微針經皮給藥系統研究進展

郭慶陸 孫桂平

摘 要：經皮給藥系統是指藥物經皮膚吸收進入體循環，而到達作用部位，發揮其藥效的一種給藥策略。微針可刺穿皮膚角質層，使藥物滲透率大大提高。微針技術作為一種新型的經皮給藥方式，近年來得到了快速的發展，微針經皮給藥技術的研發日漸成熟，針對其應用的研究越來越廣泛。不僅用于經皮給藥，還應用于美容領域。本文將介紹微針的種類及其應用的最新進展。

關鍵詞：微針；經皮給藥；應用

經皮給藥系統（transdermal drug delivery system，TDDS）也稱經皮治療系統，是藥物進入人體的一種方式。與傳統口服和注射給藥方式相比，該方法具有多種優勢。首先，疼痛感小，患者可接受度強；其次，藥物經皮吸收，降低了肝臟的首過效應及肝腸的滅活作用。

1.微針的特點和分類

微針一般是指通過微細加工工藝制作的尺寸在微米級，直徑在30-80μm，長度100μm以上，呈針狀的結構。實驗證明微針在皮膚上時，就能使滲透量增大1000倍，當微針移除10s后，滲透量增大10000倍，移除1h后皮膚滲透量增大了25000倍，使用微針后皮膚滲透藥物時，時長可維持將近5h[1]。

1.1 實心微針

實心微針的使用方法為刺破皮膚角質層，形成微小孔道，移除微針，將藥物敷貼于微針作用部位，使藥物通過微小孔道擴散入皮膚。已有實驗表明，實心微針可提高藥物的吸收效率，由于在實驗動物上容易操作，實心微針多用于實驗研究，產品和應用中較少見。其優勢為制作工藝相對簡單，可使用的制作材料很多，如玻璃、陶瓷、不銹鋼、硅和非降解聚合物等。

1.2 可溶性微針

采用可生物降解、可溶性聚合物和多糖制成的微針，稱為可溶性微針。將藥物與可溶性聚合物混合制成微針，使用時將微針貼片在皮膚內保留一定時間，藥物分子從針體刺穿皮膚形成的通道中釋放進入皮膚。與實心微針和鍍層微針相比，可溶性微針降低了刺入皮膚斷裂的可能性。其缺點是由于在針體中混入藥物，針體的機械強度和硬度可能受到影響；患者的皮膚會受到混合制作過程中殘留的有機溶劑的刺激；微針的載藥量也無法做到精準控制。

1.3 中空微針

中空微針與實心微針相似，不同之處是在針體的中間部分有微小的孔道，其功能類似于傳統的注射器，其刺破皮膚后在外部壓力的驅動下，將藥物通過針體中間的孔道進入皮膚。其最大的優勢為藥物可精確定量的進入皮膚。空心微針可單獨用于皮下注射，對皮膚的刺激很小，使患者的順應性大大提高。相比于實心微針，整列的空心微針單次注射藥物的量大大提升，既安全又起效快，生物利用度也非常之高[2]。其劣勢在于要求更高的制作工藝，存在刺穿皮膚過程中孔道易被組織堵塞的問題，解決該問題仍需進一步的研究與探索。

2.微針經皮給藥系統的應用研究

微針可加載多種藥物，應用于疾病的預防和治療。

2.1 微針應用于美容

微針作為一種新型的皮膚病治療方法，不僅具有治療功能，還兼具美容功能。近幾年，在美容市場上出現了多種微針設備，如印章微針，滾輪微針，電動微針等。（1）印章微針：由手柄和印章式的頭構成，微針位于印章之上，使用時微針垂直作用于皮膚，一般用于局部瘢痕治療[3]。（2）滾輪微針：是目前市場上應用最廣泛的微針，由手柄和滾輪構成，在滾輪上分布著若干排微針，使用時微針在皮膚上滾動，微針可刺入皮膚形成微孔和刺激皮膚細胞增生。（3）電動微針：由可以振動的印章微針頭和筆樣的主體構成，通過機械驅動作用，頭部的微針反復振動，消除了操作者使用微針時皮膚受力不均勻的缺點[4]。

2.2 微針用于糖尿病的治療。

微針經皮給藥系統用于治療糖尿病的研究，在一定程度上可以彌補當下治療糖尿病的缺陷。多項臨床研究表明，微針在治療糖尿病方面有不可替代的優勢。可溶性的胰島素微針可有效地傳遞胰島素進入人體的循環系統，從而達到降低血糖的目的。淀粉/明膠胰島素可溶性微針可在5min內完全溶解，釋放藥物與皮下注射相比，藥理和生理利用度均超過9%[5]。

2.3 微針用于疫苗接種

微針疫苗是微針研究進展最快的領域，目前已上市和處于臨床研究階段的微針疫苗多為針長為600到1500μm的空心微針，主要因為空心微針可以通過控制針長，針內徑和外加儲藥裝置，達到一定的給要流速和給藥劑量[6]。Guo等[7]利用功能微針對皮膚進行預處理，然后將載有乙肝病毒表面抗原（HBsAg）的水凝膠貼片作用于皮膚，通過經皮免疫的方式，使機體獲得免疫乙肝病毒的能力。除了可加載乙肝病毒表面抗原以外，還可用于流感疫苗、脊髓灰質炎疫苗、基因疫苗的接種，特異性抗體幾何平均滴度（GMT）、血清保護率、血清轉化率均優于肌肉注射。

微針經皮給藥系統的發展，對于疾病的治療具有重大意義，微針不僅在皮膚病領域取得了良好的實驗結果，在胰島素和疫苗給藥的臨床研究證明了微針給藥的可行性。但微針技術還存在諸多問題，例如可能引發感染或造成人體局部皮膚功能紊亂。可溶性微針長期使用是否會對人體造成損傷等問題還需進一步研究。隨著微針加工技術和藥學研究的發展，相信微針在醫療等領域會有新的突破。

參考文獻：

[1] HENRYS，MCALLISTERDV，ALLENMG，etal.Microfabricat-edmicroneedles：anovelapproach totransdermaldrug delivery[J].JPharm Sci，1998，87（8）：922-925.

[2] Kim Y C，Park J H，Prausnitz M R. Microneedles for drug and vaccine delivery[J]. Advanced Drug Delivery Reviews，2012，64 （ 14 ） ： 1547 -1568

[3] BAHUGUNA A. Micro needling-Facts and Fictions[J].Asian Journal of Medical Sciences，2013，4（ 3） ： 1-4

[4] MCCRUDDEN MT，MCALISTER E，COURTENAY AJ，et al. Mi croneedle applications in improving skin appearance[J]. Exp Der matol，2015，24（ 8） ： 561-566.

[5] 沈瑞雪，朱壯志，章俊云等.可溶性微針在經皮給藥系統中的開發進展[J]，世界臨床藥物，2017，38（9）：638-642.

[6] 劉春晶，林福玉，劉金毅等.微針技術在透皮給藥方向的研究進展[J]，生物技術通訊，2018，1（29）：148-154.

[8] Guo L， Qiu Y， Chen J， et al. Effective transcutaneous immunization against hepatitis B virus by a combinedapproach of hydrogel patch formulation and microneedlearrays [J]. Biomed Microdevices， 2013， 15（6）： 1077- -1085.