一种双模块集成螺纹微针药物递送系统及其制备方法与应用

本发明属于药物递送，具体涉及一种双模块集成螺纹微针药物递送系统及其制备方法与应用。

背景技术：

1、皮肤疾病的发生与复发与表皮、真皮及皮下各层的异常重塑密切相关，但现有疗法缺乏有效的层特异性（layer-specific）差异化干预策略。在生理层面，表皮以角质形成细胞为主，承担屏障与免疫监测；真皮富含成纤维细胞与血管网络，提供力学支撑与组织修复；皮下由脂肪与基质细胞构成，负责能量代谢与再生储备。

2、近年来，单细胞组学与空间转录组学揭示，皮肤病理反应呈显著的层特异性模式：表皮–真皮交界区以炎症细胞聚集与屏障破坏为主；真皮网状层以成纤维细胞活化、肌成纤维化及ecm过度沉积导致纤维化；皮下层则表现为脂肪萎缩、代谢失衡与免疫微环境重塑。因此，面向不同层的同步而精准的特异性干预，成为提升临床疗效与降低复发的关键。

3、以多组学驱动的靶点筛选为起点，叠加mrna平台的快速验证与可编程表达，将为皮肤疾病提供颠覆性的新药研发路径，达成面向特定皮肤层的精准治疗。当前，mrna疗法已在皮肤创面领域展开初步探索，例如vegf-a mrna可促进糖尿病创面的血管生成与组织修复。然而，面向皮肤的高效且成熟的mrna递送技术仍然缺位：现有方案难以有效跨越角质层，并无法实现对目标层的层特异性差异化干预。传统皮下注射或电穿孔等手段使mrna多滞留于真皮浅层，导致局部表达不足且作用深度不可控。我们也关注到微针贴片在经皮递送中的应用。其具备微创突破角质层、可控入皮深度与空间分布的潜力。通过将mrna递送载体与聚合物基体模块化整合于微针体系，有望在微创穿透的同时实现高效、局部且可编程的mrna表达。基于此，进一步发展具备层特异性差异化干预能力的微针平台，将更好适配多样化皮肤疾病的层级病理，推动精准与持久的在位治疗。

4、目前，针灸微针可通过手法或机械限位实现单针/小簇针的毫米级入皮深度精细调控。与微针贴片相比，其在小到中等面积病灶，尤其是曲面、关节周围与皱褶等不规则部位更具可操作性与靶层可控性。然而，传统针灸微针的药物递送能力有限。常依赖针体表面涂覆或浸渍载药，药物多停留于角质层与表浅表皮，难以稳定而高效地跨越表皮—真皮屏障并沉积至目标真皮层。

5、皮肤纤维化是典型的层特异性重塑性皮肤疾病，病变主要累及真皮网状层的成纤维细胞活化与ecm过度沉积，并可向表皮—皮下跨层扩展，导致结构与功能失衡。然而，如何设计针对层特异性重塑的透皮药物的递送系统，以期更好用于层特异性皮肤疾病的修复，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明就是为了解决上述技术问题，从而提供一种双模块集成螺纹微针药物递送系统及其制备方法与应用。本发明的技术目的在于，解决治疗深部组织病变、层特异性病理以及疾病进展不一致等皮肤疾病，提供一种安全且微创的治疗策略，并为未来的转化开发奠定了基础。

2、为了实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明首先提供了一种双模块集成螺纹微针药物递送系统的制备方法，包括以下步骤：

4、（1）以可电离脂质、胆固醇、dspc和peg-脂质作为有机相，以pgc1α mrna的乙酸钠缓冲溶液作为水相，采用微流控方法制备成包裹pgc1α脂质纳米颗粒；

5、（2）将srt1720溶于二甲基亚砜中，然后与透明质酸钠溶液在搅拌条件下混合，制得srt1720@ha水凝胶溶液；

6、（3）首先在螺纹微针的螺旋凹槽上涂布一层透明质酸钠溶液，然后在螺旋凹槽内分批次负载步骤（1）所得包裹pgc1α脂质纳米颗粒，待形成稳定的脂质层后，将螺纹微针浸入含罗丹明b的srt1720@ha水凝胶溶液中，使得在螺纹凹槽的载药区域形成外层包衣，即得。

7、本发明的上述方法成功构建了与微针工艺相容的mrna递送载体，最终形成了一体化分层方案：在针体外层构建可快速释放的sirt1激动剂水凝胶涂层，以抑制真皮衰老成纤维细胞的sasp；并将pgc-1α mrna lnp以微球形式嵌入螺旋沟槽，随旋转推进实现向真皮下脂肪层的定向沉积与在位表达，从而实现时序与层级协同干预。最终，在体内博来霉素诱导的皮肤纤维化模型中，治疗组皮肤表现出真皮层衰老减轻、sasp信号下调及皮肤脂肪结构恢复，整体纤维化程度显著缓解。综上，本发明构建了一种螺纹微针递送系统，实现了真皮-皮下的特异性层标志物化药/mrna递送，为皮肤疾病的精准干预提供了新的策略。

8、进一步的是，步骤（1）中所述可电离脂质、胆固醇、dspc和peg-脂质的摩尔比为50:38.5:10:1.5。

9、进一步的是，步骤（1）中所述乙酸钠缓冲溶液的ph为4.0，缓冲溶液的浓度为25mm。

10、进一步的是，步骤（1）中所述有机相与水相的流速比为1:3。

11、进一步的是，步骤（2）中所述透明质酸钠溶液的浓度为2 % w/v，步骤（3）中涂布的透明质酸钠溶液的浓度为2 % w/v。

12、进一步的是，步骤（2）中所述srt1720@ha的浓度为10 mm。

13、进一步的是，步骤（3）中分批次负载的操作为：每批次100根微针上负载总量为0.3mg经冻干的包裹pgc1α脂质纳米颗粒。

14、进一步的是，步骤（3）中所述螺纹微针浸入含罗丹明b的srt1720@ha水凝胶溶液中的时间为1分钟。

15、本发明的目的之二是提供由如上所述方法制备得到的双模块集成螺纹微针药物递送系统。

16、本发明的目的之三是提供如上所述的双模块集成螺纹微针药物递送系统在用于透皮给药药物递送方面的应用。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

18、（1）本发明开发了一种双模块集成螺纹微针系统（记为ha-lnp@ms），可实现表皮至皮下层的分层药物递送与可编程释放。表层水凝胶模块（srt1720@ha）在插入后即时释放sirt1激动剂以改善真皮成纤维细胞衰老；深层lnp微球模块（pgc-1α@lnp）抵达皮下脂肪层后通过旋转延迟释放pgc-1α mrna，恢复脂肪细胞代谢稳态。空间转录组学及临床样本分析揭示了皮肤病变中具有层级特征的分子表达谱。

19、（2）体外实验表明，srt1720@ha可显著抑制衰老真皮成纤维细胞的sasp表达并增强其增殖、迁移能力；pgc-1α@lnp可有效逆转脂肪细胞纤维化表型。体内实验表明，ha-lnp@ms通过层特异性递送使皮肤胶原沉积降低约30%，皮下脂肪层厚度增加近3倍，双药协同作用最为显著。本研究提出了一种空间可编程的分层靶向治疗策略，为复杂皮肤疾病的精准干预提供了新思路。

1.一种双模块集成螺纹微针药物递送系统的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述可电离脂质、胆固醇、dspc和peg-脂质的摩尔比为50:38.5:10:1.5。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述乙酸钠缓冲溶液的ph为4.0，缓冲溶液的浓度为25 mm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述有机相与水相的流速比为1:3。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述透明质酸钠溶液的浓度为2% w/v，步骤（3）中涂布的透明质酸钠溶液的浓度为2 % w/v。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述srt1720@ha的浓度为10mm。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中分批次负载的操作为：每批次100根微针上负载总量为0.3 mg经冻干的包裹pgc1α脂质纳米颗粒。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述螺纹微针浸入含罗丹明b的srt1720@ha水凝胶溶液中的时间为1分钟。

9.由权利要求1-8任一项所述方法制备得到的双模块集成螺纹微针药物递送系统。

10.权利要求9所述的双模块集成螺纹微针药物递送系统在用于透皮给药药物递送方面的应用。