随着对生命科学研究的不断深入，人们逐渐认识到人体生理功能并非处于恒定状态，而是遵循着复杂的生物节律（Biorhythm）周期性变化。这种节律性调控广泛存在于激素分泌、细胞代谢、基因表达等生理过程中，对维持机体稳态至关重要。
例如，生长激素（Growth Hormone, GH）作为调节生长发育的关键激素，其分泌模式呈现出显著的昼夜节律特征，夜间分泌高峰与骨生长、蛋白质合成等生理过程密切相关。尽管生物节律对药物疗效的影响已得到广泛认可，但当前临床实践中，药物释放系统（Drug Delivery Systems, DDS）的设计仍主要聚焦于药物剂量控制与靶向递送，而忽视了给药时间与生物节律的协同作用。
近日，浙江大学药学院、金华研究院和先进药物递释系统全国重点实验室顾臻教授、张雨琪研究员团队联合浙江大学医学院附属儿童医院傅君芬主任医师团队，在 Nature Materials 期刊发表了题为“Biorhythm-mimicking growth hormone patch”的研究论文。该研究提出开发一种受生物节律启发的生长激素透皮微针贴片（Biorhythm-inspired Growth Hormone Transdermal Microneedle Patch, BRIGHT 贴片），通过多阶段释放模块的协同作用，实现生长激素夜间脉冲式分泌模式的精准模拟。
关键技术突破
研究团队受到生长激素夜间连续脉冲分泌行为的启发，设计出三阶段脉冲式给药贴片：
第一阶段快速释放（0-1 小时）：通过泡腾片原理，将泡腾剂成分（柠檬酸与碳酸氢钠）引入高分子交联微针结构，与组织液反应产生二氧化碳形成多孔结构，加速激素突释，模拟夜间第一个分泌高峰。
第二、三阶段延时释放（4-8 小时）：采用核壳微针结构，通过改变内核羟丙基甲基纤维素（HPMC）浓度调控溶胀速率，实现外壳延迟破裂和激素释放，精准匹配夜间后续分泌高峰。
利用紫外光固化技术，将三个微针模块集成于硬币大小的贴片中，确保结构稳定与多阶段脉冲释放。
模拟 BRIGHT 贴片的工作原理
贴片基于微针阵列技术，将生长激素负载于微针中，通过皮肤递送实现非侵入式给药。微针结构通过物理化学双重机制控制药物释放速率，克服了传统注射无法模拟激素自然分泌节律的痛点。
该研究通过在健康大鼠和生长激素缺乏的基因敲除小鼠模型中进行了验证，健康大鼠实验显示，BRIGHT 贴片组平均身长增加 10.1 毫米，胫骨和股骨长度显著增加，且未引起异常体重增加；基因敲除小鼠实验中，BRIGHT 贴片使小鼠生长水平接近同龄正常小鼠，骨小梁厚度和数量显著改善。
结果表明 BRIGHT 贴片在动物模型中有效促进骨骼生长，其效果与生理节律同步的激素分泌模式高度一致。并通过生物安全评估，证明皮肤残留成分极少，辅料均为药用级，生物相容性良好，具备长期安全使用潜力。该技术为解决儿童生长激素缺乏症提供了新策略，避免了每日皮下注射的依从性差和疗效受限问题。
改善患者依从性: 传统生长激素治疗需每日皮下注射，儿童患者依从性差，易导致治疗中断。BRIGHT 贴片通过透皮给药，显著提高治疗便利性。提升疗效: 模拟夜间脉冲式分泌模式，使激素浓度与生理节律同步，避免传统注射导致的激素浓度波动，增强治疗效果。
总之，该研究通过开发模拟生物节律的智能生长激素控释贴片，不仅解决了生长激素治疗中的临床痛点，还为药物递送技术提供了创新性解决方案。其科学价值在于深化了对生物节律调控的理解，技术价值在于推动了智能药物递送系统的发展，临床价值在于为儿童生长激素缺乏症提供了更安全、有效的治疗选择。这一成果标志着药物递送领域向精准化、智能化迈出了重要一步。
资料来源：丁香学术、科学网
（大众新闻记者 黄鑫 整理）
