胰岛素智能微针透皮给药技术研究展望(2)
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4 微针技术 (1)人体的皮肤分为三层组织：角质层、活性表皮层和真皮层。最外层的角质层厚度为10-15μm,由致密的角质细胞组成，是药物输送的主要障碍。角质层以下是表皮层,厚度为50-100μm，含有活性细胞和少量的神经组织，但是没有血管。表皮层以下是真皮层,是皮肤的主要组成部分，含有大量的活细胞、神经组织和血管组织[21]。微针的针长度足以刺穿角质层但不会刺激到较深组织内的神经，所以没有疼痛感[22]，并且它还可以连接微型泵或微型传感器等进行持续而又精确的给药，增强了皮肤对药物尤其是大分子药物的渗透性，而且使用方便。(2)微针的制作主要材料目前常采用金属、硅、生物可降解聚合物等[23]，主要用来克服在角质层的屏障。由于微针制作时需要有良好力学性能和生物相容性才能满足其应用的安全性要求，所以微针的选材、结构设计及其相应的制备技术直接关系到微针的效能[24]。一般来说，硅材料应用广泛但价格较昂贵，易碎且非生物相容；而金属价廉强度好且生物相容，但可能会刺激皮肤；聚合物价格便宜、生物兼容而且可降解、处理简单但机械性能不好[25]。(3)微针的内部结构可以分为实心微针与空心微针[26]。从制造工艺上讲，实心微针阵列的制造要比空心微针容易。实心微针可以增加皮肤的渗透性，表面可以承载药物进入体内从而达到透皮给药的目的，能促进大分子物质的经皮传递，可用于转运蛋白质、多肽等；而空心微针适合于微量药物、基因、蛋白质或疫苗等液体制剂的透皮注射，将空腔中的药物等释放到血液或细胞中[27]。(4)微针目前可以归纳为四种方式给药：①利用实心或空心微针在皮肤上形成相应的孔洞，然后把药贴敷在治疗部位上，利用这种方法给药的微针叫做贴针；②在实心微针表面包裹药物后注射入病人体内，通过这种方式给药的微针经常被称为包衣微针；③将药物包裹在能够生物降解的聚合物微针中，然后将微针扎入病患皮肤给药，运用这种给药方式的微针为包裹药物微针；④通过空心微针来微注射给药，将这种微针称之为微注射方式给药微针。在目前的研究以及应用中，前两种给药方式更加成熟一些。
5 智能微针透皮给药技术的前景与展望 研发成果：目前以色列NanoPass Technologies公司正采用微电子机械系统技术开发中空微针器具，用于无痛透皮释药和诊断。通过大鼠试验发现，此释药器具适于释放大分子药物。由数组微针安装在薄片上的该类产品有NanoSet(薄片与胰岛素微型泵相结合，用于无痛释胰岛素)和NanoVat(薄片与药物储存相结合透皮释放疫苗)。美国Biovalve公司基于乔治亚州技术大学Prausnitz教授的研究成果，正采用MEMS技术开发微型制品，制备了长为150μm，直径为3-5μm的微针，其大小可调节，以适合终端皮下注射器(代替长针)或透皮释药器具的应用[28]。该公司还在开发采用微针技术的e-Patch透皮贴片。虽然目前国内研究有了一定进展，但离上临床应用及产业化还有一段距离。
微针开创者Prausnitz教授曾预测：未来五年之内微针所制备的药物将会走进临床[29]。微针透皮给药技术必将在不久的将来发展越来越快，越来越成熟，成为一种防止疾病的利器。
糖尿病是最常见、危害性最广泛的疾病，胰岛素作为治疗糖尿病的可靠药物，利用智能化的胰岛素微针透皮技术，防控糖尿病的变化，消除或减少并发症的发生，都是我们未来的研究和努力方向。虽然微针技术的安全性需要进一步的证实，但是微针的使用显著提高了药物的透皮速率[30]，为临床的使用提供了巨大空间。我们相信：伴随着研究的不断深入，惠及糖尿病患者的新技术一定能让生命充满阳光。
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