上海腾拔国产质构仪助力上海交通大学医学院发表关于微针的研究成果

近日，上海交通大学医学院附属仁济医院研究人员在国际期刊《Journal of Nanobiotechnology》（IF：15.0）发表了题为“Dissolvable silk microneedles delivering minocycline-loaded ZIF-8 nanoparticles for targeted modulation of sebocyte metabolism and improved acne therapy"的研究性论文。在该论文中，研究人员利用上海腾拔Universal TA国产质构仪用于测定微针的机械强度。

寻常痤疮（AV）皮损处呈酸性、皮脂富集且易发生炎症的微环境；传统米诺环素疗法受角质层屏障阻碍，还存在药物全身暴露风险。本研究构建载米诺环素沸石咪唑酯骨架材料复合可溶丝素蛋白微针（Mino@ZIF-8/SF MNs），实现靶向皮脂腺、pH 响应释药及多模式协同治疗。载米诺环素 ZIF-8 复合丝素蛋白微针（Mino@ZIF-8/SF MNs）形貌均一呈锥形，具备优异机械强度（单根微针断裂峰值力约 0.4 N）、快速溶释特性（溶解时长＜1 min）、高载药量（约 40.11%）与包封率（约 70.2%），且溶血活性极低。相较于生理 pH 7.4 环境，弱酸性条件（pH 5.5）下米诺环素释放速率显著提升，可适配痤疮病灶酸化微环境。功能学实验结果显示，每贴片给药量 30 μg 时，该微针对痤疮丙酸杆菌抑制率超 95%，并可显著抑制皮脂腺细胞炎症反应。在热灭活痤疮丙酸杆菌诱导的 SZ95 皮脂腺细胞模型中，Mino@ZIF-8/SF 微针可下调 NFKB1、IL-1α、IL-1β、IL-6、IL-8 及 MMP9 基因表达，同时抑制细胞因子 - 细胞因子受体互作、IL-17 通路及中性粒细胞胞外诱捕网（NET）相关信号通路。转录组测序（RNA-seq）结果表明，该制剂可重塑皮脂腺细胞代谢：促进细胞凋亡、维持线粒体氧化功能、调控过氧化物酶体增殖物激活受体 γ（PPARγ）介导的脂质代谢，多重作用共同减少胞内脂滴蓄积。痤疮丙酸杆菌诱导的小鼠痤疮模型体内实验证实，Mino@ZIF-8/SF 微针可显著加速皮损消退，降低皮损隆起程度、结痂面积与皮损直径评分，恢复表皮正常厚度并减少皮脂腺脂质堆积；经组织病理学、血常规及血清生化检测验证，该制剂无明显全身毒性。

微针的机械强度是保障其顺利穿刺皮肤、避免针尖变形或断裂的关键。本研究采用质构仪采集 Mino@ZIF-8/SF 微针的力 - 位移曲线。单根微针承受的作用力随位移增加逐步上升，极限断裂峰值力约 0.4 N，且在失效前无突发性断裂现象（图 3C）。值得注意的是，该数值远高于文献报道中实现有效皮肤穿刺所需的zuidi阈值 0.05 N。与纯丝素蛋白空白微针相比，引入 Mino@ZIF-8 颗粒可小幅提升微针抗断裂能力，推测原因是刚性纳米颗粒网络在丝素蛋白基质内部起到了力学增强作用。

参考文献：Xuefan Yang, et al. Dissolvable silk microneedles delivering minocycline-loaded ZIF-8 nanoparticles for targeted modulation of sebocyte metabolism and improved acne therapy. Journal of Nanobiotechnology, 2026