圖1 具有黏附抗菌功能的仿生多功能微針的示意圖

圖2 仿生微針的表征

此外，由于多粘菌素被裝載在微針的針尖和基底中，該微針對革蘭氏陰性菌具有光譜的抗菌作用，有利于其保存和使用。為了證明該微針的抗菌特性，團隊成員將其和大腸桿菌共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)殺菌效率在90%以上，如圖3所示。此外，這種微針的生物安全性也被進一步驗證。將載有不同濃度多粘菌素的微針和成纖維細胞共培養(yǎng)，并用MTT測試了培養(yǎng)后細胞的活性，結果顯示，和對照組相比，6組實驗組細胞的存活率均在85%以上。

圖3 仿生微針的抗菌效果和生物安全性

隨后，研究團隊選擇大鼠關節(jié)炎模型，對這種微針載體的藥物遞送能力進行了證明。通過關節(jié)制動，建立了具有膝關節(jié)炎的大鼠模型。這些大鼠被分為三組，其中兩組分別接受空微針和載藥微針的治療，剩余一組不接受任何治療，作為對照組。結果顯示，經(jīng)載藥微針治療后，大鼠膝關節(jié)的腫脹程度、炎癥程度都得到很好緩解；組織切片也顯示出載藥微針治療后關節(jié)切片的潮線更清晰，細胞結構紊亂程度和纖維化程度均降低，如圖4所示。這些結果證明了這種微針作為經(jīng)皮藥物遞送載體的實際價值。

圖4 仿生微針治療大鼠關節(jié)炎的效果圖

借助其黏附、抗菌等能力，這種多功能仿生微針得以長時間、可持續(xù)地將藥物輸送到高度靈活的身體部位(關節(jié)、手、腿等)，在透皮給藥裝置、可穿戴生物醫(yī)學系統(tǒng)等領域具有廣闊的應用前景。