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无痛丝微针精确控制药物释放

发布时间:2011年12月25日 01:28 | 进入复兴论坛 | 来源:科技网 | 手机看视频


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  本报讯 (记者常丽君)据美国物理学家组织网12月22日(北京时间)报道,美国塔夫斯大学工程学院生物工程师开发出一种无痛的丝微针系统,能在长时间里将药物缓慢释放,无需冷藏多余的药物。这种微针兼具生物适应性和生物降解性,可在正常的温度和压力下制造,能装载易受破坏的生化药品并保持其活性。相关论文发表在《先进功能材料》网站上。

  演示试验表明,新式丝微针能以可控制的速度递送大分子、酶模型药物、辣根过氧物酶,同时还保持药物的生物活性;装载四环素的丝微针还能抑制金黄色葡萄球菌的生长,表明这种微针在递送治疗药物的同时,还具有预防局部感染的潜在价值。

  尽管有些药物可以直接吞服,但有些却无法承受胃肠道的消化分解。皮下注射的方式比较痛苦,也不能缓慢释放药物。只有很少的小分子药物能用贴敷的方式进入体内。丝微针仅1微米大小,能穿透上层皮肤而不会触及神经,是一种新的无痛式药物释放机制。但目前有很多难题阻碍了该技术的发展,如生物制品的脆弱性使药物在制造过程中丧失活性、不能精确控制药物释放或放药过多、微小的皮肤穿透带来的感染等。

  针对这些问题,研究人员开发出了新的制造程序,过程包括压力、温度和水处理等。他们用铝制成微针母模,排成500微米高,针尖半径不到10微米的阵列;用有弹性的聚二甲硅氧烷(PDMS)浇注在母模上形成凹模;再把装有药物的丝蛋白溶液注入凹模中。当丝干燥后,再把包含药物的丝微针取下来进一步加工。后处理包括用水蒸气使其变柔软,再通过温度、机械和电子的各种处理,使其具有相应的扩散率和药物释放速度。

  研究人员表示,调节丝蛋白的后处理条件,如改变干燥时间,主要是控制它的次级结构,以能精确控制药物释放速度。经过释放动力模型测试,药物释放速度可以降低5.6倍。这解决了长期以来的药物释放难题,还能用在其他生物存储方面。

  论文合著者、塔夫斯生物医学工程主席大卫 卡普兰还指出,这种微针非常灵活,能扩大或缩小、运输或存储无需冷藏,管理起来就像贴敷片或绷带一样容易。

  总编辑圈点

  微针疗法已非新鲜之物了。老祖宗的《灵枢 九针十二原》就有云:“欲以微针通其经脉,调其血气……”尽管彼微针的尺寸和现在不到10微米半径的针尖阵列实在没法比,但由表及里治病救人的原理,大体相似。至于本文中塔夫斯大学的主要创新点,其实表现在他们选择丝绸和有机硅作了基底材料,利用材料特性来实现缓释、控释。私以为,当微针疗法愈趋成熟之时,试水的才不会是垂垂病者,而是大批欲为悦己者容的女子。

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