微針（Microneedles，MN）是一種新型的物理促透技術(shù)，由多個(gè)微米級(jí)的細(xì)小針尖以陣列的方式連接在基座上組成。它在多個(gè)領(lǐng)域如糖尿病、疫苗遞送、腫瘤、脫發(fā)、皮膚病、麻醉等領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用前景。微針的長(zhǎng)度、大小和形狀可根據(jù)治療的需求進(jìn)行個(gè)性化定制。微針能穿透角質(zhì)層，產(chǎn)生微米尺寸的機(jī)械通道，從而使藥物參與微循環(huán)，發(fā)揮藥理反應(yīng)。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，8月份新發(fā)的微針相關(guān)生物醫(yī)藥領(lǐng)域的論文約有27篇，其中影響因子大于10分的有7篇，雜志分別為：ACS Nano，ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS，ACS Applied Materials&Interfaces，Advanced Science，Research，Acta Biomaterialia。涉及到的內(nèi)容包括蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物的檢測(cè)、抗癌癥干細(xì)胞治療、葡萄糖反應(yīng)性透皮胰島素微針貼片、可溶解微針陣列的生物成像、心肌梗死后的心臟修復(fù)、糖尿病傷口愈合等方面，內(nèi)容十分豐富。歡迎文末留言你興趣的新型材料，下期文獻(xiàn)匯總或許就是它哦！

ACS Nano

“無(wú)血”血液測(cè)試：皮內(nèi)點(diǎn)刺納米電子技術(shù)用于血液提取的蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物的多重檢測(cè)

The “Bloodless” Blood Test: Intradermal Prick Nanoelectronics for the Blood Extraction-Free Multiplex Detection of Protein Biomarkers（2022.8.25）

 摘 要：

蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物的檢測(cè)對(duì)于預(yù)防醫(yī)學(xué)和疾病的早期檢測(cè)是極其重要的。現(xiàn)階段，它們的檢測(cè)完全依賴于臨床測(cè)試，需要痛苦的、侵入性的大量靜脈血的提取；耗時(shí)的提取后樣品處理程序；以及大部分基于標(biāo)簽的復(fù)雜檢測(cè)方法。該研究報(bào)告了一種基于皮內(nèi)指刺電子納米傳感器陣列的護(hù)理點(diǎn)（POC）診斷范式，用于蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物的直接檢測(cè)和量化，檢測(cè)范圍可達(dá)亞PM級(jí)，無(wú)需抽血和樣品操作步驟。該納米生物電子陣列通過(guò)快速的皮內(nèi)點(diǎn)刺取樣，直接從微針穿刺部位的毛細(xì)血管血池中采集蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物，只需要2分鐘和不到一微升的血樣就能完成分析。1毫米長(zhǎng)的微針元件在允許無(wú)痛皮膚取樣方面是最佳的，達(dá)到并破壞真皮毛細(xì)血管的成功率為100%。目前常見(jiàn)的微加工工藝和自上而下的制造技術(shù)使納米生物電子傳感器陣列能夠利用每個(gè)微針中的多個(gè)傳感元件和一體化的直接和無(wú)標(biāo)簽的多重生物標(biāo)志物檢測(cè)提供準(zhǔn)確和可靠的臨床診斷結(jié)果。在人類志愿者身上進(jìn)行的初步成功的臨床研究表明，這一皮內(nèi)、皮膚內(nèi)、無(wú)需抽血的檢測(cè)平臺(tái)能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物，作為未來(lái)替代當(dāng)今侵入性臨床血液測(cè)試的一種可信的POC檢測(cè)。這種方法在未來(lái)可以很容易地?cái)U(kuò)展到檢測(cè)其他臨床相關(guān)的循環(huán)生物標(biāo)志物，如miRNAs、自由DNAs、外泌體和小型代謝物。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c01793

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ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS

一種用于癌癥干細(xì)胞協(xié)同免疫/氫氣治療的智能絲基微針

A Smart Silk-Based Microneedle for Cancer Stem Cell Synergistic Immunity/Hydrogen Therapy（2022.8.4）

 摘 要：

癌癥干細(xì)胞（CSCs）會(huì)導(dǎo)致黑色素瘤的復(fù)發(fā)、進(jìn)展和無(wú)效治療。盡管用抗程序化死亡-1抗體（aPD-1）進(jìn)行免疫治療取得了引人注目的抗CSCs結(jié)果，但療效卻受到CSCs免疫逃避進(jìn)化的限制。該研究開發(fā)了一種可穿戴的絲基微針裝置（SMND），整合了協(xié)同免疫和氫氣治療。該裝置主要由一個(gè)雙層MN貼片（DLMNP）組成，它采用裝載有aPD-1的絲纖維素（SF）作為免疫治療的內(nèi)層基質(zhì)，而氨硼烷裝載的介孔二氧化硅納米顆粒（AB-MSN）包裹的聚己內(nèi)酯作為釋放氫的外層熱反應(yīng)涂層。SMND可以實(shí)現(xiàn)由智能手機(jī)觸發(fā)的熱反應(yīng)性藥物釋放，以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的抗CSCs治療。在B16F10-CSCs小鼠黑色素瘤模型中，結(jié)果表明，協(xié)同治療策略可以實(shí)現(xiàn)令人滿意的抗腫瘤和抗CSCs療效，并伴有最小的全身毒性。綜上所述，SMND的智能和協(xié)同抗CSCs的特點(diǎn)使其成為一個(gè)高功能的平臺(tái)，并有可能擴(kuò)展到慢性病治療。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202206406

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ADVANCED SCIENCE

縮小制作的葡萄糖反應(yīng)型胰島素微針貼片

Shrinking Fabrication of a Glucose-Responsive Glucagon Microneedle Patch（2022.8.11）

 摘 要：

一個(gè)能以安全、無(wú)創(chuàng)和葡萄糖反應(yīng)的方式提供胰高血糖素補(bǔ)充劑的微型裝置，對(duì)于避免日常糖尿病治療中胰島素過(guò)量造成的致命性低血糖后果是非常理想的。然而，生物醫(yī)學(xué)材料或設(shè)備的模具輔助微加工通常需要高分辨率的激光燒蝕來(lái)縮減結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。此外，目前用于制造裝置的大多數(shù)聚合物給藥材料在水環(huán)境中是可溶解或可變形的，這限制了形狀固定后基于洗滌的清潔和凈化程序。這項(xiàng)研究利用了3D打印輔助模具鑄造的設(shè)計(jì)靈活性，并提出了一種收縮的微細(xì)加工方法，允許后續(xù)的清洗程序來(lái)去除聚合過(guò)程中的有毒單體殘留。通過(guò)基質(zhì)體積變化介導(dǎo)的釋放動(dòng)力學(xué)控制，開發(fā)了一種葡萄糖反應(yīng)性透皮胰島素微針貼片，證明了這種方法的可行性。在1型糖尿病小鼠模型中顯示，這種透皮貼片可以逆轉(zhuǎn)低血糖的發(fā)生，同時(shí)降低治療過(guò)程中單體殘留引起的刺激性風(fēng)險(xiǎn)。這種收縮方法擺脫了微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成型分辨率的限制，進(jìn)一步為生物醫(yī)學(xué)材料的后加工純化提供了新的見(jiàn)解。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1002/advs.202203274

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Research

可溶解微針陣列的生物成像：挑戰(zhàn)與機(jī)遇

Bioimaging of Dissolvable Microneedle Arrays: Challenges and Opportunities（2022.8.1）

 摘 要：

微針陣列（MNAs）作為一種新穎、簡(jiǎn)單、微創(chuàng)的給藥方式的出現(xiàn)，很大程度上解決了傳統(tǒng)給藥方式的挑戰(zhàn)。可溶解的微針陣列在醫(yī)學(xué)研究和化妝品配方應(yīng)用中已經(jīng)成為一個(gè)有前途的、多種多樣的、可控制的微納米傳輸平臺(tái)。有效的傳遞主要取決于滲透到體內(nèi)的MNAs的行為，因此迫切需要準(zhǔn)確的評(píng)估。先進(jìn)的成像技術(shù)提供了高靈敏度和分辨率的跨尺度、多維度和多參數(shù)信息的可視化，這可以作為評(píng)估和開發(fā)新的MNA的重要輔助手段。MNA技術(shù)和成像技術(shù)的結(jié)合可以以一種具有成本效益的方式產(chǎn)生相當(dāng)多的關(guān)于治療各種疾病的活性物質(zhì)的藥代動(dòng)力學(xué)和生物利用率的新知識(shí)。此外，無(wú)創(chuàng)成像技術(shù)允許快速、接受性地評(píng)估透皮滲透和藥物在各種組織中的沉積，這可以大大促進(jìn)實(shí)驗(yàn)性MNAs向臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。依托近年來(lái)生物成像技術(shù)的良好發(fā)展，本綜述旨在總結(jié)各種成像技術(shù)在體內(nèi)評(píng)估MNA給藥方面的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)和未來(lái)展望。

原文鏈接：

https://doi.org/10.34133/2022/9758491

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ACS Applied Materials & Interfaces

負(fù)載Galunisertib的明膠甲基丙烯酰水凝膠微針貼片用于心肌梗死后的心臟修復(fù)

Galunisertib-Loaded Gelatin Methacryloyl Hydrogel Microneedle Patch for Cardiac Repair after Myocardial Infarction (2022.8.29)

 摘 要：

心肌梗死（MI）后，梗死周圍區(qū)域不受控制的過(guò)度纖維化導(dǎo)致了左心室重塑和心臟功能的惡化。在心臟修復(fù)的成熟階段抑制成纖維細(xì)胞的激活可以改善心肌梗死后的心臟重塑和功能。該研究使用明膠甲基丙烯酰設(shè)計(jì)了一種生物相容性的微針（MN）貼片，并加載了galunisertib，一種轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）的特異性抑制劑，以治療MI后的過(guò)度心臟纖維化。MN貼片可以持續(xù)釋放galunisertib超過(guò)2周，并為脆弱的心室壁提供機(jī)械支持。在應(yīng)用于大鼠MI模型后，加載galunisertib的MN貼片改善了長(zhǎng)期的心臟功能，并通過(guò)有效抑制取決于成纖維細(xì)胞激活的TGF-β來(lái)減少心臟纖維化。這一策略顯示了MN貼片作為一個(gè)先進(jìn)平臺(tái)的潛力，可以在局部直接遞送抗纖維化藥物，防止心肌纖維化，以治療MI和促進(jìn)心臟修復(fù)。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1021/acsami.2c05352

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ACS Applied Materials & Interfaces

人工智能輔助的生物信息學(xué)、微針和糖尿病傷口愈合：老藥“新政”

Artificial Intelligence-Assisted Bioinformatics, Microneedle, and Diabetic Wound Healing: A “New Deal” of an Old Drug （2022.8.1）

 摘 要：

糖尿病傷口嚴(yán)重影響生活，在臨床治療方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)。對(duì)更好的治療的需求正在急劇增長(zhǎng)。由于炎癥、血管生成的破壞和組織重塑，糖尿病傷口愈合具有挑戰(zhàn)性。基于糖尿病患者皮膚的測(cè)序結(jié)果和人工智能（AI）輔助的生物信息學(xué)，該研究挖掘出一個(gè)潛在的治療劑Trichostatin A（TSA）和一個(gè)潛在的目標(biāo)組蛋白去乙酰化酶4（HDAC4）用于糖尿病傷口愈合。分子對(duì)接模擬顯示TSA和HDAC4之間存在有利的相互作用。利用微針（MN）微創(chuàng)方式穿透皮膚屏障給藥的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)了一種加載有TSA的膨脹改性MN介導(dǎo)的貼片，以減少注射引起的先天性二次損傷的概率。事實(shí)證明，MN介導(dǎo)的TSA貼片可以減少炎癥，促進(jìn)組織再生，并抑制HDAC4，在糖尿病傷口愈合中提供卓越的效果。該研究探索的特異性藥物TSA和相關(guān)的MN介導(dǎo)的藥物輸送系統(tǒng)可以為糖尿病傷口治療提供一種創(chuàng)新的方法，具有簡(jiǎn)單、有效和安全的特點(diǎn)，并在相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域找到廣泛的應(yīng)用。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1021/acsami.2c08994

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Acta Biomaterialia

用于受控透皮給藥的熱敏水凝膠微針

Thermosensitive hydrogel microneedles for controlled transdermal drug delivery（2022.8.31）

 摘 要：

利用聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)的突出優(yōu)點(diǎn)，即隨著溫度的變化可以從線性狀態(tài)可逆地切換到卷曲狀態(tài)，以明膠與羧基端封端的PNIPAm接枝作為基質(zhì)材料，制造了一種物理纏結(jié)交聯(lián)的水凝膠微針(MNs)貼片，可以控制藥物在皮膚上的釋放。由于基質(zhì)材料的熱可逆溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變，藥物在微針制造過(guò)程中的結(jié)晶被減少。此外，為了提高M(jìn)Ns的機(jī)械強(qiáng)度并減少應(yīng)用時(shí)間，明膠-GNIPAm（GP）MNs貼片被安裝在固體MNs上，以制造一個(gè)快速分離的MNs系統(tǒng)（RS-GP-MNs）。快速分離技術(shù)和熱敏水凝膠的結(jié)合提供了在幾秒鐘內(nèi)有效地將藥物負(fù)載的MNs送入皮膚并控制藥物在皮膚內(nèi)釋放的綜合能力。通過(guò)一系列測(cè)試，發(fā)現(xiàn)RS-GP-MNs顯示出合適的較低臨界溶液溫度和足夠的交聯(lián)速度，適合實(shí)際應(yīng)用。與由未改性明膠制成的MNs相比，通過(guò)RS-GP-MNs釋放的胰島素對(duì)糖尿病小鼠的降血糖效果有特征性的控制。所提出的RS-GP-MNs系統(tǒng)有可能適用于各種需要頻繁給藥的親水小分子和肽類藥物，從而提供了一種有效的、無(wú)創(chuàng)的、無(wú)痛的給藥方法，而且安全問(wèn)題最小。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.actbio.2022.08.061

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Journal of Colloid and Interface Science

火藥桶的火花：以微針為基礎(chǔ)的抗腫瘤納米藥物，以活性氧的積累為目標(biāo)，用于化學(xué)動(dòng)力/光熱/化學(xué)治療

A spark to the powder keg: Microneedle-based antitumor nanomedicine targeting reactive oxygen species accumulation for chemodynamic/photothermal/chemotherapy（2022.8.11）

 摘 要：

化學(xué)動(dòng)力療法（CDT）可以通過(guò)芬頓或類似芬頓的反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基（-OH）——一種高毒性的活性氧（ROS），從而有效地殺死癌細(xì)胞。本研究設(shè)計(jì)了一種多功能的納米藥物，MSN@DOX/GA-Fe/PDA（M@DGP），通過(guò)微針給藥，有望結(jié)合化學(xué)動(dòng)力學(xué)/光熱/化學(xué)療法，有效增加ROS的積累，從而達(dá)到對(duì)黑色素瘤的明顯療效。合成的納米顆粒的成分通過(guò)一系列的表征得到確認(rèn)，包括透射電子顯微鏡、傅里葉變換紅外光譜和Zeta電位。通過(guò)紅外成像評(píng)估了納米藥物的光熱特性，并通過(guò)紫外可見(jiàn)光和電子自旋共振評(píng)估了-OH產(chǎn)生能力。通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)-OH、谷胱甘肽和ROS水平，研究了B16細(xì)胞中ROS的積累機(jī)制。制備了載藥微針（M@DGP-MNs），并對(duì)其形態(tài)和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行了表征。在攜帶腫瘤的C57小鼠中研究了該納米藥物的體內(nèi)抗黑素瘤效果和生物安全性評(píng)價(jià)。成功制備了M@DGP，并能通過(guò)光熱增強(qiáng)的Fenton反應(yīng)、多多巴胺誘導(dǎo)的谷胱甘肽消耗和多柔比星介導(dǎo)的線粒體功能障礙實(shí)現(xiàn)ROS的積累，從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的氧化應(yīng)激和凋亡。M@DGP-MNs顯示出卓越的抗腫瘤療效和良好的生物安全性，為黑色素瘤的治療提供了一種有前途的策略。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.08.042

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Journal of Nanobiotechnology

不含佐劑的日本血吸蟲卵尖加載不對(duì)稱微針貼片（STAMP）對(duì)1型糖尿病的免疫治療

Immunotherapy for type 1 diabetes mellitus by adjuvant-free Schistosoma japonicum-egg tip-loaded asymmetric microneedle patch (STAMP)（2022.8.13）

 摘 要：

1型糖尿病（T1DM）是一種由自體活性T細(xì)胞介導(dǎo)的、以Th1反應(yīng)極化為主的自身免疫性疾病。胰島素替代療法具有需要每天高度頻繁地給藥的巨大挑戰(zhàn)。事實(shí)證明，通過(guò)蠕蟲感染或蠕蟲抗原可以相對(duì)長(zhǎng)期地預(yù)防或減弱T1DM的進(jìn)展。然而，感染活蟲或直接注射抗原會(huì)產(chǎn)生不可避免的安全性低和依從性差的問(wèn)題。微針可以在局部傳遞完整的抗原，從而為寄生蟲產(chǎn)品的臨床免疫治療提供機(jī)會(huì)。該研究開發(fā)了一種日本血吸蟲卵尖加載的不對(duì)稱微針貼片（STAMP）系統(tǒng)，作為對(duì)抗TIDM的一種新策略。為了改善保留時(shí)間和減少污染風(fēng)險(xiǎn)，在STAMP上引入了一個(gè)特殊的缺陷（不對(duì)稱結(jié)構(gòu)），這使得針尖能夠迅速?gòu)幕讓臃蛛x，改善反應(yīng)時(shí)間和病人的舒適度。在加載日本血吸蟲卵作為免疫調(diào)節(jié)劑后，在體內(nèi)評(píng)估了STAMP對(duì)血糖控制和胰腺病理進(jìn)展改善的效果。同時(shí)，通過(guò)組織病理學(xué)、qRT-PCR、ELISA和流式細(xì)胞分析，證實(shí)了STAMP的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制和生物安全性。新開發(fā)的STAMP能夠明顯降低血糖，并減輕T1DM小鼠的胰腺損傷，而不需要借助佐劑。分離的日本血吸蟲卵微米在皮膚中緩慢降解，并持續(xù)釋放卵子抗原至少2周，確保了抗原刺激的定位和安全性。這一現(xiàn)象應(yīng)歸因于Th2免疫反應(yīng)向減少Th1極化的轉(zhuǎn)變。該研究結(jié)果表明，STAMP可以通過(guò)平衡Th1/Th2免疫反應(yīng)來(lái)顯著調(diào)節(jié)血糖水平，并減輕T1DM小鼠的胰腺病理?yè)p傷，這與佐劑無(wú)關(guān)。這項(xiàng)技術(shù)為寄生蟲產(chǎn)品在臨床免疫治療中的應(yīng)用打開了一個(gè)新的窗口。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1186/s12951-022-01581-9

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International Journal of Biological Macromolecules

溶解透明質(zhì)酸微針貼片實(shí)現(xiàn)的皮膚光學(xué)清理

Skin optical clearing enabled by dissolving hyaluronic acid microneedle patches （2022.8.28）

 摘 要：

光學(xué)成像和光療對(duì)疾病的檢測(cè)、診斷和治療具有重要意義。在光學(xué)成像和光療中，光在皮膚組織中的深度可以在光學(xué)清除技術(shù)的幫助下，通過(guò)削弱皮膚成分之間折射率不均勻的散射而得到明顯改善。然而，角質(zhì)層的屏障限制了光學(xué)清除劑對(duì)深層組織的滲透，限制了光學(xué)清除的效果。該研究通過(guò)使用由透明質(zhì)酸（HA）制成的溶解微針（MN）貼片來(lái)開發(fā)一種光學(xué)清除策略，它可以毫不費(fèi)力地、無(wú)痛地穿透角質(zhì)層，到達(dá)表皮和真皮。通過(guò)使用HA MN貼片，皮膚組織的透光率提高了約12.13 %。結(jié)果表明，HA MN貼片提高了血管的清晰度，實(shí)現(xiàn)了裸眼觀察。此外，模擬皮下腫瘤細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了HA MN貼片的光學(xué)清除效果有效地將光動(dòng)力殺傷腫瘤細(xì)胞的效率提高了26.8 %。作為一次勇敢的嘗試，本研究為提高光學(xué)清除效果提供了一條有希望的途徑，以進(jìn)一步促進(jìn)光學(xué)成像和光療的臨床應(yīng)用。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.08.153

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8月份國(guó)內(nèi)外生物醫(yī)藥領(lǐng)域微針的進(jìn)展整理到此結(jié)束。更多新潮科研資訊，歡迎持續(xù)關(guān)注創(chuàng)化科技服務(wù)#前沿文獻(xiàn)專欄！

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特別鳴謝：Ruby