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前沿科技来袭 3D打印超微型针头横空出世!

2015-10-08 09:49
FlappyBird
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  2015年10月1日,来自Akron大学和Texas大学的科学家们宣布,他们开发出了一种开创性的技术,该技术可用于生产3D打印的微针头。这种针头的长度不超过1毫米,使用生物材料制成,能够无痛地将药物传递到患者体内。它们可以用来治疗多种疾病,包括皮肤癌等,并有助于减少与注射相关的问题,比如晕针等。

  3D打印的微针阵列

  针头恐惧症,或者晕针,在很多人身上都存在,主要表现为严重的焦虑、高血压、剧烈的疼痛甚至导致昏厥等,往往造成患者完全不愿意接受治疗,贻误病情。

  而这种全新的3D打印微针头则提供了一个非常有前景的解决方案,并可能最终完全绕开可能诱发痛苦、恐惧的药物注射。根据科学家们的研究报告 ,这种经皮肤给药的药物传递系统的好处包括患者更加配合、能够控制药物释放等,当然还包括患者的无痛体验。科学家们预计这种微针头可用于传送像疫苗、胰岛素和甚至阿司匹林等生物医药制剂。

  在这项研究中,研究人员报告说他们为这种新设备制造了一种载药阵列,可以实现化疗药物的透皮给药。上述载药阵列由25根聚富马酸二羟丙酯(PPF)微针组成,该针头的尖端和基部直径分别为20微米和200微米,针头长度为1毫米。为了制造出这样的针头阵列,研究人员采用了微立体光刻(microstereolithography)技术。

  然而,即使使用这种已经相当成熟的微技术,整个3D打印过程也绝非易事。据该论文作者Jae-Won Choi介绍说,这些生物材料中包含了一些不可打印的溶剂和药物。为了解决这个问题,研究人员将达卡巴嗪(dacarbazine,一种抗肿瘤化疗药物,通常用于治疗皮肤癌)在进行交联(该3D打印过程的最后一部分)之间混入溶液。此后,经过测试,证明了这些微针头能够承受被插入病人皮肤之后可能产生的压力和应力。

  虽然还需要进一步研究,但是毫无疑问,无论对于患者还是医生来说,这都是一种很有前景的技术,并且可望在未来5到10年内引进医院。“我们希望它的药物释放速度能够更快,这就需要我们去研究更多的材料。”Choi说。

  该研究论文的题目是《微光刻和基于聚富马酸二羟丙酯(PPF)的载药微针阵列的特征(Microstereolithography and characterization of poly(propylene fumarate)-based drug-loaded microneedle arrays)》,目前已经发表在了《Biofabrication》杂志上。作者为Jae-Won Choi、Yanfeg Lu、Satya Nymisha Mantha、Douglas C Crowder、Sofia Chinchilla、Kush N Shah、Yang H Yun和Ryan B Wicker。

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