本研究的通讯作者为Jinan University（中国广州）生物医学工程系的*Wei Xue*和*Rui Guo*，合作单位包括Nanhai Longtime Pharmaceutical Co., Ltd。研究发表于*Carbohydrate Polymers*期刊（2020年，卷246，文章编号116650）。
研究领域：本研究属于药物递送与生物材料交叉领域，聚焦于不可溶性微针（microneedles, MNs）的开发及其在肿瘤局部治疗中的应用。
科学问题：黑色素瘤化疗中，传统全身给药（如静脉注射阿霉素）易导致心脏毒性等副作用，而经皮给药受限于角质层屏障。微针技术可穿透表皮层，但现有可溶性微针载药量有限，且难以实现持续释放。
研究目标：开发一种基于葡聚糖甲基丙烯酸酯（dextran methacrylate, DexMA）水凝胶的不可溶性微针系统，实现阿霉素（doxorubicin, DOX）和曲美替尼（trametinib, TRA）的协同递送，以克服P-糖蛋白介导的多药耐药性（P-gp-mediated MDR）并增强抗肿瘤效果。
关键步骤：
- 化学修饰：以葡聚糖（dextran, Dex）为骨架，通过其羟基与甲基丙烯酸缩水甘油酯（glycidyl methacrylate, GMA）的酯交换反应引入光交联基团（图2a）。
- 表征技术：
- 傅里叶红外光谱（FTIR）：1724 cm⁻¹（酯基C=O）和1641 cm⁻¹（双键C=C）特征峰证实改性成功（图2b）。
- 核磁共振氢谱（1H NMR）：计算取代度（degree of substitution, DS）为20%，较既往方法（DS=15%）提高了5%（图2c-d）。
配方优化：测试10%、20%、30%（w/v）三种浓度的DexMA水凝胶。
关键实验：
- 流变学测试：30% DexMA水凝胶的储能模量（G’）达150 kPa，粘性模量（G”）低于1 Pa，满足微针脱模需求（图3a）。
- 力学性能：30% DexMA的压缩模量（150 kPa）和拉伸模量（90 kPa）最优（图3b-c）。
- 溶胀与降解：30% DexMA在PBS中30天内质量保留率＞70%，适合长期药物释放（图3d-e）。
- 生物相容性：CCK-8实验显示30% DexMA对L929细胞无显著毒性（活细胞率＞90%）（图3f）。
微针设计：8×8阵列，针高800 μm，底宽200 μm（图4a-g）。
载药策略：
- DOX（水溶性）均匀分散于微针基质；TRA（脂溶性）沉积于针尖。
- 力学测试：单针穿刺力0.22 N，远超皮肤穿透阈值（0.08 N）（图4h）。
- 释药实验：微针在48小时内持续释放DOX（累积释放＞80%）和TRA（约20%）（图4i）。
模型选择：裸鼠离体皮肤与猪皮肤（结构近似人皮）。
结果：
- 穿透深度：荧光显微镜显示DOX递送深度≥600 μm（图5e）。
- 组织学：H&E和Masson染色证实微针穿透表皮层且无显著损伤（图5c-d）。
细胞实验（B16黑色素瘤细胞）：
- CCK-8与活死染色：DOX+TRA微针组细胞死亡率达90%，显著高于单药组（图6a-f）。
- 流式细胞术与共聚焦显微镜：TRA通过抑制P-gp外排泵功能，使DOX细胞内浓度提升30%（图6g-l，图7）。
动物模型：B16细胞异种移植裸鼠（n=4/组）。
治疗方案：
- 实验组：DOX+TRA微针（局部贴敷）；对照组：DOX静脉注射、TRA口服。
结果：
- 肿瘤抑制率：微针组TGI（tumor growth inhibition）达70%，显著高于静脉注射组（50%）和口服组（40%）（图8a，图S8）。
- 安全性：微针组小鼠体重稳定，而静脉注射组因全身毒性体重下降20%（图8b）。
- 分子机制：Western blot显示DOX+TRA微针组P-gp表达量最高，证实TRA阻断了P-gp对DOX的外排（图8f）。
（注：文中所有图表引用自原文，实验细节可参考补充材料DOI:10.1016/j.carbpol.2020.116650）