具有微納電穿孔功能的微通道微針陣列用于實(shí)體腫瘤藥物高效遞送

基于全身循環(huán)的靜脈注射給藥模式是癌癥化療常見的方式。在臨床上，化療藥物作用劑量與全身毒性之間存在矛盾關(guān)系。局部給藥策略可以提高藥物在靶部位的積累，但在促進(jìn)藥物在腫瘤內(nèi)高效遞送和在細(xì)胞內(nèi)高效轉(zhuǎn)運(yùn)的效果方面較為欠缺；而僅依靠被動(dòng)擴(kuò)散的藥物遞送常導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞內(nèi)化療藥物含量低，腫瘤殺傷效果欠佳。

針對(duì)這一問題，北京航空航天大學(xué)常凌乾等人在《Advanced Functional Materials》 （IF: 18.8）期刊上發(fā)表了題為 “Multimicrochannel Microneedle Microporation Platform for Enhanced Intracellular Drug Delivery” 的研究論文。該工作設(shè)計(jì)了一種3D 高精度打印的（nanoArch S130，摩方精密）、具有中空微通道的微針陣列（圖1）。

圖1.多微通道微針微穿孔平臺(tái)靶向給藥原理及制備示意圖

（平臺(tái)直徑8mm，平臺(tái)分布間隔500μm的21個(gè)微針，微針底部直徑300μm，高度500μm，每個(gè)微針均含8個(gè)貫穿孔道，孔道直徑40μm）

該生物芯片利用微通道裝載藥物，并在低電壓直流電場(chǎng)的作用下，實(shí)現(xiàn)藥物分子的快速遞送；通過微通道聚焦電場(chǎng)的作用，在微針周圍的腫瘤細(xì)胞膜發(fā)生電穿孔，進(jìn)一步提高藥物遞送進(jìn)細(xì)胞的能力。在活體實(shí)驗(yàn)中，該技術(shù)與周身送藥、實(shí)心微針和局部板電極電穿孔系統(tǒng)進(jìn)行了在體對(duì)比，在藥物遞送能力、腫瘤抑制、其他器官毒副作用等方面其優(yōu)勢(shì)顯著（圖2）。

圖2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)的4M Platform介導(dǎo)化療藥（DOX）體內(nèi)遞送及對(duì)腫瘤的抑制作用。

該研究第一單位為北京市生物醫(yī)學(xué)工程高精尖創(chuàng)新中心和北航生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院；常凌乾教授為主要通訊作者；南方科技大學(xué)郭傳飛教授和北京化工大學(xué)莊儉副教授為共同通訊作者；研究生林龍、博士后王玉瓊和研究生蔡旻堃為論文的第一作者。

文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202109187