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近日，中科院北京纳米能源与系统研究所李舟、罗聃研究员和大学第一附属医院整形外科张家平教授合作开发了一种基于微针的自供电经皮电刺激系统（mn-STESS），为提高传统药物疗效提供了全新策略。相关成果以“Improved.pharmacodynamics.of.epidermal.growth.factor.via.microneedles.-.based.self-.powered.transcutaneous.electrical.stimulation”为题在线发表于《自然-通讯》。

表皮生长因子（EGF）具有促进伤口愈合的重要作用，然而，EGF的传统给药方式面临以下挑战：（1）临床常用的乳膏制剂难以使EGF穿透表皮；（2）虽然EGF可通过注射给药，但是该方式增加感染风险，同时由于疼痛患者依从性低；（3）EGF在体稳定性较差，体内丰富的谷胱甘肽（GSH）可打开EGF分子的二硫键，导致EGF失活；（4）长期使用EGF导致EGF受体（EGFR）脱敏，极大阻碍EGFR信号激活。

针对上述问题，研究团队开发了一种基于微针的自供电经皮电刺激系统（mn-STESS），通过将滑动式摩擦纳米发电机与两段式微针释药贴片结合，在多个层面实现了对EGF药效学的改善。首先，mn-STESS利用微针刺穿角质层，将EGF递送至真皮层，提高了药物渗透性和利用率；其次，mn-STESS中整合的摩擦纳米发电机将手指滑动的机械能转化为电能，通过微针施加经皮电刺激。mn-STESS产生的电刺激可以作为EGF的“佐剂”，其不仅通过促进GSH扩散，抑制GSH对EGF的还原，维持EGF的稳定性，而且可通过上调EGFR表达，改善EGFR的脱敏问题；最后，通过小鼠全层皮肤创面模型，研究在体证实mn-STESS可有效提高EGF药效，从而显著促进伤口愈合。

▲电刺激与EGF协同作用对HaCaT细胞

▲mn-STESS改善EGF的药效

       研究表明，基于自供电装置的“电佐剂”在改善药物药效方面具有巨大应用前景，为人类克服经典药物的耐受性提供了一种潜在解决方案。

（供稿：第一附属医院）