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现在，临床蔓延对闭环会诊和调养的需求辽远，这关于个性化照看、精确医疗和动态疾病管制至关贫穷。微针(MN)看成一种有诱惑力的可衣服成就，在生物标记物检测和调养方面具有辽远后劲，促进了其临床应用。MN于1976岁首次被建议，并于1998岁首次用于药物输送（图1）。现在，电化学传感本领、微纳米制造和生物相容性材料的向上正在鼓动基于MN的闭环系统的发展势头，增强了检测智力、生物相容性和本钱效益。
近日，来自北京理工大学祁晓月团队概述了集成会诊和调养MN系统开垦中的挑战和机遇，包括合手续监测、智能适度算法、安全性和监管有计划。关系究诘服从以“Microneedles-Based Theranostic Platform: From the Past to the Future”为题于2024年8月23日发表在《ACS Nano》上。
图1 基于MN的闭环系统的开垦
1.基于MN的传感器
基于MN的传感本选择益于以无痛形状从皮肤中对间质液进行微创采样，代表了体内生物传感规模的一种顶端次第，分为三种形状，如图2所示。
图2 MN传感器的分类
（1）基于MN传感的生物流体
MN具有谐和监测、无痛、可衣服等上风，易于插足ISF，可检测未联接浓度（即生物活性部分），是闭环会诊和调养发展的一个要点。
（2）基于MN的可衣服传感器
可衣服成就检测到的生物标记物有特定的应用场景，包括以下几类：1）具有周期性变化或分泌节奏的分子（如葡萄糖、糖皮质激素、皮质醇）；2）在生理极度情况下发生彰着变化的分子（如乳酸、乙醇、细胞因子、C反应卵白、电解质离子）；3）调养窗口较窄的药物（如妥布霉素、永劫霉素等）。
图3 基于MN的传感器的典型代表
（3）POCT中的MN传感器三隅 倫 巨乳
POC成就是面向临床的便携式医疗成就，允许患者进行实时检测，甩掉时候延伸并提供准确的数据以协助作念出灵验的临床决策。基于MN的POC成就可兑现无痛、快速和准确的检测，并借助其他分析仪器进行检测，这些本领代表了医疗管制规模的枢纽向上，可提供便捷、微创和实时的会诊处理有想象以耕作服从。
（4）多重检测
将MN阵列分割成不同的区域，每个区域有益用于检测特定的生物标记物，从而不错在慢性病管制和伤口监测等临床应用中在单一平台上兑现多路复用和多种检测功能。与单一世物标记物检测比拟，多生物标记物检测有几个上风，包括：1)提供更全面的生物学信息；2)兑现疾病管制的多维分析；3)缩小疾病检测中假阳性的概率；4)驻守疾病调养时期发生并发症。
（5）临床应用的挑战和条件
要而论之，ISF中的大分子生物标记物浓度常常低于小分子。挑战包括：1）ISF中的生物杂质或卵白质可能粘附在MN传感器上，影响检测准确性；2）检测颖慧度需要耕作才能用于临床；3）大大齐核酸和卵白质检测依赖于离线次第，装束了动态监测。因此，实时检测和谐和监测大分子生物标记物有望兑现闭环会诊和调养。现在各样微球传感器还处于履行室究诘阶段，尚未大限制出产并应用于临床，究诘服从大多基于ISF模拟履行或动物究诘。另外，微球传感器看成微创成就，存在诱发炎症的风险，关于闭环诊疗系统，微球检测的数据获胜影响药物输送量，监测数据的偏差可能导致给药预料不正确，酿成严重后果。因此临床应用对传感微球的检测精度建议了很高的条件，鼓动了微球检测本领的不休发展。
2.MNS用于药物输送
（1）用于药物输送的MN类型
用于透皮给药的微针类型各样，主要分为实心微针、空腹微针、涂层微针、水凝胶微针和可熔解微针。除了传统的药物寄递微球分类次第外，作家建议了一种分类次第，强调无反应性MN、反应性MN和具有智能适度的闭环MN（图4）。
图4 用于透皮给药的MN贴剂
（2）MN和药物的适合性
微针打针透澈蜕变了药物输送面貌，权贵耕作了患者的驯从性。它提供无痛疫苗接种，并通过甩掉冷链运输需求来缩小本钱。用于输送不同类型疫苗（如狂犬病疫苗、脊髓灰质炎疫苗、HPV疫苗等）的微针打针照旧开垦出来。
（3）基于MN的透皮给药
关于多肽、卵白质、核酸等大分子药物，传统的给药面貌多为皮下打针，MN看成打针的替代面貌，已兑现胰岛素、滋长因子、多肽、等药物的高效透皮给药。此外，角质层的障蔽作用装束了小分子药物的透皮收受，MN给药可大大耕作药物分子的生物利费用。MN给药本领已应用于小分子药物的透皮给药，如两性霉素B、艾氯胺酮、利多卡因、咪喹莫出奇。
（4）用于MN药物输送的新一代材料
由于MN成就获胜与东说念主体相互作用，因此优先选拔具有简洁生物相容性的材料关于幸免激发免疫反应至关贫穷。此外，MN成就的材料必须具有饱和的机械强度，以便将其插入皮肤或其他组织。常常，硅、不锈钢、钛、等具有饱和的机械强度，常用于制造固体MN或涂层MN。由于一些团员物材料（如透明质酸、聚乳酸、聚乙二醇二丙烯酸酯）和自然材料（如海藻糖、丝素卵白、壳聚糖等）泄露出简洁的生物相容性，它们不错将药物容纳在MN中，使其得当于出产可熔解或水凝胶MN。
（5）优点和纰谬
微针在药物输送方面具有多种上风，因为它们：1）无痛、微创：它们的小尺寸最大死心地减少了真皮中的神经刺激，确保无痛、微创输送；2）幸免消化系统降解：通过绕过消化系统，微针输送幸免了药物分子的酶促降解；3）提供可合手续的药物输送：微针贴剂中的药物不错渐渐开释，从而兑现长时候的药物输送；4）提供高药物生物利费用：微针增强皮肤渗入性，耕作被角质层装束的药物的愚弄率；5）易于储存。
3.MNS与其他芯片的组合
微流控芯片不错精确适度微量液体，兑现液体的传输、计量、搀和和分析功能，不错扩展微流控芯片的传感和药物输送智力，使其具有便携性和易于集成性。微电极与微流控芯片的集成在索要和分析微量ISF方面具有权贵上风，在智能会诊和调养中展现出简洁的应用出路（图5）。
图5 MN与其他芯片集成
4.MNS用于闭环调养
基于MN的闭环诊疗的领先观点是加入反应性药物寄递材料。相应的生物标记物波动触发MN中载药药物的相宜开释，从而优化药物开释时候和合手续时候，兑现无监督形状下的闭环药物寄递。MN还不错与其他可衣服成就集成，通过使用检测和药物输送模块兑现闭环调养（图6）。
图6 基于MN的调养会诊平台
抽象诊疗本领的基石是高准确度、高颖慧度、高服从的检测本领。MN本领在检测规模尚处于起步阶段，濒临诸多挑战。基于MN的传感器还有很大的改造空间，相配是在增强抗喧阗措施、耕作颖慧度和谐和监测智力方面。此外，了解ISF和血液中生物标记物浓度（尤其是生物大分子）的分拨总共和能源学相反仍然具有挑战性。因此，这些问题的表面究诘仍然存在枢纽差距。
基于MN传感器的集成闭环系统濒临多项挑战：（1）MN传感器测量的准确性获胜影响药物输送，需要较高的检测精度和精确适度药物剂量，以确保临床用药安全；（2）通讯和药物输送模块齐需要精确适度和快速反应智力，以确保按需给药；（3）MN生物界面看成侵入式成就，必须温情严格的生物安全条件；（4）MN传感器在使用一段时候后可能需要更换，必须严格适度其本钱，以增强生意和临床应用的可行性
看成一种新兴的可衣服本领，基于MN传感器的诊疗平台领有辽远的发展机遇。纳米本领的向上权贵耕作了微纳传感器的检测颖慧度和选拔性，从而兑现了高度集成和便携的检测智力。生物相容性材料，包括透明质酸、明胶和海藻酸钠，在微创MN制备中得回庸碌应用，现在已有多项与MN传感器关系的临床磨真金不怕火正在进行中。MN无痛、微创的特色为耕作患者驯从性提供了辽远的后劲。总之，尽管濒临诸多挑战，但多个规模的向上为开垦基于MN的抽象调养会诊平台奠定了基础。预测跟着本领的不休向上，此类成就将在不久的改日在临床蔓延中速即发展。
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