高高掛起的鹽水瓶、長長的輸液管、漫長痛苦的等待……“掛鹽水”想必是不少人的童年“陰影”。這種興起于上世紀第二次世界大戰的靜脈輸注技術是用藥史上里程碑式的發明，但其需要專業的醫護協助，患者長時間駐留醫院或住院治療，患者體驗較差且治療成本較高。
近年來，可穿戴醫療設備的研究多元發展，在疾病治療和健康管理方面展現出巨大潛力。那么，如何讓可穿戴醫療設備實現“鹽水瓶”的類似功能呢?
日前，浙江大學藥學院、浙江大學金華研究院、先進藥物遞釋系統全國重點實驗室顧臻教授、張宇琪研究員、俞計成研究員團隊聯合浙江大學醫學院附屬第一醫院、首都醫科大學附屬北京朝陽醫院主鴻鵠主任醫師團隊，首次報道了一款貼敷式輸注貼，可實現大劑量藥物無痛穩定的體內輸注。該輸注貼利用腔體內的滲透壓差將藥物以恒定的速率通過空心微針陣列注入體內，來維持穩定的血藥濃度以增強藥物療效并減少毒副作用。作為一種全新藥物遞釋技術，輸注貼可裝載不同藥物且可實現持續穩定藥物釋放，已在多種動物模型上驗證了該技術對藥物（如抗腫瘤藥物、降糖藥物、抗生素等）的大劑量長時間穩定控釋。
貼敷式藥物輸注貼潛在變革傳統靜脈滴注治療
這項成果于2024年11月28日，發表于國際知名期刊《科學·轉化醫學》上。
醫藥聯動，深入病房找問題
2021年初，在浙大一院血液科查房交流期間，一名急性髓系白血病患者因為長時間輸液，手臂出現大范圍紅腫和淤青，引起顧臻和他團隊的注意。
“急性髓系白血病治療初期，需要連續72小時通過常規靜脈輸液的方式給藥治療，加上凝血功能受損，在治療過程中病患往往比較痛苦，精神狀態也較差。”主任醫師主鴻鵠與顧臻深入交流臨床治療上出現的問題，探討如何能讓每日輸液化療變得便捷高效，減緩患者輸液時的困擾。
靜脈輸液作為一種通過靜脈穿刺將液體藥物直接輸送到血液循環中的技術，作用過程主要依賴于重力作用，將預先配制的藥物溶液緩慢且持續地滴注入患者的靜脈。
帶著臨床發現的問題回到實驗室，團隊反復研討，決心變革傳統靜脈輸液方式。“我們思考，是不是可以‘繞開’靜脈穿刺，開發一種采用透皮方式給藥的器械。”顧臻說，然而如何改變傳統“鹽水”液體的儲存形式，擺脫輸液對重力或電子泵作為驅動力的依賴，成為了擺在團隊面前的一大難點。
藥械結合，“鹽水瓶”微縮可穿戴
受到緩釋膠囊作用原理的啟發，團隊決定將滲透泵技術與透皮微針器械開展創新集成，通過三年打磨，成功研發了一種硬幣大小、不足5毫米厚的微型“鹽水瓶”——貼敷式輸注貼。
如何理解這種給藥方式變革之大？可以類比手機充電模式，從繁瑣的接線板充電升級到無線且小型化的充電寶充電，其最鮮明的特點之一就是輕巧與便攜。
這種可穿戴的貼敷式藥物輸注器件，可裝載超過2克的藥物，分成藥腔和水腔兩層，藥腔側連有三根長度小于2毫米、直徑約0.2毫米的空心微針，可以實現微創給藥。
可穿戴貼敷式輸注貼（Osmotic microneedle patch, OMN）基本結構及原理圖
輸注貼外觀圖
團隊設計了專用模具，將治療急性髓系白血病的化療藥物阿糖胞苷通過特殊壓片工藝，裝入藥腔。藥腔通過半透膜與水腔隔斷，用藥時，使用藥械盒中配備的注射器將專用溶劑注入水腔，溶劑進入藥腔溶解藥物，利用藥腔與水腔產生的較為恒定的滲透壓差作為驅動力，將藥物溶液借助中空微針陣列以穩定速度遞送到體內。
研究團隊通過對比實驗發現，裝載阿糖胞苷、艾塞那肽（治療糖尿病藥物）的輸注貼，能夠在動物體內實現24小時的持續釋放。與皮下注射相比，輸注貼在抑制腫瘤和降低血糖方面表現出顯著效果。其中，阿糖胞苷輸注貼在大動物模型體內可穩定釋放225毫克的藥物劑量，足以滿足臨床治療中成年人每日150至300毫克的劑量需求，其有效持續時間是皮下注射的3倍。
輸注貼的比格犬藥動結果（左）；受試者使用輸注貼前后照片（中）；受試者對輸注貼接受度的問卷調查結果（右）。
值得注意的是，輸注貼在健康受試者中的耐受性和安全性測試中評價優異，受試者均表示會傾向于使用輸注貼取代現有的靜脈滴注或皮下注射給藥方式。
產品導向，落地轉化造福患者
“輸注貼采用固態壓片載藥技術，可提高小分子、多肽和蛋白藥物在常溫條件下的穩定性，在常溫儲存和運輸的便捷性上優勢明顯。”主要發明人之一、博士后研究員趙升博士說。
這樣一款產品距離走上“貨架”還有多遠？
“輸注貼在設計之初，選用的每一種原材料，都已獲得藥監部門在相關醫療產品中的批準，產品的安全性有保障。”張宇琪介紹，整個研究設計過程都從源頭上盡可能縮短“書架”到“貨架”的距離，讓科技成果距離人們生活跟近一步。此外，輸注貼還可以通過部件組裝的方式實現規模化生產，且匹配工業滅菌和封裝工藝設計。
“我們期待這一平臺技術能在臨床疾病治療中發揮多重作用，不僅可用于小分子藥物的穩定輸注，還能用于多肽、蛋白質及核酸等藥物的持續釋放，幫助到感染性疾病、腫瘤、心腦血管及糖尿病等疾病的治療。”張宇琪說。
多場景應用方面，這款便捷式輸注貼不僅可方便病患居家、出行、工作。因為不依賴重力，將來甚至可用于太空醫療，真正使“掛鹽水”變得便捷、無壓力。
“這項研究表現出比較鮮明的醫工結合特征和臨床轉化潛力，立意是在我們和臨床醫生查房過程中產生的，并利用多學科理論與技術的交叉創新得以實現，為患者解決問題是我們的根本出發點。”顧臻說。
目前，該項技術已經完成了大動物模型的測試，并已開展研究者發起的臨床研究。