由北卡羅來納大學醫學院（UNC School of Medicine）的宋娟博士和北卡羅來納大學文理學院（UNC College of Arts and Sciences）的白武斌博士領導的一項研究表明，一種具有電觸發微針按需給藥功能的無線可穿戴貼片可能成為治療神經退行性疾病和神經損傷的下一個前沿領域。

據麥姆斯咨詢報道，近日，北卡羅來納大學教堂山分校（University of North Carolina at Chapel Hill）的科學家們研發了一款名為“時空按需貼片（SOP）”的新型藥物遞送系統，它可以無線接收來自智能手機或電腦的指令，進而安排和觸發單個微針釋放藥物。該無線可穿戴貼片具有薄而軟的特性，類似于邦迪創可貼，旨在提高用戶的舒適度和便利性，對于慢性病患者來說，可穿戴性是一個至關重要的因素。

該研究小組由北卡羅來納大學醫學院藥理學教授宋娟博士和北卡羅來納大學文理學院應用物理科學系助理教授白武斌博士領導，他們在小鼠模型中測試了時空按需貼片，利用微針中的褪黑素改善睡眠。

用于無線、主動控制給藥的時空按需貼片

這篇發表在《自然通訊》（Nature Communications）期刊上的論文為研究無線控制貼片按需給藥，治療神經退行性疾病（包括阿爾茨海默病）打開了大門。為此，北卡羅來納大學醫學院和UNC Health（由美國北卡羅來納州的11家醫院和數百家診所組成的醫療系統）資助了一個2.5萬美元的試點項目，在阿爾茨海默病小鼠模型中測試時空按需貼片。

電觸發封裝，主動控制藥物釋放

該論文的共同第一作者白武斌博士說：“時空按需貼片能夠實現多種藥物的聯合給藥，可以解決阿爾茨海默病各方面的問題，如減少β-淀粉樣蛋白斑塊、減輕神經炎癥和增強認知功能等。”

該論文題為“Digital Automation of Transdermal Drug Delivery with High Spatiotemporal Resolution”，由應用物理科學系的Yihang Wang和藥理學系的Zeka Chen共同撰寫。白武斌博士說，這項研究不僅突出了多學科合作，而且強調了“美國卡羅來納州本科生的參與熱情”，他們包括應用物理科學系的Priyash Hafiz，以及北卡羅來納大學（UNC）/北卡羅來納州立大學（NCSU）生物醫學工程聯合系的Brayden Davis、Will Lipman、Tian Wang和Sicheng Xing等。

該無線可穿戴貼片已獲得臨時專利，可對人體內特定組織、器官或部位進行小于1平方毫米的高度局部治療，并可在30秒內響應電信號觸發藥物釋放。患者可以同時佩戴多個無線可穿戴貼片，從而減少看醫生甚至去醫院就醫的需求。

通過近場通信實現時空按需貼片的無線藥物釋放控制

北卡羅來納大學神經科學中心成員宋娟博士說：“該裝置的絕妙之處在于，它可以容納數十種（甚至數百種）濃縮藥物，并能自動設定藥物的釋放順序。而在緊急情況下或需要立即采取治療行動時，藥物的快速釋放至關重要。”

微針表面有金涂層，可以保護藥物和周圍組織。當通過無線可穿戴貼片施加低壓電刺激時，金涂層就會分解，使負載藥物的微針暴露在皮膚上，啟動藥物的受控釋放。

Yihang Wang說：“這種特異性水平可確保精確和定制的藥物遞送，滿足不同病情或身體特定部位的需求。這提供了一種通過材料科學和電氣工程相結合實現藥物控制釋放的新方法。”

美國國家科學基金會（National Science Foundation）和美國國立衛生研究院（National Institutes of Health）為該研究提供了資助。

審核編輯：劉清