水凝膠微針的藥物釋放行為是其實現精準治療的核心指標——既要實現藥物在靶部位的有效累積，又需通過可控釋放維持治療濃度，避免毒副作用。本期，EFL團隊結合8篇用戶案例，梳理水凝膠微針藥物釋放行為的關鍵表征方法，附具體文獻圖表及實驗結果，為相關研究者提供參考。
案例1：《ACS Applied Materials & Interfaces》：AI輔助挖掘的TSA藥物通過AlgMA微針的可控釋放用于糖尿病傷口愈合
實驗方法：研究者采用Franz擴散池模型模擬皮膚環境，以熒光標記的FITC-TSA 作為藥物示蹤劑，將 AlgMA微針（載 TSA）置于含80%水的戊二醛交聯明膠膜上，模擬皮膚屏障。通過監測不同時間點接收池中的熒光強度，計算藥物釋放量，繪制釋放曲線。
實驗結果：AlgMA微針展現出緩慢釋放特性，1小時內釋放約8%，24小時釋放不足75%，完全釋放需近72小時；而未改性的Alg微針1小時釋放超40%，24小時幾乎完全釋放（99%）。這表明AlgMA的交聯網絡結構有效延緩了藥物釋放，滿足糖尿病傷口長期治療需求。 DOI: 10.1021/acsami.2c08994
案例2：《Small》：雙層潤滑微針（HA-DCF@PDMPC）的多級緩釋行為表征
實驗方法：采用 Franz transdermal 擴散池，將含雙氯芬酸（DCF）的不同微針（HA/DCF MNs、HA-DCF MNs、HA-DCF@PDMPC MNs）穿刺大鼠皮膚，受體池為含0.5% Tween 20的 PBS（pH 7.4）。通過UV-vis分光光度計在特征波長檢測DCF濃度，計算累積釋放率。
實驗結果：HA/DCF MNs（物理混合）24 小時累積釋放達81.75%，釋放過快；HA-DCF MNs（共價結合）24小時釋放72%，緩釋效果提升；HA-DCF@PDMPC MNs（含潤滑涂層）84 小時累積釋放僅52%，因涂層阻礙和酯鍵水解雙重作用實現多級緩釋，更適配骨關節炎的長期抗炎需求。 DOI: 10.1002/smll.202307281
案例3：《Advanced Functional Materials》：MOF-姜黃素復合微針的藥物釋放動力學
實驗方法：以熒光染料替代藥物分子嵌入SilMA微針針尖，將微針浸泡于 PBS（pH 7.0）中，在不同時間點通過熒光顯微鏡觀察針尖熒光強度變化，結合圖像分析軟件量化熒光衰減速率，間接反映藥物釋放趨勢。
實驗結果：熒光強度隨浸泡時間逐漸降低，1天時熒光明顯減弱，7天時僅殘留少量熒光，10天時幾乎完全消失，表明藥物從SilMA微針中持續釋放。
DOI: 10.1002/adfm.202315067
案例4：《International Journal of Biological Macromolecules》：GelMA微針負載3D-MSC 外泌體的長效釋放評估
實驗方法：采用小動物成像系統，對 PKH67 熒光標記的3D-MSC 外泌體（3D-Exo）進行追蹤。將載 3D-Exo的GelMA微針置于PBS中，每日監測熒光強度變化，直至無熒光信號，記錄釋放持續時間。
實驗結果：微針釋放的外泌體熒光信號可維持近1周，前3天釋放量逐漸增加，第4天達峰值后緩慢下降，表明GelMA的網絡結構為外泌體提供了保護，實現長效釋放，滿足腦缺血再灌注損傷的長期修復需求。
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2024.133336
案例5：《Nano Letters》：光熱響應共軛聚合物微針（CPNM/F@MN）的按需釋放行為
實驗方法：以米諾環素為模型藥物，將微針置于41℃水中（模擬NIR照射后的體溫環境），通過UV-vis分光光度計檢測395nm處的吸光度，計算不同時間的藥物釋放量。同時設置無 NIR 照射組作為對照。
實驗結果：NIR 照射下（808nm，0.5 W/cm²），微針1小時釋放約25%，2小時釋放40%，因 DPPC（相變溫度 41℃）在高溫下坍塌促進藥物釋放；無NIR組釋放速率顯著降低，表明該系統可通過光熱刺激實現藥物按需釋放，精準清除糖尿病傷口的生物膜。
DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c06284
案例 6：《Nature Communications》：多孔GelMA微針的細胞外囊泡（EVs）持續釋放特性
實驗方法：為評估多孔結構的微針貼片釋放MSC - EV（間充質干細胞分泌的細胞外囊泡）的能力，將由多孔GelMA或常規GelMA 制成且植入了MSC的微針貼片，放置在Transwell 的上腔室。通過檢測樣品光密度（OD），來分析不同類型貼片對MSC分泌組釋放情況的差異。
實驗結果：從光密度圖譜可知，由多孔GelMA制成的微針貼片釋放MSC分泌組的效率更高，推測原因是其較大的孔徑對MSC分泌組具有更強的滲透性。而釋放趨勢差異圖中，裝載MSC - EV的微針貼片，其MSC - EV的釋放在前4天內迅速下降；相比之下，接種了MSC的微針貼片，其MSC - EV的釋放較為穩定，在2周時還略有增加。這表明多孔微針貼片具有良好的生物相容性，能夠讓間充質干細胞存活，從而成功構建了一種可持續且高效遞送MSC - EV的裝置。
DOI: 10.1038/s41467-023-39745-2
案例7：《Small Structures》：光熱水凝膠微針（TPH@MN）的牛磺酸釋放行為
實驗方法：研究者采用體外釋放實驗，將TPH@MN分別置于 pH 6.0的酸性PBS溶液中，其中一組施加808 nm近紅外光（1.0 W/cm²）照射，通過高效液相色譜法測定不同時間點溶液中牛磺酸的濃度，計算累積釋放率并繪制釋放曲線。
實驗結果：在酸性環境中，TPH@MN 組24小時內牛磺酸相對釋放率約為60%；而 TPH@MN+NIR 組在光熱作用下，24小時內釋放率可達80%。光熱效應通過促進HAMA水凝膠網絡的溶脹和降解，顯著加速了牛磺酸的釋放，實現了響應性藥物釋放調控，適配軟組織損傷部位的酸性微環境和按需治療需求。
DOI: 10.1002/sstr.202470023
案例8：《ACS Nano》：負載aT-Exo的PVA水凝膠微針的藥物釋放行為
實驗方法：利用活體小動物成像系統，將CM-DID標記的aT-Exo分別通過 PVA 微針（MNs 組）、結膜下注射（Conj組）和滴眼（Drop組）三種方式給藥，監測不同時間點眼部的熒光信號強度，評估 aT-Exo 的體內釋放和滯留情況。
實驗結果：體內成像顯示，MNs組在給藥后2天仍能檢測到較強的熒光信號，而Conj組和 Drop 組熒光信號在1天內顯著衰減，表明PVA水凝膠微針實現了aT-Exo的長效釋放。
DOI: 10.1021/acsnano.4c00423
EFL Tips：
測試方法：常用Franz擴散池（模擬皮膚屏障）、Transwell系統（模擬組織微環境）、熒光追蹤（可視化釋放過程）、UV-vis/BCA 試劑盒（量化釋放量）等。
關鍵指標：需關注累積釋放率、釋放速率、釋放持續時間，匹配疾病治療周期（如糖尿病傷口需7-14天，骨關節炎需數周）。
影響因素：材料交聯度（如AlgMA vs Alg）、涂層修飾（如PDMPC 潤滑層）、刺激響應性（如NIR觸發）等會顯著調控釋放行為，可針對性優化。
