智慧型无痛经皮给药系统微针贴片

2020-11-19 来源：不详浏览次数：次

微针贴片（microneedlepatch,MNP）是一种新颖性及革命性的经皮给药系统（transdermaldrugdeliverysystem,TDDS），因贴片上微针（microneedle）很短，不会触及皮下神经系统痛觉感受器而引发痛觉，还可快速而有效的传递大分子药物直接越过皮肤角质层而进入人体，故MNP兼具经皮吸收及皮下注射递送药物的优点。本文除介绍读者认识MNP的结构、特性、优点及应用外，也会一并探讨MNP开发的前景与挑战。

什么是微针贴片

微针（microneedle）是一种微米大小的针头（长：-0微米，宽：50-微米，厚度：1-25微米），可作为透皮施用以递送药物或疫苗的微观施用器，是借由将微观结构刻蚀到树脂或硅而制成，组成成分包括硅、钛、不锈钢和聚合物等多种材料，有些微针则由药物制成，可以输送到体内，但被做成针状，以便穿透皮肤。微针贴片（MNP）通常由几根到几百根微针的小阵列（array）构成，微针排列在小贴片上，成为一种皮下注射针头（hypodermicneedle）和透皮贴片（transdermalpatch）的混合装置，并通过贴片或其他压印设备将该阵列施加到病患的皮肤上一段时间以有效地施药。

为何要使用微针贴片

皮肤由外而内可分成角质层（stratumcorneum），表皮（epidermis）和真皮（dermis）三层，其中角质层最坚硬，而真皮层最厚。经皮肤进行药物传递的主要障碍是角质层，因为它仅允许某些分子（如亲脂性和低分子量药物）通过。传统上最常用的经皮给药系统（TDDS）是皮下注射针头、外用药膏及透皮贴片。皮下注射针头可以释放90-%的载药量，但针头深入存在痛觉感受器的真皮，会引起病患疼痛而应尽量避免使用；外用药膏仅在皮肤表面涂抹，生物利用度（bioavailability,BA）因角质层障壁而较低；透皮贴片贴于皮肤表面，药物亦须通过角质层屏障，故BA也较低，添加渗透促进剂虽可改善药物的渗透性，但成效仍有限，三者均有药物传递上的缺点。因此，研究人员致力于开发各种TDDS，以改善药物通过皮肤的渗透性及BA，如负载纳米载体（nanocarrier）的局部外用药膏、改良型透皮贴片及MNP。MNP可使亲水性高分子量化合物越过角质层，无痛地将%载药量直接递送到表皮或真皮层而进入体内，克服使用外用药膏或透皮贴片时，许多药物无法以治疗所需的速率穿过皮肤的缺点，并兼具其他TDDS的优点（表1）。

表1.各种经皮给药系统的比较

前景与挑战

开发MNP的主要目的是通过皮下注射创造出微米尺寸的传输路径，破坏角质层以允许大分子通过而增加渗透性及BA。MNP除了可以增加药效并改善疗效外，还可以提供高准确度及高再现性的结果，并在临床试验的受试者间呈现的BA差异最小。现今最具潜力的发展在于开发可递送疫苗的MNP，主要的优势有二：第一，当传染病疫情突然爆发时，民众无须医疗人员协助打针，可经邮寄方式，将疫苗MNP寄给一般大众自行接种，以减少交叉感染的机会，避免流行范围扩大；第二，经动物实验证明，当疫苗MNP贴上后，会刺激皮肤真皮层的免疫细胞立即产生免疫反应，可以最小化疫苗使用量，快速产生预防及保护的效果，其他优势还包括无痛、无针伤、微生物入侵率低、有害废弃物少及储存、运输无需冷链（coldchain）等。

尽管MNP有很多优点，前景十分看好，但仍有一些挑战存在，例如：可能对皮肤造成刺激或过敏；针头的尺寸很小且很细，微针可能折断，如果保留在皮肤内，可能会引起问题。然而，这些风险发生率非常低，可以通过选择较佳的微针制作材料来克服。目前MNP的临床前研究虽已取得一定的进展，但要在临床上应用仍需进一步的测试，特别是在传递疫苗的MNP开发上，需要在疫苗学，免疫学和材料科学等多个领域中进行更深入的研究。此外，在规模化生产、法规核准及市场经营销售方面亦应加速。由于MNP在有效性、效率、安全性和病患依从性方面具有多重优势，有望在不久的将来广泛应用于临床治疗和疫苗接种。