炎炎夏日,让人饱受困扰的除了高温,还有蚊子。然而,吸血、传播疾病的蚊子在治病救人的某些医疗领域却算得上是一大功臣。
正被蚊子叮咬时,人们通常不会出现明显痛感,只有当叮咬过后才会有不适感。科学家灵光一现,蚊子的嘴又小又细,不就像一根微小的针吗?如果将蚊子的毒素换成治病的良药,再通过大量的针注射到人体中,岂不是让打针变成一件更“温柔”的事?基于此,科学家研究出了一种新型给药方式——微针。
近期,微针领域又现新成果。中日友好医院副院长崔勇团队与北京化工大学材料科学与工程学院教授郭新东团队组成的联合研究团队研发了一种新型生物可降解的高分子微针,在治疗角化性皮肤病过程中,可通过产生表皮微孔通道,达到增加药物渗透率、提高药物疗效的效果。相关研究成果已经刊发在《Journal of Drug Delivery Science and Technology》《Journal of Drug Targeting》《ACS Applied Bio Materials》等多项SCI期刊上。
解决传统打针痛点,微针历经多次更新换代
20世纪90年代左右,微针问世。微小纤细的针头如阵列般整齐排列在一起,方寸之间可达百余根。
这一新型给药技术的研发初衷是实现胰岛素和疫苗的透皮给药。后来,科研人员将其推广到皮肤病治疗、医疗美容、腰酸腿疼治疗以及催生新发等多个领域。
传统打针注射方式除了疼痛外,还存在使用不方便(需要去医院给药)、造成大量医疗垃圾、二次利用导致交叉感染等风险。
微针自问世以来,历经了多次更新换代,逐渐解决这些传统打针注射的痛点。
据相关报道,最原始的微针当时主要采用的是金属材质针头,使用有痛感,可造成明显创伤,具有一定的感染风险且恢复期相对较长。第二代采用单晶硅针头,制造成本较高,硅材料较脆易断裂且生物相容性尚未被证明,刺入皮下存在一些潜在风险。后来,科研人员又研究出了更便捷安全的高分子微针。高分子微针可采用生物可降解材料,具有对皮肤无污染、力学性能好、成本低、易批量化生产等优点。
使用新型高分子微针,给药吸收率增加
崔勇表示,此次联合研究团队研发的新型可降解高分子微针采用的是聚乳酸针头,长度可在300μm-900μm范围精确调控,能够刺穿表皮层而不达到真皮层神经网络,并在皮肤内形成微孔道利于药物经皮吸收,使用时无痛感和出血,使用后微孔道可在40分钟后闭合,对皮肤无损伤。
研究团队利用小鼠动物实验对该新型微针治疗银屑病进行了研究。银屑病属于角化性皮肤病,这类疾病的一个显著特征是皮损部位显著增厚,使得外用药物进入病灶的效率大幅降低,常难以达到有效治疗浓度。而动物实验结果则为微针在该领域的应用打了一针“强心剂”。
崔勇表示,借助微针,在给药前对病变皮肤进行预处理,可以刺穿小鼠皮肤的最外层——角质层,为药物的递送打开一条由角质层到表皮层或真皮浅层的微通道,使得药物活性分子到达表皮层或真皮浅层时,能够更好地被吸收,从而增加药物经皮渗透率。
“我们的研究将来有望应用于临床,解决银屑病等角化性皮肤病患者给药吸收率低、效果差的不足问题。”崔勇说。
“一对一”医工结合,促进科研成果转化
崔勇坦言,这项研究成果得益于“中日友好医院-北京化工大学生物医学转化工程研究中心”(以下简称“中日-化大转化医学中心”)提供的研发平台。
“医学领域开展科研工作的最终结果,应该着眼于创新医学理论、革新临床方法、改进医疗效果,帮助更好照护患者、治疗疾病,并最终有利于提升人民健康水平。从这个意义上来说,科研成果得到转化才能体现它的价值。”他说。
2018年,基于中日友好医院多学科研究基础与北京化工大学在材料学、生命科学、信息科学等学科的优势研发力量,双方正式建立了战略伙伴关系,联合成立“中日-化大转化医学中心”并组建联合学术委员会。
崔勇介绍,中心由双方共同出资400万元,设立“中日-化大联合研究基金”,经过申报答辩等程序,遴选出40个项目进行资助。这些项目的特别之处在于,每个项目均为“双牵头人”,即中日友好医院一位医生和北京化工大学一位研究者,由医生提出临床问题,双方共同开展研究。
两年来,40个项目的开展使双方团队合作模式进一步成熟与深化,一系列合作成果快速产生并呈现产业化趋势。比如除了前文介绍的新型微针产品,在重症患者远程智能监测与预警平台、多粘菌素B剂型改造等多方面也取得可喜转化成果。
据悉,今年双方继续出资600万元,已启动第二批“重大项目”和“滚动项目”的立项支持,继续推动转化医学成果不断涌现。
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