毒蛇牙齒的靈感：毛細(xì)血管快速滲透
自皮下注射發(fā)明以來，藥用液體和疫苗一般通過針頭給藥。盡管這種注射方式作為定量輸送藥物的穩(wěn)定方式已長達(dá)百年之久，但針頭帶來的疼痛感、排斥感以及感染問題也是不容忽視的存在。
于是，來自韓國崇實(shí)大學(xué)的Bae Won-kyu教授和韓國國立蔚山科學(xué)技術(shù)研究院（UNIST）的Jung-Hoon Jung教授“大開腦洞“，模擬毒蛇牙齒，合作開發(fā)了一款液體藥物傳遞貼片，有效減少傳統(tǒng)針注帶來的排斥感和疼痛感，并在15秒內(nèi)將聚合物藥物輸送到細(xì)胞中。
Bae Won-gyu教授介紹到：這一設(shè)計(jì)的靈感來源于毒蛇分泌毒液的過程。我們知道，有的毒蛇通過長牙分泌毒液，而有的是通過后槽牙中的Duvernoy腺體釋放毒液。腺體毒液釋放不僅快速，而且不受外界壓力拘束，通過毛細(xì)管滲透作用起效。于是，受到腺體毒液啟發(fā)，研究人員們設(shè)計(jì)了一款頂部帶有凹槽的微針注射器，微針就好比毒蛇的后槽牙，而盛有液體的凹槽就像是Duvernoy腺體，在微壓作用下，液體通過毛細(xì)血管自然滲透到皮下細(xì)胞。
迷你貼片設(shè)計(jì)：擺脫針頭恐懼
人體拇指上顯示的微針貼片在對其表面施加輕微壓力時(shí)遞送液體藥物。圖片來源：參考資料[1]
紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。研究人員們使用半導(dǎo)體工藝制造了一個(gè)約1平方厘米的迷你貼片，其中布滿100個(gè)約兩三根頭發(fā)厚度的微針和多達(dá)6條相似的凹槽，通過拇指想皮膚微壓，來實(shí)現(xiàn)液體滲透到體內(nèi)。
為了驗(yàn)證其有效性，研究人員們首先在在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行了給藥模擬。發(fā)現(xiàn)，正如預(yù)期的那樣，這個(gè)約1平方厘米的貼片，可以無需復(fù)雜給藥泵系統(tǒng)情況下，不到1秒的時(shí)間就能將100μl液體注入皮膚。其后，研究人員在小鼠和豚鼠模型上也做出了給予利多卡因制劑或滅活的流感病毒的試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)，不滿5秒的時(shí)間注射便已完成，通過略長的藥物滲透后，動(dòng)物模型體內(nèi)產(chǎn)生了相應(yīng)的免疫反應(yīng)。
結(jié)語Bae Won-gyu教授及其團(tuán)隊(duì)對這一研發(fā)結(jié)果感到十分興奮，他表示：“我們通過學(xué)習(xí)大自然“鬼斧神工”的設(shè)計(jì)，不僅完善了現(xiàn)有皮下注射器不足，同時(shí)也解決了大針頭和高壓引起的排斥或疼痛。未來，我們將在大型動(dòng)物模型和人類志愿者中進(jìn)行更多的臨床研究，希望能更快完成這一新型注射器的研發(fā)，給更多醫(yī)生患者提供便利。
