摘要

微針技術已經從基本的經皮藥物輸送方式轉變為智能的、閉環式的診療系統。水凝膠材料因其出色的生物相容性、高效的藥物裝載能力和提升的患者依從性而成為核心載體。此外，通過納米材料的跨尺度集成，可以解決水凝膠微針存在的一些關鍵瓶頸問題，如機械強度低、藥物釋放過快以及治療反應遲緩等。本文系統地概述了幾種多尺度工程策略來克服這些限制。構建納米拓撲結構并結合動態交聯調節可以協同提升水凝膠微針的機械性能、藥物裝載穩定性以及導電性。此外，配備生物傳感器的響應型納米載體有助于建立監測功能與治療功能之間的閉環聯系。我們強調了這些技術在傷口調節和腫瘤-免疫微環境等場景中的協同診療優勢，并展示了其在智能醫學中將柔性電子設備與可穿戴系統結合中的作用。我們還總結了納米復合水凝膠微針（NHMNs）的生物安全性和可擴展制造工藝的研究進展，提供了臨床轉化的實例，以闡明從基礎研究到產業應用的路徑。作為納米技術、生物材料和柔性電子學的融合體，NHMNs為經皮診療技術樹立了新的標準，并為個性化醫學中智能診療設備的迭代發展提供了路線圖。它們從材料屬性到宏觀設備功能集成的跨尺度協同設計，有望推動下一代閉環診療系統的重大突破。

微針技術已經從基本的經皮藥物輸送方式轉變為智能的、閉環式的診療系統。水凝膠材料因其出色的生物相容性、高效的藥物裝載能力和提升的患者依從性而成為核心載體。此外，通過納米材料的跨尺度集成，可以解決水凝膠微針存在的一些關鍵瓶頸問題，如機械強度低、藥物釋放過快以及治療反應遲緩等。本文系統地概述了幾種多尺度工程策略來克服這些限制。構建納米拓撲結構并結合動態交聯調節可以協同提升水凝膠微針的機械性能、藥物裝載穩定性以及導電性。此外，配備生物傳感器的響應型納米載體有助于建立監測功能與治療功能之間的閉環聯系。我們強調了這些技術在傷口調節和腫瘤-免疫微環境等場景中的協同診療優勢，并展示了其在智能醫學中將柔性電子設備與可穿戴系統結合中的作用。我們還總結了納米復合水凝膠微針（NHMNs）的生物安全性和可擴展制造工藝的研究進展，提供了臨床轉化的實例，以闡明從基礎研究到產業應用的路徑。作為納米技術、生物材料和柔性電子學的融合體，NHMNs為經皮診療技術樹立了新的標準，并為個性化醫學中智能診療設備的迭代發展提供了路線圖。它們從材料屬性到宏觀設備功能集成的跨尺度協同設計，有望推動下一代閉環診療系統的重大突破。