新型微针贴片可用光刻技术生产

来源: 科技日报 2021-12-31 10:31:36

通过皮下注射扎上一针,或是吞下一颗大药丸,都是不怎么愉快的经历。科学家一直在研究各种类型的微针作为一种微创透皮给药方法。在最近发表于《生物高分子》期刊上的一项研究中,来自日本和泰国的两个研究团队合作解决了现有微针的主要问题。

作为一种革命性且更温和的给药方式,微针阵列被设计成可装载药物或化学物质的形式,然后在稍微刺入皮肤层后,随着时间的推移将其释放到血液中。

与其他类型药物输送相比,微针具有多种优势。首先,无痛,几乎不会对皮肤造成伤害或出血;其次,可以自我管理;第三,微针的处理比传统针头要容易得多,不会留下危险废物。但微针研发也有一些问题:制造成本较高,需要昂贵的模具、材料和机械,预装的基于蛋白质的药物对温度、酸度和盐浓度等外部条件非常敏感。

日本高等科学技术研究院(JAIST)团队此次开发了一种有效抑制蛋白质聚集的功能性聚合物,泰国国家科学技术发展局(NANOTEC)团队则基于光刻完善了一种适合工业生产的微针制造方法。二者结合起来,联合团队生产出了具有多种特性和临床环境可扩展性的微针贴片。

微针本身由不可降解的生物相容性水凝胶制成,其中还含有两性离子聚磺基甜菜碱(poly-SPB)。这种聚合物会抑制蛋白质聚集,即使受到各种外部压力,预装在微针中的蛋白质也能保持稳定。

此外,团队还开发了简单且经济高效的方法来制造由上述材料制成的微针阵列。他们采用了光刻技术,用光掩模选择性地阻止紫外线到达目标表面以控制局部化学反应。这一制造过程导致光聚合,随后在透明柔性基板上形成3D微针结构图案。该方法只需要廉价的设备,仅需5分钟,就能生产出具有显著机械强度的微针。

通过对猪皮肤的各种实验,研究团队证实了这种微针贴片具有高载药量和高药物释放率。此外,微针还可同时装载和保存各种水溶性药物和蛋白质,且无需冷藏。(记者张梦然)

标签: 微针 蛋白质聚集 磺基 透皮给药 贴片

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