蛋白基水凝膠微針，嬰幼兒血管瘤治療新突破

嬰幼兒血管瘤（IH）是嬰幼兒最常見的血管腫瘤，頭部、面部等關鍵部位的病灶易引發潰瘍、瘢痕及功能障礙，需早期干預。目前臨床常用的局部噻嗎洛爾（TIM）治療存在透皮效率低（僅 10-20% 藥物穿透皮膚）、用藥頻率高（每日 3 次）、療效不穩定等問題。傳統透皮貼劑、乳膏等因皮膚屏障限制，難以維持有效藥物濃度，而口服普萘洛爾雖有效但存在全身毒性風險（如腎損傷、中樞神經系統副作用）。因此，開發高效、低毒的局部給藥系統是 IH 治療的關鍵突破方向。

01 創新技術：蛋白基水凝膠微針的雙重優勢

溫州醫科大學南開輝/李玲琍教授、國科溫州研究院王磊副研究員、溫醫附二院林孝坤聯合團隊，在《Materials Today Bio》發表題為 “Transdermal delivery of timolol maleate using hydrogel microneedles for the treatment of infantile haemangiomas" 的研究，開發了牛血清白蛋白甲基丙烯酸酯（BSAMA）水凝膠微針系統（BSAMA-TIM-MNs），結合微針的透皮優勢與水凝膠的緩釋特性，為 IH 治療提供了新策略。

研究采用牛血清白蛋白甲基丙烯酸酯（BSAMA）作為載藥針尖材料，通過光固化反應形成具有生物相容性的水凝膠結構，其分子骨架保留天然蛋白特性，代謝產物為天然氨基酸，且無明顯細胞毒性。該微針系統的陽模是由摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）技術（nanoArch® S130，精度：2 μm）制備而成。其針尖設計為金字塔形，尖部直徑10 μm、高度 600 μm，通過高精度 PDMS 模具結合真空抽濾與紫外固化工藝成型，確保針尖銳利且結構均勻。基底材料選用聚乙烯醇（PVA），經干熱退火處理增強物理交聯，賦予微針貼片柔韌性，可適配皮膚曲面。制備流程中，先將 BSAMA 與噻嗎洛爾（TIM）混合液注入負型模具，紫外固化形成載藥針尖，再覆蓋 PVA 溶液干燥成型，最終得到 15×15 陣列的微針貼片（圖1）。

通過 Franz 擴散池模擬皮膚滲透，BSAMA-TIM-MNs 在 72 小時內累計釋放 69% 藥物，釋放模式呈現 “慢 - 快 - 慢" 特征，初期依賴水凝膠溶脹擴散，后期通過 BSAMA 降解持續釋藥，確保病灶部位藥物濃度穩定。力學測試顯示，微針可穿透裸鼠皮膚形成規則微通道，H&E 染色證實穿刺深度約 200-300 μm，且表皮無明顯炎癥反應或組織損傷。體外細胞毒性實驗中，BSAMA 提取物與 L929 細胞共培養 5 天，細胞存活率始終＞95%，活 / 死染色顯示細胞形態正常，證實材料生物相容性優異。此外，藥物穩定性實驗表明，微針在 - 20℃、4℃、25℃儲存 30 天后，TIM 保留率均超 95%，滿足臨床儲運需求（圖2）。

為評估微針治療效果，研究通過在 4-5 周齡裸鼠背部皮下注射人源血管瘤內皮細胞（HemECs）與臍靜脈內皮細胞（HUVECs）混合懸液，構建 IH 模型。注射后 3 天可見荷瘤形成，15 天時平均體積達 61.29±23.84 mm3，免疫熒光染色顯示病灶中 CD31（血管內皮標志物）與 GLUT-1（血管瘤特異性標志物）表達陽性，證實造模成功。實驗將裸鼠隨機分為對照組、傳統 TIM 外用組、空白微針組（BSAMA-MNs）與載藥微針組（BSAMA-TIM-MNs），其中載藥組每 3 天更換微針貼片，其余組按臨床常規頻率給藥，為后續體內療效評估提供標準化模型基礎（圖3）。

體內實驗顯示，BSAMA-TIM-MNs 治療 2 周后，裸鼠 IH 體積較對照組減少約90%，顯著優于傳統TIM 外用組（體積減少約45%）。腫瘤組織H&E 染色表明，載藥微針組血管密度明顯降低，大量脂肪細胞替代異常增生的血管組織，而傳統 TIM 組仍可見密集微血管。免疫熒光與 Western blot 結果顯示，載藥微針組 GLUT-1 表達水平較對照組下調 40%，提示其可有效抑制腫瘤代謝活性（圖4）。

安全性方面，治療期間各組裸鼠體重無顯著差異，心、肝、腎等臟器H&E 染色未見結構異常，血液生化指標（AST、UA）均在正常范圍，證實微針系統無全身毒性。此外，微針穿刺部位皮膚無潰瘍或出血，進一步驗證了其在嬰幼兒敏感皮膚應用的安全性與可行性（圖5）。

02 學術價值：從機制到臨床的轉化潛力

該研究將蛋白基水凝膠微針應用于 IH 治療，解決了傳統療法的三大瓶頸：

• 透皮效率低：微針突破角質層屏障，藥物皮膚沉積量提升 3 倍；

• 用藥頻率高：貼片每 3 天更換一次，較每日 3 次用藥顯著提升依從性；

• 全身毒性風險：局部緩釋避免口服藥物的系統性暴露。

03 未來展望

團隊計劃開展臨床前藥代動力學研究，優化微針尺寸與藥物負載量，并探索聯合激光治療等多模態策略，以提升復雜病灶的療效。該技術為透皮給藥領域提供了可推廣的材料設計思路，有望推動“精準局部治療" 在兒科的應用。