近期，烟台大学药学院张蓬教授团队在期刊Biomaterials Translational上发表综述性文章：Microneedles in biomedicine: Innovations, challenges, and future prospects。
系统阐述了微针技术如何突破传统给药困境。该技术通过微创透皮递送，已应用于药物递送、慢病监测及疫苗接种等多个领域。文章同时剖析了其临床转化面临的关键挑战，为微针成为下一代精准医疗工具明确了发展路径。
研究内容简介
传统给药面临两大痛点：口服吸收率低、注射疼痛不便。微针技术正悄然改变这一局面——它如一片「隐形创可贴」，以微米级针尖无痛穿透皮肤，在高效递送药物的同时，还能实时监测健康指标，真正实现「诊疗一体」。
图1. 微针技术：分类、应用挑战与智能化未来
1. 五大类型，精准匹配不同需求
微针的多功能性源于其多样化的结构设计，文章将其分为五大类，各有专攻：
图2. 微针的分类
实心微针（SMNs）：以不锈钢、钛等坚固材料制成，采用 “先穿刺再给药” 模式，机械强度高，适合医美抗衰等场景；
空心微针（HMNs）：针尖带微腔，可主动注射药物，支持高剂量快速递送，在疫苗接种、胰岛素给药中表现突出；
涂层微针（CMNs）：针体涂层负载药物，接触间质液后快速溶解释放，操作简便，适合局部麻醉、快速免疫；
溶解微针（DMNs）：以透明质酸、聚乳酸等可降解材料制成，刺入后完全溶解释放药物，载药量高（单阵列可达 100μg），无残留风险，是疫苗和胰岛素递送的热门选择；
水凝胶微针（HFMNs）：由交联亲水聚合物制成，刺入后吸收间质液肿胀形成通道，实现长效可控释放，特别适合慢病管理、伤口愈合等需持续给药的场景
图3. 各类微针在不同疾病治疗中的应用
2. 跨界应用爆发：从临床诊疗到食品安全
微针已不再局限于给药，而是成为覆盖 “诊疗 + 跨界” 的多功能平台：
诊断监测：通过间质液提取，实现血糖、炎症因子、肿瘤标志物等实时监测，灵敏度低至 1ng/mL，可替代传统抽血，适配糖尿病、心血管疾病等慢病管理，甚至开发出自校准多指标监测系统；
治疗领域：糖尿病治疗中，智能响应微针可根据血糖水平动态释放胰岛素；疫苗接种中，微针直接靶向皮肤免疫细胞，免疫原性媲美肌肉注射且更易储存；此外，还能用于肿瘤局部化疗、免疫治疗、糖尿病足溃疡再生、眼科疾病靶向给药等；
跨界创新：延伸至食品安全领域，开发出多孔微针贴片，可快速检测肉类水分、食品亚硝酸盐含量，无需样品预处理，实现现场便捷筛查。
图4. 微针在早期诊断与健康监测中的应用效果示意图:
(A) 酒精生物传感器的构造示意图; (B) 小鼠间质液（ISF）葡萄糖监测示意图; (C) 基于比色法利用多孔聚合物微针贴片测定肉类含水量的原理示意图; (D) 基于微针传感的亚硝酸盐检测示意图.
3. 未来方向与挑战：迈向精准医疗新时代
针技术的下一代突破将聚焦三大方向： (i) 智能响应系统：开发葡萄糖、pH、光热等刺激响应型微针，实现 “按需给药”，比如血糖升高时自动释放胰岛素；(ii) 可穿戴与个性化：结合可穿戴设备打造 “诊断 - 给药” 闭环系统，借助 3D 打印技术实现微针尺寸、形状的个性化定制； (3) 整合纳米材料、生物传感器等，拓展基因治疗、细胞递送等前沿应用。
4. 结论与展望
微针技术通过材料科学、微制造与生物医学的交叉融合，既解决了传统给药的核心痛点，又拓展了诊断与跨界应用的边界。未来，随着智能材料、3D 打印与可穿戴技术的深度整合，微针有望成为精准医疗的 “核心载体”，在慢病管理、疫苗普及、肿瘤治疗等领域实现规模化应用，真正让 “微创、高效、个性化” 医疗走进大众生活。
原文信息
Li X, Zhang C, Zhang Y, Liu Z, Li J, Meng Y, Zhang P. Microneedles in biomedicine: Innovations, challenges, and future prospects. Biomater Transl. 2025, 6(4), 373-388.
链接：https://www.biomat-trans.com/journal/BMT/6/4/10.12336/bmt.25.00122
