在過去的幾十年里，微針的持續(xù)創(chuàng)新協(xié)同推進了眼部藥物遞送領(lǐng)域，然而，由于微針在亞毫米范圍內(nèi)的相對較大尺寸以及角膜的異常敏感性（即角膜疼痛），微針在人眼中的臨床實施仍然面臨挑戰(zhàn)。因此，本研究設(shè)計了一個獨特的眼部藥物遞送平臺，通過將硅納米針（Si NNs）與淚溶性隱形眼鏡集成在一起，實現(xiàn)無痛和長期持續(xù)的眼部藥物遞送。

具體而言，本研究在淚溶性隱形眼鏡上開發(fā)了垂直有序的可生物降解Si NNs陣列用于眼部藥物遞送。（1）首先，在Si NNs上涂覆聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） 薄層（200 μm厚），然后使用自動剝離設(shè)備進行機械剝離。在剝離過程中，機械應(yīng)力集中在Si NNs的底部底切處，從而產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致它們與供體Si晶片物理分離；（2）其次，在暴露表面涂上一層水溶性聚乙烯醇（PVA）溶液，然后在60°C下熱退火一小時以完成聚合；為了提高治療效果，在此階段將PVA膜與抗炎藥物混合，以實現(xiàn)雙相藥物釋放（即，從淚溶性隱形眼鏡中快速釋放抗炎藥物，然后從Si NNs長期持續(xù)釋放治療性眼藥）；（3）將整個結(jié)構(gòu)（即PMMA/Si NNs/PVA）裁剪成圓形（直徑10-15 mm），接著在90℃下壓入隱形眼鏡狀模具中5 min，然后用丙酮選擇性去除PMMA層；（4）最后，用硅烷對Si NNs的表面進行化學(xué)功能化，為了實現(xiàn)與抗體治療性眼用藥物的強共價交聯(lián)。該淚液可溶隱形眼鏡的厚度控制在37至43 μm的范圍內(nèi)，這比標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)隱形眼鏡（50-180 μm）薄。在常溫條件下，在干燥器中保持淚液可溶隱形眼鏡的機械完整性超過6個月，沒有任何降解跡象。

研究結(jié)果表明：

（1）Si NNs提供了最佳的設(shè)計，以微創(chuàng)的方式滲透和嵌入角膜，然后在幾個月的時間里逐漸降解；

（2）與典型的生物可吸收復(fù)合材料相比，Si NNs的長期降解使治療性眼部藥物能夠長期持續(xù)釋放；

（3）淚液可溶性隱形眼鏡在配鏡時作為Si NNs的臨時支架，然后在一分鐘內(nèi)完全溶解在淚液中，這有助于保持用戶的舒適度和清晰的視力，而不會出現(xiàn)角膜基質(zhì)混濁；

（4）Si NNs在兔子模型中的體內(nèi)評估（角膜新生血管形成）支持其在治療慢性眼病方面的療效，而且副作用比結(jié)膜下注射和手術(shù)療法要小。

綜上，本工作構(gòu)建的Si NNs與為微創(chuàng)，無痛和有效的眼部藥物遞送鋪平了一條新途徑，其可以潛在地裝載多種眼部治療藥物，以擴大其在治療各種慢性眼部疾病（如青光眼，黑色素瘤和白內(nèi)障）中的適用性。

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說明：

本研究結(jié)果以題為“Biodegradable silicon nanoneedles for ocular drug delivery”發(fā)表在《Science Advances》雜志上。第一作者為Woohyun Park，通訊作者為Chi Hwan Lee。

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