《AFM》:光响应聚合物微针的重要进展
微针是一种由微米级尺寸的针状结构组成的微型装置,可以穿透皮肤表层的角质层,达到皮肤真皮层或者皮下组织,实现药物、疫苗或者生物分子的递送。微针具有无痛、无创、易于操作、生物相容性好等优点,已经在临床上应用于糖尿病、癌症、皮肤病等多种疾病的诊断和治疗。
光响应聚合物是一类能够在光照下发生形态、结构或者化学性质变化的聚合物材料,可以用于制备可溶解、可降解或者可交联的微针。光响应聚合物微针可以实现对药物释放的精确控制,同时可以利用光的生物效应,如光动力治疗、光热治疗、光电刺激等,增强药物的治疗效果。
近年来,光响应聚合物微针在疾病诊断治疗方面取得了一些重要进展。例如:
南京大学医学院附属鼓楼医院的赵远锦教授和复旦大学商珞然、广西医科大学赵永祥等团队联合提出了一种通过将光热响应相变微球(MP)集成到锥形水凝胶MN中来设计可控可分离MN贴片的新策略。

MPs-MN贴片的制备与工作示意图。

MPs–MNs制作示意图与部分表征

BP/GT MPs触发MN贴片分离的能力
触发MN贴片分离的示意图与部分表征

MN体系的载药和释药表征

应用MPs-MN贴片后的小鼠表征
综上所述,该文提出了一种通过将NIR响应相变BP/GT MP集成到锥形水凝胶MN中来设计可控可分离MN贴片的新策略。当复合MPs-MN贴片暴露在NIR光下时,包含的BP/GT MPs将光转化为热量,变成液态后在MNs中形成空腔,使针和背板方便地分离。这种可控制分离的MPs-MN贴片可以有效地输送两种治疗SLE的药物,从而改善疾病进程。因此,在水凝胶MN贴片中整合响应性MPs将是一种有前景的设计,可用于多种药物递送和相关临床应用的可控可分离MN贴片。
美国德州大学奥斯汀分校张凌宵教授团队利用光响应聚合物制备了一种可溶解的金纳米棒微针(Dissolving Gold Nanorod Microneedles)2。该微针可以将金纳米棒作为光敏剂和药物载体输送到皮肤深层,在近红外光激发下产生光热效应从而杀伤肿瘤细胞,并且释放出载药分子如癌胚抗原(CEA)和癌基因蛋白(Oncoprotein)等,作为原位肿瘤疫苗激活机体的免疫系统,从而实现了光热治疗和免疫治疗的联合治疗。
以上两个例子都表明,光响应聚合物微针作为一种新型的药物递送系统,可以通过光的控制实现对药物释放的精确调节,同时可以利用光的生物效应增强药物的治疗效果,为皮肤病和肿瘤等疾病的诊断和治疗提供了新的途径。当然,光响应聚合物微针在疾病诊断治疗中还有许多需要探索和优化的方面,如光源的选择、微针的设计、药物的选择、生物安全性等。我们期待着更多的科学家和医生能够参与到这一领域的创新和应用中,为人类健康做出贡献。