具有微納電穿孔功能的微通道微針陣列用于實體腫瘤藥物高效遞送

基于全身循環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系。局部給藥策略可以提高藥物在靶部位的積累，但在促進藥物在腫瘤內高效遞送和在細胞內高效轉運的效果方面較為欠缺；而僅依靠被動擴散的藥物遞送常導致腫瘤細胞內化療藥物含量低，腫瘤殺傷效果欠佳。

針對這一問題，北京航空航天大學常凌乾等人在《Advanced Functional Materials》 （IF: 18.8）期刊上發表了題為 “Multimicrochannel Microneedle Microporation Platform for Enhanced Intracellular Drug Delivery” 的研究論文。該工作設計了一種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靶向給藥原理及制備示意圖

（平臺直徑8mm，平臺分布間隔500μm的21個微針，微針底部直徑300μm，高度500μm，每個微針均含8個貫穿孔道，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的作用下，實現藥物分子的快速遞送；通過微通道聚焦電場的作用，在微針周圍的腫瘤細胞膜發生電穿孔，進一步提高藥物遞送進細胞的能力。在活體實驗中，該技術與周身送藥、實心微針和局部板電極電穿孔系統進行了在體對比，在藥物遞送能力、腫瘤抑制、其他器官毒副作用等方面其優勢顯著（圖2）。

圖2.試驗設計的4M Platform介導化療藥（DOX）體內遞送及對腫瘤的抑制作用。

該研究第一單位為北京市生物醫學工程高精尖創新中心和北航生物與醫學工程學院；常凌乾教授為主要通訊作者；南方科技大學郭傳飛教授和北京化工大學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