大的比表面积和微米级尺寸，使其在靶向输送和精准治疗方面具有独特的优势。

在本研究中，我们开发了一种使用粘附性水凝胶微球进行单次剂量和长期穴位刺激的新策略。具体来说，我们首先制备了负载腺苷的磷脂酰丝氨酸（PS）脂质体，并将其整合到明胶甲基丙烯酸酯（GelMA）水凝胶中，通过微流控技术形成单分散的微/纳米水凝胶微球（ADO lipo@GelMA MS）。为了增强微球的粘附能力，我们在微球表面接枝聚多巴胺（PDA），形成了受贻贝启发的核壳结构，这种结构具有强大的界面粘附性能。通过这种方式，粘附性微球能够在体内持续附着于穴位，从而实现长期的镇痛效果。此外，水凝胶网络能够有效限制脂质体的扩散，从而延长药物的释放时间，这种机制可能是水凝胶微球能够实现慢速释放的关键。

为了验证水凝胶微球的粘附性能，我们进行了体外和体内的实验。体外实验中，通过活/死细胞染色和CCK8方法评估了微球的细胞毒性。实验中使用的细胞包括巨噬细胞系和成纤维细胞系，结果显示微球对细胞的存活率和增殖能力没有显著影响，表明其具有良好的生物相容性。在体内实验中，我们进行了皮肤粘附测试，观察到PDA修饰的水凝胶微球在注射后能够牢固地附着于穴位，而未修饰的微球则在短时间内被清除。这一结果表明，PDA涂层显著增强了微球在体内的附着能力，使其能够长期稳定地作用于穴位。

为了进一步评估水凝胶微球的体内分布情况，我们将吲哚菁绿（ICG）标记的脂质体封装到水凝胶微球中，并将其注射到ST36穴位。通过IVIS光谱系统观察到，未修饰的水凝胶微球在注射后2天内出现荧光扩散，而PDA修饰的微球则在9天内保持荧光信号集中在ST36穴位，这表明粘附性微球能够实现精准的穴位刺激。此外，通过体内镇痛实验，我们发现注射PDA/ADO lipo@GelMA MS能够在ST36穴位持续释放腺苷，从而有效提高机械痛阈（PWT），而传统的腺苷注射则因药物迅速清除而无法维持长期镇痛效果。这说明水凝胶微球能够通过单次剂量实现持续的镇痛作用，避免了系统暴露的风险，同时减少了患者因频繁治疗而产生的不便。

在抗炎方面，我们通过ELISA检测了血清中促炎性细胞因子如TNF-α和IL-6的水平。结果显示，注射PDA/ADO lipo@GelMA MS能够显著降低这些促炎性细胞因子的表达，表明其具有良好的系统性抗炎效果。此外，通过组织病理学分析，我们观察到在ST36穴位周围的肌肉和皮肤组织中，炎症细胞的浸润显著减少，恢复到接近正常水平。这进一步验证了水凝胶微球在减轻炎症反应方面的有效性。

为了确保水凝胶微球的长期生物安全性，我们还对主要器官进行了组织学分析。结果显示，在注射PDA/ADO lipo@GelMA MS7天后，各主要器官均未出现病理变化或毒性反应，表明该材料在体内具有良好的生物相容性和安全性。这些结果不仅证明了水凝胶微球在疼痛管理中的有效性，还为未来在临床中应用该技术提供了坚实的理论和实验基础。

综上所述，本研究开发了一种基于粘附性水凝胶微球的穴位刺激方法，能够模拟针灸的治疗效果。PDA/ADO lipo@GelMA MS通过单次剂量实现持续的腺苷释放，从而在体内维持长期的镇痛和抗炎作用。这一方法不仅提高了疼痛管理的精准度，还减少了传统针灸疗法所需的频繁操作，提高了患者的依从性和治疗效果。此外，该技术为未来疼痛管理的创新提供了新的思路和方法，有望在临床实践中发挥重要作用。