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微针（Microneedles，MNs）技巧看成一种渺小模范的翻新性器用，简略突破皮肤的上层而不引起明显难受，为药物的浸透提供了愈加安全和灵验的阶梯。这项技巧的出现不仅提供了一种新颖的药物寄递容貌，而况在生物传感和医学诊疗领域也带来了很多新的可能性。通过微针，不仅不错竣事药物的定向开释和运输，还不错进行生物标识物的及时监测和采集，为个性化调治和健康监测提供了全新的技能。跟着对微针技巧的长远讨论和应用不绝扩展，它正逐渐成为生物医学领域的焦点之一。从其领先的用途发展到如今涵盖药物寄递、生物传感、医学诊疗等多个方面，微针技巧的前程充满着无穷的可能性。

2023年12月21日，香港城市大学徐臣杰素质和浙江大学顾臻素质、俞计成讨论员协作，讨论了微针的材料、结构和工程步骤，并侧重于微针与生物医学建造的集成。他们还对微针在临床应用中的情况进行了拜谒，并讨论了微针看成生物医学建造进行转念和交易化的机遇和挑战。该综述著作以“Microneedle biomedical devices”为题，发表在Nature Reviews Bioengineering。论文第一作家是香港城市大学的Mengjia Zheng。

【要点】

• 微针通过整合翻新的生物技巧、合理的材料工程和结构接头，竣事药物运输和生物流体索要的按需智能阻抑。

• 微针不错针对特定场所进行运输，克服皮肤除外不同组织的杂乱，增强调治的疗效。

• 基于微针的生物传感器不错索要、检测和及时测量生物标识物，看成闭环调治会诊系统中个性化、精准健康监测的挫折构成部分。

• 在微针技巧转念之前，应试虑领域化、老本效益和灭菌制造、抓续性能以及监管开垦等因素。

【MN工程化】

1. 微针类型和结构接头：微针是长度在数十到数千微米的单根或阵列化的针状物，通过陆续到基板造成贴片。它们不错是实心、中空、多孔、可融解和可蔓延的微针，其接头影响着药物浸透性和抓续开释性能。微针材料和结构接头对其生物医学功能至关挫折，举例，金属微针用于穿刺皮肤，可融解微针用于药物开释，可蔓延微针用于采样皮肤间质液。

2. 工程参数：材料遴选是微针接头的要道重庆时时彩真人百家乐，可使用硅、金属、陶瓷、玻璃、低聚糖和各式团聚物等材料。不同材料的化学因素决定了其水溶性、蔓延性或降解性，影响着微针的药物开释和机械性能。此外，微针的结构特征（如针尖体式、长度、针间距等）也影响着其机械性能和药物开释特点。

3. 生物功能：微针的主邀功能包括皮肤穿透、药物运输和生物样本采集。其接头和材料遴选影响着其穿透皮肤的才气、药物开释的速率和样本采集的后果。微针在穿透皮肤时需要阔绰的压力，幸免撅断或辗转。此外，微针需要保抓与皮肤的黏着力，以便在采集生物样本时保抓陆续。

4. 药物运输和生物样本采集：微针简略提供精准的药物运输和生物样本采集功能。它们不错通过各式容貌竣事药物的定向开释和抓续开释，以达到调治后果。同期，微针也简略采集皮肤间质液或者血液样本，用于生物标识物分析，提供一种相对无痛的采样容貌。

图1 | 不同模范下基于微针技巧的接头。a、微针（MNs）不错佩戴不同尺寸（从10^-10到数10^-5 m）的调治药物，举例小分子、生物制剂、工程化药物载体和活体组织，并阻抑它们的开释性能。微针的应用范围从皮肤延迟至包括头发、指甲、眼睛、口腔黏膜、腹黑和胃肠说念在内的各式组织。微针的接头具有不同尺寸，以冲破生物樊篱（樊篱厚度范围从10^-5到10^-3 m），改善了针对性药物寄递和电疗、光疗以及机械疗法的调治后果。微针不错与胶囊、支架和外科器用等建造整合，将微针送至原来难以到达的部位。可穿着微针建造不错接头带有电子单位，以数字阻抑监测健康并处置疾病。b、在微针接头中应试虑的结构参数。c、用于竣事微针的皮肤穿透、药物寄递和生物流体采样的结构接头。

【集成微针平台】

1. 药物传递：微针技巧不错用于药物传递，改善药物生物利费用并提供空间上和/或时分上的阻抑开释。这种技巧不错竣事药物在靶位点的局部传递，减少药物对健康组织的反作用，尤其关于像抗癌药物这么有畸形毒性的药物。这一部分也涵盖了微针技巧在皮肤、头皮、口腔、眼部等浅表靶位点的应用以及通过整合医疗建造竣事对里面靶位点的传递。

2. 生物传感：微针不错接头成简略将生物信息转念为可读信号的传感器。它们与色谱法、荧光法或电化学检测相聚首，不错定量和定性地分析各式生物标识物，如电解质、代谢物、药物分子、核酸、卵白质、细胞和外泌体。这些传感器不错在微针与皮肤走动处或通过采样生物液体竣事靶标物的表里检测。

3. 闭环调治会诊系统：针对药物开释和生物传感的闭环调治系统是准确施行药物调治决策的要道。该部分先容了材料、生物学和估量战略下的闭环调治会诊系统，包括对刺激反应材料、活细胞系统和电子建造的应用，以竣事对血糖、药物开释等的闭环调控，为糖尿病等疾病处置提供匡助。

图2 | 微针安装在可穿着建造整合中的应用。a、将微针（MNs）与电子、光子和拉伸式可穿着建造整合的步骤。b、可穿着微针建造不错通过电、光、热和机械触发竣事按需开释药物。可穿着微针建造冲破生物樊篱，增强了物理刺激的穿透力，并改善了光疗和电疗的后果。

图3 | 发展微针闭环调治会诊系统的不同战略。a、微针（MNs）不错由反应性材料构建。这些材料是流程合理接头的载体系统，可在生理触发要求下开释药物；举例，在高血糖要求下开释胰岛素。b、微针不错装载功能性活性生物。这些活性生物通过微针移植到场所组织中，以对周围环境作念出反应并分泌盼愿的调治物资；举例，活性胰岛β细胞可进活动态胰岛素分泌。c、微针电子安装通过数字估量和阻抑竣事闭环调治会诊。感知微针从皮肤间质液中检测生物信息；这里，生物信号被识别并转念为光学或电信号。转念后的信号被进一步放大、数字化，并通过集成的电子单位传输给最终用户（举例智高手机）。算法不错完成估量、分析数据、透露数据以偏激他功能，举例给出用药提议、纪录医疗历史和在线医疗征询。当用户阐明用药权谋时，调治性微针不错进行按需调治或开释药物。

【临床西宾与转念】

制药公司与大学、讨论机构的协作，促进了微针技巧关系专利和临床西宾数目的抓续增长。通过在临床西宾中应用微针技巧，展示了微针在多个临床场所下的应用，包括好意思容、疫苗接种、难受缓解、局部麻醉、眼部打针、癌症、骨质疏松症、糖尿病和会诊等领域。本色还触及了多种微针类型，包括空腹和实心微针，在皮内打针疫苗、调治骨质疏松症、眼部药物传递等方面的应用。其中先容了一些临床西宾的情况，举例愚弄微针进行疫苗接种、胰岛素传递、难受less血液采样等。此外，还提到了微针在药物寄递、血液采样和分析等方面的潜在用途，包括测量葡萄糖、药物调治阿片类物资糟践、以及肌肉烟酰胺二核苷酸核苷酸水对等。

图4 | 微针（MNs）在临床讨论中的应用。a，微针在临床西宾中的应用。通过分析在2007年至2022年间在国度卫生讨论院临床西宾网站ClinicalTrials.org数据库中进行的138项临床讨论，使用要道词‘microneedle’获得数据。b，代表性制药微针居品，包括MicroJet 600（NanoPass）（顶部），SCS Microinjector（Clearside Biomedical）（中部），MIMIX Patch（Vaxess）（左下方）和MicroCor（Corium）（右下方）。

【瞻望】

微针原型的交易化取决于基于药典轨范继承质料的老本效益的大领域坐褥。市集上的化妆品微针居品标明了无药物微针的大领域制造是可行的。若是调治微针的疗效和老本优于其他轨范调治，那么调治微针可能会更有意。消毒是医疗居品的另一个基本要求，不错使用γ射线、乙烯氧化物或高压灭菌，这取决于微针的材料和药物负载情况。由于生物制剂负载在微针中具有固有的敏锐性并需流程经皮阶梯给药，这些生物制剂频繁是在无菌要求下制造的。尽管无菌加工老本昂贵，但确保居品无菌性是必弗成少的。

药物配方应该提供一致的剂量。基于微针的制剂的生物利费用取决于药物的顺利皮肤穿透或药物开释，或者微针从贴片基板中脱离参加皮肤。由于穿透效率不同，活性药物因素的生物利费用可能会有所不同，导致调治后果无法阻抑。通过按压或应用器在临床西宾中确保微针阵列的顺利应用是至关挫折的。此外，皮肤厚度和机械性能在个体间和体内不同部位之间存在各别。即使在微针应用中施加通常的压力和速率，穿透深度和药物开释也可能不同。因此，需要一个部署系统来监测和阻抑微针的穿透深度。微针对皮肤的穿透也影响它们在经皮生物传感中的应用。不一致的插入深度可能导致索要的生物流体具有不同的构成，而ISF可能被毛细血管血液或汗水期凌。此外，皮肤ISF与血液之间的关系性讨论需要更全面，以缓助生物标识物的定量分析，稀疏是针对教养证的东说念主体使用建造的微针平台进行葡萄糖测量旅途。

食品营养标签主要包括用数字形式表达的“营养成分表”，以及在此基础上用来解释营养成分水平高低和生理功能的“营养声称”和“营养成分功能声称”。

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https://doi.org/10.1038/s44222-023-00141-6

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