黑色素瘤是一種侵襲性的皮膚癌，其治療面臨藥物難以穿透皮膚屏障和系統副作用等問題。微針作為一種透皮給藥方式，具有無痛、操作簡便和患者依從性高等諸多優點，在黑色素瘤治療領域備受青睞。然而，現有微針技術存在給藥深度較淺、治療方法單一等問題，限制了該技術的應用和推廣。
為解決上述問題，中國藥科大學徐克明、鐘文英團隊創新性地提出了一種火箭式微針遞藥系統，能夠通過自推進機制實現藥物的深層遞送，在黑色素瘤聯合治療中表現出良好效果。該研究以題為“A Multifunctional Rocket-Like Microneedle System with Thrusters for Self-Promoted Deep Drug Penetration and Combination Treatment in Melanoma"的論文發表在最新一期《Advanced Functional Materials》上。
該研究設計了一種名為 PcNP/TRA-HA-Tyr/CLG-MN 的雙層“火箭式微針"。微針（microneedle，MN）的上層由具有光動力活性的介孔二氧化硅納米粒子組成，其特征在于共價鍵合光敏劑，并在介孔中負載曲美替尼（trametinib，TRA），這是一種針對黑色素瘤細胞過度激活 MEK 通路的靶向小分子藥物。微針的下層由酶交聯透明質酸-酪胺（HA-Tyr）水凝膠和膠原酶（collagenase，CLG）組成，可以充當火箭助推器，通過重塑腫瘤組織的細胞外基質（extracellular matrix，ECM）促進納米顆粒的深層穿透。在制備的三種MN中，PcNP/TRA-HA-Tyr(II)/CLG-MN在腫瘤組織的滲透最深，在體內的保留時間最長。在PcNP/TRA-HA-Tyr(II)/CLG-MN給藥后進行光動力治療能夠顯著抑制小鼠A375移植瘤的生長。總之，將介孔二氧化硅納米顆粒、酶交聯水凝膠和CLG介導的ECM重塑相結合的“一石三鳥"策略能夠提高藥物的深層穿透和聯合療法的抗腫瘤功效，在納米醫學領域展現出較好的應用潛力。
在這一研究中，微針的上層設計可以實現：（1）二氧化硅和光敏劑的共價連接實現了光敏劑的大量負載，同時防止聚集引起的猝滅；（2）多孔納米結構促進TRA的負載，靶向抑制黑色素瘤細胞增殖；（3）光動力療法與靶向藥物相結合，有效提高對黑色素瘤的治療效果。微針的下層設計可以實現：（1）利用酶交聯HA-Tyr水凝膠作為基質，可控調節微針的機械強度和透皮效率；（2）嵌入水凝膠的CLG作為一個強大的助推器，有效重塑腫瘤微環境中致密的ECM，促進PcNP/TRA在實體瘤的深層穿透。
當“火箭式微針"穿透皮膚表皮時，MN的上層和下層發生分離。MN的下層在皮下膨脹形成水凝膠，調節CLG的釋放，從而重塑致密的ECM，促進藥物的擴散和分布。同時，MN上層的介孔二氧化硅納米顆粒（PcNP/TRA）深入腫瘤內部并被黑色素瘤細胞內吞。一方面，TRA靶向黑色素瘤細胞過度激活的MEK通路，降低ERK激酶磷酸化水平。另一方面，Pc-Si響應外部紅外光刺激，產生活性氧自由基，實現黑色素瘤的PDT治療。最終，靶向療法和PDT療法共同發揮作用，高效殺傷腫瘤細胞，抑制黑色素瘤生長。
綜上，作者采用“一石三鳥"策略設計了一種多功能“火箭式微針"遞藥系統，通過整合微針的穿透和CLG的助推器功能，促進藥物在腫瘤組織的深度滲透。CLG助推器采用了一種類似火箭噴射的機制，能夠在微針插入皮膚后自發啟動，進一步推動納米藥物向深層組織滲透。這一設計不僅能提高藥物的穿透深度，還能確保藥物在腫瘤部位的有效濃度。該研究為藥物深度穿透和黑色素瘤聯合治療提供了新途徑，為微針技術在重要疾病治療中的應用提供了新思路。
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