Cell子刊上新：张宇琪/顾臻/樊春海/陈波开发工程化图钉针，增强针灸疗法

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

针灸（Acupuncture）作为一种“替代医疗”的针灸已被世界卫生组织（WHO）批准用于缓解疼痛、糖尿病、肥胖、胃肠疾病等多种疾病。之前有研究表明，针灸针刺激特定的身体区域（穴位）可以通过激活来自背根神经节（DRG）和/或三叉神经节的周围神经，触发远端部位的体感自主神经反射，潜在调节身体生理。

虽然针灸在中国已经有3000多年的历史，但由于对专业知识的要求以及针灸所使用的长针可能带来疼痛感，其实施一直受到阻碍。最近，针头长度仅为0.3-2.5毫米的图钉针成为了一种新的医疗器械，它能够被普通人轻松使用，而且可以像常规的针灸疗法一样，在体内停留几天时间。但其应用仍受到疗效有限和需要延长治疗周期的限制。

2024年12月2日，浙江大学药学院张宇琪研究员、顾臻教授、上海交通大学樊春海院士及天津中医药大学陈波副教授等，在 Cell 新子刊Cell Biomaterials上发表了题为：Engineered thumbtack needle for augmented acupuncture therapy 的研究论文，这也是这一新期刊第一批上线的三篇论文之一。

该研究开发了一种工程化图钉针，对钛金属针头的表面工程化处理，实现负载药物的可控释放，通过药物递送和物理刺激增强治疗效果，并在2型糖尿病小鼠模型和骨关节炎大鼠模型中验证了其效果和安全性。 这种工程化图钉针带来了一种微创、高效且简单易用的治疗方式。

在这项研究中，研究团队开发了一种表面工程化图钉针贴片，其可实现利拉鲁肽（LRT，一种降糖和减肥药物）或双氯芬酸二乙胺（DDA，一种抗炎镇痛药物）等治疗药物的受控释放，同时为增强治疗提供渐进和温和的物理刺激，在按压后可贴合在皮肤上。

具体来说，钛金属（Ti）针首先被阳极化，在其表面形成多孔的二氧化钛纳米管（TiO 2 nanotube，简称TNT） 以放大表面积。然后，使用自组装单分子层的 3-氨丙基三乙氧基硅烷修饰TNT，形成aTNT，或使用四涂层的聚乙烯醇-十八烷基三甲氧基硅烷修饰TNT，形成cTNT，前者用于装载LRT，后者用于装载DDA。

进一步验证实验显示，装载了利拉鲁肽（LRT）图钉针（LRT@aTNT）在5周的治疗期间有效控制了2型糖尿病小鼠的血糖水平（<260 mg/dL），并显著降低了它们的体重（对照组小鼠53克体重，实验组<43克），胰岛素抵抗指数则从157.5显著降低到了48.5，而每天皮下注射LRT组小鼠则为117.6。

而装载了双氯芬酸二乙胺（DDA）的图钉针（DDA@cTNT）在4周时间的治疗中显著改善了骨关节炎（OA）大鼠的疼痛阈值，使其接近正常水平，并减轻了关节软骨侵蚀，使用骨关节炎OARSI评分，治疗组为10分，而对照组为20分（满分为20分，分数越高代表骨关节炎越严重）。

总的来说，该研究开发了工程化的图钉针，通过对钛金属针头的阳极化和进一步工程修饰，使其负载治疗药物，并在2型糖尿病小鼠模型和骨关节炎大鼠模型中显示出了良好的治疗效果和生物安全性。

该团队此前的研究显示，载药微针可用于物理刺激和增强药物治疗，促进疾病控制和缩短治疗时间。而该研究开发的工程化图钉针还可以在针刺治疗（针灸治疗）中进行热刺激和电刺激，实现协同治疗。将来可对针灸及其相关机制进行进一步研究，以完善和提高其治疗效果。除了治疗功能之外，利用纳米管修饰的针头，还可在体内提取体液或组织，并进行进一步的即时检测（POCT）。

论文链接：

https://www.cell.com/cell-biomaterials/fulltext/S3050-5623(24)00002-3