美国工程师开发出无痛丝微针 控制药物释放

在美国塔夫斯大学工程学院的生物工程师团队手中，诞生了一种划时代的新型丝微针系统。这种无痛式的微针系统不仅能在长时间内将药物稳定且缓慢地释放到体内，而且无需冷藏多余的药物，极大地提高了药物使用的便捷性。

这种微针系统的独特之处在于其生物适应性和生物降解性。它能在正常的温度和压力下制造，这对于装载和传递那些易受破坏的生化药品提供了可能，同时保证了药物的生物活性。

在实验室的演示试验中，这种丝微针展现出了惊人的效果。它能以精确控制的速度递送大分子药物、酶模型药物、甚至是辣根过氧物酶。更令人惊喜的是，装载了四环素的丝微针还能有效抑制金黄色葡萄球菌的生长，这显示出它在递送治疗药物的还具有预防局部感染的潜在价值。

对于那些无法承受胃肠道消化分解的药物，皮射的方式往往带来痛苦，也不能实现药物的缓慢释放。而传统的贴敷方式也只能用于很少的小分子药物。这种丝微针仅有1微米大小，能够轻松穿透上层皮肤而不触及神经，它代表了一种全新的无痛式药物释放机制。

这个技术的开发过程中也面临了许多挑战。其中，生物制品的脆弱性使得药物在制造过程中可能会丧失活性，不能精确控制药物的释放或过量释放，以及微小的皮肤穿透可能带来的感染等问题。

针对这些问题，研究团队创新地开发了新的制造程序，包括压力、温度和水处理等多个步骤。他们巧妙地使用铝制微针母模，排成高500微米、针尖半径不到10微米的阵列。随后，通过有弹性的聚二甲硅氧烷(PDMS)浇注在母模上形成凹模，再将装有药物的丝蛋白溶液注入其中。当丝干燥后，包含药物的丝微针便被取下，进一步加工，经过后处理，使其具有适当的扩散率和药物释放速度。

研究团队表示，通过调节丝蛋白的后处理条件，如改变干燥时间，主要是控制其次级结构，能够精确调整药物释放速度。经过测试，药物释放速度可以降低至原来的5.6倍。这一突破解决了长期以来的药物释放难题，并且这种微针的技术还可以应用在其他生物存储方面。

论文合著者、塔夫斯生物医学工程主席大卫卡普兰对此技术的前景充满信心。他表示，这种微针非常灵活，可以扩大或缩小规模，运输和存储都无需冷藏，管理起来就像贴敷片或绷带一样容易。这无疑为未来的药物传递和治疗提供了新的可能性，也让我们期待这个领域的更多突破和创新。