材料科学与皮肤科的交融：纳米与微针
材料科学与皮肤科的交融：纳米与微针
随着科技的飞速发展，材料科学与皮肤科领域的交融日益加深，为皮肤健康与治疗提供了更多可能性。纳米技术与微针技术作为材料科学的杰出代表，在皮肤科领域的应用已经取得了显著的成效。本文将探讨纳米技术与微针在皮肤科领域的应用及其带来的革命性变革，也指出了应用这些技术时可能带给我们的挑战，需要我们进一步研究和解决。
纳米技术在皮肤科领域的应用
纳米技术在生物医药领域的应用，已成为本世纪重要的前沿科技应用之一，可望在未来30年内对全世界产值为3800亿美元的药物制造工业产生巨大的影响，其中，一半的药物制造可望采用纳米化技术。纳米药物作为纳米技术与医药技术的重要组成部分，受到了全世界学术界和产业界的重视。伴随新型纳米材料和纳米技术在医学领域应用研究的深入，越来越多的纳米药物制剂正在或已经进入临床研究，有的已经上市。
现代研究表明，药物的吸收除了受其自身性质影响外，在很大程度上还取决于药物颗粒尺寸、形貌、分散性以及表面状态等。与常规药物制剂相比较，纳米药物具有颗粒小、表面反应活性高、活性中心多、吸附能力强等优点。
全球已有多种纳米制剂进入临床研究或上市应用，美国FDA网站上记录的进入临床研究的纳米医药类产品超过1000种。上市纳米制剂包括脂质体类（如阿霉素等）、亚微乳和微乳类（如前列腺素等）、高分子胶束［如紫杉醇聚乙二醇-聚乳酸（PEG-PLA）胶束］、大分子化药物（如聚乙二醇-干扰素等）、纳米氧化铁类（如用于诊断的超顺磁性氧化铁）、白蛋白纳米粒（如紫杉醇白蛋白纳米粒）等。国内上市的纳米制剂主要包括脂质体类、亚微乳和微乳类等，以仿制为主，也有部分创新（如紫杉醇脂质体）。在固体纳米粒、高分子胶束、大分子化药物、纳米氧化铁类等方面主要以仿制为主，还没有产品上市。
在皮肤科领域，纳米技术的引入为皮肤治疗与皮肤美容提供了更高效、更安全的手段。在皮肤病治疗方面，纳米药物传递系统利用纳米粒子作为药物载体，将药物精确输送到皮肤深层，提高了治疗效果并减少了不良反应。例如，利用纳米脂质体包裹抗炎药物，可以有效治疗皮肤炎症。纳米生物材料同时也可应用于皮肤修复：纳米纤维和纳米凝胶等材料具有良好的生物相容性和促进细胞增殖的能力，能够加速创面的愈合，减少瘢痕的形成，在皮肤创伤修复中经常展现出优异的性能。
在皮肤美容方面，皮肤治疗纳米级的防晒剂能够更均匀地分布在皮肤上，提供更全面的紫外线防护。同时，纳米防晒剂还具有透明度高、不易堵塞毛孔等优点，使得防晒产品令人感觉更加清爽舒适。但同时，纳米护肤品也面临着挑战：由于纳米护肤品体积小，因此皮肤吸收增加，有全身暴露的可能，且经口或鼻吸收可能会对呼吸系统造成严重毒性；纳米材料的包覆可以改变分散性、稳定性等物理化学性质，可能增加其潜在毒性作用；目前缺少充足的研究证明纳米护肤品的毒性和刺激性等，未来还需在纳米护肤品安全性方向进行深入探究。
微针在皮肤科领域的应用
微针作为一种新型微创给药装置，通过在表皮产生微孔通道而达到增大药物渗透率的效果。与传统给药手段相比，微针具有无痛、微创、安全、高效且方便等优点，不仅提高了药物的渗透效率，还能减少药物在皮肤表面的损失，使得治疗效果更为显著。
微针给药系统具有以下一些显著的优点：（1）微针高度约 300~1000 μm，可刺穿角质层而不触及真皮层或较少触及真皮层，不刺激较深组织内的神经，故不产生疼痛感；（2）微针属于物理促渗技术，通过对皮肤进行无痛致孔处理，可以大大提高维甲酸或乳酸软膏等治疗点状角化症药物的经皮吸收量，对皮肤几乎没有损害，且使用方便，患者可自主用药；（3）可将药物靶向释放至皮肤特定深度，而传统的皮下释药技术不能将药物定位于皮肤的上层，必须作用于末梢神经分布丰富的皮肤深部组织；（4）在避免使用化学促渗剂的同时能提高药物的经皮渗透速率，减少药物的皮肤滞留量，延长药物有效作用时间；（5）微针给药准确、快速、携带方便；（6）采用生物可降解的高分子材料制成，避免产生生物医疗垃圾。因此，微针给药综合了透皮贴剂和皮下注射给药的双重优点，避免了两者的缺点，对于表皮角化过度部位的高效给药以及美容护肤品的透皮吸收具有明显的优势。
近年来，随着微机电加工技术的发展及经皮给药系统的逐渐完善，科研人员开发出了基于固体微针的新型促渗技术，可大幅提高皮肤透过率，并结合了传统经皮贴剂无创无痛、便于用户自行使用等优点。固体微针在进行给药时，首先刺穿皮肤的最外层即角质层，从而为药物的递送打开了一条由角质层到表皮层或真皮浅层的微通道，增强了皮肤渗透性，药物活性分子到达表皮层或真皮浅层后最终被毛细血管吸收，随血液循环到达人体的病灶部位，起到治疗作用。
对于美容应用，微针通过在皮肤上无痛创造出微米级运输通道，令药物活性成分有效渗入皮肤，配以祛皱、美白、修复、祛妊娠纹、祛瘢痕等特效产品，从而达到减淡皱纹、治疗瘢痕及妊娠纹、美白肌肤、减淡色斑、改善眼部皱纹、减轻黑眼圈、收紧及提升面部皮肤组织等效果。同时，微针刺激真皮层，通过皮肤的自愈能力，促进骨胶原增生，可使皮肤表皮层的厚度增生约8%，其效果可媲美激光及填充式整形手术。
通过进一步研究微针的临床使用效果及转化应用潜力，可以为经皮给药领域带来更多可靠的微针产品，具有重要的临床意义。
小结
通过纳米技术，我们可以实现药物的精确输送和高效利用；而微针技术则为皮肤科治疗提供了新的途径和手段。纳米技术和微针技术的结合应用为皮肤科领域带来了无限的可能性。然而，任何技术都有其局限性。纳米技术和微针技术在应用过程中也需要考虑其安全性和有效性问题。因此，在未来的研究中，需要进一步深入探讨这些技术的最佳应用方式、剂量控制以及潜在的风险因素等问题。
材料科学与皮肤科的交融将为皮肤健康与治疗带来更多突破性进展，学科间互相渗透将推进皮肤病学临床研究发展。随着纳米技术与微针技术的不断完善，我们有理由相信，未来的皮肤科治疗将更加精准、高效，皮肤美容也将更加自然、持久。
本文原文来自中日友好医院崔勇医生