Science子刊：受毒蛇啟發！超快速無痛貼片注射器已成功出道
2019-08-09 來源：生物探索
毒蛇牙齒的靈感：毛細血管快速滲透
自皮下注射發明以來，藥用液體和疫苗一般通過針頭給藥。盡管這種注射方式作為定量輸送藥物的穩定方式已長達百年之久，但針頭帶來的疼痛感、排斥感以及感染問題也是不容忽視的存在。
Songsil大學的Bae Won-kyu教授和UNIST研究院的Jung-Hoon Jung教授 圖片來源：韓國研究基金會
于是，來自韓國崇實大學的Bae Won-kyu教授和韓國國立蔚山科學技術研究院（UNIST）的Jung-Hoon Jung教授“大開腦洞“，模擬毒蛇牙齒，合作開發了一款液體藥物傳遞貼片，有效減少傳統針注帶來的排斥感和疼痛感，并在15秒內將聚合物藥物輸送到細胞中。
毒蛇后槽牙中的Duvernoy腺體牙分泌毒液 圖片來源：參考資料[1]
Bae Won-gyu教授介紹到：這一設計的靈感來源于毒蛇分泌毒液的過程。我們知道，有的毒蛇通過長牙分泌毒液，而有的是通過后槽牙中的Duvernoy腺體釋放毒液。腺體毒液釋放不僅快速，而且不受外界壓力拘束，通過毛細管滲透作用起效。于是，受到腺體毒液啟發，研究人員們設計了一款頂部帶有凹槽的微針注射器，微針就好比毒蛇的后槽牙，而盛有液體的凹槽就像是Duvernoy腺體，在微壓作用下，液體通過毛細血管自然滲透到皮下細胞。
迷你貼片設計：擺脫針頭恐懼
人體拇指上顯示的微針貼片在對其表面施加輕微壓力時遞送液體藥物。圖片來源：參考資料[1]
紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。研究人員們使用半導體工藝制造了一個約1平方厘米的迷你貼片，其中布滿100個約兩三根頭發厚度的微針和多達6條相似的凹槽，通過拇指想皮膚微壓，來實現液體滲透到體內。
貼片作用圖 圖片來源：參考資料[1]
為了驗證其有效性，研究人員們首先在在計算機上進行了給藥模擬。發現，正如預期的那樣，這個約1平方厘米的貼片，可以無需復雜給藥泵系統情況下，不到1秒的時間就能將100μl液體注入皮膚。其后，研究人員在小鼠和豚鼠模型上也做出了給予利多卡因制劑或滅活的流感病毒的試驗。發現，不滿5秒的時間注射便已完成，通過略長的藥物滲透后，動物模型體內產生了相應的免疫反應。
結語Bae Won-gyu教授及其團隊對這一研發結果感到十分興奮，他表示：“我們通過學習大自然“鬼斧神工”的設計，不僅完善了現有皮下注射器不足，同時也解決了大針頭和高壓引起的排斥或疼痛。未來，我們將在大型動物模型和人類志愿者中進行更多的臨床研究，希望能更快完成這一新型注射器的研發，給更多醫生患者提供便利。
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（責任編輯：xu）
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