文献：A bilayer microneedle for therapeutic peptide delivery towards the treatment of diabetes in db/db mice

文献链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1773224721000174

作者：Shuzhen Zhu,Bo Zhang,Ying Wang,Yingju He, Guangsheng Qian , Li Deng,Zhi-Rong Zhang

相关产品：FITC-dextran  荧光素异硫氰酸酯标记葡聚糖

原文摘要：Microneedles (MN) provide an alternative approach to hypodermic injection for the delivery of biomacromolecule in a minimally invasive manner. In this work, lixisenatide-loaded bilayer MNs were prepared using polyvinylpyrrolidone K29/32 (PVP K29/32) as the matrix material via a two-step molding method to avoid therapeutic wastes in the base layer. The MNs obtained in our study displayed good shapes and sufficient mechanical strength. After insertion into the rat skin, the needles of MNs fully dissolved in less than 3 min to release the therapeutic payloads. The Franz cell based transdermal permeation study revealed that the MNs could dramatically promote transdermal permeation efficiencies of the water-soluble rhodamine B and FITC-dextran (5 kDa). The skin insertion of MNs caused slight irritation and the skin recovered shortly. Also, the PVP K29/ 32-based MNs displayed minimum cytotoxicity against HaCaT cells and murine L929 cells. The in vivo pharmacodynamic study in db/db mice demonstrated that the MNs successfully delivered Lix and downregulated the blood glucose levels. Overall, the PVP K29/32-based bilayer fast-dissolving MNs offer a unique transdermal delivery system which can be further explored to a variety of biological therapeutics.

FITC-dextran，即荧光素异硫氰酸酯标记葡聚糖，是一种将荧光素异硫氰酸酯，可用于细胞内的免疫组化染色和细胞分子的检测，追踪细胞的生长、分化和死亡过程。MNs通常是由基底和针体两部分构成。基底部分起到支撑针体以及便于操作的作用，一般为平面形状，如圆形、方形等，其材质与针体可以相同也可以不同；针体部分则是由多个微小的针组成，这些针的长度、直径、间距等参数可以根据具体的应用目的进行设计和调整，针的长度一般在几十微米到几毫米之间，直径也在微米级别，整体尺寸极小，肉眼看上去就像是一片带有细微凸起的薄片。FITC-dextran（异硫氰酸荧光素 - 葡聚糖）在双层微针（MNs）制备中有着多方面重要的应用，具体如下：

图为：扫描电镜下MNs的代表性针状形态

FITC-dextran在MNs制备中的应用：

为了验证MN阵列能促进药物的经皮吸收，采用无毛大鼠皮肤进行了体外透皮渗透研究。为了证明MNs是否能促进药物的经皮渗透，分别选择了小分子水溶性模型药物罗丹明B（Rh B）和大分子水溶性模型药物FITC-dextran（Mw 5 kDa）进行皮肤渗透性研究。Rh B和FITC-右旋糖酐负载的MNs的制备方法与lix负载的MNs相同。采用大鼠皮肤技术，用有效扩散面积的Franz扩散细胞进行了体外透皮渗透研究。

实验分为MN组和溶液组两组。MN组：使用装载Rhb或装载FITC-右旋糖酐的MN阵列插入到皮肤的角质层侧。然后，将处理后的皮肤安装在Franz扩散细胞的供体和受体室之间，皮肤的角质层面向供体室。从接收池中取等分液。每次采样后，用受体腔室替换相同体积的空白生理盐水。

图为：MNs的吸湿率随时间分布的变化

结论：结果表明，FITC-葡聚糖在MN组的累积渗透率高于溶液组。这说明MNs可促进大分子药物的经皮渗透。在双层 MNs 的制备过程中，由于 FITC 具有很强的荧光特性，将 FITC-dextran 加入到微针的特定层，可以利用荧光显微镜等设备清晰地追踪其在微针中的分布情况。在双层 MNs 制备完成后，借助 FITC-dextran 的荧光，可以方便地从整体上观察微针结构是否完整。