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首页 > 资讯中心青岛3D打印蛋白基水凝胶微针，婴幼儿血管瘤治疗新突破
发布时间：2025-06-12
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局部噻吗洛尔（TIM）治疗存在透皮效率低（仅 10-20% 药物穿透皮肤）、用药频率高（每日 3 次）、疗效不稳定等问题。传统透皮贴剂、乳膏等因皮肤屏障限制，难以维持有效药物浓度，而口服普萘洛尔虽有效但存在全身毒性风险（如肾损伤、中枢神经系统副作用）。因此，开发高效、低毒的局部给药系统是 IH 治疗的关键突破方向。
创新技术：蛋白基水凝胶微针的双重优势
国科温州研究院王磊副研究员、温医附二院林孝坤联合团队，在《Materials Today Bio》发表题为 “Transdermal delivery of timolol maleate using hydrogel microneedles for the treatment of infantile haemangiomas” 的研究，开发了牛血清白蛋白甲基丙烯酸酯（BSAMA）水凝胶微针系统（BSAMA-TIM-MNs），结合微针的透皮优势与水凝胶的缓释特性，为 IH 治疗提供了新策略。
研究采用牛血清白蛋白甲基丙烯酸酯（BSAMA）作为载药针尖材料，通过光固化反应形成具有生物相容性的水凝胶结构，其分子骨架保留天然蛋白特性，代谢产物为天然氨基酸，且无明显细胞毒性。该微针系统的阳模是由摩方精密面投影微立体光刻（PμSL）技术（nanoArch® S130，精度：2 μm）制备而成。其针尖设计为金字塔形，尖端直径10 μm、高度 600 μm，通过高精度 PDMS 模具结合真空抽滤与紫外固化工艺成型，确保针尖锐利且结构均匀。基底材料选用聚乙烯醇（PVA），经干热退火处理增强物理交联，赋予微针贴片柔韧性，可适配皮肤曲面。制备流程中，先将 BSAMA 与噻吗洛尔（TIM）混合液注入负型模具，紫外固化形成载药针尖，再覆盖 PVA 溶液干燥成型，最终得到 15×15 阵列的微针贴片（图1）。
通过 Franz 扩散池模拟皮肤渗透，BSAMA-TIM-MNs 在 72 小时内累计释放 69% 药物，释放模式呈现 “慢 - 快 - 慢” 特征，初期依赖水凝胶溶胀扩散，后期通过 BSAMA 降解持续释药，确保病灶部位药物浓度稳定。力学测试显示，微针尖端可穿透裸鼠皮肤形成规则微通道，H&E 染色证实穿刺深度约 200-300 μm，且表皮无明显炎症反应或组织损伤。体外细胞毒性实验中，BSAMA 提取物与 L929 细胞共培养 5 天，细胞存活率始终＞95%，活 / 死染色显示细胞形态正常，证实材料生物相容性优异。此外，药物稳定性实验表明，微针在 - 20℃、4℃、25℃储存 30 天后，TIM 保留率均超 95%，满足临床储运需求（图2）。
创新技术：蛋白基水凝胶微针的双重优势
国科温州研究院王磊副研究员、温医附二院林孝坤联合团队，在《Materials Today Bio》发表题为 “Transdermal delivery of timolol maleate using hydrogel microneedles for the treatment of infantile haemangiomas” 的研究，开发了牛血清白蛋白甲基丙烯酸酯（BSAMA）水凝胶微针系统（BSAMA-TIM-MNs），结合微针的透皮优势与水凝胶的缓释特性，为 IH 治疗提供了新策略。
研究采用牛血清白蛋白甲基丙烯酸酯（BSAMA）作为载药针尖材料，通过光固化反应形成具有生物相容性的水凝胶结构，其分子骨架保留天然蛋白特性，代谢产物为天然氨基酸，且无明显细胞毒性。该微针系统的阳模是由摩方精密面投影微立体光刻（PμSL）技术（nanoArch® S130，精度：2 μm）制备而成。其针尖设计为金字塔形，尖端直径10 μm、高度 600 μm，通过高精度 PDMS 模具结合真空抽滤与紫外固化工艺成型，确保针尖锐利且结构均匀。基底材料选用聚乙烯醇（PVA），经干热退火处理增强物理交联，赋予微针贴片柔韧性，可适配皮肤曲面。制备流程中，先将 BSAMA 与噻吗洛尔（TIM）混合液注入负型模具，紫外固化形成载药针尖，再覆盖 PVA 溶液干燥成型，最终得到 15×15 阵列的微针贴片（图1）。
图1. BSAMA-TIM-MNs的制备与表征。
通过 Franz 扩散池模拟皮肤渗透，BSAMA-TIM-MNs 在 72 小时内累计释放 69% 药物，释放模式呈现 “慢 - 快 - 慢” 特征，初期依赖水凝胶溶胀扩散，后期通过 BSAMA 降解持续释药，确保病灶部位药物浓度稳定。力学测试显示，微针尖端可穿透裸鼠皮肤形成规则微通道，H&E 染色证实穿刺深度约 200-300 μm，且表皮无明显炎症反应或组织损伤。体外细胞毒性实验中，BSAMA 提取物与 L929 细胞共培养 5 天，细胞存活率始终＞95%，活 / 死染色显示细胞形态正常，证实材料生物相容性优异。此外，药物稳定性实验表明，微针在 - 20℃、4℃、25℃储存 30 天后，TIM 保留率均超 95%，满足临床储运需求（图2）。
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