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随着糖尿病患病率持续攀升,胰岛素的高效、无创递送方式成为国际药学研究的热点方向。近日,奥克兰大学(新西兰)药学院博士生Eileen Hulambukie、博士研究员Mengyang Liu、博士高级讲师Sara Hanning和终身高级教授Jingyuan Wen 的科研团队,联合复旦大学高级教授吴伟、上海交通大学肿瘤研究所教授向冬喜,在Acta Materia Medica杂志发表题为 “Formulation approaches and strategies for transdermal delivery of insulin: special emphasis on microneedle-based systems” 的综述论文(DOI: 10.15212/AMM-2025-0019),系统总结了近年来胰岛素经皮递送策略的研究进展,尤其聚焦微针技术在该领域的应用前景与技术挑战,展现了强烈的临床转化潜力和战略研究价值。
传统胰岛素以皮下注射为主,尽管给药效率高,但长期依赖注射方式严重影响患者依从性。由于胰岛素分子量大、结构不稳定,口服制剂易被胃肠道酶降解,生物利用度低于 1%。因此,开发替代性递送途径势在必行。皮肤作为理想的给药窗口,其屏障结构却显著限制了大分子药物的透过率。为解决该难题,研究者提出了包括渗透促进剂、脂质体、微乳、聚合物载体等多种策略 (图1),但普遍存在透皮效率有限、皮肤刺激性强及剂型稳定性差等问题。
图1 基于纳米载体与穿透促进技术的胰岛素经皮递送策略概览(由 Biorender.com协助制作)
在此背景下,微针系统作为一种新兴物理辅助递送技术,凭借其可控穿透角质层、不损伤真皮神经末梢、操作简便等优势,受到广泛关注。本文系统梳理了微针种类(可溶性、空心型、涂层型、响应型)的结构特点、载药机制及其在胰岛素递送中的应用进展 (图2),重点讨论了通过微针联合纳米载体(如微乳、凝胶、脂质体)实现双相释放(即速效与长效)治疗策略的可行性与优势。
图2 不同类型微针(MNs)及其药物递送机制的概括图(由 BioRender.com 协助制作)
文章进一步指出,部分微针‑胰岛素组合制剂已进入临床试验阶段,标志着该技术正逐步从概念验证迈向临床实际应用。然而,微针系统仍面临诸多挑战:其一,如何在保证稳定性的前提下提高胰岛素负载量;其二,长期使用后的皮肤安全性评估尚需充分数据支持;其三,产品的一致性、批量化生产与质量控制标准仍待完善。此外,该综述还提出未来微针系统可与可穿戴传感器、生物反馈调控装置协同,实现个体化、闭环式胰岛素给药,为糖尿病治疗模式带来根本性变革。
总体而言,该综述论述详实、结构严谨,涵盖了胰岛素经皮递送的关键科学问题与工程挑战,对于推动新型非注射胰岛素制剂的研发与临床转化具有重要的参考价值。随着材料科学、药剂学与智能医疗技术的不断融合,微针系统有望成为未来胰岛素给药的主流解决方案之一。
主要作者及通讯作者介绍
温晶媛 教授
温晶媛教授(Professor Jingyuan Wen)为新西兰奥克兰大学药学院终身特聘教授、博士/硕士研究生导师、药剂与递药系统学科带头人,兼任莫里斯·威尔金斯分子发现研究中心(Maurice Wilkins Centre)终身高级研究员。她是该院首位系统建立蛋白与多肽类药物口服及经皮递送研究平台的核心专家,长期专注于神经肽、蛋白、多肽和抗氧化剂等复杂活性物质的生物屏障穿透机制、递送载体设计及临床转化研究,在全球药物递送与制剂科学领域具有广泛影响。
温教授1991年获原上海第一医学院(现复旦大学药学院)药学硕士学位,后赴新西兰深造,获奥塔哥大学药剂学博士学位。2002年任新西兰Neuren制药公司博士后研究员,专注中枢神经递药系统与阿尔茨海默病、脑卒中治疗的神经肽研究。2005年加入奥克兰大学留校任教并晋级为药学院终身特聘教授,现为全球少数深度融合蛋白药物递送机制与工业化应用的华人学者之一。 作为国际控释与药剂领域的重要推动者,她曾任国际控释学会(CRS)口服药物评审委员会主席(2007–2012)、年会摘要评审专家、美国科学顾问委员会成员,并担任多本国际药学权威期刊的编委,包括“Pharmaceutics”、”Asian Journal of Pharmaceutical Sciences(IF 10.2)编辑及Acta Materia Medica(IF 7.8)副主编。她是2025年CRS新西兰年会主席,致力于推动本地区与国际控释领域的前沿合作与发展。 在科研方面,温教授主持和参与包括新西兰国家卫生研究委员会(HRC)、商业创新部(MBIE)等在内的40余项国家及行业项目,累计发表SCI论文、国际专利。专著及会议摘要逾300篇,累计影响因子超过550, 引用逾6000. 她曾任多家国际药企研发顾问,并与国内外高校及企业在中枢递药、多肽口服系统、微针平台及多功能纳米载体方面建立了长期合作机制。 温教授重视国际合作与人才培养,已指导博士后10人、硕博研究生40余人,其团队屡获国际学术奖项,包括2021年CRS国际年会“最佳口头报告奖”。作为复旦大学杰出校友,她亦多次应邀返校讲学,积极推动中新药学教育与科研交流。作为兼具学术深度、产业思维与国际视野的药学领军人物,温教授致力于打造基础研究—临床转化—产业应用协同平台,持续引领肽类药物与精准递送技术的全球发展。她目前位列斯坦福全球前2%顶尖科学家,展现出卓越的国际影响力。
Sara Hanning 博士
Sara Hanning博士,注册药剂师,新西兰奥克兰大学药学院高级讲师,博士硕士研究生导师。长期专注于儿科药物递送、药物稳定性、肠外给药途径及药学可持续性等研究方向,尤其关注化合物在新生儿与儿童等特殊人群中的递送挑战及其临床转化应用。Hanning 博士于新西兰奥塔哥大学获得药学学士及博士学位,并在英国伦敦大学学院完成博士后研究。她曾任职于社区药房,具备深厚的临床实践经验与学术研究背景。现担任奥克兰大学药学院副院长及新西兰循环创新研究中心(CIRCUIT)联合主任,并曾任新西兰控释学会(NZCRS)财务部长及核心成员,积极参与药学专业组织建设与发展。她亦为多家国际药学与药剂学期刊担任同行评审人。至今,Hanning 博士已在国际期刊发表40 余篇SCI论文、会议摘要及专著章节,参与多项新药研发及先进药剂技术研究项目。其代表性研究成果涵盖新型剂型开发(如栓剂、3D 打印药物)、儿科制剂稳定性分析、药物绿色处置及药学教育创新等领域。她还积极参与学术科普与公众传播,常在《Contact》杂志及相关播客平台就临床药学热点议题发表观点,致力于提升药学的社会认知与专业影响力。此外,Hanning 博士深度参与新西兰国家药学规范的制定,尤其在特殊人群药物调剂与本土药物制造标准推广方面贡献突出,现为新西兰外用调剂工作组(Extemporaneous Compounding Working Group)的核心成员之一,为提升弱势群体安全用药与健康保障作出重要贡献。
Eileen Hulambukie 硕士
Eileen Hulambukie硕士,新西兰奥克兰大学药学院博士研究生。她本科毕业于巴布亚新几内亚大学,获药学学士学位,后于奥克兰大学取得健康科学硕士学位(药学药剂方向)。攻读博士学位期间,主要研究方向为微针系统与药物递送技术的开发与优化,聚焦新型递送载体在糖尿病等慢性疾病治疗中的应用转化研究。在攻读博士学位前,Hulambukie 女士曾在巴布亚新几内亚卫生部工作逾八年,担任药品质量评估专家,积累了丰富的药品监管与注册审评经验,尤其在医疗产品质量标准制定、法规审查与药政政策实践等方面具备深厚的专业能力。她兼具药品研发与质量控制的跨学科背景,为其博士阶段研究注入了强烈的实践导向与政策适应性视角。目前,她围绕微针药物递送系统、蛋白与多肽类药物的稳定性控制以及跨国、资源有限国家药物可及性等问题开展系统研究,致力于推动高效、可接受性强的药物递送技术在全球卫生体系中的推广与应用,尤其关注太平洋岛国及欠发达地区药学服务的发展与提升。
Mengyang Liu 刘孟洋博士
Mengyang Liu 刘孟洋博士,新西兰奥克兰大学药学院研究员、博士硕士研究生副导师,兼任莫里斯·威尔金斯分子发现研究中心(Maurice Wilkins Centre for Molecular Biodiscovery)研究员。刘博士是国际控释学会(Controlled Release Society, CRS)新西兰分会2025年年会组委会成员及《Pharmaceutics》期刊特刊客座编辑,在生物活性肽类药物递送系统的开发与转化应用方面具有系统研究积累与突出的国际影响力。刘博士本科毕业于中国药科大学,随后赴奥克兰大学深造,先后获得药学硕士(一等荣誉)与药学博士学位。其博士研究聚焦免疫调节肽 Thymopentin 的 PEG 化纳米递送系统及其口服吸收机制,构建了多尺度模型系统阐释肽类药物跨越胃肠道屏障的机理。博士后阶段,他继续深耕药物递送药剂学科,研发平台涵盖微针、脂质体、固体脂质纳米粒、透皮系统、胶束与凝胶等多种先进载体,着重提升多肽、蛋白质及抗氧化药物在皮肤、胃肠道及中枢神经系统中的靶向递送效率与生物利用度。目前主持或参与多项国际合作项目,在纳米载体设计、控释制剂开发与药物递送临床转化方面经验丰富。
迄今,刘博士已在 Acta Pharmaceutica Sinica B、International Journal of Pharmaceutics 等期刊发表 SCI 论文 20 余篇,Google Scholar 引用逾 250 次,并多次在 CRS 国际年会、新西兰CRS,奥克兰Healthex及澳大利亚 DDA (CRS)会议等国际舞台作口头报告并获头等奖。他亦担任 Pharmaceutics、Pharmaceutical Development and Technology 等期刊审稿人,现指导和协助指导多名硕博研究生,致力于搭建药物递送科学与疾病治疗需求之间的转化桥梁,推动创新制剂的产业化落地。
引用本文:
Hulambukie E, Liu MY, Wu W et al. Formulation approaches and strategies for transdermal delivery of insulin: special emphasis on microneedle-based systems. Acta Materia Medica. 2025. Vol. 4(3):466-492. DOI: 10.15212/AMM-2025-0019
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GMT+8, 2025-7-12 02:25
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