一 、实验背景:微针贴片
1. 微针(Microneedles,MN)是一种新型的物理促透技术,由多个微米级的细小针尖以阵列的方式连接在基座上组成,针体一般高10-2000微米、宽10-50微米。微针的长度、大小和形状可根据治疗的需求进行个体化设计。微针能定向穿过角质层,产生微米尺寸的机械通道,将药物直接置于表皮或上部真皮层,不用通过角质层即可参与微循环,发挥药理反应。
图1引用自:Small. 2025 Jan;21(3):e2409121.
2. 微针递送药物时将活性成分装载于微针阵列中,药物与皮下组织液之间的浓度梯度形成驱动力,致使药物缓慢释放进入体内,除了具有经皮递送系统的优势外,还有如下优势:
(1)透皮吸收速率稳定;
(2)控制微针长度可避免触及毛细血管和神经末梢,降低或消除疼痛感;
(3)给药方式便捷,可自行使用。
二 、实验场景:Z-stack——3D重构
1. Z-stack(Z 层堆叠、Z 轴序列扫描)是共聚焦激光扫描显微镜的三维成像采集技术:沿样品Z 轴(垂直于玻片 / 物镜的轴向,深度方向),以固定步长逐层采集多张不同焦平面的二维共聚焦切片图像(单张切片叫 Z-slice),一整套连续深度切片合集即为 Z-stack 堆栈。
2. 使用步骤
Z轴层扫:拍摄方式可选手动设置起始坐标和终点坐标,灵活框选层扫范围,设置扫描时Z轴步长大小或者扫描步数,注意:步长越小、扫描步数越大,扫描越精细,成效效果越好。
3D重构:在Z轴层扫之后,软件内会出现“3D”按钮,点击该按钮即可进入新界面并对拍摄样品自动重构。
三、用户微针贴片观察效果
本次实验中,用户对微针载体和药物分别染色,药物由488nm激光激发,载体由561nm激光激发,先使用10X物镜侧面观察微针整体情况,再切换至20X物镜进行Z-stack层扫并3D重构。
本次实验,3D重构不同视角示意图。图中绿色高亮部分为搭载的药物聚集体。
Z-stack拍摄条件
显微镜:NCF1000激光共聚焦显微镜
物镜:20X (NA = 0.75)
分辨率:1024 X 1024像素
激光通道:488nm,561nm
层扫步数:120
单图拍摄条件
显微镜:NCF1000激光共聚焦显微镜
物镜:10X(N.A.=0.45)
分辨率:2048 X 2048像素
激光通道:488nm,561nm
四 、实验过程中可能遇见的问题
Q1:使用凝胶材质微针时,微针融化变软怎么办
A1:对于在拍摄过程中,微针状态会发生变化的情况时,可以将微针放置于盖玻片上,凭借自身的粘性倒置观察。