Microneedles–無痛的智慧化注射技術

嗚嗚我不要打針啦！圖／Public Domain Images

文／蔣維倫

我、不、要、打、針！

打針、拔牙、照胃鏡，大概是討厭去醫院的前三理由。光是想像閃亮的針尖上滲出液體，筆者的臂膀就不自覺地酸痛了起來！對醫院來說，更麻煩的是針頭的處理，因為使用過的針頭屬感染廢棄物，無法隨意丟棄。光在台灣，每年可能會產生數十萬支的廢棄針頭，無法回收，無法掩埋，成了一個既頭痛又麻煩的問題。

用紫外光刻出針頭

科學家也是一種無時無刻在追求極致的人類，盡力地縮小針頭的尺寸以減輕注射的疼痛感。其中一項技術是以矽晶圓為底，用UV在晶圓上蝕刻出一根根細小的針頭（國內的晶圓代工廠也是利用類似的技術），再灌入如葡萄糖等可在人體內溶解的生醫材料，翻模後就能得到一根根細小的微針陣列（microneedles）了 。

Microneedles。 圖／Devin McAllister, Georgia Tech

微針陣列的外觀很像OK绷，使用上也非常的簡單，只要往皮膚上一貼就完成了，因此無須煩勞醫護人員。並且由於針頭短（通常<0.5mm），所以病人不會有疼痛感，而葡萄糖等製備成的針體會自行溶解在皮膚內，也無須處理醫療廢棄物，非常環保。

Microneedles不須醫護人員操作，自己一貼就可以完成注射。圖／Rob Felt Georgia Tech

智慧型投藥系統－創意十足的微針陣列

美國Jicheng Yu學者團隊集盡巧思，將內藏醣氧化酶（glucose oxidase）的奈米膠囊填入微針中，以此做出了能感測血糖濃度的智慧型微針 。當糖尿病患者血糖濃度低時，膠囊按兵不動，而血糖濃度高時，膠囊能立即反應，刺激微針釋出胰島素，進而控制血糖，以達到智慧型投藥的目的。

而國內的創意也不遑多讓，成功大學的陳美瑾老師團隊，將微晶體鑲入微針內，而晶體有特殊的性質，能將紅外光轉換為熱能 。我們能從熱顯像儀的螢幕中，可看到針尖發出代表高熱的紅光（高溫約達50 °C），而從顯微鏡的螢幕上可以觀察到針尖隨著時間逐漸的消融。因此陳老師團隊所設計的微針，同時具備生熱及釋放藥物的功能。

而鄰國日本Sachiko Hirobe學者等人，直接將微針推進了人體試驗。該團隊利用玻尿酸微針製作了流感疫苗貼片 ，並且在志願者身上使用後，發現能提高人體對病毒的免疫力，並且玻尿酸針體在數十日內會自行溶解，算是十分的成功。

筆者碎碎念：最後一段當然要來講講壞話囉～微針被研究了數十年仍未商品化的問題有很多：承載藥量低；每個人的皮膚厚度不同，吸收程度各異。因此推向人體試驗的多是疫苗型微針，少許抗原就能產生免疫力。而陳老師的系統也讓筆者對未來有了想像，具備給藥及產熱的微針貼片，未來也許可往抗菌敷料 (抗生素+高溫殺菌)或肌膚再生 (生長激素+高溫刺激再生)發展，甚至混入少許變色的物質（例：有細菌感染就變藍色）也能加入感測貼片的行列呢！

（本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫－智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿）

責任編輯：鄭國威
審校：陳妤寧