Research progress of exosome microneedle drug delivery system

WEN Wulong; ZHANG Weiye; SUN Xin; LIANG Xiao; YANG Jing; WANG Rui

doi:10.6039/j.issn.1001-0408.2024.13.20

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Research progress of exosome microneedle drug delivery system

更新时间：2026-07-21

- Research progress of exosome microneedle drug delivery system
- ZHONGGUO YAOFANG Vol. 35, Issue 13, Pages: 1663-1667(2024)
- 作者机构：
  
  1.黑龙江中医药大学药学院，哈尔滨　150040
  2.黑龙江中医药大学基础医学院，哈尔滨　150040
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.6039/j.issn.1001-0408.2024.13.20
  CLC： R943
- Received：10 December 2023，
  
  Revised：2024-06-19，
  
  Accepted：19 June 2024，
  
  Online First：09 July 2024，
  
  Published：15 July 2024
- 稿件说明：
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文武龙,张炜烨,孙鑫,等.结合外泌体的微针经皮给药系统研究进展 [J].中国药房,2024,35(13):1663-1667.

WEN Wulong,ZHANG Weiye,SUN Xin,et al.Research progress of exosome microneedle drug delivery system[J].ZHONGGUO YAOFANG,2024,35(13):1663-1667.
文武龙,张炜烨,孙鑫,等.结合外泌体的微针经皮给药系统研究进展 [J].中国药房,2024,35(13):1663-1667. DOI： 10.6039/j.issn.1001-0408.2024.13.20.

WEN Wulong,ZHANG Weiye,SUN Xin,et al.Research progress of exosome microneedle drug delivery system[J].ZHONGGUO YAOFANG,2024,35(13):1663-1667. DOI： 10.6039/j.issn.1001-0408.2024.13.20.

摘要

微针可以穿透皮肤屏障给药而不触及痛觉神经，有效提高经皮给药效率，改善患者依从性。外泌体具有多种生理功能且具备良好的生物相容性，是天然纳米级药物载体。本文综述了外泌体结合微针治疗疾病的途径与优势，阐述了结合外泌体的微针经皮给药系统（以下简称为外泌体微针给药系统）在各类疾病中的研究现状。外泌体微针给药系统可分为以外泌体作为治疗剂和以外泌体作为药物载体两大类：前者因外泌体独特的生理来源可以有效避免常规药物毒性及免疫原性等问题，结合微针后可直接在特定部位给药，从而大大改善口服给药的代谢消耗和注射给药的患者依从性问题；后者因外泌体的天然囊泡结构及内源性特征可保护外来药物在体内的代谢并增强靶向性，结合微针后可有效解决疗效好但稳定性差的药物的经皮给药问题。外泌体微针给药系统目前仍处于实验室阶段，但其在修复脊髓损伤、促进糖尿病溃疡伤口愈合、生发、干预心肌梗死、缓解慢性疼痛等方面展现出良好的发展前景。

Abstract

Microneedles can penetrate the skin barrier to deliver drugs without touching the nociceptive nerves， to effectively increase the efficiency of transdermal drug delivery and improve patient compliance. Exosomes have multiple physiological functions and good biocompatibility， and are natural nanoscale drug carriers. This paper reviews the pathways and advantages of exosomes combined with microneedles for the treatment of diseases， and describes the current research status of exosome microneedle drug delivery system in various diseases. Exosome microneedles can be divided into two categories：（1） exosomes as therapeutic agents， their unique physiological origin can effectively avoid the toxicity and immunogenicity of conventional drugs and other problems； combined with microneedles directly in the specific medication site can greatly improve the metabolic consumption of oral drug delivery and patient compliance of injection drug delivery. （2） Exosomes as drug carriers， their natural vesicle structure and endogenous characteristics can protect the metabolism of foreign drugs in the body and enhance the targeting； combined with microneedles can effectively solve the problem of transdermal delivery of drugs with high efficacy but poor stability. Exosome microneedle drug delivery system is still in the laboratory stage， but it has shown great development prospects in repairing spinal cord injury， promoting diabetic ulcer wound healing， germinating， intervening myocardial infraction， relieving chronic pain and other diseases.

关键词

Keywords

references

WAGHULE T ， SINGHVI G ， DUBEY S K ， et al . Microneedles：a smart approach and increasing potential for transdermal drug delivery system [J ] . Biomedecine Pharmacother ， 2019 ， 109 ： 1249 - 1258 .

HENRY S ， MCALLISTER D V ， ALLEN M G ， et al . Microfabricated microneedles：a novel approach to transdermal drug delivery [J ] . J Pharm Sci ， 1999 ， 88 （ 9 ）： 948 .

梁霄，李娅兰，张筠昊，等 . 用于治疗类风湿性关节炎的微针经皮给药系统研究进展 [J ] . 中国中药杂志， 2023 ， 48 （ 1 ）： 13 - 21 .

LIANG X ， LI Y L ， ZHANG J H ， et al . Application of microneedle-assisted percutaneous drug delivery system in treatment of rheumatoid arthritis：a review [J ] . China J Chin Mater Med ， 2023 ， 48 （ 1 ）： 13 - 21 .

HE C ， ZHENG S ， LUO Y ， et al . Exosome theranostics： biology and translational medicine [J ] . Theranostics ， 2018 ， 8 （ 1 ）： 237 - 255 .

YANG Z G ， SHI J F ， XIE J ， et al . Large-scale generation of functional mRNA-encapsulating exosomes via cellular nanoporation [J ] . Nat Biomed Eng ， 2020 ， 4 （ 1 ）： 69 - 83 .

ZHANG S F ， YANG L ， LIU J F ， et al . Microneedle systems：cell，exosome，and nucleic acid based strategies [J ] . Biomater Sci ， 2023 ， 11 （ 21 ）： 7018 - 7033 .

LONG L Y ， JI D ， HU C ， et al . Microneedles for in situ tissue regeneration [J ] . Mater Today Bio ， 2023 ， 19 ： 100579 .

BHATNAGAR S ， GADEELA P R ， THATHIREDDY P ， et al . Microneedle-based drug delivery：materials of construction [J ] . J Chem Sci ， 2019 ， 131 （ 9 ）： 90 .

崔闻宇，刘美琦，王瑾，等 . 可溶性微针在经皮给药系统中应用的研究进展 [J ] . 微纳电子技术， 2023 ， 60 （ 3 ）： 327 - 336 .

CUI W Y ， LIU M Q ， WANG J ， et al . Research progress of dissolving microneedles used in transdermal drug delivery systems [J ] . Micronanoelectronic Technol ， 2023 ， 60 （ 3 ）： 327 - 336 .

PENG T T ， CHEN Y Y ， HU W S ， et al . Microneedles for enhanced topical treatment of skin disorders：applications，challenges，and prospects [J ] . Engineering ， 2023 ， 30 ： 170 - 189 .

LI P ， ZHENG Y ， CHEN X . Drugs for autoimmune inflammatory diseases：from small molecule compounds to anti-TNF biologics [J ] . Front Pharmacol ， 2017 ， 8 ： 460 .

HALDER J ， RATH G ， RAI V K . Cyclosporine coated microneedle for transcutaneous delivery：characterization， in vitro evaluation，and in vivo anti-psoriatic efficacy against IMQ-induced psoriasis [J ] . J Drug Deliv Sci Technol ， 2022 ， 73 ： 103450 .

JOORABLOO A ， LIU T Q . Engineering exosome-based biomimetic nanovehicles for wound healing [J ] . J Control Release ， 2023 ， 356 ： 463 - 480 .

SHEN Z W ， HUANG W ， LIU J ， et al . Effects of mesenchymal stem cell-derived exosomes on autoimmune di- seases [J ] . Front Immunol ， 2021 ， 12 ： 749192 .

GHORBANINEZHAD F ， ALEMOHAMMAD H ， NAJAFZADEH B ， et al . Dendritic cell-derived exosomes：a new horizon in personalized cancer immunotherapy? [J ] . Cancer Lett ， 2023 ， 562 ： 216168 .

HOU Y Y ， LIU Y T ， LIANG S ， et al . The novel target：exosoms derived from M2 macrophage [J ] . Int Rev Immunol ， 2021 ， 40 （ 3 ）： 183 - 196 .

仝令君，郝海宁，张兰威，等 . 乳源外泌体的组成及其生物功能研究进展 [J ] . 食品科学， 2020 ， 41 （ 13 ）： 310 - 317 .

TONG L J ， HAO H N ， ZHANG L W ， et al . Advances in our understanding of the composition and biofunctional characteristics of milk-derived exosomes [J ] . Food Sci ， 2020 ， 41 （ 13 ）： 310 - 317 .

陈晓峰，王开元，梁芳铭，等 . 外泌体递药系统及其在肿瘤治疗中的应用 [J ] . 化学进展， 2022 ， 34 （ 4 ）： 773 - 786 .

CHEN X F ， WANG K Y ， LIANG F M ， et al . Exosomes drug delivery systems and their application in tumor treatment [J ] . Prog Chem ， 2022 ， 34 （ 4 ）： 773 - 786 .

TIAN J Q ， HAN Z P ， SONG D D ， et al . Engineered exosome for drug delivery：recent development and clinical applications [J ] . Int J Nanomedicine ， 2023 ， 18 ： 7923 - 7940 .

杨宇亮，黄钟明，李喜亮，等 . 外泌体递送载体在肿瘤光学治疗研究进展 [J ] . 药学学报， 2023 ， 58 （ 3 ）： 506 - 515 .

YANG Y L ， HUANG Z M ， LI X L ， et al . Research pro- gress of exosome delivery vehicles in tumor phototherapy [J ] . Acta Pharm Sin ， 2023 ， 58 （ 3 ）： 506 - 515 .

TIAN Y H ， LI S P ， SONG J ， et al . A doxorubicin delivery platform using engineered natural membrane vesicle exosomes for targeted tumor therapy [J ] . Biomaterials ， 2014 ， 35 （ 7 ）： 2383 - 2390 .

YAN F L ， ZHONG Z R ， WANG Y ， et al . Exosome-based biomimetic nanoparticles targeted to inflamed joints for enhanced treatment of rheumatoid arthritis [J ] . J Nanobiotechnology ， 2020 ， 18 （ 1 ）： 115 .

平洋，王岩，王丽红，等 . 经皮载药微针的现代研究进展 [J ] . 中国新药杂志， 2023 ， 32 （ 19 ）： 1993 - 2000 .

PING Y ， WANG Y ， WANG L H ， et al . Progress of mo- dern research on transdermal drug-loaded microneedles [J ] . Chin J N Drugs ， 2023 ， 32 （ 19 ）： 1993 - 2000 .

LIU A L ， WANG Q ， ZHAO Z N ， et al . Nitric oxide nanomotor driving exosomes-loaded microneedles for Achilles tendinopathy healing [J ] . ACS Nano ， 2021 ， 15 （ 8 ）： 13339 - 13350 .

MAHRAN R I ， HAGRAS M M ， SUN D X ， et al . Brin- ging curcumin to the clinic in cancer prevention：a review of strategies to enhance bioavailability and efficacy [J ] . AAPS J ， 2017 ， 19 （ 1 ）： 54 - 81 .

YERNENI S S ， YALCINTAS E P ， SMITH J D ， et al . Skin-targeted delivery of extracellular vesicle-encapsulated curcumin using dissolvable microneedle arrays [J ] . Acta Biomater ， 2022 ， 149 ： 198 - 212 .

PAN D Y ， LIU W X ， ZHU S B ， et al . Potential of different cells-derived exosomal microRNA cargos for treating spinal cord injury [J ] . J Orthop Translat ， 2021 ， 31 ： 33 - 40 .

HAN M ， YANG H R ， LU X D ， et al . Three-dimensional-cultured MSC-derived exosome-hydrogel hybrid microneedle array patch for spinal cord repair [J ] . Nano Lett ， 2022 ， 22 （ 15 ）： 6391 - 6401 .

EKE G ， MANGIR N ， HASIRCI N ， et al . Development of a UV crosslinked biodegradable hydrogel containing adipose derived stem cells to promote vascularization for skin wounds and tissue engineering [J ] . Biomaterials ， 2017 ， 129 ： 188 - 198 .

YUAN M ， LIU K ， JIANG T ， et al . GelMA/PEGDA microneedles patch loaded with HUVECs-derived exosomes and tazarotene promote diabetic wound healing [J ] . J Nanobiotechnology ， 2022 ， 20 （ 1 ）： 147 .

GOMES T F ， SOARES R O . Aktuelle übersicht zur androgenetischen alopezie bei kindern und jugendlichen [J ] . J Dtsch Dermatol Ges ， 2023 ， 21 （ 1 ）： 19 - 26 .

GOMES T F ， SOARES R O . Current overview of androgenetic alopecia in children and adolescents [J ] . J Dtsch Dermatol Ges ， 2023 ， 21 （ 1 ）： 19 - 26 .

YANG G ， CHEN Q ， WEN D ， et al . A therapeutic microneedle patch made from hair-derived keratin for promoting hair regrowth [J ] . ACS Nano ， 2019 ， 13 （ 4 ）： 4354 - 4360 .

YUAN J P ， YANG H ， LIU C X ， et al . Microneedle patch loaded with exosomes containing microRNA-29b prevents cardiac fibrosis after myocardial infarction [J ] . Adv Healthc Mater ， 2023 ， 12 （ 13 ）： e2202959 .

SONG K C ， HAO Y M ， TAN X C ， et al . Microneedle-mediated delivery of ziconotide-loaded liposomes fused with exosomes for analgesia [J ] . J Control Release ， 2023 ， 356 ： 448 - 462 .

邢昊楠，陆梅，刘瑛琪，等 . 基于外泌体的抗肿瘤药物靶向递送的研究进展 [J ] . 药学学报， 2022 ， 57 （ 1 ）： 150 - 158，277 .

XING H N ， LU M ， LIU Y Q ， et al . Research progress of exosomes based targeted delivery of antitumor drugs [J ] . Acta Pharm Sin ， 2022 ， 57 （ 1 ）： 150 - 158，277 .

ZHANG Y ， BI J Y ， HUANG J Y ， et al . Exosome：a review of its classification，isolation techniques，storage，diagnostic and targeted therapy applications [J ] . Int J Nanomedicine ， 2020 ， 15 ： 6917 - 6934 .

朱卫丰，王雅琦，吴文婷，等 . 中药穴位贴敷的现代研究进展 [J ] . 中国中药杂志， 2023 ， 48 （ 3 ）： 579 - 587 .

ZHU W F ， WANG Y Q ， WU W T ， et al . Modern research progress in external application of traditional Chinese medicine to acupoints [J ] . China J Chin Mater Med ， 2023 ， 48 （ 3 ）： 579 - 587 .

CHANG H ， CHEW S W T ， ZHENG M J ， et al . Cryomicroneedles for transdermal cell delivery [J ] . Nat Biomed Eng ， 2021 ， 5 （ 9 ）： 1008 - 1018 .

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