導讀

傳統口服、靜脈注射等給藥模式，長期面臨全身毒性強、劑量難控、療效滯后、患者依從性差等痛點，嚴重制約精準醫療落地。植入式藥物遞送系統（IDDS）作為醫工交叉的前沿領域，通過體內植入與信號響應機制結合，實現藥物靶向遞送、動態調控與實時響應，在提升療效的同時顯著降低毒副作用，成為破解傳統給藥瓶頸的核心技術路徑。

近日，北京航空航天大學常凌乾、項驍煒，香港城市大學焦艷麗，北京航空航天大學楊超娟（共同通訊作者），在《Interdisciplinary Medicine》期刊發表題為 “Implantable drug delivery system: Frontiers of medicine-engineering interdisciplinary” 的綜述文章。本文系統梳理了IDDS從技術演進到臨床轉化的完整發展脈絡，全面闡述了內源響應、外源觸發、閉環控制三大核心驅動機制的技術原理與模塊創新(圖1)，重點闡明柔性化、微型化設計對提升植入系統機械相容性、突破尺寸限制的核心價值。結合生殖健康、腫瘤、眼科疾病等典型場景，對比 IDDS 在不同臨床環境中的技術適配性與診療價值，系統分析當前制約臨床轉化的核心挑戰與未來方向，為 IDDS 的持續創新與臨床落地提供系統性理論參考與實踐指引。論文第一作者為北京航空航天大學生物與醫學工程學院碩士研究生曾雨和博士研究生蘇榮太。

圖1. IDDS的三個核心驅動機制

一、IDDS三大核心驅動機制

本綜述首先系統闡述IDDS三大核心驅動機制（內源響應、外源觸發、閉環控制）的技術原理與模塊創新。這三類機制共同構成了完備的IDDS技術體系，能夠滿足臨床對精準化、可調控、智能化藥物遞送的多元化需求。

1.內源性響應機制：依托病灶微環境 pH、活性氧（ROS）、特異性酶、葡萄糖等生理病理信號觸發藥物釋放（圖2）。如腫瘤酸性環境（pH 6.0-6.8）觸發載體降解、炎癥部位高 ROS 誘導藥物釋放、糖尿病微環境葡萄糖響應釋放胰島素，實現 “病灶在哪，藥釋在哪” 的精準靶向。

圖2. 內源性藥物遞送機制

2. 外源性觸發機制：借助超聲、光、電、磁等無創物理信號，遠程可控調控藥物釋放（圖3）。超聲可穿透深層組織觸發載體解體，近紅外光、磁場實現精準時空控制，電刺激適配慢性疾病長期管理，滿足按需給藥需求。

圖3. 外源性藥物遞送機制

3. 閉環控制機制：整合傳感-決策-執行-反饋全鏈條，形成自主調節系統（圖4）。傳感器實時監測血糖、眼壓等生理指標，控制器通過算法分析生成給藥指令，執行器精準釋藥，再通過反饋動態優化劑量，實現 “感知-判斷-給藥-調整” 的智能閉環，邁向診療一體化。

圖4. 閉環藥物遞送系統示意圖

二、IDDS的柔性化與微型化

為突破傳統剛性植入物在組織相容性、空間適配性及長期穩定性方面的局限，柔性化與微型化設計成為 IDDS 實現臨床落地的核心關鍵。

1. 柔性化：實現生物相容且可貼合的IDDS（圖5）。通過模擬人體組織力學特性，采用光刻、3D 打印、層層組裝等技術制備柔性載體，減少植入后機械損傷與免疫排斥，適配心臟、大腦等動態組織，實現長期穩定植入。

圖5. IDDS柔性化的應用

2. 微型化：實現空間自適應且穩定的 IDDS（圖6）。依托微機電系統（ MEMS）、飛秒激光等微納制造技術，將設備尺寸縮至毫米 / 微米級，適配內耳、血管等狹窄部位，降低手術創傷，提升空間適配性。

圖6. IDDS微型性化的應用

三、IDDS臨床轉化進展

綜述系統闡述了 IDDS 在生殖健康、腫瘤治療、眼科疾病等核心醫學領域的應用進展，已取得一系列可量化、可推廣的突破性成果，充分展現了其在精準治療與慢病管理中的重要臨床價值與廣闊應用前景（圖7）。

1. 生殖健康：皮下植入式避孕棒、宮內節育系統可長效釋放激素，實現長達數年的穩定避孕，避孕率超 99%，安全性與依從性顯著提升。

2. 腫瘤治療：腦部腫瘤植入式化療緩釋片、肝癌介入微球等，可在病灶局部維持高藥物濃度，精準殺傷腫瘤細胞，同時大幅降低全身毒副作用，提升治療耐受性。

3. 眼科疾病：可植入青光眼控釋裝置、糖尿病視網膜病變緩釋系統，能持續精準釋藥，顯著減少給藥頻次，提高眼部局部藥效，降低侵入性操作帶來的風險。

圖7. IDDS在不同人體部位作用的示意圖

該綜述全面涵蓋 IDDS 的技術原理、模塊創新、設計突破、應用進展與未來發展趨勢，系統梳理并總結了醫工交叉融合領域的核心研究成果，為后續精準遞送技術的研發迭代、臨床轉化推進及產業化落地提供了重要理論支撐與實踐參考。

文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/inmd.70133