中药(Traditional Chinese Medicine, TCM)拥有丰富的药用资源和独特的药理特性,因此在临床治疗中展现出相当大的应用前景。然而,生物利用度差等挑战阻碍了中药的更广泛临床应用。微针(Microneedles, MNs)作为一种创新且微创的经皮平台,已涌现用于提升中药的治疗效果。微针与中药的整合(TCM-MNs)克服了传统给药途径的关键局限性,实现了更具靶向性和更高效的递送。中药成分的结构和组成多样性需要多样的TCM-MNs设计,尤其是"药物与辅料一体化"。此外,TCM-MNs与特定模态干预(如针灸)相结合时可实现协同效益。本综述概述了TCM-MNs的优势和类型,根据中药成分的特殊结构和功能进行分类。同时讨论了TCM-MNs在不同疾病中的当前应用。该综述为TCM-MNs在经皮治疗中的发展和临床转化提供了有前景的基础。
1. 引言
中药(TCM)是中国古代科学与文化的基础要素。在辨证论治原则的指导下,中药数千年以来在疾病预防和治疗中发挥着关键作用。中药包含广泛的有效成分以发挥治疗作用,其特征有助于中药在多种病理状态的管理中做出贡献,包括癌症、自身免疫性疾病、代谢及过敏性疾病和创面愈合等。现代中药应用通常涉及一些主要形式,主要包括单一活性成分、植物源性提取物和经典中药方剂。中药构成了新药发现的宝贵资源,中药分析和药理学进展促进了众多活性成分的鉴定,如生物碱、黄酮类、皂苷、多糖等,这些成分具有多样化生物活性、独特结构和更好的安全性。
中药在多种疾病中提供治疗效益,然而许多活性成分的临床转化和新药开发受到溶解性差、渗透性有限和化学稳定性低等问题的阻碍。口服给药是中药在临床中的主要途径,但常遭受首过肝代谢、胃肠道降解等缺点;静脉注射可绕过上述问题,但会导致非特异性分布和全身毒性。因此,皮肤作为一种有前景的递送途径受到关注。皮肤作为最大的器官,提供局部和全身循环通路,成为规避肝代谢和胃肠道降解的良好方式。然而,有效的中药经皮递送受到皮肤屏障的限制,角质层限制了乳膏、散剂和水凝胶等传统制剂的渗透,即使用化学促进剂辅助也是如此。
微针(MNs)作为一种创新的经皮给药系统(Transdermal Drug Delivery Systems, TDDS),通过控制中药递送克服了上述局限性。MNs是长度为25-2000 μm的微创针阵列,能够穿透角质层并创建瞬时微通道,将药物递送至靶组织层。MNs促进小分子、大分子、纳米粒子和复杂中药成分的给药,同时能够保持负载药物的理化特性和药理活性。MNs在化学药物、抗体和纳米疫苗给药方面已获临床成功,为中药应用提供了潜在平台。MNs与中药的结合(TCM-MNs)保留了中药的固有益处,通过提高递送精准度来发挥多功能性和降低毒性。此外,MNs设计的可变性能够接受中药的"药物与辅料一体化"理念,并适应中药的结构复杂性。
2. MNs在中药经皮给药中的优势
经皮给药系统因高患者依从性而广受欢迎。乳膏、水凝胶、贴剂等传统TDDS不断优化,现代技术还将电穿孔、离子导入、激光消融和超声应用于经皮给药。每种TDDS均有其特性和特征,最终目标是选择适当方法以最大化中药效益。
MNs始终提供更优越的渗透速率和疗效,而带有额外增强剂的传统TDDS仍难以达到相当效果。例如,将α-熊果苷负载于可溶微针中,其皮肤渗透量比商业外用乳膏提高2.8倍。对于治疗窗窄的生物活性化合物,MNs相比微乳或脂质载体具有更好的药代动力学特征以确保安全性。对于乌头碱,MNs有助于最小化血浆浓度波动并增强药物稳定性,从而降低毒性风险并拓宽临床应用。
多种物理技术可暂时破坏皮肤屏障以增强经皮渗透,包括离子导入、超声、电刺激或激光消融等。然而,物理技术需要专门且昂贵的设备,不易自行给药。换言之,MNs因其简便性而是中药应用中更实用的选择。
此外,皮肤作为免疫器官,含有密集的免疫细胞网络和淋巴管。MNs在穿透角质层后将治疗药物递送至真皮免疫细胞及邻近的淋巴和血管结构。临床研究进一步证明MNs能够通过淋巴管将免疫治疗药物转运至淋巴结,最终放大局部免疫反应。这凸显了MNs递送免疫佐剂和疫苗的潜力。一些多糖、黄酮和皂苷可作用于免疫细胞和细胞因子网络以激活免疫反应。雷公藤甲素(Triptolide, TP)具有强效的抗炎和免疫抑制活性,经MNs递送时在炎性关节中表现出优越的渗透和分布,实现更好的抗炎效果并降低全身毒性。
总体而言,TCM-MNs同时确保疗效和安全性,且无需专门设备或复杂程序即可自行给药,表明TCM-MNs促进中药在不同疾病环境中的临床转化。
3. 用于TCM-MNs的MNs类型
3.1. 适用于TCM-MNs的MNs类型
基于药物递送机制,MNs可大致分为五类:实心微针、涂层微针、可溶微针、空心微针和水凝胶微针。选择适当的MNs类型对于中药的成功配方和递送至关重要。
实心微针通常由硅或金属制成,生物相容性较低,其"刺入和贴片"方法通过预处理皮肤形成微通道以促进后续药物渗透。涂层微针通过"涂层和刺入"策略运作,药物被喷涂或层积在针体表面,但其低包封效率不适合复杂的中药化合物。因此,实心和涂层微针均非TCM-MNs制备的最佳选择。
空心微针遵循"刺入和流动"原理,在额外压力下递送药物,可实现快速大规模给药,适合中药递送;然而,复杂的制备工艺、高成本、针堵塞和渗漏限制了空心微针的应用。水凝胶微针由溶胀聚合物制成,药物嵌入针尖,刺入后膨胀形成通道并实现缓释,但其应用受到制备工艺复杂性和中药成分化学性质的限制。
可溶微针因优异的生物相容性、高载药量和无需用后取出而备受关注。凭"刺入和释放"机制,可溶微针穿透角质层并在皮肤中降解以原位释放药物。这种表皮屏障的瞬时破坏在短时间后重新封闭,最小化感染风险。统计分析表明可溶微针在TCM-MNs应用中占大多数。刺激响应微针是可溶微针的改进,病变组织常具有恶劣的微环境特征,包括缺氧、低pH、高细胞因子浓度等。MNs引入的刺激响应材料利用环境条件触发控释,保护中药的特异性和稳定性。目前仅少数TCM-MNs采用刺激响应设计,可能由于中药的复杂性和研究技术的早期阶段。
3.2. 适用于TCM-MNs的材料
可溶微针是TCM-MNs最常见的类型。中药具有多组分相互作用和多样化理化性质的特征,因此选择TCM-MNs材料以确保高效负载、稳定性和性能至关重要。透明质酸(Hyaluronic Acid, HA)、聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone, PVP)和聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol, PVA)等聚合物因其亲水性、生物降解性和生物相容性而广泛应用。MNs常由两种或多种聚合物共混制成以优化机械强度和柔韧性,如羟丙基甲基纤维素(HPMC)和PVA的组合可提供快速皮肤穿透和缓释。
许多中药成分水溶性差,因此需要使用非亲水性辅料以确保溶解度和有效负载。壳聚糖和聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)等材料不仅提高包封效率,还减缓体内释放以延长治疗窗。中药挥发油为水不溶性、易挥发且易氧化,不适合掺入常规HA或PVP中。PDMS具有防水性、高弹性和透气性,更适合挥发油的经皮递送。
小分子(<500 Da)具有一定亲脂性可自由穿过皮肤屏障,但中药肽类等水溶性大分子则不然,需要具有足够韧性和脆性的亲水性聚合物。中药多糖为天然高分子量聚合物,由于相容性和功能多样性,可与其他辅料结合制备MNs并作为治疗剂。部分富含多糖的中药汁液甚至可直接固化形成MNs。对于复杂的中药提取物或方剂,材料复杂性也相应增加,因此选择不同性质的材料并调整适当比例尤为重要,需具体情况具体分析。
4. TCM-MNs的形式与联合治疗
4.1. 负载活性成分的TCM-MNs
药理学研究进展深化了对中药成分生物活性的理解。含单一活性成分的TCM-MNs通常将成分和基质共同溶解于微模具中以复制所需的MNs结构。由于配方简单可重复,递送单一成分的MNs有助于改进治疗利用研究。
然而,单一成分对某些多因素疾病而言不够充分。含两种或多种成分的TCM-MNs已显示出协同作用。例如,将姜黄素和胡椒碱构建为抗疟疾MNs,姜黄素促进细胞内活性氧(ROS)生成以破坏疟原虫线粒体和核DNA,胡椒碱则增强姜黄素生物利用度并干扰寄生虫DNA合成,两者协同抑制疟原虫活力。这种TCM-MNs的组合方法为精准治疗和多植物化学物协同相互作用开辟了新途径。
4.2. 负载提取物或方剂的TCM-MNs
基于中药传统治疗理念,全草药提取物和经典中药方剂仍在临床实践中发挥核心作用。与合成药物不同,中药常涉及天然混合物协同作用。这一原则总结为"君臣佐使"理论,不同草药被分类为君、臣、佐、使角色以强化相互调控与合作。尽管具有药理学价值,提取物或方剂面临稳定性差、生物半衰期短和患者依从性有限等挑战。
MNs已实现了复杂中药的经皮递送。针对白术水提物,含特定比例PVA、HA和PVPK30的MNs支持0.3%-2.5%的载药范围和96%的穿刺率,验证了中药提取物-MNs的潜力。云南白药是著名的具有强效止血活性的经典中药方剂,以明胶甲基丙烯酸酯和白及多糖制备的MNs实现了更快溶解(6分钟内)和更深皮肤穿透以促进凝血级联反应。制备过程中需保证中药在MNs中的负载量、稳定性和均匀性,常采用纯化、浓缩和冻干等预处理将提取物转化为干粉以精确配方。
目前研究主要集中于含一种或少数活性成分的TCM-MNs,中药提取物和方剂面临煎煮、过滤、沉淀、蒸发、干燥等技术挑战。但中药提取物-MNs具有更广泛的药效学特征,符合中药整体观,未来研究中值得更多关注。
4.3. 药物与辅料一体化
中药现代化中存在一个独特的根深蒂固概念——"药物与辅料一体化"。用于配方中的中药不仅作为辅料,还贡献治疗效益,这是化学药和生物药所不具备的。"药物与辅料一体化"可源自古代中药著作,如《伤寒论》中使用动物胶汁、植物汁液和淀粉糊作为丸剂和膏剂的辅料,帮助发挥药效并确保稳定性。
现代配方中,皂苷存在于脂质体、挥发油存在于纳米乳等。皂苷因结构与胆固醇相似,常替代胆固醇用于脂质体合成,人参皂苷Rg3基脂质体表现出比常规胆固醇脂质体更强的肿瘤靶向性和抗肿瘤疗效。"药物与辅料一体化"在MNs中的应用也日益增多。中药含大量具有丰富药理活性的多糖,天然多糖因良好的理化特性和生物相容性常用作MNs基质。白及多糖(BSP)是MNs中最广泛应用的中药聚合物之一,作为基质具有生物可降解性、无毒性、无刺激性,且具有止血、抗菌、创面愈合和抗肿瘤等功效。与传统HA或PVA微针不同,BSP基微针表现出较低的吸湿性以防止过早吸水并保持结构完整性。其他中药多糖如三七多糖(PNPS)和桃胶多糖(GP)也被研究作为可行的微针基质,前者具有免疫佐剂作用可靶向皮肤驻留树突状细胞(DCs)刺激免疫反应,后者具有优于HA的机械强度以增强治疗类风湿性关节炎(RA)的透皮递送。
富含多糖和果胶的中药提取物甚至可直接作为MNs基质固化成型,如用牡荆和积雪草汁液经传统揉捏法并加植物灰固化形成微针,在大鼠创面愈合中表现出显著疗效。
总体而言,TCM-MNs中的"药物与辅料一体化"代表了药物创新的有前景范式,不仅减少合成添加剂,还增加中药载药量,为TDDS领域内遵循中药原则提供有力策略。
4.4. 负载中药纳米粒子的TCM-MNs
基于纳米粒子的递送系统可显著提高药物的溶解度、稳定性、靶向精准度和控释能力。广泛研究的平台包括脂质体、纳米乳、聚合物载体、金属有机框架(MOFs)、响应性纳米粒子甚至天然纳米囊泡。将中药成分封装于纳米粒子中不仅改善溶解度和稳定性,还便于掺入MNs中,而MNs的结构容量促进中药纳米粒子的更好渗透。
芦丁作为中药来源的黄酮醇糖苷,受困于水不溶性且对空气、热和光高度敏感。研究人员将其配制成脂质体负载的可溶MNs,卵磷脂和胆固醇制备的脂质体改善了芦丁的溶解度和稳定性,掺入MNs后靶向递送至脂肪组织,显著增强抗肥胖效果优于口服或静脉给药。
刺激响应纳米粒子由pH和ROS等内部刺激或温度、超声和光等外部信号触发,提供控释动力学并限制脱靶毒性。例如,构建的ROS响应纳米粒子系统(FTL@SIN)封装抗风湿药青藤碱,由岩藻多糖制成的MNs完成FTL@SIN的皮肤穿透,青藤碱在炎性组织中被ROS释放和激活以治疗RA。一些纳米载体本身具有内在药理活性,可整合于MNs内进行多功能治疗设计,如将负载小檗碱(BBR)的人参皂苷Rg3脂质体、聚多巴胺(PDA)和HA-MNs结合的复合系统,各组分贡献特定功能:HA-MNs提供真皮穿透和控释,BBR提供抗菌效果,人参皂苷Rg3支持组织再生,PDA提供抗炎和抗氧化特性,协同加速创面愈合。
除合成纳米粒子外,内源性纳米粒子如外泌体也涌现为潜在递送载体。基于马齿苋来源纳米囊泡(PDNV)通过调节巨噬细胞M1/M2极化的抗炎效应,制备的可溶MNs实现了更深的PDNV透皮渗透,阐释了植物外泌体在特应性皮炎(AD)治疗中的高效利用。
MNs与中药纳米粒子的结合构成动态递送平台,减少全身暴露并优化局部药物生物利用度,扩展了中药成分的治疗多功能性,代表了中药干预的激动人心的前沿。
4.5. TCM-MNs的联合治疗
此外,TCM-MNs与其他治疗方式联合提供协同平台。穴位刺激在中药中长期以来用于治疗广泛的疾病,如百会(GV20)刺激改善阿尔茨海默病认知功能,足三里(ST36)激活在RA中具有抗炎效益。TCM-MNs可在特定穴位精准递送,与针灸原理良好契合。MNs的机械和药理刺激均可能增强穴位疗效。例如,含七种安神中药提取物提取物的柔性可溶MNs用于睡眠调节,贴敷于安眠(Extra)和印堂(GV24)穴位,增加高频脑波活动以实现神经学靶向干预。
TCM-MNs还与化学药物联合配制以利用互补机制。如设计含雷帕霉素和表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)的双载MNs,雷帕霉素促进毛囊从休止期向生长期转化,EGCG通过抗氧化和促生长期效应支持毛囊增殖,联合治疗显著优于任一单独用药。TCM-MNs还成功整合光疗、热疗等辅助治疗,如无线近红外(NIR)驱动MNs用于三七皂苷R1的控释,NIR光刺激提供热和光生物调控以协同创面愈合。
总之,MNs作为多功能递送平台适用于不同形式的中药。一些中药成分既可作为MNs基质又具丰富药理活性。此外,TCM-MNs可与针灸、化疗、光疗等方法协同联合。TCM-MNs跨不同模式的目标是增强中药的治疗潜力并拓宽其在现代医学中的临床应用。
5. TCM-MNs在经皮治疗中的应用
5.1 皮肤疾病
5.1.1 创面愈合
皮肤完整性因机械性损伤、糖尿病和恶性肿瘤等受损常导致创面感染和显著发病率。中药在促进创面愈合方面表现出有前景的潜力且不良反应最小。生物活性中药化合物如多糖、黄酮、多酚和生物碱等在降低氧化应激和炎症水平、促进血管生成和增强细胞增殖方面显示出不同程度的效果。
创面呈现独特的递送挑战,取决于组织深度变异性、创面渗出液存在和细菌定植。因此,TCM-MNs以足够的机械强度和局部治疗药物释放提供有效方式。如负载BBR和芦荟提取物的水凝胶微针(BBRMN)在早期显示抗菌和抗炎效应,并促进成纤维细胞增殖以支持整个创面愈合级联。嵌入MOF的多功能可溶MNs共递送姜黄素和镁离子,实现两种药物的位点特异性释放,联合效应导致比传统商业曲安奈德口服软膏更好的皮肤溃疡愈合。
5.1.2 增生性瘢痕
增生性瘢痕是常见的皮肤病理状态,以创伤或皮肤感染后异常成纤维细胞增殖和过度胶原沉积为特征。常规疗法如手术切除、放疗和药物干预常伴随疗效有限、高复发率和显著副作用。瘢痕组织比健康皮肤更厚更硬,TCM-MNs能够穿透纤维化屏障,是增生性瘢痕管理的有前景选择。
槲皮素(QUE)是具有抗纤维化和抗氧化特性的常见黄酮。研究人员开发了含双苯基碳酸酯交联环糊精MOF(CDF)载体的可溶BSP微针,下调Wnt/β-catenin和JAK2/STAT3信号通路,抑制I型和III型胶原表达以减弱瘢痕形成。原儿茶醛(PA)也被报道在增生性瘢痕形成关键过程中发挥作用,掺入HA基MNs后表现出足够机械强度穿透瘢痕组织,PA直接到达病理部位诱导成纤维细胞凋亡、减少胶原产生和抑制血管生成。双药策略进一步显示协同治疗,如结合没食子酸(GA)和QUE的序贯释放系统实现阶段特异性调控,GA早期释放抑制成纤维细胞增殖,QUE后期释放减轻ROS积累。
5.1.3 银屑病
银屑病是以过度角质形成细胞增殖、表皮增厚和全身炎症为特征的慢性自身免疫性皮肤疾病。常规疗法如阿普斯特、甲氨蝶呤(MTX)和阿达木单抗长期使用常无法完全缓解且伴随不良反应。相反,中药是更安全的途径,提供高患者耐受性和较低的全身毒性发生率。
中药成分在银屑病中的治疗潜力主要表现于抑制促炎信号级联和减少角质形成细胞过度增殖。结合MNs的皮肤穿透能力,生物活性中药化合物可被深层递送至银屑病皮损。如具有免疫抑制特性的榄香烯(ELE)可诱导银屑病角质形成细胞凋亡并抑制M1巨噬细胞来源的炎性细胞因子,ELE负载HA微针(HA-ELE-MNs)增强局部递送并在银屑病小鼠模型中靶向多种炎症通路。人参皂苷Rg3在脂质体基MNs(Rg3-MNs)中表现出优于游离Rg3或Rg3-脂质体的滞留性和更少皮肤刺激,治疗机制归因于对STAT3/p-STAT3信号及细胞因子(IL-17、IL-23和TNF-α)的抑制。
MTX作为银屑病一线药物长期应用受限于全身毒性。天然多酚根皮苷具有抗银屑病活性被掺入MNs以提供持续药物释放,表现出与MTX相当的治疗疗效且长期管理安全性更佳。此外,MNs为中药和常规药物联合提供新选择,如将黄酮葛根素(Pue)与光交联明胶甲基丙烯酰(GelMA)共载MTX(Pue/GelMA-HMNs),该系统在缓解银屑病症状和细胞因子水平方面优于口服和皮下MTX递送,值得注意的是Pue协同增强MTX疗效并减轻MTX副作用,提供平衡治疗。
5.1.4 特应性皮炎(AD)
AD是以皮肤干燥、糜烂、水肿、出血和剧烈红斑为特征的慢性自身免疫性皮肤状况。一线疗法皮质类固醇长期应用常引起严重不良反应和患者反应变异性,仍是未解决问题。相比之下,不限于黄酮、酚类和萜类的生物活性中药成分显示出更安全地缓解AD的显著潜力。TCM-MNs提高患者依从性并在AD治疗中实现更好的抗炎、抗氧化和抗过敏效果。
苦参碱(MAT)是从苦参中提取的生物碱,擅长处理瘙痒、炎症和过敏性皮肤病。研究人员设计的MAT负载可溶MNs(MAT-DMNs)显示持续释放动力学和超过70%的累积穿透率,MAT-DMNs显著减少小鼠AD模型中表皮增厚和肥大细胞浸润,还降低促炎细胞因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)水平以最终降低病变评分。EGCG也被配制成微针(EGCG/AA负载γ-PGA微针)用于AD治疗,提供患者友好型递送,通过抗氧化保护成功缓解AD症状。
5.2 毛发相关疾病
毛发是皮肤系统的重要组成部分,不仅发挥保护作用,还具有美学和心理社会功能。脱发和毛发变白等疾病 increasingly prevalent and difficult to manage,常造成心理影响和生活质量下降。当前FDA批准的药物如米诺地尔和芦可替尼伴随高成本、疗效有限和不良副作用。中药在治疗毛发相关疾病方面具有历史疗效,但临床疗效受限于皮肤穿透差和毛囊靶向性不足,MNs克服这些障碍并增强患者依从性。
脱发是最普遍的毛发脱落疾病类别,以雄激素性和脂溢性形式为代表。TCM-MNs作为药物载体可通过同时施加可控机械破坏刺激毛发再生。如将侧柏中的倍半萜雪松醇直接递送至毛囊,提高局部药物浓度并促进 robust hair regeneration。含HA和BSP的可溶MNs封装Rg3负载脂质体,BSP增强MNs的强度和生物相容性以实现毛囊递送,通过激活Wnt/β-catenin实现优于米诺地尔的毛发再生。负载铜/锌双掺杂介孔二氧化硅纳米粒子的QUE嵌入可溶MNs产生协同再生,黄酮-金属螯合物释放靶向雄激素性脱发的多条途径,包括抑制二氢睾酮(DHT)、减少炎症、促进血管生成和激活毛囊干细胞。此外,负载姜黄素和锌MOFs(ZnMOFs)的MNs在创面愈合和毛发再生中均显示疗效,解决锌缺乏、氧化应激和细胞增殖受损等多种脱发病因。
TCM-MNs还为毛发变白呈现有前景的途径。补骨脂提取物(PE)通过局部或口服给药显示临床逆转色素脱失的疗效。研究人员设计的可溶MNs(PE-MNs)具有柔性基底以适应头皮曲率,确保精确毛囊递送并避免全身毒性,成功抑制毛发变白进展。
5.3 类风湿性关节炎(RA)
RA是可显著损害关节功能和患者生活质量的系统性自身免疫疾病。RA病理生理涉及持续性滑膜炎症、免疫反应失调和病理性血管生成。尽管改善病情抗风湿药(DMARDs)是常规RA治疗的基石,但长期使用常导致严重不良效应,包括肝毒性、肾毒性和感染风险增加。
近年来,中药作为RA的候选治疗方法受到关注,其免疫调节和抗炎特性支撑了研究兴趣。雷公藤(TW)广泛用于治疗自身免疫疾病,临床疗效优于某些DMARDs。但TW衍生化合物的治疗潜力受限于全身毒性和生物利用度差。雷公藤甲素(TP)是TW提取物之一,具有强效抗炎和免疫抑制效应,但也携带显著全身毒性。将TP封装于HA-MNs直接递送至炎性关节,在减少炎症水平的同时减少脱靶器官损伤。Hua等人开发了ROS响应胶束配方共载BBR和青藤碱(B/S-TM),嵌入羧甲基纤维素基MNs(B/S-TM@MN),溶解后允许B/S-TM经皮肤穿透后通过ELVIS效应在炎性关节积累,关节中高ROS触发BBR和青藤碱的控释以重编程巨噬细胞、抑制细胞因子、抑制内皮迁移和减少血管新生。另一中药成分金丝桃素(HYP)具有抗炎和光动力特性,也有肝毒性风险。HYP被封装于乳剂体并通过AdminPen™金属空心MNs递送以解决毒性问题,靶向经皮给药结合光动力刺激最大化关节内活性以治疗RA。
5.4 肿瘤
肿瘤是全球发病率和死亡率高的疾病。尽管有手术、化疗和免疫治疗,临床结果仍不理想。中药因其在肿瘤管理中的多功能性受到更多关注,显示抑制肿瘤生长和转移、逆转多药耐药和调节免疫微环境等作用。例如,姜黄素可通过抑制NF-κB和STAT3信号通路减少促炎细胞因子产生和肿瘤进展。人参皂苷Rg3被证明促进凋亡、抑制血管生成和调节肿瘤微环境中免疫反应,Rg3也是 ShenYi Capsule 的主要活性成分,这是中国临床肿瘤治疗的中药制剂。MNs在肿瘤疫苗递送和免疫治疗中显示出微创且患者友好的重复注射替代价值,有望为中药提供靶向肿瘤递送的有利方式。目前TCM-MNs主要应用于浅表肿瘤。
肿瘤有效穿透提高局部浓度和精准度以最小化全身暴露。如甲基丙烯酰明胶基MNs封装Rg3,促进肿瘤内Rg3释放并具有有利的动力学,通过诱导凋亡和抑制细胞增殖显著增强抗肿瘤疗效。白藜芦醇(RVT)作为具有抗肿瘤潜力的多酚化合物被配制成纳米结构脂质载体(RVT-NLCs)并通过MNs给药用于乳腺癌治疗,相比口服递送,MNs递送的RVT-NLCs表现出增强的组织穿透和改善的肿瘤部位药物积累以实现更大治疗效果,凸显了MNs介导递送的价值。
5.5 其他
随着研究进展和临床需求,TCM-MNs为中药应用和疗效创造了新机遇。具有抗炎镇痛活性的肉桂油(CIO)被封装于纳米胶囊并负载HA-MNs(HAMNs-CIO@NCs)以治疗痛经,改善稳定性、减少气味和降低皮肤刺激以增强依从性,还降低子宫PGF2α/PGE2比值并缓解原发性痛经。对于同一活性成分,MNs提供在不同疾病中应用和增强疗效的可能性。如将姜黄素负载MNs用于帕金森病,比皮下注射更有效且保持无刺激性。姜黄素还显示强效抗炎效应,MNs给药帮助克服眼部障碍并减少眼内炎症。
中药含有多样化活性成分,具有多种药理活性和低毒性。MNs作为药物递送系统可改善成分的有效递送,使中药与MNs的结合成为治疗各种疾病的重要贡献。TCM-MNs值得进一步研究开发以在未来为患者提供更安全高效的治疗方案。
6. TCM-MNs标准化的挑战
TCM-MNs研究推进了传统医学发展,但广泛应用前仍存重大挑战。由于高成本、制造限制和临床验证不足等障碍,目前尚无商业TCM-MNs。需要严格研究和标准化生产,还应关注经济有效的制造和量身定制的监管框架。中药标准化已获国际标准化组织(ISO)认可,但TCM-MNs的统一标准仍是重大挑战。中药成分的化学多样性进一步使产业转化复杂化,大规模制造中优化配方和质量控制至关重要。
值得注意的是,质量标志物(Q-markers)已被提出作为评估中药制剂整体质量的关键指标。高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)和液相色谱-质谱联用(LC-MS)等先进技术被高度期待用于定量Q-markers,以阐明TCM-MNs的成分-代谢物-基因-蛋白质相互作用。通过可靠指标确保TCM-MNs的均匀性、有效性、稳定性和可重复性至关重要。同时,人工智能(AI)已涌现为中药现代化的有价值的工具。在产业制造中,AI可帮助整合处方比例、设备设置和材料属性以优化工艺,能够降低试验成本并达成高效方案。AI追踪关键成分、将工艺与质量结果关联,并阐释TCM-MNs的体外和体内药理学,有助于诠释复杂配方。基于对健康和福祉日益增长的认识,中药制剂的潜在应用变得广阔。通过先进技术加强TCM-MNs的标准化和规范化,对于推动其产业应用和中药更广泛的现代化至关重要。
7. 结论与展望
广泛认可的是,中药具有多样化药理活性和有利安全性。常规中药给药方式因吸收效率低常面临依从性差和生物利用度有限。MNs为中药现代化递送提供了变革性方法。与传统TDDS相比,MNs显著增强真皮穿透并实现控释,能够维持稳定血药浓度并提高疗效和患者依从性。本综述强调了TCM-MNs的类型和优势,讨论了负载草药提取物、经典方剂、纳米粒子甚至多功能基质的中药微针。与基于化学药的MNs不同,TCM-MNs独特整合"药物与辅料一体化",降低毒性并增强药效效率。与针灸和其他治疗方法的潜在协同进一步凸显了TCM-MNs的益处。
尽管有这些有前景的发展,未来临床采用仍有若干前景和需求。首先,中药衍生外泌体是中药的新形式,代表创新的引人注目机遇。源于间充质干细胞的外泌体负载MNs已被研究并显示作为生物活性无细胞经皮平台的前景。中药草药作为功能性外泌体的来源已被证实,如人参皂苷外泌体和姜外泌体,在抗肿瘤和抗炎活性中显示良好生物活性。但MNs与中药衍生外泌体(TCM-exosomes-MNs)的整合罕见,值得更多研究。未来研究应测试跨疾病的药理学相关性、靶向能力和生物标志物潜力。其次,大多数TCM-MNs使用可溶MNs,需要功能多样化以改进递送和增加能力。空心和水凝胶形成MNs以及刺激响应MNs可极大扩展TCM-MNs的治疗范围,智能系统可实现可编程释放、实时响应信号和多功能治疗。因此,应开发负载中药并具有特定响应功能的新材料。第三,广泛治疗用途提示在化妆品中的潜力。MNs自2005年以来已应用于化妆品,改善皱纹、瘢痕和减脂等。目前中药也因其抗炎、抗氧化和抗菌活性等在美容学中引发热潮。因此,TCM-MNs值得进一步研究并在化妆品领域具有未来发展前景。
总之,虽然已取得显著进展,TCM-MNs的发展仍处于早期阶段。持续的跨学科努力对于完善其设计、扩展其功能和建立其临床效用至关重要。随着进一步创新,TCM-MNs有潜力转变经皮治疗格局,为皮肤和全身疾病治疗提供安全、有效且患者友好的替代方案。
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