COVID-19仍是目前威胁全球人类健康最重要的疾病之一。遏制COVID-19大流行和降低死亡率的关键是在全球范围广泛实现安全有效的疫苗接种。目前，临床上批准的疫苗大多需要两剂甚至多剂接种方可产生有效免疫，导致大量人群前往指定地点接种疫苗，这可能会降低接种者依从性、加重医疗系统负担和增加疾病传播风险。因此，研究者们致力于开发更加便捷、有效的疫苗接种策略。

COVID-19疫苗的普遍接种通常受限于专业医疗人员不足、接种人群依从性差、接种记录程序繁琐、疫苗运输储存需要低温环境。微针贴片由微米尺寸的针头阵列和基底层组成，可通过拇指按压或施药器辅助下轻松刺穿角质层，到达真皮层，在组织液中通过自行溶解释放疫苗。这种方式具有微创性、无痛性和便捷性等特点，将提高接种者的依从性。此外，微针以无水形式储存疫苗，能够减少运输中对冷链的依赖。然而，目前大多数微针贴片的基底层附着在皮肤上，可能会被汗水或环境液体浸湿而增加感染风险，并且在刮擦过程中容易导致微针脱落。此外，常规微针贴片无法改善疫苗数据信息存储（需要信息反复存储和读取），难以提高工作效率，并可能导致信息误差，误导医患。因此，开发具备高效疫苗递送和便于数据储存与访问的接种策略具有重要意义。

在本研究中，作者首次报道了受自然界中蘑菇结构启发的微针阵列，在微针和基底层之间设计“细颈”结构，以便于通过溶解和外力作用使贴片基底层与扎入皮肤的微针分离，从而减轻接种者的不适感和降低感染风险。留在皮肤内的微针会通过逐渐降解的方式自发释放疫苗，从而触发特异性体液和细胞免疫反应来抵抗病毒。此外，荧光标记的贴片被按需设计成特定图案，以原位印迹的方式实现数据储存和便捷访问。该方案创新性地将疫苗接种信息原位存储在患者接种位点，不依赖复杂的存储设备，实现“去中心化”的高效信息记录方式，不仅减轻医护人员工作负荷，同时还降低出错概率。因此，这种受生物启发的可标记和可简易分离（Mushroom-Inspired Imprintable and Lightly Detachable, MILD）的智能微针阵列改进了传统的疫苗递送及数据存储方式，有助于COVID-19防控。

通讯作者为新加坡国立大学陈小元（Shawn Chen）教授，华中科技大学同济医学院附属协和医院王琳教授、王征教授，华中科技大学同济医学院陈伟教授。

共同第一作者为华中科技大学同济医学院附属协和医院李琪琳博士，许仁珪博士生和范慧玲博。

Li Q, Xu R, Fan H, Xu J, Xu Y, Cao P, Zhang Y, Liang T, Zhang Y, Chen W, Wang Z, Wang L, Chen X. Smart Mushroom-Inspired Imprintable and Lightly Detachable (MILD) Microneedle Patterns for Effective COVID-19 Vaccination and Decentralized Information Storage. ACS Nano, 2022, 16 (5), 7512-7524.

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.1c10718