【摘 要】
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微针具有微米级的三维阵列结构,可穿过皮肤角质层屏障将药物直接递送至皮内,具有无痛、易操作等特点。聚合物微针具有良好的生物相容性和易加工性,广泛用于皮肤组织液提取、疾病诊断和治疗等领域。现阶段,常采用聚合物多孔微针和可溶性微针用于快速提取组织液和递送药物。然而,现有聚合物多孔微针制备过程较为繁琐,亲水性较差,难以满足快速提取液体或递送药物的需求;另一方面,受聚合物链缠结的影响,可溶性微针在皮内溶解和
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微针具有微米级的三维阵列结构,可穿过皮肤角质层屏障将药物直接递送至皮内,具有无痛、易操作等特点。聚合物微针具有良好的生物相容性和易加工性,广泛用于皮肤组织液提取、疾病诊断和治疗等领域。现阶段,常采用聚合物多孔微针和可溶性微针用于快速提取组织液和递送药物。然而,现有聚合物多孔微针制备过程较为繁琐,亲水性较差,难以满足快速提取液体或递送药物的需求;另一方面,受聚合物链缠结的影响,可溶性微针在皮内溶解和药物扩散速率相对较慢。针对这些问题,本文提出了相分离方法制备具有贯通孔结构的聚合物多孔微针,发展了向可溶性微针中引入“氧推进剂”提高药物渗透速率的策略,获得了可快速提取组织液和递送药物的聚合物微针,并将其用于经皮诊疗。本文的主要研究内容如下:（1）发展了相分离制备具有贯通孔结构聚合物多孔微针的方法,并将该方法用于制备醋酸纤维素、聚乳酸、聚醚砜等多种常用生物医用高分子材料的多孔微针。以醋酸纤维素为例,通过调控聚合物溶液的浓度,得到了孔隙率可调（40%（v/v）～90%（v/v））的多孔微针,该微针可有效刺穿小鼠皮肤并快速提取皮肤组织液（10 min内）。利用醋酸纤维素多孔微针提取得到的皮肤组织液可用于葡萄糖浓度的检测,测试结果与血糖仪测得的小鼠尾静脉血糖浓度无显著性差异。（2）采用仿生策略在聚合物表面修饰聚多巴胺,并以其为媒介引入聚乙二醇刷,得到了亲水-抗粘附聚合物多孔微针。通过表面亲水-抗粘附修饰,在疏水聚合物多孔微针表面引入氨基、羟基等亲水基团后,多孔微针的亲水性显著提高,表面水接触角明显降低（小于41°）,从而可以在体外快速提取液体。此外,被修饰后的多孔微针表面抗蛋白粘附效果提高了60%,不同分子量/电性的分子在该微针表面的粘附量均低于10%。（3）发展了碳纳米管增强的复合多孔微针,实现光热-化疗联合治疗。碳纳米管的引入有效提高了复合多孔微针力学强度（模量从43 MPa提高到97 MPa）。同时,碳纳米管赋予了聚合物多孔微针良好的光热性能,该微针经808 nm激光照射后,表面温度可迅速升至50.2℃。此外,该复合微针可将化疗药物阿霉素递送至皮下肿瘤附近,在小鼠皮下乳腺癌肿瘤模型中表现出良好的光热-化疗联合治疗效果。（4）向可溶性聚合物微针中引入“氧推进剂”,提高光敏剂在皮内的渗透速率以及光动力治疗效果。将过碳酸钠负载于可溶性微针内部,微针扎入皮肤后溶解,释放出过碳酸钠。过碳酸钠与水反应产生氧气,可加快周围液体的运动,从而提高微针中光敏剂在F-127凝胶及皮肤中的迁移速度。光敏剂的快速迁移及氧气的产生提高了缺氧乳腺癌细胞内的活性氧水平,使光动力对缺氧肿瘤细胞的杀伤效率从29.2%提高到99.0%,并使该微针在荷瘤小鼠模型中表现出良好的抗肿瘤效果。
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