在过去的几十年里，微针的持续创新协同推进了眼部药物递送领域，然而，由于微针在亚毫米范围内的相对较大尺寸以及角膜的异常敏感性（即角膜疼痛），微针在人眼中的临床实施仍然面临挑战。因此，本研究设计了一个独特的眼部药物递送平台，通过将硅纳米针（Si NNs）与泪溶性隐形眼镜集成在一起，实现无痛和长期持续的眼部药物递送。

具体而言，本研究在泪溶性隐形眼镜上开发了垂直有序的可生物降解Si NNs阵列用于眼部药物递送。（1）首先，在Si NNs上涂覆聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） 薄层（200 μm厚），然后使用自动剥离设备进行机械剥离。在剥离过程中，机械应力集中在Si NNs的底部底切处，从而产生裂纹，导致它们与供体Si晶片物理分离；（2）其次，在暴露表面涂上一层水溶性聚乙烯醇（PVA）溶液，然后在60°C下热退火一小时以完成聚合；为了提高治疗效果，在此阶段将PVA膜与抗炎药物混合，以实现双相药物释放（即，从泪溶性隐形眼镜中快速释放抗炎药物，然后从Si NNs长期持续释放治疗性眼药）；（3）将整个结构（即PMMA/Si NNs/PVA）裁剪成圆形（直径10-15 mm），接着在90℃下压入隐形眼镜状模具中5 min，然后用丙酮选择性去除PMMA层；（4）最后，用硅烷对Si NNs的表面进行化学功能化，为了实现与抗体治疗性眼用药物的强共价交联。该泪液可溶隐形眼镜的厚度控制在37至43 μm的范围内，这比标准商业隐形眼镜（50-180 μm）薄。在常温条件下，在干燥器中保持泪液可溶隐形眼镜的机械完整性超过6个月，没有任何降解迹象。

研究结果表明：

（1）Si NNs提供了最佳的设计，以微创的方式渗透和嵌入角膜，然后在几个月的时间里逐渐降解；

（2）与典型的生物可吸收复合材料相比，Si NNs的长期降解使治疗性眼部药物能够长期持续释放；

（3）泪液可溶性隐形眼镜在配镜时作为Si NNs的临时支架，然后在一分钟内完全溶解在泪液中，这有助于保持用户的舒适度和清晰的视力，而不会出现角膜基质混浊；

（4）Si NNs在兔子模型中的体内评估（角膜新生血管形成）支持其在治疗慢性眼病方面的疗效，而且副作用比结膜下注射和手术疗法要小。

综上，本工作构建的Si NNs与为微创，无痛和有效的眼部药物递送铺平了一条新途径，其可以潜在地装载多种眼部治疗药物，以扩大其在治疗各种慢性眼部疾病（如青光眼，黑色素瘤和白内障）中的适用性。

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说明：

本研究结果以题为“Biodegradable silicon nanoneedles for ocular drug delivery”发表在《Science Advances》杂志上。第一作者为Woohyun Park，通讯作者为Chi Hwan Lee。

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时简