前沿文献| 一文汇总12月微针领域前沿研究进展

  • 夏目家的七七
  • 2023-02-01
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经统计,12月份新发的微针相关生物医药领域的论文约有19篇,其中影响因子大于10分的有9篇,杂志分别为:Advanced Healthcare MaterialsAdvanced MaterialsACS Applied Materials&InterfacesScience AdvancesSmallActa Biomaterialia。涉及到的内容包括用于急救止血的外周微针贴片、胰高血糖素贴片的急救药物、与免疫调节剂结合用于癌症免疫治疗的可溶解自锁微针贴片、智能和精确管理糖尿病的仿生微针治疗平台、基于生物启发的3D打印MXeneSpidroin的近红外光反应微针支架用于高效的伤口管理、使用对细菌敏感的微粒装入溶解微针加强氯霉素的特定部位给药、糖尿病伤口感染、智能伤口管理的折纸MN贴片、用于双侧增强的声化学动力学和声热学抗菌治疗的超声可激活的微针,内容十分丰富。下面是相关文章介绍:

 1.     Advanced Healthcare Materials:用于急救止血的外周微针贴片

Peripheral Microneedle Patch for First-Aid Hemostasis2022.12.20

尽管微针(MN)贴片的穿刺尺寸最小且效率高,但由于其在刺穿组织时容易破坏毛细血管,因此尚未被用于向出血的伤口注入止血药物。该研究开发了一种可保存的可溶解的MN贴片,以防止紧急治疗期间的再出血。通过使用外围MNp-MN)贴片,建立了一个微创和部位选择性的止血药物输送系统,该系统不直接侵入伤口部位,但能在受损的毛细血管中实现局部药物吸收。通过使用Sprague-Dawley大鼠出血的肝脏作为体内极端伤口模型,对MNs的侵入性进行了组织学检查。对皮肤穿透力进行了量化,证明p-MN贴片的给药效果比传统MN贴片温和。通过分析出血重量和时间并与传统止血方法进行比较,系统地研究了止血性能。通过体内静脉注射证明了p-MN对肝素预处理的SD大鼠模型的优越性能。

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原文链接:https://doi.org/10.1002/adhm.202201697


2.     ADVANCED MATERIALS:无人飞行器投放急救药物

Unmanned Aerial Vehicle-Mediated Drug Delivery for First Aid2022.12.23

向突发疾病患者及时提供关键药物是拯救生命的关键。然而,急救治疗药物的运输滞后和可能缺乏训练有素的人使用药物总是导致严重的伤害甚至死亡。该研究开发了一个以无人驾驶飞行器(UAV)为媒介的定向输送急救系统(uFAST)。它允许在无人看管的情况下,通过接触触发的微针施用器(CTMA)向患者施用紧急治疗药物的透皮微针贴片以缓解症状。实验结果已经证明了uFAST在严重低血糖猪模型中的可实施性和安全性,它自动提供具有即时和生物反应双重释放模式的胰高血糖素贴片。这一平台技术可能有助于开发以无人机为媒介的对其他突发疾病的急救治疗。

原文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202208648


3.     ADVANCED MATERIALS:与免疫调节剂结合用于癌症免疫治疗的可溶解自锁微针贴片

Dissolvable Self-locking Microneedle Patches Integrated with Immunomodulators for Cancer Immunotherapy2022.12.17

微分辨率3D打印机的进步大大促进了高度复杂的可大规模生产的药物输送平台的发展。传统上,由于微铣床的局限性,可溶解微针(MNs)主要被制造成圆锥形的几何形状,给药精度有限。为了克服传统微针的局限性,该研究提出了一种新型的基于投影微立体光刻技术的自锁微针,用于精确的皮肤插入、粘附和经皮微剂量药物输送。自锁式MN的几何形状包括一个尖锐的皮肤穿透尖端,一个宽大的皮肤互锁体,以及一个狭窄的底座,其机械支撑在一个灵活的水胶体贴片上制造,以提高皮肤穿透到不规则表面的准确性。黑色素瘤是皮肤癌的一种,由于其不规则和不平整的表面,被选为研究自锁MNs的模型。通过将SD-208(一种新型转化生长因子-β(TGF-β)抑制剂,可抑制肿瘤的增殖和转移)和抗PD-L1(αPD-L1 Ab)(一种免疫检查点抑制剂,可诱导T细胞介导的肿瘤细胞死亡)整合到自锁MNs中,并与瘤内注射进行比较,评估了体内免疫治疗的效果。在B16F10黑色素瘤小鼠模型中评估(αPD-L1 Ab/SD-208的递送效果,证实自锁式MNs与瘤内注射相比,剂量效力明显提高。

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原文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202209966


4.     Sciences Advances:受咀嚼系统启发的微针治疗仪平台用于智能和精确的糖尿病管理

Masticatory system–inspired microneedle theranostic platform for intelligent and precise diabetic management2022.12.14

糖尿病治疗学的综合系统为调节糖尿病提供了先进的技术,但在准确性、长期监测和最小侵入性方面仍面临着关键的挑战。受动物咀嚼系统的特点和功能的启发,该研究提出了一个用于智能和精确管理糖尿病的仿生微针治疗平台(MNTP)。MNTP由一个微型电路支持,它使用微针阵列按需穿透皮肤,使间质液体渗出以同时检测葡萄糖和生理离子,并进行皮下胰岛素输送。渗出的间质液能够在富氧环境中通过融入混合碳纳米材料功能化的表皮传感器进行感应。这一特点解决了植入式电极带来的生物安全问题和体内的 "缺氧 "问题。该MNTP被证明可以准确地检测葡萄糖和离子,并提供胰岛素以调节高血糖。MNTP的仿生和智能特性使其成为一个高度先进的糖尿病治疗系统

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原文链接:https://doi.org/10.1126/sciadv.abo6900


5.     ACS Applied Materials & Interfaces: 基于生物启发的3D打印MXeneSpidroin的近红外光反应微针支架用于高效的伤口管理

Bioinspired 3D-Printed MXene and Spidroin-Based Near-Infrared Light-Responsive Microneedle Scaffolds for Efficient Wound Management (2022.12.15)

生物医学敷料在伤口愈合方面已经得到了全面的探索;然而,复杂的制造工艺和单一功能的敷料仍然是进一步应用的关键挑战。该研究提出了一种多功能的挤压式三维(3D)打印策略,以制备具有光热响应和自愈特性的MXenespidroin包覆的微针脚支架,以促进伤口愈合。受仙人掌的启发,微针支架由顶部的多孔支架和微针组成,微针的反蛋白(IO)光子晶体(PC)结构和支架间隙间的充足空间赋予了微针支架高的载药能力。此外,MXene出色的电学和光热特性使微针支架能够在近红外照射下进行敏感的伤口移动监测和控制药物释放。此外,spidroin、聚氨酯(PU)和芦荟胶(avGel)分子之间广泛的氢键和希夫基赋予了微针支架高度的自我修复和机械性能。大鼠伤口模型的体内实验表明,在近红外(NIR)光下,带药物的微针支架可以促进全皮伤口的恢复。这些独特的特征表明,3D打印的多功能微针支架在促进伤口愈合方面显示出巨大的应用潜力,并将在伤口管理中得到广泛的应用。

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原文链接:https://doi.org/10.1021/acsami.2c16277


6.     ACS Applied Materials & Interfaces:使用对细菌敏感的微粒装入溶解微针加强氯霉素的特定部位给药:提高蜂窝组织炎治疗效果的潜力

Enhancement in Site-Specific Delivery of Chloramphenicol Using Bacterially Sensitive Microparticle Loaded Into Dissolving Microneedle: Potential For Enhanced Effectiveness Treatment of Cellulitis 2022.12.14

感染性疾病治疗的最大挑战之一是皮下伤口组织中存在的细菌感染,如蜂窝组织炎。与其他治疗方法相比,抗菌药物更难穿透患处皮肤上的物理屏障,具有非特异性的目标,这使得蜂窝组织炎感染的常规治疗更加困难。该研究开创了溶解微针(MNs)和对细菌敏感的微粒(MPs)相结合的策略,以增加氯霉素(CHL)对感染部位的渗透性和靶向递送性。由于聚己内酯聚合物对细菌酶刺激的敏感性,因此被用来制作MPs。使用Design-Expert应用程序发现并优化了最佳微粒配方。此外,该研究评估了MPs在体外和体内对突变体果蝇幼虫感染模型的抗菌活性。该策略显示,与传统的乳膏配方相比,MPs的抗菌活性有所提高,保留时间也更高,在体外评估中,将这些MPs纳入可溶解的MNs中,能够大大改善CHL的皮肤动力学特性。重要的是,在体外感染模型中的抗菌效果表明,使用这种策略后,细菌的生物保密度在24小时后下降了99.99%。这些发现为CHL制备成对细菌敏感的MPs并通过MNs分布后增强其皮肤动力学特征和抗菌活性提供了概念证明。未来的研究应该在一个适当的动物模型中调查体内的有效性。

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原文链接:https://doi.org/10.1021/acsami.2c16857


7.     Acta Biomaterialia:葡萄糖代谢激发的催化贴片用于糖尿病伤口感染的NIR-II光治疗

Glucose metabolism-inspired catalytic patches for NIR-II phototherapy of diabetic wound infection2022.12.7

医疗贴片在糖尿病伤口管理方面有着巨大的前景,而它们在糖尿病伤口管理中的实际效果仍然受困于伤口微环境的复杂性。该研究从葡萄糖代谢的生物过程中得到启发,提出了一种催化微针贴片,它封装了近红外II响应和双纳米酶活性的Au-Cu2MoS4纳米片(Au-CMS NSs)来治疗糖尿病伤口感染。由于微针贴片具有很强的组织渗透能力,Au-CMS NSs可以被递送到深层组织并与伤口环境充分反应。受益于Au-CMS NSs的双重纳米酶活性(葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶)和近红外二代光热性能,复合催化贴片实现了原位葡萄糖消耗、氧气生成和细菌消除的功能。值得注意的是,它们在体外和糖尿病小鼠体内对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的近红外II级响应性抗菌能力的可重复性已经得到证实。该催化贴片可以在伤口护理和预防感染方面得到广泛的催化应用。

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原文链接:https://doi.org/10.1016/j.actbio.2022.12.001


8.     Small:高效的伤口管理:生物启发的微流控和微针贴片

Toward Efficient Wound Management: Bioinspired Microfluidic and Microneedle Patch2022.12.4

微针(MN)贴片在智能伤口管理方面具有明显的前景。该研究从昆虫翅膀的高度折叠结构中得到启发,开发了一种具有超细微型针状结构、微流体通道和多种功能的三维(3D)折纸MN贴片,用于检测生物标志物、可控地释放药物和监测运动以促进伤口愈合。通过简单地复制由激光雕刻机制作的预拉伸硅橡胶(Ecoflex)模具,从修复的模具中获得了带有微流控通道的超细结构MN贴片。生物启发的折纸结构使MN贴片具有高度的功能整合,包括微流控通道和电路。微流体通道与pH值和葡萄糖浓度指示器相结合,使贴片具有生物标志物传感检测的能力。多孔结构、温度反应水凝胶和光热敏感剂被用来在MN贴片上形成一个可控的药物释放系统。同时,MXene电路被印在MN贴片上用于运动感应。此外,通过全厚皮肤伤口的小鼠模型实验,证明了MN贴片加速伤口愈合的能力。这些结果表明,多功能三维折纸MN贴片是一种有价值的伤口管理的智能策略。

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原文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202206270


9.     Acta Biomaterialia:用于双侧增强的声化学动力学和声热学抗菌治疗的超声可激活的微针

Ultrasound activatable microneedles for bilaterally augmented sono-chemodynamic and sonothermal antibacterial therapy2022.12.23

化学动力疗法(CDT)采用芬顿催化剂,通过将过氧化氢(H2O2)转化为有毒的羟基(-OH)来杀死细菌。该研究开发了一种独特的CuO2/TiO2异质结构,由超小的过氧化铜(CuO2)纳米团簇和声敏化的超薄富氧空位多孔氧化钛(OV-TiO2)纳米片构成,并被纳入微针,用于双侧增强的声化学动力学和声热抗菌治疗。在TiO2纳米片表面设计CuO2纳米团簇,不仅赋予了超声化学治疗(SCDT)的芬顿催化活性,而且通过缩小TiO2的带隙和抑制电子-空穴对的重组,改善了TiO2的声动力和声热性能。这种CuO2/TiO2集成微针(CTMN)贴片的高效性在体外和体内都得到了系统的证明,在5分钟内对耐多药(MDR)病原体的消除率大于99.9999%,并加速了伤口组织愈合。这项工作凸显了开发用于非抗生素治疗的声敏和化学活性纳米药物的一种有希望的新的和有效的战略。

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原文链接:https://doi.org/10.1016/j.actbio.2022.12.041