起首：BioMed科技

微针（Microneedles，MNs）技巧动作一种狭窄模范的篡改性用具，有时突破皮肤的上层而不引起显着痛苦，为药物的渗入提供了愈加安全和有用的道路。这项技巧的出现不仅提供了一种新颖的药物寄递神态，况兼在生物传感和医学诊疗领域也带来了很多新的可能性。通过微针，不仅不错罢了药物的定向开释和运送，还不错进行生物标识物的及时监测和汇集，为个性化调停和健康监测提供了全新的技能。跟着对微针技巧的深刻磋议和应用不休扩展，它正缓缓成为生物医学领域的焦点之一。从其领先的用途发展到如今涵盖药物寄递、生物传感、医学诊疗等多个方面，微针技巧的远景充满着无穷的可能性。

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2023年12月21日，香港城市大学徐臣杰教训和浙江大学顾臻教训、俞计成磋议员谐和，策划了微针的材料、结构和工程关节，并侧重于微针与生物医学开荒的集成。他们还对微针在临床应用中的情况进行了拜访，并策划了微针动作生物医学开荒进行转动和买卖化的机遇和挑战。该综述著作以“Microneedle biomedical devices”为题，发表在Nature Reviews Bioengineering。论文第一作家是香港城市大学的Mengjia Zheng。

【重心】

• 微针通过整合篡改的生物技巧、合理的材料工程和结构遐想，罢了药物运送和生物流体索求的按需智能收尾。

• 微针不错针对特定标的进行运送，克服皮肤除外不同组织的闭幕，增强调停的疗效。

• 基于微针的生物传感器不错索求、检测和及时测量生物标识物，动作闭环调停会诊系统中个性化、精准健康监测的进攻构成部分。

• 在微针技巧转动之前，应试虑规模化、老本效益和灭菌制造、握续性能以及监管引导等因素。

【MN工程化】

1. 微针类型和结构遐想：微针是长度在数十到数千微米的单根或阵列化的针状物，通过通顺到基板变成贴片。它们不错是实心、中空、多孔、可融化和可推广的微针，其遐想影响着药物渗入性和握续开释性能。微针材料和结构遐想对其生物医学功能至关进攻，举例，金属微针用于穿刺皮肤，可融化微针用于药物开释，可推广微针用于采样皮肤间质液。

2. 工程参数：材料选拔是微针遐想的要害，可使用硅、金属、陶瓷、玻璃、低聚糖和各式团员物等材料。不同材料的化学因素决定了其水溶性、推广性或降解性，影响着微针的药物开释和机械性能。此外，微针的结构特征（如针尖时局、长度、针间距等）也影响着其机械性能和药物开释特质。

3. 生物功能：微针的主邀功能包括皮肤穿透、药物运送和生物样本汇集。其遐想和材料选拔影响着其穿透皮肤的智商、药物开释的速率和样本汇集的成果。微针在穿透皮肤时需要弥散的压力，幸免撅断或障碍。此外，微针需要保握与皮肤的黏着力，以便在汇集生物样本时保握通顺。

4. 药物运送和生物样本汇集：微针有时提供精准的药物运送和生物样本汇集功能。它们不错通过各式神态罢了药物的定向开释和握续开释，以达到调停成果。同期，微针也有时汇集皮肤间质液或者血液样本，用于生物标识物分析，提供一种相对无痛的采阵势样。

图1 | 不同模范下基于微针技巧的遐想。a、微针（MNs）不错捎带不同尺寸（从10^-10到数10^-5 m）的调停药物，举例小分子、生物制剂、工程化药物载体和活体组织，并收尾它们的开释性能。微针的应用范围从皮肤延长至包括头发、指甲、眼睛、口腔黏膜、腹黑和胃肠谈在内的各式组织。微针的遐想具有不同尺寸，以冲破生物樊篱（樊篱厚度范围从10^-5到10^-3 m），改善了针对性药物寄递和电疗、光疗以及机械疗法的调停成果。微针不错与胶囊、支架和外科用具等开荒整合，将微针送至本来难以到达的部位。可穿着微针开荒不错遐想带有电子单位，以数字收尾监测健康并处理疾病。b、在微针遐想中应试虑的结构参数。c、用于罢了微针的皮肤穿透、药物寄递和生物流体采样的结构遐想。

【集成微针平台】

1. 药物传递：微针技巧不错用于药物传递，改善药物生物利费用并提供空间上和/或时候上的收尾开释。这种技巧不错罢了药物在靶位点的局部传递，减少药物对健康组织的反作用，尤其关于像抗癌药物这么有很是毒性的药物。这一部分也涵盖了微针技巧在皮肤、头皮、口腔、眼部等浅表靶位点的应用以及通过整合医疗开荒罢了对里面靶位点的传递。

2. 生物传感：微针不错遐想成有时将生物信息调整为可读信号的传感器。它们与色谱法、荧光法或电化学检测相集会，不错定量和定性地分析各式生物标识物，如电解质、代谢物、药物分子、核酸、卵白质、细胞和外泌体。这些传感器不错在微针与皮肤斗殴处或通过采样生物液体罢了靶标物的表里检测。

3. 闭环调停会诊系统：针对药物开释和生物传感的闭环调停系统是准确扩充药物调停决策的要害。该部分先容了材料、生物学和筹备政策下的闭环调停会诊系统，包括对刺激反映材料、活细胞系统和电子开荒的应用，以罢了对血糖、药物开释等的闭环调控，为糖尿病等疾病处理提供匡助。

图2 | 微针安装在可穿着开荒整合中的应用。a、将微针（MNs）与电子、光子和拉伸式可穿着开荒整合的关节。b、可穿着微针开荒不错通过电、光、热和机械触发罢了按需开释药物。可穿着微针开荒冲破生物樊篱，增强了物理刺激的穿透力，并改善了光疗和电疗的成果。

图3 | 发展微针闭环调停会诊系统的不同政策。a、微针（MNs）不错由反映性材料构建。这些材料是过程合理遐想的载体系统，可在生理触发条目下开释药物；举例，在高血糖条目下开释胰岛素。b、微针不错装载功能性活性生物。这些活性生物通过微针移植到标的组织中，以对周围环境作念出反映并分泌渴望的调停物资；举例，活性胰岛β细胞可进行为态胰岛素分泌。c、微针电子安装通过数字筹备和收尾罢了闭环调停会诊。感知微针从皮肤间质液中检测生物信息；这里，生物信号被识别并调整为光学或电信号。调整后的信号被进一步放大、数字化，并通过集成的电子单位传输给最终用户（举例智高手机）。算法不错完成筹备、分析数据、披露数据以过甚他功能，举例给出用药提倡、记载医疗历史和在线医疗策划。当用户阐发用药计议时，调停性微针不错进行按需调停或开释药物。

【临床教练与转动】

自疫情爆发以来消费者难免会出于对公共空间的担心而影响到出行的信心和选择。为了应对这种局面，我们看到了游轮行业不同巨头的共同努力。以皇家加勒比为例，疫情之初便迅速成立应急工作组来提升防控工作的效率和准确性，在坚守国际标准的基础下尽全力保障船员和乘客的健康安全，不仅严格执行公共卫生安全标准（USPH）和船舶卫生计划（VSP），更与目的地口岸紧密配合展开严密高效的查验、消杀等措施。虽然面临了整个行业史上前所未见的情况，但我们也能从游轮公司的自我调整中看到这个业已发展二百余年的产业已经有了足够成熟的应急意识和自救能力，通过快速升级的防控手段来为旅客提供坚实的防疫保障。

制药公司与大学、磋议机构的谐和，促进了微针技巧干系专利和临床教练数目的握续增长。通过在临床教练中应用微针技巧，展示了微针在多个临床计议下的应用，包括好意思容、疫苗接种、痛苦缓解、局部麻醉、眼部打针、癌症、骨质疏松症、糖尿病和会诊等领域。现实还触及了多种微针类型，包括空腹和实心微针，在皮内打针疫苗、调停骨质疏松症、眼部药物传递等方面的应用。其中先容了一些临床教练的情况，举例期骗微针进行疫苗接种、胰岛素传递、痛苦less血液采样等。此外，还提到了微针在药物寄递、血液采样和分析等方面的潜在用途，包括测量葡萄糖、药物调停阿片类物资销耗、以及肌肉烟酰胺二核苷酸核苷酸水对等。

图4 | 微针（MNs）在临床磋议中的应用。a，微针在临床教练中的应用。通过分析在2007年至2022年间在国度卫生磋议院临床教练网站ClinicalTrials.org数据库中进行的138项临床磋议，使用要害词‘microneedle’获得数据。b，代表性制药微针居品，包括MicroJet 600（NanoPass）（顶部），SCS Microinjector（Clearside Biomedical）（中部），MIMIX Patch（Vaxess）（左下方）和MicroCor（Corium）（右下方）。

【瞻望】

微针原型的买卖化取决于基于药典程序领受质地的老本效益的大规模分娩。市集上的化妆品微针居品标明了无药物微针的大规模制造是可行的。若是调停微针的疗效和老本优于其他程序调停，那么调停微针可能会更故意。消毒是医疗居品的另一个基本要求，不错使用γ射线、乙烯氧化物或高压灭菌，这取决于微针的材料和药物负载情况。由于生物制剂负载在微针中具有固有的敏锐性并需过程经皮道路给药，这些生物制剂常常是在无菌条目下制造的。尽管无菌加工老本富贵，但确保居品无菌性是必不能少的。

药物配方应该提供一致的剂量。基于微针的制剂的生物利费用取决于药物的告成皮肤穿透或药物开释，或者微针从贴片基板中脱离插足皮肤。由于穿透效率不同，活性药物因素的生物利费用可能会有所不同，导致调停成果无法收尾。通过按压或应用器在临床教练中确保微针阵列的告成应用是至关进攻的。此外，皮肤厚度和机械性能在个体间和体内不同部位之间存在各异。即使在微针应用中施加疏通的压力和速率，穿透深度和药物开释也可能不同。因此，需要一个部署系统来监测和收尾微针的穿透深度。微针对皮肤的穿透也影响它们在经皮生物传感中的应用。不一致的插入深度可能导致索求的生物流体具有不同的构成，而ISF可能被毛细血管血液或汗水混浊。此外，皮肤ISF与血液之间的干系性磋议需要更全面，以救助生物标识物的定量分析，很是是针对训导证的东谈主体使用开荒的微针平台进行葡萄糖测量旅途。

https://doi.org/10.1038/s44222-023-00141-6

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