新型微針貼片可用光刻技術生產

2021年12月31日08:27  來源:科技日報
 
原標題:新型微針貼片可用光刻技術生產

  科技日報北京12月30日電 (記者張夢然)通過皮下注射扎上一針,或是吞下一顆大藥丸,都是不怎麼愉快的經歷。科學家一直在研究各種類型的微針作為一種微創透皮給藥方法。在最近發表於《生物高分子》期刊上的一項研究中,來自日本和泰國的兩個研究團隊合作解決了現有微針的主要問題。

  作為一種革命性且更溫和的給藥方式,微針陣列被設計成可裝載藥物或化學物質的形式,然后在稍微刺入皮膚層后,隨著時間的推移將其釋放到血液中。

  與其他類型藥物輸送相比,微針具有多種優勢。首先,無痛,幾乎不會對皮膚造成傷害或出血﹔其次,可以自我管理﹔第三,微針的處理比傳統針頭要容易得多,不會留下危險廢物。但微針研發也有一些問題:制造成本較高,需要昂貴的模具、材料和機械,預裝的基於蛋白質的藥物對溫度、酸度和鹽濃度等外部條件非常敏感。

  日本高等科學技術研究院(JAIST)團隊此次開發了一種有效抑制蛋白質聚集的功能性聚合物,泰國國家科學技術發展局(NANOTEC)團隊則基於光刻完善了一種適合工業生產的微針制造方法。二者結合起來,聯合團隊生產出了具有多種特性和臨床環境可擴展性的微針貼片。

  微針本身由不可降解的生物相容性水凝膠制成,其中還含有兩性離子聚磺基甜菜鹼(poly-SPB)。這種聚合物會抑制蛋白質聚集,即使受到各種外部壓力,預裝在微針中的蛋白質也能保持穩定。

  此外,團隊還開發了簡單且經濟高效的方法來制造由上述材料制成的微針陣列。他們採用了光刻技術,用光掩模選擇性地阻止紫外線到達目標表面以控制局部化學反應。這一制造過程導致光聚合,隨后在透明柔性基板上形成3D微針結構圖案。該方法隻需要廉價的設備,僅需5分鐘,就能生產出具有顯著機械強度的微針。

  通過對豬皮膚的各種實驗,研究團隊証實了這種微針貼片具有高載藥量和高藥物釋放率。此外,微針還可同時裝載和保存各種水溶性藥物和蛋白質,且無需冷藏。

(責編:許文金、陳建軍)