微針有可能在藥物輸送和診斷方面徹底改變醫療保健行業。這些微針小到肉眼無法看到，設計用于通過皮膚輸送藥物而不會引起疼痛。與注射或口服藥物等傳統方法相比，微針提供了一系列優點。它們具有微創性，甚至可以用于通過皮膚檢測具有臨床意義的物質。這篇博客文章將深入研究微針的世界，探索它們的潛力、好處、應用和挑戰，以及它們如何準備徹底改變藥物遞送和診斷。

簡介
微針是非常微小的微型針，長度通常在50至900µm之間。它們最初是在1976年提出的一種無痛和無創的藥物遞送方法 . 基于微針的器件是使用微制造技術制造的，由陣列中的尖銳突起組成。雖然最早的版本是由硅、金屬或玻璃制成的，但最近的模型是由可生物降解和水凝膠基聚合物制成的。1998年，佐治亞理工學院的Mark Prausnitz指出，微針適合通過穿透人體皮膚的最上層進行透皮給藥 .

微針類型
目前市場上有多種類型的微針。圖1展示了針對不同應用開發的不同設計的微針。
 

圖 1：將微針應用于皮膚以達到給藥目的的方法示意圖（改編自參考文獻圖 1）詳細文獻點擊閱讀更多。

固體微針  通過穿透皮膚發揮作用。這些微針一旦被拔出，就會留下微孔，可通過透皮貼片將藥物涂抹在這些微孔中。

涂層微針  可將藥物直接涂抹在針頭陣列上，而無需使用貼片或涂抹器。一旦被體液水化，藥物就會釋放到皮膚中。

溶解性微針  含有可生物降解聚合物中的藥物，可溶解在皮膚內部。

空心微針  具有儲液器，可通過擴散或壓力輸送藥物。

水凝膠形成的微針   包含一個藥物儲存器和一種膨脹材料，后者通過吸收膨脹基質中的間隙液來擴散藥物。

微針應用
微針有多種用途，例如:

藥物和疫苗輸送
用于糖尿病管理的胰島素輸送

胰島素給藥用于糖尿病管理是一項被廣泛研究的應用 . 傳統的每天多次注射的方法可能是痛苦和不方便的。另一方面，微針可以為胰島素給藥提供一種無痛且可能更有效的替代方案。

疫苗接種計劃

微針也正在被研究用于輸送疫苗. 微針可將疫苗直接輸送到富含免疫力的皮膚層，從而增強免疫反應。此外，微針的易用性和無痛性也使其成為大規模疫苗接種計劃的一個極具吸引力的選擇。

局部麻醉

微針已成功用于局部麻醉 。微針可將麻醉劑直接注射到所需部位，提供快速有效的麻痹，而不會產生傳統針頭所帶來的疼痛。

微針（化妝品）

微針也正在被研究用于疫苗的遞送 . 2006 年,德斯蒙德-費爾南德斯博士（Dr. Desmond Fernandes）開發的第一臺微針設備上市 ,該設備成為現代的 Dermaroller。該設備的主要用途是利用固體微針更好地滲透護膚品，如促進膠原蛋白生成的精華素，幫助消除疤痕。

生物傳感和醫療點診斷

微針可用于對皮膚中存的間質液或生物標記物進行微創采樣。這些生物標記物可用于診斷目的，如監測用于糖尿病管理的葡萄糖水平或檢測其他分析物。

微針的優點

從患者和治療的角度來看，使用微針都有許多好處。

減輕疼痛和不適

對于需要頻繁注射但又害怕打針的患者來說，微針是一種極佳的選擇。微針非常細小，可以穿透皮膚而不會造成任何疼痛。研究表明，與傳統皮下注射針相比，微針可將疼痛感降低 90% .

增加藥物吸收

微針可穿透皮膚外層屏障，直接將藥物輸送到真皮層。真皮層血管豐富，能更快更有效地吸收藥物。此外，通過微針給藥避免了第一次通過代謝，這會降低某些藥物的有效性。

副作用更小

微針貼片遞送方法針對皮膚的免疫系統，以較低的疫苗劑量產生更強的免疫反應。這導致更有效地使用抗原.

簡單、獨立的自我治療

傳統的皮下注射針頭可能會導致意外的針頭傷害、多次使用的污染風險和故意濫用，與此不同，廉價的一次性貼片形式的微針裝置有可能在沒有臨床專業知識的情況下安全使用。

微針給藥面臨的挑戰和未來發展方向

盡管微針取得了重大進展，但在被廣泛采用之前，仍有一些挑戰需要克服。

安全和監管問題

首先，需要解決安全和監管問題。雖然人們普遍認為微針是安全的，但還需要不斷進行研究，以評估其長期安全性，特別是長期使用時的安全性。此外，還需要制定明確的監管準則，以確保微針產品的質量和安全。

可擴展性和成本效益

另一個挑戰在于微針生產的可擴展性和成本效益。目前的生產工藝可能既復雜又昂貴，這可能會限制其廣泛應用。目前正在努力開發可擴展且具有成本效益的制造方法，如光刻和3D打印(10),以克服這一挑戰。

微針的穩定性和精確涂層

為確保微針的有效性，微針必須在整個儲存、處理和應用過程中保持機械穩定性。在微針上涂抹藥物、疫苗或其他生物制劑對保持微針的功能至關重要，但也會帶來一些問題，如碳水化合物和聚合物加熱，可能導致藥物在高溫下成型時分解. 此外，微針的精確涂層和治療物質的輸送控制也是一項挑戰。研究人員正在努力提高治療物質的穩定性，優化微針本身, 以及提高微針涂層的精確性和均勻性。

SCIENION微量噴點技術在微針涂層中的應用

微針涂層的方法多種多樣，包括浸涂、滾涂或刷涂、噴涂和靜電涂層.

Tyndall National Institute的最新研究將SCIENION 的微量噴點技術作為一種快速、精確和有效的微針涂層方法進行了研究。該方法在微針表面涂抹配方時表現出了極高的精確度。此外，考慮到可擴展性、生產速度和成本效益等因素，壓電噴墨系統在大規模生產方面前景廣闊。

結論

微針有可能徹底改變藥物遞送和診斷領域，提供一種無痛、高效的皮膚給藥方法。微針具有減輕疼痛、增加藥物吸收和提高病人依從性等優點，因此有望成為傳統注射方法的替代品。目前的研發工作主要集中在解決與微針技術相關的挑戰上，如安全問題、成本效益和穩定性。隨著噴墨涂層等技術的不斷進步，微針有可能改變我們提供藥物的方式，為個性化醫療和改善患者預后開辟新的可能性。