无线可穿戴贴片有望成为治疗慢性病的药物递送系统

由北卡罗来纳大学医学院（UNC School of Medicine）的宋娟博士和北卡罗来纳大学文理学院（UNC College of Arts and Sciences）的白武斌博士领导的一项研究表明，一种具有电触发微针按需给药功能的无线可穿戴贴片可能成为治疗神经退行性疾病和神经损伤的下一个前沿领域。

据麦姆斯咨询报道，近日，北卡罗来纳大学教堂山分校（University of North Carolina at Chapel Hill）的科学家们研发了一款名为“时空按需贴片（SOP）”的新型药物递送系统，它可以无线接收来自智能手机或电脑的指令，进而安排和触发单个微针释放药物。该无线可穿戴贴片具有薄而软的特性，类似于邦迪创可贴，旨在提高用户的舒适度和便利性，对于慢性病患者来说，可穿戴性是一个至关重要的因素。

该研究小组由北卡罗来纳大学医学院药理学教授宋娟博士和北卡罗来纳大学文理学院应用物理科学系助理教授白武斌博士领导，他们在小鼠模型中测试了时空按需贴片，利用微针中的褪黑素改善睡眠。

用于无线、主动控制给药的时空按需贴片

这篇发表在《自然通讯》（Nature Communications）期刊上的论文为研究无线控制贴片按需给药，治疗神经退行性疾病（包括阿尔茨海默病）打开了大门。为此，北卡罗来纳大学医学院和UNC Health（由美国北卡罗来纳州的11家医院和数百家诊所组成的医疗系统）资助了一个2.5万美元的试点项目，在阿尔茨海默病小鼠模型中测试时空按需贴片。

电触发封装，主动控制药物释放

该论文的共同第一作者白武斌博士说：“时空按需贴片能够实现多种药物的联合给药，可以解决阿尔茨海默病各方面的问题，如减少β-淀粉样蛋白斑块、减轻神经炎症和增强认知功能等。”

该论文题为“Digital Automation of Transdermal Drug Delivery with High Spatiotemporal Resolution”，由应用物理科学系的Yihang Wang和药理学系的Zeka Chen共同撰写。白武斌博士说，这项研究不仅突出了多学科合作，而且强调了“美国卡罗来纳州本科生的参与热情”，他们包括应用物理科学系的Priyash Hafiz，以及北卡罗来纳大学（UNC）/北卡罗来纳州立大学（NCSU）生物医学工程联合系的Brayden Davis、Will Lipman、Tian Wang和Sicheng Xing等。

该无线可穿戴贴片已获得临时专利，可对人体内特定组织、器官或部位进行小于1平方毫米的高度局部治疗，并可在30秒内响应电信号触发药物释放。患者可以同时佩戴多个无线可穿戴贴片，从而减少看医生甚至去医院就医的需求。

通过近场通信实现时空按需贴片的无线药物释放控制

北卡罗来纳大学神经科学中心成员宋娟博士说：“该装置的绝妙之处在于，它可以容纳数十种（甚至数百种）浓缩药物，并能自动设定药物的释放顺序。而在紧急情况下或需要立即采取治疗行动时，药物的快速释放至关重要。”

微针表面有金涂层，可以保护药物和周围组织。当通过无线可穿戴贴片施加低压电刺激时，金涂层就会分解，使负载药物的微针暴露在皮肤上，启动药物的受控释放。

Yihang Wang说：“这种特异性水平可确保精确和定制的药物递送，满足不同病情或身体特定部位的需求。这提供了一种通过材料科学和电气工程相结合实现药物控制释放的新方法。”

美国国家科学基金会（National Science Foundation）和美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）为该研究提供了资助。

审核编辑：刘清