基于絲素蛋白的微針及其制造方法相關(guān)申請的交叉引用根據(jù)35U.S.C.§119(e)，本申請要求2010年10月19日提交的美國臨時申請No.61/394,479的優(yōu)先權(quán)，以引用的方式將其內(nèi)容整體并入本文。政府支持本發(fā)明是在由美國圍立衛(wèi)生研究院授予的基金號EB002520、由美國空軍科研辦公室(AirForceOfficeofScientificResearch)授予的基金號FA9550-10-1-0172、以及由美國國防高級研究計劃局(DefenceAdvancedResearchProjectsAgency)授予的基金號W911-NF-07-1-0618的聯(lián)邦政府支持下完成的。美國政府對本發(fā)明享有一定的權(quán)利。
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及微針(microneedle)和微針裝置、以及制造和使用所述微針和微針裝置的方法。
背景技術(shù)：
：經(jīng)皮給藥由于使用方便并能避免高分子在胃腸道內(nèi)降解，可作為用于藥物和疫苗遞送的有效途徑[1]。對于經(jīng)皮藥物遞送，微針已經(jīng)成為皮下注射針的安全且相對無痛的替代品。然而，制造微針中使用的傳統(tǒng)材料(金屬和合成聚合物)伴隨有多種限制，這影響了其生產(chǎn)和性能。一種現(xiàn)有的微針技術(shù)利用可溶性聚-丙交酯-共-乙交酯(PLGA)聚合物微針針體(microneedlebody)，所述針體裝載有微顆粒(PLGA或羧甲基纖維素)(該微顆粒裝填有感興趣的藥物)以提供藥物緩釋[2]。然而，這一微針系統(tǒng)的制造方法構(gòu)成了限制，因為聚合物熔融溫度高于135℃并且處理過程需要真空，而這些條件可能對多種溫度敏感性藥物不利，特別是多肽和蛋白質(zhì)。最近開發(fā)的微針系統(tǒng)通過用包含流感疫苗的聚合物(羧甲基纖維素、LutrolF-68NF和D-(+)-海藻糖脫水物(dehydrate)的混合物)涂覆固體金屬微針結(jié)構(gòu)的方式[3]，而得以使用室溫處理。雖然引入的疫苗的活性可在處理期間部分保留[4，5]，然而與大容量負載型(bulkloaded)結(jié)構(gòu)相比，微針藥物裝載的涂覆方法僅提供了小的體積來包容(entrap)治療物質(zhì)。此外，基于金屬的微針系統(tǒng)具有影響其功能的限制，例如，如果應(yīng)用不當，存在破裂的風險[6]，而如果細小金屬結(jié)構(gòu)殘留在皮膚內(nèi)，則存在炎性響應(yīng)或感染的可能。已經(jīng)由生物相容且可溶的物質(zhì)(例如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和碳水化合物)制造出了大容量負載型微針[3，7]。由于這一可溶性系統(tǒng)的大容量負載，可給予相對較大的劑量。所述聚合物可在室溫下固化。然而，雖然在處理期間可避免由高溫引起的藥物降解，由紫外線引起的固化可影響引入的藥物的活性。另外，使用這些聚合物微針系統(tǒng)時，對藥物釋放動力學的控制有限。由于聚合物微針迅速溶解，目前已實現(xiàn)了相對短期的爆發(fā)遞送。因此，對于生物相容性的、堅固的(robust)且有效的藥物遞送微針以及制造此類微針的改進方法，仍存在著強烈需求。技術(shù)實現(xiàn)要素：微針可以是高效、使用簡便且相對無痛的，但目前受困于多種限制：如不能精確控制藥物的釋放動力學、受限的載藥量、在處理條件下藥物活性降低或失活、以及在針-皮膚界面上局部感染的發(fā)作。為了這一目的，本發(fā)明人已經(jīng)開發(fā)了生物相容性的、基于絲素蛋白(silkfibroin)的微針，所述微針在機械上堅固、在微針中使活性試劑的活性穩(wěn)定、并針對受控藥物釋放行為而使得所述微針能夠程序化降解。此外，由于活性試劑(如抗生素)可在基于絲素蛋白的微針中穩(wěn)定，因此也能有利于對注射位點處的感染進行控制。因此，本發(fā)明的方面提供了基于絲素蛋白的微針和微針裝置，所述基于絲素蛋白的微針和微針裝置用于穿過生物屏障(例如皮膚、組織或細胞膜)運輸或遞送活性試劑，所述活性試劑包括藥物和生物分子；以及制造和使用所述基于絲素蛋白的微針和微針裝置的方法。在一方面，本文提供的是包含絲素蛋白的微針，其中，所述微針包含例如按照預先確定的距離由底部(base)延伸(extending)至穿透頂端(penetratingtip)的微針針體?；谏锲琳系念愋秃?或用戶的需求或應(yīng)用，穿透頂端的直徑可為任意大小。在一些實施方式中，穿透頂端的尺寸(dimension)(例如直徑)可為約50nm-約50μm，例如，包括約200nm-約40μm、或約300nm-約30μm。在一些實施方式中，穿透頂端的尺寸(例如直徑)可為小于500nm-約2μm。在一些實施方式中，穿透頂端的尺寸(例如直徑)可為約300nm-約30μm。在一些實施方式中，穿透頂端的尺寸(例如直徑)可為大于50μm或小于50nm?？蛇x擇微針針體的長度以將穿透頂端置于與底部相距預先確定的距離處，從而提供達到預先確定的深度的組織穿透，以遞送活性試劑。在一些實施方式中，絲素蛋白微針的針體長度可為約15μm-約1500μm、或約200μm-約800μm。在多個實施方式中，基于絲素蛋白的微針可進一步包含至少一種附加物質(zhì)，其中，所述附加物質(zhì)可分散于整個微針或者形成微針的一部分。所述附加物質(zhì)可為造孔劑(pore-formingagent)、結(jié)構(gòu)組件、生物傳感器、或用于釋放的活性試劑(任選地具有附加的賦形劑或佐劑)。在某些實施方式中，基于絲素蛋白的微針可進一步包含活性試劑，例如，疫苗、抗生素、激素、肽、抗體和抗體樣片段。在此類實施方式中，在儲存或運輸時，當將所述微針在高于0℃的溫度下(例如，約為室溫下)保存至少約24小時或更久時，所述活性試劑可維持其初始生物活性的至少約30％。因此，本文還提供了用于儲存和遞送至少一種活性試劑的微針。此類微針包含至少一種活性試劑和絲素蛋白，其中，所述微針具有底部和穿透頂端(其頂端直徑為約50nm-約40μm)；其中，當將所述微針在高于0℃的溫度下保存至少約24小時時，所述活性試劑維持其初始生物活性的至少約30％。在一些實施方式中，所述活性試劑為免疫原，例如疫苗。在某些實施方式中，在至少約24小時或更久的時間內(nèi)，可由給藥將至少約10％或更多的分散于微針中的活性試劑釋放入生物屏障中。本文提供的另一方面為包含基底(substrate)和一個或多個本文所述的絲素蛋白微針的微針裝置，其中，所述絲素蛋白微針整合至或附著至所述基底，并從所述基底延伸出；并且每一絲素蛋白微針包含底部和穿透頂端。微針的底部可安裝在基底上或形成基底的一部分(可為剛性或柔性)，例如，處于薄膜的形式，以與治療位點處的表面相順應(yīng)(conformto)。在一些實施方式中，本發(fā)明的微針裝置可包含基底和一個或多個絲素蛋白微針，所述絲素蛋白微針優(yōu)選以預先確定的距離從所述基底中突出(projecting)。在一些實施方式中，每一微針可從基底延伸出相同距離或不同距離，因此可在單個裝置中提供具有恒定或變化的微針穿透深度的預先確定的分布(predefinedprofile)?？蛇x擇各微針針體的長度以將穿透頂端置于與底部相距預先確定的距離處，從而提供達到預先確定的深度的組織穿透，以遞送至少一種活性試劑。可將多個微針以隨機圖案(pattern)或預先確定的圖案(如陣列)排列。可根據(jù)所需的治療模式和治療位點的特征選擇微針之間的距離和多個微針的排列方式。微針可以是可生物降解的、可生物蝕解的(bioerodibel)，或者也可被設(shè)計成微針的至少一部分被留在所穿透的組織中。一般來說，微針的底部和針體具有與頂端相同的直徑或大于頂端的直徑?？筛鶕?jù)所需的治療模式和治療位點的特征選擇微針針體的形狀和直徑。本文還提供了用于制造基于絲素蛋白的微針和基于絲素蛋白的微針裝置的方法。在一些實施方式中，此類制造方法涉及溫和的處理條件，因此保持了分散于本文所述的微針中的活性試劑的生物活性。本發(fā)明的另一方面涉及用于遞送至少一種活性試劑穿過或進入生物屏障的方法。所述方法包括提供含有絲素蛋白和活性試劑的微針；使得所述微針穿透進入生物屏障，并允許由所述微針釋放所述活性試劑。在本文所述的任何方面的一些實施方式中，用于制造微針的絲素蛋白可以是再生的絲素蛋白。在一些實施方式中，絲素蛋白可以是無絲膠的(sericin-depleted)。附圖說明圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的示例性微針的簡圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的微針裝置的簡圖，所述微針裝置包含從基底突出的多個絲素蛋白微針。圖3A-圖3K顯示了用于制造本發(fā)明的包含絲素蛋白的微針的一個或多個實施方式的示意性過程的示例步驟。圖3A顯示了作為用于制造微針模塑母模(moldingmaster)的基底的硅(Si)晶片(wafer)，所述硅晶片具有200nm厚的低應(yīng)力氮化硅(Si3N4)層。圖3B顯示該晶片涂覆有1μm正性光刻膠(positivetonephotoresist)(S1813，Rohm&Haas)。圖3C顯示進行光刻(photolithography)，留下在后續(xù)刻蝕步驟中起到掩模(mask)作用的圓形光刻膠圖案(patterns)。圖3D顯示用SF6氣體進行各向異性反應(yīng)離子刻蝕(RIE)，刻蝕出圖案化的Si3N4薄膜并暴露出下面的Si材料。圖3E顯示以氫氟酸、硝酸和乙酸混合物(HNA)進行的定時(timed)各向同性(isotropic)濕刻蝕，以根切(undercut)Si3N4掩模。圖3F顯示短暫的超聲波浴移除殘留的Si3N4圓形掩模，并暴露出下面的Si微針模具。圖3G顯示澆注于Si微針陽模(positiveSimicroneedlemold)上并固化的聚二甲基硅氧烷(PDMS)聚合物。圖3H顯示從Si母模移除后的PDMS陰模(negativePDMSmold)。圖3I顯示將絲素蛋白水溶液與所需藥物混合。圖3J顯示將裝載有藥物的絲素蛋白溶液澆注至所述PDMS模具上，并使所述溶液干燥以形成裝載有藥物的絲素蛋白薄膜。圖3K顯示從PDMS模具移除后的、裝載有藥物的、基于絲素蛋白的微針裝置的一個實施方式。圖4A-圖4C顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的示例性微針陽模塑母模及所得微針的照片。圖4A顯示Si微針模塑母模的一個實施方式，底部直徑150μm、高60μm、頂端半徑＜500nm。圖4B顯示以高精度復制原始Si母模(例如，圖4A中顯示的Si母模)的絲微針結(jié)構(gòu)。圖4C顯示圖4B的絲微針頂端的放大視圖，測得直徑＜2μm。圖5比較了來自甲醇處理的絲素蛋白薄膜與來自未處理薄膜的靛藍(indigo)染料的釋放情況。未處理的薄膜(上方)在接觸組織時部分溶解，從而釋放出靛藍染料；而甲醇處理的薄膜(下方)則經(jīng)擴散釋放靛藍染料。圖6A-圖6C顯示了甲醇處理對絲素蛋白薄膜的溶脹行為和藥物釋放行為的影響。圖6A顯示裝載有活性紅120(reactivered-120)染料(模型染料，MW＝～1500)的水合(hydrated)絲素蛋白薄膜的一系列照片。圖6B顯示了多種甲醇處理(在數(shù)個濃度下、不同的處理持續(xù)時間)的裝載有活性紅120染料的絲素蛋白薄膜的累積釋放行為。圖6C顯示甲醇處理(在指示濃度下、兩個不同的處理時間)對裝載有活性紅120染料的絲素蛋白薄膜的薄膜滲透性的影響。圖7A-圖7F顯示了用于制造本發(fā)明的包含絲素蛋白的微針的一個或多個實施方式的示意性過程的示例步驟。圖7A顯示由高速銑削和化學濕法刻蝕制造的鋁(A1)母模。圖7B顯示將PDMS澆鑄至A1母模上以生產(chǎn)出PDMS陰模。圖7C顯示從A1母模中移開的PDMS陰模。圖7D顯示將裝載有藥物的絲素蛋白溶液澆鑄至PDMS模具上。圖7E顯示使裝載有藥物的絲素蛋白溶液干燥，從而形成裝載有藥物的絲素蛋白微針。圖7F示出了本文描述的裝載有藥物的絲微針的一個或多個實施方式(從PDMS模具移開后)。圖8A-圖8F顯示A1模塑母模和示例性的絲素蛋白微針的圖片。圖8A顯示了機械銑削后的A1針模板的實例。圖8B示出了化學刻蝕20分鐘后的A1微針母模的實例。圖8C示出了示例性A1微針母模的宏觀視圖。圖8D示出了化學刻蝕2小時后的A1微針母模的實例。圖8E示出了示例性絲微針貼片(patch)的宏觀視圖，例如出于可視的目的，在一個實施方式中，向所述貼片中加入活性紅120染料。圖8F顯示絲素蛋白微針的一個或多個實施方式。出于可視的目的，所述絲素蛋白微針裝載有活性紅120染料。圖9A-圖9C示出了從根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的絲素蛋白微針中的分子釋放(例如藥物)的示例性研究模型和結(jié)果。圖9A示出了描述對體外水凝膠皮膚模型中的載藥絲素蛋白微針進行評價的示例性實驗設(shè)置的示意方案。絲素蛋白微針穿透了聚合物膜和膠原水凝膠，隨后以可控的方式釋放模型藥物。圖9B顯示通過顯色底物檢測5分鐘釋放及2小時釋放后微針釋放入膠原板(slab)的辣根過氧化物酶(HRP)的生物活性。圖9C示出了在一段時間內(nèi)(例如超過40小時)，絲素蛋白微針在膠原水凝膠中總的模型藥物釋放，這通過膠原酶消化和吸收光譜法進行測定。圖9C的插圖描述了由絲素蛋白微針釋放模型藥物進入膠原水凝膠的早期事件(N＝3，誤差棒表示標準差)。圖10A-圖10B顯示裝載有或未裝載用于控制細菌生長的四環(huán)素抗生素的示例性絲素蛋白微針的結(jié)果。圖10A示出了在暴露于裝載有四環(huán)素的絲素蛋白微針和對照絲素蛋白微針的金黃色葡萄球菌(S.aureus)菌苔(lawn)中，被清除區(qū)域的代表性照片。圖10B示出了暴露于裝載有四環(huán)素的絲素蛋白微針和對照絲微針的金黃色葡萄球菌的平均菌落形成單位(CFU)計數(shù)(以每10mm直徑的瓊脂活檢樣本(agarbiopsysample)中106個CFU計)。N＝3，誤差棒表示標準差。具體實施方式應(yīng)當理解的是，本發(fā)明并不限于本文所描述的特定的方法學、方案和試劑等，并且上述這些都可以改變。本文所使用的術(shù)語其目的僅在于描述特定的實施方式，并非用來限定本發(fā)明的范圍，而本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求進行限定。除非上下文另有明確指示，在本文及權(quán)利要求中使用的單數(shù)形式也包含復數(shù)含義，反之亦然。除了在操作實施例中或另有指示的情況外，本文所用的表示成分的量或反應(yīng)條件的全部數(shù)值在所有情況下都應(yīng)該被理解為由術(shù)語“約”修飾。出于描述和公開的目的，在此以引用的方式清楚地將本發(fā)明指明的所有專利和其它出版物并入，例如，在此類出版物中描述的可用于本發(fā)明的方法學。提供此類出版物僅僅是因為它們的公開早于本申請的申請日。在這點上，不應(yīng)將任何事物視為發(fā)明人無權(quán)根據(jù)在先發(fā)明或因任何其它原因使本發(fā)明的內(nèi)容早于這些公開內(nèi)容的認定。所有關(guān)于日期的陳述或關(guān)于此類文件內(nèi)容的表達都是基于申請人可得的信息，并不構(gòu)成對此類文件的日期或內(nèi)容的正確性的任何認定。除非另有定義，本文使用的所有技術(shù)術(shù)語和科學術(shù)語與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的含義相同。雖然本發(fā)明的實施操作或測試中可使用任何已知的方法、裝置和材料，在這方面，本文仍對所述方法、裝置和材料進行了描述。用于制造微針的傳統(tǒng)材料(金屬和合成聚合物)伴有多種限制，因此使其性能受到了影響。理想情況下，微針系統(tǒng)要求由機械堅固的、生物相容性材料和/或如果植入則可在患者體內(nèi)溶解的可生物降解材料制造(Davis等，37J.Biomech.1155(2004)；Sullivan等，20Adv.Mats.933(2008))。絲素蛋白由于多種材料特性(包括優(yōu)異的機械性能、生物相容性和可生物降解性)，已證明其為出色的用于生物醫(yī)學應(yīng)用的生物聚合材料(Altman等，24Biomats.401(2003)；Jiang等，17Adv.FunctionalMats.2229(2007))。活性試劑可由全水處理(all-aqueousprocessing)被引入絲素蛋白基質(zhì)，所述活性試劑包括但不限于蛋白質(zhì)、抗生素、酶、藥物、核酸(例如DNA、RNA)、疫苗、抗體和抗體樣片段。絲素蛋白提供了生物有利的微環(huán)境，所述微環(huán)境使得能夠包含多種生物摻雜物(dopants)和/或化學摻雜物并保持其功能性。為了各種生化功能，已將蛋白質(zhì)(Bini等，335J.Mol.Bio.27(2004))、酶(Lu等，StabilizationofEnzymesinSilkFilms，10Macromol.Biosci.359(2009))、以及小分子有機物(Lawrence等，9Biomacromol.1214(2008))引入絲(silk)基質(zhì)。另外，這些試劑能夠以可控的方式從這些絲材料中釋放。此外，生物活性種類能夠以干燥形式保存更長時間，而無需顧慮冷鏈(cold-chain)(Lu等，Biomacromol.217(2009))。由于這些潛在特性，將絲作為制造用于藥物遞送的經(jīng)皮微針和微針裝置的有用材料來研究。在這方面，絲素蛋白為生物活性試劑所提供的穩(wěn)定性可用于在微針裝置自身中提供多種重要試劑(如疫苗、胰島素和應(yīng)急藥物)的穩(wěn)定儲存和有效遞送。為了成功地經(jīng)皮遞送藥物，微針必須在最小化或避免疼痛的同時轉(zhuǎn)移活性試劑穿過皮膚外層(角質(zhì)層)。長15μm-500μm的玻璃、金屬和PLGA共聚物微針對藥物遞送有效，并幾乎不產(chǎn)生疼痛或不產(chǎn)生疼痛(Henry等，87J.Pharm.Sci.922(1998)；Arora等，364Intl.J.Pharm.227(2008))。已描述了多種微針設(shè)計(Reed&Lye，92IEEE56(2005))。通常，這些微針是空心的或表面涂覆有待給予的試劑(McAllister等，100PNAS13755(2003))。最近，將由羧甲基纖維素制造的溶解微針(高600μm、底部300μm、中心-中心間距600μm)或支鏈淀粉制造的溶解微針用于對蛋白質(zhì)進行封裝并穿過豬尸體皮膚進行遞送。然而，需要對針模具(needlemold)進行離心來克服這些微針中的臨界壓曲荷載(criticalbucklingload)問題(Lee等，DissolvingMicroneedlesforTransdermalDrugDelivery，29Biomats.2113(2008))。本發(fā)明的實施方式提供了基于絲素蛋白的簡潔而巧妙的設(shè)計方法，其中，試劑可裝載于微針基質(zhì)內(nèi)或微針基質(zhì)上，這使得能夠方便地調(diào)整微針尺寸、活性試劑負載以及釋放曲線，從而適應(yīng)不同的應(yīng)用。在一些實施方式中，本發(fā)明的絲素蛋白微針比其它聚合物微針更銳利、更硬。在一些實施方式中，分布于本文所述的微針中的活性試劑可在更長時間內(nèi)穩(wěn)定。在一些實施方式中，本文所述的微針和/或微針裝置中活性試劑的釋放可通過例如調(diào)整絲素蛋白基質(zhì)內(nèi)β-折疊(β-sheet)結(jié)構(gòu)的量進行控制。微針本文提供的一個方面涉及包含絲素蛋白的微針。此類微針各自具有底部和穿透頂端，其中，所述穿透頂端的尺寸為約50nm-約50μm。僅作舉例之用，本發(fā)明示例性實施方式的微針110、120、130、140、150、160在圖1中示出，其中，各微針包含從底部114、124、134、144、154、164延伸至穿透頂端112、122、132、142、152、162的絲素蛋白微針針體110、120、130、140、150、160。本文所使用的術(shù)語“穿透頂端”是指適于最先接觸并穿透表面(如生物屏障的表面)的微針末端。穿透頂端可為任何形狀和/或尺寸。穿透頂端可具有各種幾何形狀，例如但不限于圓形、矩形、正方形、三角形、多邊形和不規(guī)則形狀。在一些實施方式中，例如，由于光學儀器(例如顯微鏡)和/或人眼的分辨率有限，導致所述穿透頂端可顯示為點。在一些實施方式中，穿透頂端的形狀可與微針針體橫截面的形狀相同或不同。本文所使用的術(shù)語“尺寸”通常是指物體平面內(nèi)大小的測量值。就本文所述的微針的穿透頂端而言，在一些實施方式中，穿透頂端的尺寸可由穿透頂端的形狀的最寬測量值表示。例如，圓形頂端的尺寸可由圓形頂端的直徑表示。根據(jù)本發(fā)明，所述穿透頂端的尺寸(例如直徑)可為約50nm-約50μm，所述尺寸包括約100nm-約40μm、約200nm-約40μm、約300nm-約30μm、約500nm-約10μm、或約1μm-約10μm。在一些實施方式中，所述穿透頂端的尺寸(例如直徑)可為約50nm-約10μm，例如，約50nm-約8μm、約100nm-約5μm、或約100nm-約2μm。在其它實施方式中，穿透頂端的尺寸(例如直徑)可為小于50nm或大于50μm。與以前的基于聚合物的可溶微針設(shè)計(通常具有尺寸大于10μm的穿透頂端[9])相比，本文所述的微針的一些實施方式可具有更銳利的頂端(例如小于10μm、小于5μm或小于2μm)，因此提高了各微針穿透組織(例如皮膚)的可能性，進而使所給予的活性試劑進入組織的總量增加。本文所述的微針的底部通常是與穿透頂端相對的末端。微針底部可附著或固定至固體基底或裝置，以促進微針穿透入生物屏障中。微針的底部可為任何大小和/或形狀。所述底部可具有各種幾何形狀，例如但不限于圓形、矩形、正方形、三角形、多邊形和不規(guī)則形狀。在多個實施方式中，底部的形狀可遵循微針針體橫截面的形狀。通常，本文所述的微針底部是微針最寬的部分，例如，底部114和底部124是微針110和微針120最寬的部分。然而，在一些實施方式中，微針的底部和針體可具有大體上相同的寬度，例如，微針130、140的底部134、144與針體130、140具有大體上相同的寬度。在一些實施方式中，微針的底部、針體和穿透頂端可具有大體上相同的寬度，如在微針140中所示，所述微針140沿整個微針針體從底部144到穿透頂端142具有均一的寬度。本領(lǐng)域技術(shù)人員可基于許多因素確定適當?shù)牡撞砍叽?，所述因素包括但不限于微針針體的長寬比、待穿透的表面的類型、以及絲素蛋白的機械性能。在一些實施方式中，微針底部的尺寸(例如直徑)可為約50nm-約1500μm、約50nm-約1000μm、約100nm-約750μm、約250nm-約500μm、或約500nm-約500μm。在使受試者疼痛最小的情況下，本文所述的微針可為適合于在組織穿刺中使用的任何細長形狀。例如，不受限制地，所述微針可大體上為圓柱形、楔形、圓錐形、棱錐形(pyramid-shaped)、不規(guī)則形狀或上述形狀的任意組合。本文所述微針的橫截面的形狀和/或面積沿微針針體的長度可以是均一的和/或變化的。微針的橫截面形狀可采取各種形狀，包括但不限于矩形、正方形、卵形、圓形、菱形、三角形、橢圓形、多邊形、U形、或星形。在一些實施方式中，微針的橫截面沿微針針體的長度可具有均一的形狀和面積，例如，如具有沿其針體長度的橫截面均一(具有均一的形狀和面積)的筆直針體的微針140所示。在一些實施方式中，微針的橫截面可具有相同的形狀，而其面積沿微針針體的長度變化。例如，如圖1所示，微針110、120或150可以包含逐漸變細的(tapered)針體，所述逐漸變細的針體具有面積向著穿透頂端112、122或152減少的形狀相同的橫截面；或微針160可具有面積沿微針針體長度變化的形狀相同的橫截面。在一些微針為不規(guī)則形狀的實施方式中，其橫截面的形狀與面積均可沿微針針體長度變化，或其橫截面(具有恒定面積)的形狀可沿微針針體長度變化。在一個實施方式中，本文所述的微針包含逐漸變細的針體，該針體沿微針針體長度具有大體上為圓形的橫截面。微針針體橫截面的尺寸可為50nm-約1500μm、約50nm-約1000μm、約100nm-約750μm、約250nm-約500μm、或約500nm-約500μm。微針針體的長度可在微米至厘米范圍內(nèi)變化，這取決于許多因素，所述因素例如但不限于：給藥所靶向的組織類型、所需的穿透深度、微針未插入部分的長度、以及應(yīng)用微針穿過或進入生物屏障的方法。僅作為舉例而言，在手術(shù)中，如果需要微針伸進器官組織(例如心臟組織)數(shù)厘米之深，則所述微針可為數(shù)厘米長。在此類實施方式中，可將微針進一步固定至施放器(applicator)或裝置，以促進所述微針穿透進入器官組織(例如心臟組織)。因此，本文所述微針的一些實施方式的長度可為約0.5cm-約10cm、約1cm-約8cm、或約2cm-約6cm。在一些實施方式中，微針針體的長度可在如下范圍內(nèi)變化：約10μm-約5000μm、約50μm-約2500μm、約100μm-約1500μm、約150μm-約1000μm、或約200μm-約800μm。在一些實施方式中，微針針體的長度可在約200μm-約800μm的范圍內(nèi)變化。舉例來說，本文所述的微針的一些實施方式可用于皮膚穿透。皮膚的最外層屏障(角質(zhì)層)通常厚約10μm-20μm，并覆蓋了厚約50μm-100μm的活性表皮(viableepidermis)。表皮是無血管的，但其具有Langerhan’s細胞(未成熟骨髓樹突狀細胞)，所述細胞例如可與誘導免疫響應(yīng)(例如免疫作用)相關(guān)。在這些皮膚層下方，真皮厚約1mm-2mm并具有豐富的毛細血管床，所述毛細血管床可為用于活性試劑全身遞送的有用靶標。絲素蛋白的堅固機械特性使得能穿透皮膚至任何合適深度的微針得以構(gòu)建。例如，可將微針長度構(gòu)建成足夠長，以將活性試劑遞送至活性表皮(皮膚表面下約10μm-120μm)，例如來誘導免疫響應(yīng)。在一些實施方式中，可將微針長度構(gòu)建成足夠長，以將活性試劑遞送至真皮(皮膚表面下約60μm-2.1mm)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可根據(jù)許多因素調(diào)整微針長度，所述因素包括但不限于：組織厚度(例如皮膚厚度，與年齡、性別、位于身體的位置、物種(動物)有關(guān))、藥物遞送方案(例如，快速-長針相對于慢速-短針，快速-最少β折疊結(jié)構(gòu)相對于慢速-最多β折疊結(jié)構(gòu))、活性試劑的擴散特性(例如，離子電荷、分子量、形狀)，或上述因素的任意組合。取決于給藥所靶向的組織，微針長度可在約50μm-約700μm的范圍內(nèi)變化。在一些實施方式中，可用絲素蛋白制造具有大小為15μm-300μm的個體微針的裝置。因此，可根據(jù)每一特定應(yīng)用選擇和構(gòu)建微針針體的長度。在一些實施方式中，微針針體的長度可進一步包含未插入的部分，即，微針中通常不參與組織穿透的部分。在此類實施方式中，微針針體的長度可包含插入部分的長度(微針中能夠穿透進入或穿過生物屏障的部分)和未插入部分的長度。未插入部分的長度可取決于應(yīng)用、和/或特定的裝置設(shè)計和構(gòu)造(例如，容納微針的微針適配器(adaptor)或注射器)?；诮z的微針或微針裝置可優(yōu)選為完全生物相容的、以及全部或部分可生物降解的和/或可生物蝕解的。術(shù)語“生物相容的”通常涉及對環(huán)境或受試者無害的物質(zhì)：所述環(huán)境可以是體內(nèi)環(huán)境或機體之外的環(huán)境(例如玉米田中)，且環(huán)境化學可因自然出現(xiàn)的環(huán)境而異。術(shù)語“可生物降解的”通常涉及具有如下化學結(jié)構(gòu)的物質(zhì)：所述化學結(jié)構(gòu)能被常見的環(huán)境化學(例如酶、pH、以及天然化合物)改變，從而產(chǎn)生可被環(huán)境(包括受試者(例如人)體內(nèi)的環(huán)境)再吸收且對其無危害的元素或簡單化學結(jié)構(gòu)。可生物降解的物質(zhì)還可以是可生物蝕解的，對此，所述物質(zhì)既經(jīng)歷了物理損耗、又經(jīng)歷了化學變化。例如，可生物降解的物質(zhì)可被分解為元素或化學結(jié)構(gòu)；而可生物蝕解的物質(zhì)可在宏觀水平上被分解(例如斷鏈(chainscission))、但其化學結(jié)構(gòu)基本上保持不變。因此，本發(fā)明的基于絲的微針由于是生物相容的、且能夠降解或蝕解成對受試者無害的物質(zhì)或組分，因此不必從受試者中移除。另外，絲素蛋白可在全水處理中制備，進一步擴展了其與生物制品(biologics)和環(huán)境的相容性?；钚栽噭┘捌浞€(wěn)定化在一些實施方式中，本發(fā)明的絲素蛋白微針可包含至少一種活性試劑。取決于微針大小和/或包封效率，分布于本文所述的微針中的活性試劑的量可在皮克水平至毫克水平的范圍內(nèi)變化?；钚栽噭┑姆窍拗菩詫嵗ㄓ袡C物質(zhì)如辣根過氧化物酶、酚磺酞(phenolsulfonphthalein)、核苷酸、核酸(例如，寡核苷酸、多核苷酸、siRNA、shRNA)、適配子、抗體或其一部分(例如，抗體樣分子)、激素(例如，胰島素、睪酮)、生長因子、酶(例如，過氧化物酶、脂肪酶、淀粉酶、有機磷酸鹽/酯脫氫酶、連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶、核糖核酸酶、RNA或DNA聚合酶、葡萄糖氧化酶、乳糖酶)、細胞(例如，血紅細胞、干細胞)、細菌或病毒、其它蛋白質(zhì)或多肽、小分子(例如，藥物、染料、氨基酸、維生素、抗氧化劑)、脂類、碳水化合物、發(fā)色團、發(fā)光有機化合物(如熒光素(1uciferin)、胡蘿卜素(carotenes))和發(fā)光無機化合物(例如，化學染料和/或造影增強劑(contrastenhancingagent)，如吲哚菁綠(indocyaninegreen))、免疫原性物質(zhì)如疫苗、抗生素、抗真菌劑、抗病毒劑、治療劑、診斷劑或前藥，以及上述任何物質(zhì)的類似物或組合。參見：例如，WO2011/006133，BioengineeredSilkProtein-BasedNucleicAcidDeliverySystems；WO2010/141133，SilkFibroinSystemsforAntibioticDelivery；WO2009/140588，SilkPolymer-BasedAdenosineRelease：TherapeuticPotentialforEpilepsy；WO2008/118133，SilkMicrospheresforEncapsulation&ControlledRelease；WO2005/123114，Silk-BasedDrugDeliverySystem；US61/477,737，CompositionsandMethodsforStabilizationofActiveAgents，以引用的方式將上述文獻的內(nèi)容整體并入本文。本文所使用的術(shù)語“蛋白質(zhì)”和“肽”在本文中可互換使用，表示通過相鄰殘基的α-氨基基團和羧基基團之間的肽鍵彼此連接的一系列氨基酸殘基。不考慮其大小或功能，在本文中可互換使用的術(shù)語“蛋白質(zhì)”和“肽”指的是蛋白質(zhì)氨基酸的聚合物，所述氨基酸包括修飾氨基酸(例如，磷酸化、糖基化等)和氨基酸類似物。雖然“蛋白質(zhì)”經(jīng)常用于指相對較大的多肽，而“肽”經(jīng)常用于指小的多肽，這些術(shù)語在本領(lǐng)域中的使用是相互重疊并可變的。除非另有注明，本文所使用的術(shù)語“肽”指的是肽、多肽、蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)片段。當涉及基因產(chǎn)物及其片段時，術(shù)語“蛋白質(zhì)”和“肽”在本文中可互換使用。因此，示例性的肽或蛋白質(zhì)包括基因產(chǎn)物、天然存在的蛋白質(zhì)、同系物(homologs)、直系同源物(orthologs)、旁系同源物(paralogs)、片段，以及上述物質(zhì)的其它等同物、變體、片段和類似物。本文所使用的術(shù)語“核酸”指的是多核苷酸，例如脫氧核糖核酸(DNA)、以及核糖核酸(RNA)(在適當情況下)、上述物質(zhì)的單鏈或雙鏈形式的聚合物。除非特別限定，所述術(shù)語涵蓋包含已知的天然核苷酸類似物的核酸，所述類似物具有與參比核酸類似的結(jié)合特性，并且以與天然存在的核苷酸類似的方式進行代謝。除非另有說明，特定的核酸序列還隱含包括其保守修飾的變體(例如，簡并密碼子替換)和互補序列，以及明確表明的序列。具體來說，簡并密碼子替換可通過如下方式實現(xiàn)：生成序列中的一個或多個選定(或全部)密碼子的第三位被混合堿基和/或脫氧肌苷(deoxyinosine)殘基替換的序列(Batzer等，NucleicAcidRes.19：5081(1991)；Ohtsuka等，J.Biol.Chem.260：2605-2608(1985)；以及Rossolini等，Mol.Cell.Probes8：91-98(1994))。術(shù)語“核酸”還應(yīng)被理解為包括如由核苷酸類似物而得的RNA或DNA的等同物、衍生物、變體以及類似物，以及單鏈(正義或反義)和雙鏈多核苷酸。術(shù)語“短干擾RNA”(siRNA)(在本文中還稱為“小干擾RNA”)被定義為(例如通過RNAi)發(fā)揮抑制靶基因表達作用的試劑。siRNA可由化學合成、可通過體外轉(zhuǎn)錄制造、或可在宿主細胞內(nèi)制造。siRNA分子還可通過切割雙鏈RNA而產(chǎn)生，其中一條鏈與待失活的信使RNA相同。術(shù)語“siRNA”是指誘導RNA干擾(RNAi)途徑的小抑制性RNA雙鏈。這些分子可在長度上有所差異(通常為18-30個堿基對)，并在其反義鏈中具有與其靶mRNA不同程度的互補性。一些(但并非全部)siRNA在正義鏈和/或反義鏈的5′或3′末端具有未配對的垂懸堿基(overhangingbases)。術(shù)語“siRNA”包括由兩條獨立鏈而來的雙鏈、以及可形成包含雙鏈區(qū)域的發(fā)夾結(jié)構(gòu)的單鏈。本文所使用的術(shù)語“shRNA”指的是發(fā)揮如RNAi和/或siRNA種類的作用的短發(fā)卡RNA，但不同之處在于shRNA種類為穩(wěn)定性提高的雙鏈發(fā)夾狀結(jié)構(gòu)。本文所使用的術(shù)語“RNAi”涉及干擾RNA或RNA干擾分子(為抑制基因表達的核酸分子或其類似物，如基于RNA的分子)。RNAi是指選擇性轉(zhuǎn)錄后基因沉默的一種手段。RNAi可導致特定mRNA的破壞，或阻止RNA(如mRNA)的加工或翻譯。本文所使用的術(shù)語“酶”指的是如下蛋白質(zhì)分子：催化其它物質(zhì)的化學反應(yīng)、但其自身在反應(yīng)結(jié)束時不被破壞或不被實質(zhì)上改變。該術(shù)語可包括天然存在的酶和生物工程酶或它們的混合物。酶家族的實例包括激酶、脫氫酶、氧化還原酶、GTP酶、羧基轉(zhuǎn)移酶、酰基轉(zhuǎn)移酶、脫羧酶、轉(zhuǎn)氨酶、消旋酶、甲基轉(zhuǎn)移酶、甲酰基轉(zhuǎn)移酶、以及α-酮酸脫羧酶(α-ketodecarboxylases)。本文所使用的術(shù)語“疫苗”指的是被殺死的微生物、活的減毒生物體、亞單位抗原、類毒素抗原、綴合抗原或其它類型的抗原性分子的任何制品，當將所述制品引入受試者體內(nèi)時，其通過使免疫系統(tǒng)活化、抗體形成、和/或產(chǎn)生T細胞和/或B細胞應(yīng)答而產(chǎn)生對特定疾病的免疫力。針對微生物的疫苗通常針對病毒、細菌、寄生蟲、支原體、或其它感染原的至少一部分?？砂诒疚乃龅奈⑨樦械囊呙绠a(chǎn)品的實例包括但不限于：(炭疽吸附型疫苗，EmergentBiosolutions，Rockville，MD)；BCGLive(膀胱內(nèi)用卡介苗(BacillusCalmette-Guérin)，OrganonTekinaCorp.LLC，Durham，NC)；BCGLive(SanofiPasteurInc)；(白喉和破傷風類毒素以及無細胞百日咳(DTaP)吸附型疫苗，SanofiPasteurInc.)；(吸附DTaP疫苗，GlaxoSmithKline)；(DTaP疫苗，SanofiPasteur)；(DTaP/Hib#，sanofipasteur)；(白喉和破傷風類毒素、無細胞百日咳吸附型以及滅活脊髓灰質(zhì)炎病毒疫苗，GlaxoSmithKline)；(DTaP-HepB-IPV，GlaxoSmithKline)；(白喉和破傷風類毒素以及無細胞百日咳吸附型、滅活脊髓灰質(zhì)炎病毒以及嗜血桿菌b綴合[破傷風類毒素綴合]疫苗，sanofipasteur)；白喉和破傷風類毒素吸附型(小兒用，SanofiPasteur)；(白喉和破傷風類毒素吸附型，成人用，SanofiPasteur)；(嗜血桿菌b破傷風類毒素綴合疫苗，SanofiPasteur)；(Hib疫苗，Merck)；Hiberix(嗜血桿菌b破傷風類毒素綴合疫苗，加強劑量(boosterdose)，GlaxoSmithKline)；(乙型肝炎-Hib疫苗，Merck)；(甲型肝炎疫苗，小兒用，GlaxoSmithKline)；(甲型肝炎疫苗，小兒用，Merck)；(HepB，小兒用，青少年用，GlaxoSmithKline)；RECOMBIVAX(乙型肝炎疫苗，Merck)；(HepA/HepB疫苗，18歲以上，GlaxoSmithKline)；(人乳頭瘤病毒二價(16型和18型)重組疫苗，GlaxoSmithKline)；(人乳頭瘤病毒二價(6型、11型、16型和18型)重組疫苗，Merck)；(流感疫苗，18歲以上，CSL)；AGRIFLUTM(肌內(nèi)注射用流感病毒疫苗，NovartisVaccines)；(流感疫苗，18歲以上，GaxoSmithKline)；(流感疫苗，18歲以上，GlaxoSmithKline)；(流感疫苗，4歲以上，NovartisVaccine)；(流感疫苗，6個月以上，SanofiPasteur)；(流感疫苗，2歲以上，MedImmune)；(e-IPV脊髓灰質(zhì)炎疫苗，sanofiPasteur)；JE(日本腦炎病毒滅活型疫苗，BIKEN，Japan)；(日本腦炎病毒滅活型疫苗，Novarits)；(腦膜炎球菌(A群、C群、Y群和W-135群)和白喉疫苗，SanofiPasteur)；-A/C/Y/W-135(腦膜炎球菌多糖疫苗，sanofipasteur)；(MMR疫苗，Merck)；(腦膜炎球菌(A群、C群、Y群和W-135群)寡糖白喉CRM197綴合疫苗，NovartisVaccines)；(MMR和水痘疫苗，Merck)；PNEUMOVAX(肺炎球菌多糖疫苗，Merck)；(7價肺炎球菌疫苗，Wyeth/Lederle)；(13價肺炎球菌疫苗，Wyeth/Lederle)；POLIOVAXTM(滅活脊髓灰質(zhì)炎病毒，sanofipasteur)；(狂犬疫苗，SanofiPasteur)；RABAVERTTM(狂犬疫苗，Chiron)；(口服五價輪狀病毒活疫苗，Merck)；(口服輪狀病毒活疫苗，GlaxoSmithKline)；DECAVACTM(破傷風和白喉類毒素疫苗，sanofipasteur)；Td(通用)(破傷風和白喉類毒素，吸附型，MassachusettsBiol.Labs)；(傷寒VI多糖疫苗，SanofiPasteur)；(破傷風類毒素、減弱的白喉類毒素和無細胞百日咳，sanofipasteur)；(破傷風類毒素、減弱的白喉類毒素和無細胞百日咳，GlaxoSmithKline)；(口服活Ty21a傷寒疫苗(typhoidvaccineliveoralTy21a)，BernaBiotech)；ACAM2000TM(天花(牛痘)活疫苗，Acambis，Inc.)；(天花(牛痘)疫苗)；(水痘[活]疫苗，Merck)；(黃熱病疫苗，SanofiPasteur)；(水痘帶狀皰疹病毒，Merck)；或上述疫苗的組合。本文所述的組合物中也可包括列入疾病控制和預防中心(CenterforDiseaseControlandPrevention，CDC)數(shù)據(jù)庫中的任何疫苗產(chǎn)品。在一些實施方式中，本文所述的微針中也可包含動物疫苗，如犬科動物疫苗和貓科動物疫苗。動物疫苗的實例包括但不限于：MAX5(五聯(lián)疫苗(5-wayvaccine)：犬瘟熱、傳染性犬肝炎、2型腺病毒、副流感病毒和細小病毒，F(xiàn)ortDodge)；NEO(細小病毒，NeoTech)；PLUS5(犬瘟熱、1型和2型腺病毒、副流感病毒和細小病毒；Pfizer)；III(犬副流感病毒；FortDodge)；以及4(貓鼻氣管炎(felinerhinotracheitis)、杯狀病毒(calici)、以及貓泛白細胞減少癥病毒(panleukopeniaviruses)和鸚鵡熱衣原體，Schering-Plough/Intervet)。本文所述的微針中可包含任何市售的動物疫苗。本文所使用的術(shù)語“適配子”指的是能特異性識別選定的非寡核苷酸分子或分子組的單鏈、部分單鏈、部分雙鏈或雙鏈的核苷酸序列。在一些實施方式中，適配子通過不同于Watson-Crick堿基配對機制或三鏈體形成的機制來識別非寡核苷酸分子或分子組。不受限制地，適配子可包括確定的序列區(qū)段和序列，所述序列區(qū)段和序列包含核苷酸、核糖核苷酸、脫氧核糖核苷酸、核苷酸類似物、修飾核苷酸和包含骨架修飾的核苷酸、分支點(branchpoints)以及非核苷酸殘基、基團或橋接(bridges)。用于選擇結(jié)合至分子的適配子的方法在本領(lǐng)域是眾所周知的，并且容易為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員獲取。本文所使用的術(shù)語“抗體(antibody/antibodies)”指的是具有Fc(可結(jié)晶片段)區(qū)域或Fc區(qū)域的FcRn結(jié)合片段的單克隆/多克隆抗原結(jié)合片段或完整的免疫球蛋白。術(shù)語“抗體”還包括“抗體樣分子”，如抗體片段(例如抗原結(jié)合片段)?？乖Y(jié)合片段可通過重組DNA技術(shù)制造，或通過完整抗體的酶解或化學裂解來制造?！翱乖Y(jié)合片段”特別包括Fab、Fab′、F(ab′)2、Fv、dAb、以及互補決定區(qū)(CDR)片段、單鏈抗體(scFv)、單域抗體、嵌合抗體、雙功能抗體(diabodies)、以及含有免疫球蛋白的至少一部分的多肽(所述免疫球蛋白的一部分足以使抗原結(jié)合至所述多肽)。為了本文所述的目的，還包括線性抗體(linearantibodies)。術(shù)語Fab、Fc、pFc′、F(ab′)2和Fv使用其標準免疫學含義(Klein，Immunology(JohnWiley，NewYork，N.Y.，1982)；Clark，W.R.(1986)TheExperimentalFoundationsofModernImmunology(Wiley&Sons，Inc.，NewYork)；以及Roitt，I.(1991)EssentialImmunology，第7版(BlackwellScientificPublications，Oxford))。多種抗原的特異性抗體或抗原結(jié)合片段可從供應(yīng)商(如R&DSystems、BDBiosciences、e-Biosciences和Miltenyi)處商購，或可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法針對這些細胞表面標記而產(chǎn)生。本文所使用的術(shù)語“互補決定區(qū)”(CDR；即：CDR1、CDR2和CDR3)指的是其存在為抗體結(jié)合所必需的抗體可變域的氨基酸殘基。各可變域通常具有三個CDR區(qū)，稱為CDR1、CDR2和CDR3。各互補決定區(qū)可包含來自Kabat定義的“互補決定區(qū)”的氨基酸殘基(即，大致為在輕鏈可變域中的殘基24-34(L1)、50-56(L2)和89-97(L3)以及在重鏈可變域中的殘基31-35(H1)、50-65(H2)和95-102(H3)；Kabat等，SequencesofProteinsofImmunologicalInterest，第5版，PublicHealthService，NationalInstitutesofHealth，Bethesda，Md.(1991))；和/或來自“高變環(huán)(hypervariableloop)”的殘基(即，大致為在輕鏈可變域中的殘基26-32(L1)、50-52(L2)和91-96(L3)以及在重鏈可變域中的殘基26-32(H1)、53-55(H2)和96-101(H3)；Chothia和LeskJ.Mol.Biol.196：901-917(1987))。在某些情況下，互補決定區(qū)可同時包含來自根據(jù)Kabat定義的CDR區(qū)中的氨基酸和來自高變環(huán)中的氨基酸。表述“線性抗體”指的是在Zapata等，ProteinEng.，8(10)：1057-1062(1995)中描述的抗體。簡言之，這些抗體包含成對串聯(lián)的Fd區(qū)段(VH-CH1-VH-CH1)，所述Fd區(qū)段與互補的輕鏈多肽一起形成成對的抗原結(jié)合區(qū)域。線性抗體可以是雙特異性的或單特異性的。本文所使用的表述“單鏈Fv”或“scFv”抗體片段意思是指包含抗體VH域和VL域的抗體片段，其中，這些結(jié)構(gòu)域存在于單個多肽鏈中。Fv多肽優(yōu)選在VH域和VL域之間進一步包含多肽接頭，這能使scFv形成用于抗原結(jié)合的期望結(jié)構(gòu)(，ThePharmacologyofMonoclonalAntibodies，vol.113，RosenburgandMooreeds.，Springer-Verlag，NewYork，269-315頁(1994))。本文所使用的術(shù)語“雙功能抗體”指的是具有兩個抗原結(jié)合位點的小抗體片段，該片段在同一多肽鏈上包含相連的重鏈可變域(VH)和輕鏈可變域(VL)(VH-VL)。通過利用因過短而不能使同一鏈上的所述兩個結(jié)構(gòu)域之間進行配對的接頭，所述結(jié)構(gòu)域不得不與另一鏈的互補域配對，從而產(chǎn)生兩個抗原結(jié)合位點(EP404,097；WO93/11161；Hollinger等，Proc.Natl.Acad.Sd.USA，P0：6444-6448(1993))。本文所使用的術(shù)語“小分子”指的是天然分子或合成分子，包括但不限于：肽、模擬肽(peptidomimetics)、氨基酸、氨基酸類似物、多核苷酸、多核苷酸類似物、適配子、核苷酸、核苷酸類似物、分子量小于約10,000g/mol的有機化合物或無機化合物(即，包括雜有機化合物(heteroorganiccompounds)和有機金屬化合物)、分子量小于約5,000g/mol的有機化合物或無機化合物、分子量小于約1,000g/mol的有機化合物或無機化合物、分子量小于約500g/mol的有機化合物或無機化合物，以及這些化合物的鹽類、酯類和其它藥學上可接受的形式。本文所使用的術(shù)語“細菌”意在涵蓋細菌的全部變體，例如：原核生物和藍細菌(cyanobacteria)。細菌很小(典型的線性尺寸為1μm左右)，是無區(qū)隔化的(non-compartmentalized)，具有環(huán)狀DNA和70S核糖體。術(shù)語“抗生素”在本文中用于描述降低微生物生存能力的化合物或組合物、或者抑制微生物生長或繁殖的化合物或組合物。本公開所使用的抗生素進一步旨在包括抗微生物(antimicrobial)劑、制菌(bacteriostatic)劑或殺菌(bactericidal)劑。示例性的抗生素包括但并不局限于：青霉素類、頭孢霉素類、青霉烯類(penems)、碳青霉烯類、單環(huán)內(nèi)酰胺類(monobactams)、氨基糖苷類、磺酰胺類、大環(huán)內(nèi)酯類、四環(huán)素類、林可酰胺類(lincosides)、喹諾酮類、氯霉素、萬古霉素、甲硝唑(metronidazole)、利福平(rifampin)、異煙肼(isoniazid)、大觀霉素(spectinomycin)、三甲氧芐啶(trimethoprim)、以及磺胺甲噁唑。本文所使用的術(shù)語“細胞”指的是任何細胞，原核的或真核的，包括植物、酵母、蠕蟲(worm)、昆蟲和哺乳動物。哺乳動物細胞不受限制地包括：靈長類細胞、人類細胞以及來自于任何感興趣的動物的細胞，所述感興趣的動物不受限制地包括：小鼠、倉鼠、兔、狗、貓、家養(yǎng)動物，如馬科動物、牛科動物、鼠科動物、羊科動物(ovine)、犬科動物、貓科動物等。細胞可不受限制地為各種組織類型，如：造血細胞、神經(jīng)細胞、間充質(zhì)(mesenchymal)細胞、皮膚(cutaneous)細胞、粘膜細胞、基質(zhì)(stromal)細胞、肌肉細胞、脾細胞、網(wǎng)狀內(nèi)皮細胞、上皮細胞、內(nèi)皮細胞、肝細胞、腎細胞、胃腸細胞、肺細胞、T細胞等。還包括干細胞、胚胎干(ES)細胞、ES衍生細胞和干細胞祖細胞(progenitors)(不受限制地包括：造血干細胞、神經(jīng)干細胞、基質(zhì)干細胞、肌肉干細胞、心血管干細胞、肝干細胞、肺干細胞、胃腸干細胞等)。酵母細胞也可用作本發(fā)明中的細胞。在一些實施方式中，細胞可以是離體(exvivo)細胞或培養(yǎng)的細胞(例如在體外)。例如，對于離體細胞，細胞可以從受試者中獲得，其中，所述受試者是健康受試者和/或患有疾病的受試者。作為非限制性實例，細胞可通過活組織切片或本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的其它外科手術(shù)手段獲得。本文所使用的術(shù)語“病毒”是指由蛋白質(zhì)殼體包裹核酸組成的感染原(infectiousagent)。此類感染原不能自主復制(即，復制需要利用宿主細胞的機制)。病毒基因組可以是單鏈(ss)或雙鏈(ds)的RNA或DNA，并且能或不能使用逆轉(zhuǎn)錄酶(RT)。另外，ssRNA病毒可以是正義的(+)或反義的(-)。示例性的病毒包括但并不限于：dsDNA病毒(例如腺病毒、皰疹病毒、痘病毒)、ssDNA病毒(例如細小病毒)、dsRNA病毒(例如呼腸孤病毒)、(+)ssRNA病毒(例如小RNA病毒(Picornaviruses)、披膜病毒)、(-)ssRNA病毒(例如正黏病毒(Orthomyxoviruses)、彈狀病毒(Rhabdoviruses))、ssRNA-RT病毒(即，在生命周期中具有DNA中間體的(+)正義RNA(例如逆轉(zhuǎn)錄病毒))、和dsDNA-RT病毒(例如嗜肝DNA病毒(Hepadnaviruses))。在一些實施方式中，病毒還可包括野生型(天然)病毒、殺滅的病毒、活的減毒病毒、修飾病毒、重組病毒或上述病毒的任意組合。病毒的其它實例包括但并不限于：包膜病毒(envelopedviruses)、呼吸道合胞病毒、非包膜病毒、噬菌體、重組病毒和病毒載體。本文所使用的術(shù)語“噬菌體”指的是感染細菌的病毒。術(shù)語“治療劑”是本領(lǐng)域公認的，并且是指任何化學部分，所述化學部分為在受試者中局部或全身起效的生物活性物質(zhì)、生理活性物質(zhì)或藥理活性物質(zhì)。治療劑(也稱為“藥物”)的實例在為人熟知的參考文獻(如MerckIndex、thePhysiciansDeskReference和ThePharmacologicalBasisofTherapeutics)中有所描述，所述治療劑不受限制地包括藥劑(medicaments)；維生素；礦物質(zhì)補充劑；用于治療、預防、診斷、治愈或緩解疾病或病癥(illness)的物質(zhì)；影響機體結(jié)構(gòu)或功能的物質(zhì)；或前藥，其在被置于生理環(huán)境中之后變得具有生物活性或活性更高。可使用在給予受試者后能夠從主題組合物中釋放進入鄰近組織或流體的各種形式的治療劑。實例包括類固醇和類固醇酯(例如雌激素、孕酮、睪酮、雄酮、膽固醇、炔諾酮、地高辛(digoxigenin)、膽酸、去氧膽酸和鵝去氧膽酸)、含硼化合物(例如碳硼烷)、化學治療性核苷酸、藥物(例如抗生素、抗病毒藥、抗真菌藥)、烯二炔類(例如，卡奇霉素(calicheamicins)、埃斯培拉霉素(esperamicins)、達內(nèi)霉素(dynemicin)、新制癌菌素(neocarzinostatin)發(fā)色團和可達菌素(kedarcidin)發(fā)色團)、重金屬配合物(例如順鉑)、激素拮抗劑(例如三苯氧胺(tamoxifen))、非特異性(非抗體)蛋白(例如寡聚糖)、寡核苷酸(例如與靶核酸序列(例如mRNA序列)結(jié)合的反義寡核苷酸)、肽、蛋白質(zhì)、抗體、光動力劑(photodynamicagents)(例如羅丹明123)、放射性核素(例如，I-131、Re-186、Re-188、Y-90、Bi-212、At-211、Sr-89、Ho-166、Sm-153、Cu-67和Cu-64)、毒素(例如蓖麻毒素(ricin))、以及基于轉(zhuǎn)錄的藥劑。在一些實施方式中，治療劑可包括止痛藥物。止痛藥物的實例包括但并不限于：對乙酰氨基酚、非甾體抗炎藥(NSAID)、皮質(zhì)類固醇(不受限制地，例如，或可的松)、麻醉劑(narcotics)、抗驚厥劑(anti-convulsan)(不受限制地，例如，(加巴噴丁(Gabapentin))、(普瑞巴林(Pregabalin))、局部麻醉劑(例如，)，以及上述止痛藥物的任意組合?？砂诒疚奶峁┑奈⑨樀囊恍嵤┓绞街械氖纠訬SAID包括但并不限于：布洛芬、萘普生、阿司匹林、非諾洛芬(NALFON)、氟比洛芬酮洛芬奧沙普秦(oxaprozin)雙氯芬酸鈉依托度酸吲哚美辛酮咯酸(ketorolac)舒林酸托美汀甲氯滅酸鹽/酯(meclofenamate，)、甲滅酸(mefenamicacid，)、萘丁美酮吡羅昔康以及COX-2抑制劑(如)。在一些實施方式中，止痛藥物可包括對乙酰氨基酚聯(lián)用物(例如，含麻醉劑的對乙酰氨基酚)，如含可待因的對乙酰氨基酚(例如但不限于：含可待因的含可待因的含可待因的Phenaphen)、含氫可酮的對乙酰氨基酚(例如但不限于：BANCAPDUOCETTM；PLUS；H；MEDIPAINES；HP；)、以及含氧可酮的對乙酰氨基酚“診斷劑”是可用于診斷的任何化學部分。例如，診斷劑包括含有放射性同位素(如銦或锝)的成像劑；含有碘、釓或花菁的造影劑(contrastagents)或染料；酶，如辣根過氧化物酶、GFP、堿性磷酸酶、或β-半乳糖苷酶；熒光物質(zhì)，如銪衍生物；發(fā)光物質(zhì)，如N-甲基吖啶(N-methylacrydium)衍生物等。本文使用的術(shù)語“抗真菌劑”指的是能抑制或阻止真菌細胞生長、生存和/或繁殖的物質(zhì)。在一些實施方式中，抗真菌劑包括能防止或治療動物或植物中的真菌感染的試劑?？拐婢鷦┛梢允菑V譜抗真菌劑或特異性針對一種或多種特定種類的真菌的抗真菌劑?？拐婢鷦┑姆窍拗菩詫嵗ǎ蝴溄晴薮?ergosterol)合成抑制劑如唑類(例如，咪唑類和三唑類)和phenpropimorph、特比萘芬、酮康唑、伊曲康唑(itroconazole)、氟康唑、伏立康唑、泊沙康唑、雷夫康唑(ravuconazole)和咪康唑(miconazole)。本文所使用的術(shù)語“抗病毒劑”包括通過以下方式用于治療病毒感染、破壞或阻滯病毒生長和繁殖、和/或阻滯病毒感染的任何試劑：例如，通過對病毒進入宿主細胞并用宿主細胞DNA復制其自身的能力進行干擾；通過降低病毒附著或進入細胞；通過阻滯復制；和/或通過阻止病毒脫去(shedding)包圍病毒DNA的蛋白質(zhì)外殼。不受限制地，示例性的抗病毒劑包括利巴韋林(ribavirin)、阿昔洛韋(acyclovir)、奧司他韋(oseltamivir)和扎那米韋(zanamivir)、金剛烷胺和金剛烷乙胺。本文所使用的術(shù)語“激素”通常是指天然存在的或非天然存在的激素、它們的類似物和模擬物。在某些實施方式中，術(shù)語“激素”指的是用于治療處理(例如生長激素處理)中的任何激素。本文所使用的“生長激素”或“GH”指的是來自任何來源(無論是天然、合成、或重組)的、處于天然序列或變體形式的生長激素。實例包括人生長激素(hGH)，其為具有人天然序列的天然或重組GH(促生長激素或生長激素)；以及重組生長激素(rGH)，其是指借助于重組DNA技術(shù)制造的任何GH或變體(包括人蛋氨生長素(somatrem)、促生長激素和生長激素)。在一個實施方式中，激素包括胰島素。在某些實施方式中，術(shù)語“活性試劑”用來指任何分子、化合物或組合物，當將此類分子、化合物或組合物在抑制或降低所述活性試劑的生物活性的特定條件下經(jīng)歷一段時間時，期望所述分子、化合物或組合物的生物活性穩(wěn)定。此類條件可包括但并不限于：狀態(tài)變化循環(huán)(state-changingcycle)、溫度、氣壓、濕度和光照。在一個實施方式中，狀態(tài)變化循環(huán)為凍融循環(huán)。根據(jù)本發(fā)明，至少一種活性試劑的生物活性可在包含所述活性試劑的、基于絲素蛋白的微針中得以保持。當使裝載有至少一種活性試劑的、基于絲素蛋白的微針(稱為“裝載有活性試劑的微針”)經(jīng)受狀態(tài)變化循環(huán)和/或在特定條件下保存一段時間時，所述活性試劑可維持其至少約30％的初始生物活性，例如，至少約40％、至少約50％、至少約60％、至少約70％、至少約80％、至少約90％、至少約95％的初始生物活性或更高的初始生物活性。換句話說，相對于非基于絲素蛋白的微針中的活性試劑的穩(wěn)定性而言，基于絲素蛋白的微針中的活性試劑的穩(wěn)定性(即，基于絲素蛋白的微針中的活性試劑維持其生物活性(例如，至少約30％的初始生物活性)的能力)可提高至少約30％、至少約40％、至少約50％、至少約60％、至少約70％、至少約80％、至少約90％、至少約95％。本文所述的裝載有活性試劑的微針可保存于任何溫度下或制造商推薦的專門用于活性試劑的溫度下。在一些實施方式中，所述裝載有活性試劑的微針可保存于液氮中或干冰中。在一些實施方式中，所述裝載有活性試劑的微針可保存于例如約-80℃至約-20℃下，包括-80℃和-20℃；或保存于約-20℃至約0℃下，包括-20℃和0℃。在一些實施方式中，所述裝載有活性試劑的微針可在高于0℃的溫度下保存。在此類實施方式中，所述裝載有活性試劑的微針可在約0℃至約為環(huán)境溫度的溫度下保存。本文所使用的術(shù)語“環(huán)境溫度”用于描述保存本文所述的裝載有活性試劑的微針的周圍溫度，其包括0℃-60℃、0℃-50℃或0℃-40℃之間的溫度。在一些實施方式中，環(huán)境溫度為冰箱溫度(例如0℃-15℃，包括0℃和15℃)。在一些實施方式中，環(huán)境溫度約為受試者的體溫(例如，對于人類受試者為36℃-38℃，包括36℃和38℃；或者對于其它動物為更高或更低的體溫范圍)。在一些實施方式中，環(huán)境溫度為室溫，例如20℃-35℃，其可隨地理條件而變化。例如，溫暖氣候區(qū)域(如非洲)的室溫通常會比寒冷氣候區(qū)域(如美國和英國)的室溫更暖和。本文所述的裝載有活性試劑的微針可保存任意時間，例如：數(shù)小時、數(shù)天、數(shù)周、數(shù)月或數(shù)年。在一些實施方式中，本文所述的裝載有活性試劑的微針可保存至少約3小時、至少約6小時、至少約9小時、至少約12小時、至少約24小時或更久。在一些實施方式中，本文所述的裝載有活性試劑的微針可保存至少約1天、至少約2天、至少約3天、至少約4天、至少約5天、至少約6天、至少約7天或更久。在一些實施方式中，本文所述的裝載有活性試劑的微針可保存至少約1周、至少約2周、至少約3周、至少約4周或更久。在一些實施方式中，本文所述的裝載有活性試劑的微針可保存至少約1個月、至少約2個月、至少約3個月、至少約4個月、至少約5個月、至少約6個月、至少約7個月、至少約8個月、至少約9個月、至少約10個月、至少約11個月、至少約12個月或更久。微針裝置本文提供的另一方面為包含基底和一個或多個本文所述的絲素蛋白微針的微針裝置，所述絲素蛋白微針整合至或附著至所述基底并從所述基底中延伸；其中每一絲素蛋白微針包含底部和穿透頂端。在一些實施方式中，所述微針裝置可包含基底和1個絲素蛋白微針。在一些實施方式中，所述微針裝置可包含基底和至少2個、至少3個、至少4個、至少5個、至少6個、至少7個、至少8個、至少9個、至少10個、至少15個、至少20個、至少25個、至少30個、至少40個、至少50個、至少60個、至少70個、至少80個、至少90個、至少100個或更多個微針。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施方式的微針裝置200的至少一部分的圖。本發(fā)明的微針裝置200可由高度生物相容并易于制造的絲素蛋白材料形成。微針裝置200包含基底204和從基底204突出的多個絲素蛋白微針210。微針的基本幾何要求(包括長寬比、底部直徑和逐漸變細的輪廓)可由微針功能來決定，即穿透生物屏障、在穿透期間維持幾何形狀、以及達到要求的穿透深度。在一些實施方式中，絲素蛋白微針210可一體形成并從基底204延伸。在一些實施方式中，絲素蛋白微針210可預先形成，然后附著于獨立的基底204。絲素蛋白微針可包含一種或多種待施加進入或穿過治療位點處的生物屏障的活性試劑。本文所述的各微針包含從底部214延伸例如預先確定的距離(由微針針體的長度表示)至穿透頂端212的微針針體210。本文所述的穿透頂端212可具有任意大小的尺寸(例如直徑)，這取決于多種因素，例如待穿透的生物屏障的類型、微針的設(shè)計要求(例如長寬比)、制造過程的條件、和/或使用偏好或應(yīng)用。在多種實施方式中，穿透頂端212可具有任意大小的尺寸(例如直徑)，例如在納米量級或微米量級。在一些實施方式中，穿透頂端212的尺寸(例如直徑)可為約50nm-約50μm。在其它實施方式中，穿透頂端212的尺寸(例如直徑)可大于50μm?？蓪ξ⑨樶橌w210的長度進行選擇，以將穿透頂端212置于與底部214相距預先確定的距離處，從而提供到達預先確定的深度的組織穿透和活性試劑施用。底部214可被安裝至基底204，或作為基底204的一部分形成(例如薄膜形式)?？筛鶕?jù)期望的治療方式和治療位點的特征對微針針體的形狀和直徑進行選擇。存在于微針裝置上的各微針不必具有同樣的微針長度。在一些實施方式中，微針裝置上的各微針可具有同樣的微針針體長度。在替代的實施方式中，微針裝置上的微針可具有不同的微針針體長度。因此，可在單個微針裝置中提供具有恒定或變化的微針穿透深度的預先確定的分布。在一些實施方式中，可對各微針的針體長度進行調(diào)整以適應(yīng)表面的曲率。可將多個微針以隨機圖案、偽隨機圖案或預先確定的圖案(如圖8E中所示陣列)進行排列?？筛鶕?jù)期望的治療方式和治療位點的特征對微針之間的距離和多個微針的排列方式進行選擇。例如，在一些實施方式中，可將微針亞群相互緊密排列作為組(group)，例如，以增加遞送至靶點的活性試劑的量。微針的方向可垂直于基底或與基底成一定角度。在一些實施方式中，微針的方向可垂直于基底。在此類實施方式中，可在每單位面積基底上提供較高密度的微針。基底：微針裝置的基底可由各種材料構(gòu)建，所述材料包括金屬、陶瓷、半導體、有機物、聚合物以及上述材料的任意復合物?；装ㄎ⑨樃街谄渖匣蚺c其一體形成的基座(basesubstrate)。隨后可調(diào)整基底來安裝Luer-Lock注射器或其它常規(guī)使用的藥物遞送裝置(目前使用皮下針作為屏障穿透方法)。在所述裝置的一些實施方式中，基底可包含一種或多種生物相容性聚合物。術(shù)語“生物相容性聚合物”意思是指當其與人體接觸時不在受試者體內(nèi)引發(fā)不良反應(yīng)的聚合材料。生物相容性聚合物的實例包括但并不局限于：硅酮和基于硅酮的聚合物；聚四氟乙烯(PTFE)；天然或合成水凝膠；聚氨酯；聚砜；纖維素；聚乙烯；聚丙烯；聚酰胺；聚酯；聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚(乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)、任何本領(lǐng)域認可的生物相容性聚合物，以及上述聚合物的任意組合。在所述裝置的一些實施方式中，基底可包含一種或多種可生物降解的聚合物，例如但不限于：聚(丙交酯)類、聚(乙交酯)類、聚(丙交酯-共-乙交酯)類、聚酸酐類、聚原酸酯類(polyorthoesters)、聚醚酯類、聚己內(nèi)酯類(polycarpolactones)、聚酯酰胺類(polyesteramides)、聚丁酸類、聚戊酸類、聚羥基脂肪酸酯類、可降解聚氨酯類，上述聚合物的任何共聚物、以及上述聚合物的任何共混物(blends)。在所述裝置的一些實施方式中，基底可由任何柔性材料形成。在此類實施方式中，基底可具有足夠的柔性，以在接觸表面時適合所述表面(例如組織或器官表面)，并允許所述微針穿透組織至期望的深度。在一個實施方式中，柔性基底包含與絲素蛋白微針整合在一起的絲素蛋白薄膜。在替代的實施方式中，基底可以是任何剛性材料。從中延伸出微針的基底表面可大體上為平表面、彎曲表面、波形表面或上述表面的任意組合。在一些實施方式中，可將從中延伸出微針的基底表面配置成具有與待穿透的靶表面類似的彎曲輪廓?；卓蔀橛扇缦乱蛩貨Q定的任意形狀和/或任意尺寸：微針裝置的設(shè)計、待治療的靶位點的面積/形狀、和/或微針施放器的大小。在一些實施方式中，可對基底的形狀和尺寸進行配置，以安裝任何施放器(目前使用皮下針作為屏障穿透方法)(例如注射器)、任何顯微注射設(shè)備、任何微針夾持器、任何微針給藥裝置或施放器裝置、任何微針陣列施放器裝置、和/或微針陣列藥筒系統(tǒng)(cartridgesystems)。微針或微針陣列注射器或施放器的非限制性實例包括如下文獻中所述的實例：美國專利申請?zhí)枺篣S2008/0183144、US2003/0208167、US2010/0256597；以及美國專利號：US6743211和US7842008。在一些實施方式中，基底可包含至少一種分布于所述基底中的活性試劑。在一些實施方式中，基底可不包含本文所述的活性試劑。生產(chǎn)本文所述的微針和微針裝置的方法在制造本文所述的微針和/或微針裝置的任何實施方式中所使用的方法可隨所用的材料而變化，所述方法包括軟刻印法(softlithographymethods)、微裝配(microassembly)、微成型(microshaping)、體微加工法(bulkmicromachiningmethods)、表面微加工法(surfacemicro-machiningmethods)、標準刻印法、濕法刻蝕、反應(yīng)離子刻蝕、等離子刻蝕、立體刻印和激光化學三維寫入法(stereolithographyandlaserchemicalthree-dimensionalwritingmethods)、固體印刷法(solid-objectprinting)、機械加工、模塊式組裝法(modularassemblymethods)、微模塑(micromolding)、復制模塑法(replicamoldingmethods)、注射模塑法(injectionmoldingmethods)、熱模塑法、激光消融法、任何微加工(microfabrication)法、上述方法的組合、以及本領(lǐng)域已知的用于制造微針的其它方法，所述方法包括但不僅限于下列文獻中所述的方法：美國專利號US6503231；美國專利申請?zhí)枺篣S2003/0208167和US2009/0182306；以及Henry等，“MicromachinedNeedledfortheTransdermalDeliveryofDrugs”，MicroElectroMechanicalSystems，Heidelberg，Germany，494-498頁(Jan.26-29，1998)。圖3A-圖3K和圖7A-圖7F顯示通過模塑對本文所述的微針的一個或多個實施方式進行制造的實例。在一個實施方式中，所述方法包括如下步驟：提供具有一個或多個微型凹部(microdepression)的模具，所述微型凹部各自限定了微針的表面(例如，PDMS模具300、700的微型凹部302、702)；用絲素蛋白溶液填充至少一個微型凹部；然后對所述絲素蛋白進行模塑，從而形成微針。與其它聚合物相比，絲素蛋白的性質(zhì)使得所模塑的微針更精細(finer)且還容易重現(xiàn)。絲素蛋白：由于絲素蛋白具有如下特點：例如全水處理(Sofia等，54J.Biomed.Mater.Res.139(2001)；Perry等，20Adv.Mater.3070-72(2008))、相對容易功能化(Murphy等，29Biomat.2829-38(2008))、以及生物相容性(Santin等，46J.Biomed.Mater.Res.382-9(1999))，因而是用于本發(fā)明實施方式的特別吸引人的候選生物聚合物。例如，美國食品和藥物管理局(FoodandDrugAdministration)已經(jīng)批準將絲類作為人體植入物中的組織工程支架(參見Altman等，24Biomaterials：401(2003))。本文所使用的術(shù)語“絲素蛋白”包括蠶絲素蛋白(silkwormfibroin)和昆蟲絲蛋白或蜘蛛絲蛋白(參見例如，Lucas等，13Adv.ProteinChem.107(1958))。根據(jù)本發(fā)明的方面，可使用任何類型的絲素蛋白。由蠶(例如家蠶(Bombyxmori))產(chǎn)生的絲素蛋白是最普遍的，并表現(xiàn)為環(huán)保的、可再生的資源。例如，絲薄膜中使用的絲素蛋白可通過從家蠶(B.mori)的蠶繭中提取絲膠而獲得。有機蠶繭還是可商購的。然而，存在許多可使用的不同的絲，包括蜘蛛絲(例如，由Nephilaclavipes獲得)、轉(zhuǎn)基因絲、基因工程絲(如來自細菌、酵母、哺乳動物細胞、轉(zhuǎn)基因動物或轉(zhuǎn)基因植物的絲(參見例如，WO97/08315、美國專利號5,245,012))，以及上述絲的變體。在本文所述的任何方面的一些實施方式中，用于制造微針的絲素蛋白可以是再生絲素蛋白。在一些實施方式中，絲素蛋白可以是無絲膠的，例如使用實施例中所述的方法。用于制造本文所述的微針和/或微針裝置的絲素蛋白水溶液可使用本領(lǐng)域已知的任何技術(shù)制備。用于包埋或攜帶活性試劑的溶液中的絲素蛋白濃度可適合于特定活性試劑和/或預先確定的釋放曲線。在一些實施方式中，用于制造本文所述的微針和/或微針裝置的絲素蛋白溶液可從約4％(w/v)變化至約20％(w/v)，包括端點在內(nèi)。在一些實施方式中，絲素蛋白溶液可從約6％(w/v)變化至約8％(w/v)。制備絲素蛋白溶液的合適工序在例如美國專利申請序列號11/247,358、WO/2005/012606、以及WO/2008/127401中得以公開。本發(fā)明可使用微濾步驟。例如，在將制備的絲素蛋白溶液進一步加工成為本文所述的基于絲基質(zhì)的微針和/或微針裝置之前，例如可通過基于離心作用和/或基于注射器的微濾，對所述絲素蛋白溶液進行進一步加工。在多個實施方式中，可就不同的應(yīng)用和期望的性能(例如，調(diào)節(jié)分子釋放曲線、微針的機械性能以及活性試劑的穩(wěn)定化)對絲素蛋白進行修飾。本領(lǐng)域技術(shù)人員例如可根據(jù)絲素蛋白的側(cè)基、絲素蛋白的期望反應(yīng)性和/或絲素蛋白上的期望電荷密度選擇適當?shù)姆椒?，來對絲素蛋白進行修飾。在一個實施方式中，絲素蛋白的修飾可使用氨基酸側(cè)鏈化學，例如經(jīng)共價鍵進行的化學修飾、或經(jīng)電荷-電荷相互作用進行的修飾。示例性的化學修飾方法包括但不限于：碳二亞胺偶聯(lián)反應(yīng)(參見例如，美國專利申請?zhí)朥S2007/0212730)、重氮偶聯(lián)反應(yīng)(參見例如，美國專利申請?zhí)朥S2009/0232963)、親和素-生物素相互作用(參見例如，國際申請?zhí)枺篧O2011/011347)以及利用PEG聚合物的化學活性衍生物或活化衍生物的聚乙二醇化(參見例如，國際申請?zhí)朩O2010/057142)。還可通過基因修飾來對絲素蛋白進行修飾，以改變所述絲素蛋白的功能性(參見例如，國際申請?zhí)朩O2011/006133)。舉例來說，絲素蛋白可以是基因修飾的，這可提供對絲的進一步修飾，例如包含含有纖維蛋白結(jié)構(gòu)域和礦化結(jié)構(gòu)域的融合多肽，從而可用于形成有機-無機復合物(參見WO2006/076711)。另外，絲素蛋白基質(zhì)可與化學品(如甘油)相聯(lián)合，所述化學品例如對所述基質(zhì)的柔性(flexibility)產(chǎn)生影響(參見例如，WO2010/042798，ModifiedSilkfilmsContainingGlycerol)。在一些實施方式中，絲素蛋白還可與其它生物相容性和/或可生物降解聚合物相混合，從而形成包含絲素蛋白的混合聚合物微針?？蓪⒁环N或多種生物相容性和/或可生物降解聚合物(例如，兩種以上生物相容性聚合物)與絲素蛋白一起添加至水溶液。本文可使用的生物相容性聚合物包括但不限于：聚氧化乙烯(PEO)、聚乙二醇(PEG)、膠原、纖連蛋白、角蛋白、聚天冬氨酸、聚賴氨酸、藻酸鹽/酯、殼聚糖(chitosan)、殼多糖(chitin)、透明質(zhì)酸、果膠(pectin)、聚己內(nèi)酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚羥基脂肪酸酯類、葡聚糖、聚酸酐類、聚合物、PLA-PGA、聚酸酐、聚原酸酯、聚己內(nèi)酯、聚富馬酸酯(polyfumarate)、膠原、殼聚糖、藻酸鹽/酯、透明質(zhì)酸，以及其它生物相容性和/或可生物降解聚合物(參見例如：國際申請?zhí)枺篧O04/062697、WO05/012606)。微針可以是可生物降解的、可生物蝕解的、或者可被設(shè)計成將微針的至少一部分留在所穿透的組織中。在一些實施方式中，在形成本文所述的絲素蛋白微針或微針裝置之前，可將本文所述的至少一種活性試劑添加至絲素蛋白溶液。在此類實施方式中，可在填充模具之前、之中或之后，將活性試劑添加至絲素蛋白溶液中，以便使活性試劑分散在微針中?？蓪⒋笕萘控撦d型絲素蛋白用于制備此類裝載有活性試劑的絲素蛋白微針的直接方法中?？蓪⒔z溶液與感興趣的活性試劑混合；可對具有期望厚度和表面積的微針進行澆鑄(cast)、干燥、然后處理以產(chǎn)生期望的材料性質(zhì)。裝載有活性試劑的微針或微針裝置可用作整體的(monolithic)、活性試劑遞送植入物或診斷裝置。例如，基于絲素蛋白的微針和/或微針裝置中所裝載的造影劑(如GFP分子)可維持其非線性光學性質(zhì)(Putthanarat等，45Polymer8451(2004))。另外，已經(jīng)研究了小分子藥品(5-氟尿嘧啶、維生素C、間苯二酚、苯酚磺酸鈉和芐基三甲基氯化銨)穿透絲素蛋白薄膜的擴散，并發(fā)現(xiàn)滲透性取決于pH和藥物性質(zhì)(Chen等，35Polymer2853(1994))。另外，由含有不同分子量(4kDa、10kDa、20kDa和40kDa)的葡聚糖和和辣根過氧化物酶(HRP)以及溶菌酶(Lys)(作為模型蛋白質(zhì))的絲水溶液制備出了整體的、大容量負載型薄膜。由薄膜的釋放持續(xù)了約4周，并且釋放行為與薄膜結(jié)晶度和藥物性質(zhì)(包括分子量和對于絲的吸附)相關(guān)(Hofmann等，111J.Contr.Release219(2006))。裝載有肝素的混合聚氨酯-絲薄膜顯示出超過24小時的肝素持久釋放，并表現(xiàn)出高可控性：釋放速度和所釋放肝素的累積量的百分數(shù)可通過調(diào)整下列參數(shù)而進行控制：(a)薄膜中裝載的肝素的量、(b)絲素蛋白與聚氨酯的組成比、以及(c)薄膜厚度(Liu等，63Mats.Lett.263(2009))。因此，活性試劑能夠以均相或多相的方式分散于絲素蛋白中，以梯度的方式分散，例如使用在美國專利申請?zhí)朥S2007/0212730中所述的碳二亞胺介導的修飾法。在替代的實施方式中，可先形成微針，然后將其與至少一種活性試劑接觸(例如，浸入)，從而使得微針的外表面可涂覆有至少一種活性試劑。由絲蛋白制造的微針陣列在之前已被公開，然而它們表現(xiàn)出迅速且不受控制的突釋(burstrelease)[8]。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可使用絲加工來影響絲素蛋白的性能，所述性能包括β-折疊含量、溶解性、活性試劑負載能力、降解時間和藥物滲透性。絲加工的選擇包括可控的緩慢干燥(Lu等，10Biomacromolecules1032(2009))、水韌處理(waterannealing)(Jin等，Water-StableSilkFilmswithReducedβ-SheetContent，15Adv.Funct.Mats.1241(2005))、拉伸(stretching)(Demura&Asakura，ImmobilizationofglucoseoxidasewithBombyxmorisilkfibroinbyonlystretchingtreatmentanditsapplicationtoglucosesensor，33Biotech&Bioengin.598(1989))、壓縮(compressing)、以及溶劑浸漬，所述溶劑包括甲醇(Hofmann等，2006)、乙醇(Miyairi等，1978)、戊二醛(Acharya等，2008)和1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亞胺(EDC)(Bayraktar等，2005)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，可使用絲加工來控制活性試劑從絲素蛋白微針結(jié)構(gòu)和裝置中的釋放。根據(jù)本發(fā)明的其它實施方式，通過一種或多種加工選項的加工而賦予其它特征。因此，影響絲素蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的能力不僅可用于控制本文所述的微針的機械特性，也可用于控制微針的溶解速率和/或經(jīng)微針遞送的活性試劑的持續(xù)釋放曲線。例如，可對本文所述的絲素蛋白微針和/或微針裝置的一些實施方式進行進一步加工以調(diào)整絲素蛋白微針和/或微針裝置的溶解性。在一些實施方式中，本文所述的絲素蛋白微針和/或微針裝置的溶解性可通過影響三級結(jié)構(gòu)(例如β-折疊結(jié)構(gòu))的期望水平來進行調(diào)整。例如，可根據(jù)本文的指導制備絲素蛋白微針，然后對其進行處理以調(diào)整絲素蛋白中的無規(guī)卷曲、β-轉(zhuǎn)角和β-折疊結(jié)構(gòu)。在此類實施方式中，絲素蛋白在水溶液中的不溶性和/或其β-折疊結(jié)構(gòu)可通過本領(lǐng)域已知的許多方法引起，例如，熱處理(例如，水韌處理)、拉伸、甲醇或乙醇浸漬，以及上述方法的任意組合。例如，在一些實施方式中，空氣干燥的絲素蛋白微針可含有約10％的β-折疊結(jié)構(gòu)。甲醇處理可將β-折疊含量提高至高于50％或更高。不考慮治療的話，絲素蛋白膜結(jié)構(gòu)可在環(huán)境溫度下穩(wěn)定許多個月。在一些實施方式中，可將各種酶以不同的濃度裝載入絲素蛋白，而不影響所述絲素蛋白的結(jié)構(gòu)。另外，提供高含量的β-折疊結(jié)構(gòu)可用來使絲素蛋白不溶于水。在一些實施方式中，本文所述的微針和/或微針裝置可包含多孔結(jié)構(gòu)，例如來調(diào)整活性試劑進入生物屏障的釋放曲線。在絲素蛋白基質(zhì)中生成多孔結(jié)構(gòu)的方法(例如凍干法、鹽浸法(salt-leaching)和氣體發(fā)泡法(gasfoamingmethod))，為本領(lǐng)域所廣泛知曉，并在下列文獻中有所描述：例如，美國專利號US7842780；以及美國專利申請?zhí)朥S2010/0279112和US2010/0279112，將上述文獻的內(nèi)容以引用的方式整體并入本文。因此，在一些實施方式中，多孔絲素蛋白微針可通過鹽浸法制造(參見：例如，US7842780以及US2010/0279112)?？蓪⒔z素蛋白溶液置入微針模具中(含有不溶于有機溶劑的致孔劑或水溶性顆粒)。或者，可在置入模具之前，將致孔劑與絲聚合物溶液混合。所述顆粒(致孔劑)的直徑可根據(jù)預先確定的孔徑大小而變化?？捎糜诒疚牡乃苄灾驴讋┌ǎ篘aCl；堿金屬、堿土金屬的鹵化物、磷酸鹽和硫酸鹽；糖晶體；水溶性微球；多糖和蛋白質(zhì)微球。然后可將干燥的絲素蛋白微針或微針裝置浸于顆粒或致孔劑可溶但絲素蛋白不可溶的水或其它溶劑中，以移除所述顆粒(致孔劑)，從而產(chǎn)生本文所述的多孔絲素蛋白微針或微針裝置。在替代的實施方式中，多孔絲素蛋白微針可通過凍干法進行生產(chǎn)(參見：例如，US7842780和US2010/0279112)。在此類實施方式中，可將放置入微針模具的絲素蛋白溶液在零度以下的溫度下(例如，約-80℃至約-20℃)冷凍至少約12小時、至少約24小時或更久，隨后冷凍干燥。在一個實施方式中，可從一個方向冷凍絲素蛋白溶液。在一些實施方式中，絲素蛋白溶液可不包含鹽。在一些實施方式中，可將醇(例如15％-25％的甲醇或丙醇)添加至絲素蛋白溶液。在一些實施方式中，微針中可含有流體微通道(fluidicmicrochannel)。流體微通道可由穿透頂端延伸至微針底部。在微針附著于本文所述的微針裝置的基底的一些實施方式中，流體微通道可由微針的穿透頂端延伸至基底另一側(cè)的表面。流體微通道可允許遞送或運輸活性試劑，例如用于快速釋放和/或?qū)⒋髣┝?bolusdose)的活性試劑給予至靶位點。在一些實施方式中，流體微通道可與例如含有待給予的活性試劑的單獨容器連接。本文所述的制造微針的任何方法均可適于在本文所述的微針中創(chuàng)建流體微通道。例如，可以將流體微通道刻蝕入預先形成的微針中，或可將陽模構(gòu)建為包含流體通道。制造具有流體通道的微針的其它方法包括但不限于美國專利號US6,503,231中所述的方法。在一些實施方式中，本文所述的微針可涂覆有至少一層本文所述的生物相容性聚合物和/或可生物降解的聚合物，例如以調(diào)整從微針中釋放活性試劑的速率。在此類實施方式中，所述生物相容性聚合物和/或可生物降解的聚合物可包含至少一種活性試劑。對于通過模塑生產(chǎn)本文所述的微針和/或微針裝置的一些實施方式，可用絲素蛋白溶液填充微針模具的微型凹部。在一些實施方式中，可用絲素蛋白溶液部分填充所述微型凹部。在一些實施方式中，可用絲素蛋白溶液完全填充所述微型凹部。在一些實施方式中，可用不同的絲素蛋白溶液(例如，不同的絲素蛋白濃度和/或組成)逐層填充所述微型凹部。在一些實施方式中，可用絲素蛋白溶液和不同的生物相容性聚合物和/或可生物降解的聚合物以及它們的任意混合物逐層填充所述微型凹部。為了生產(chǎn)具有基底的微針裝置(例如通過模塑)，所述基底可在微針模塑時同時形成，例如，可讓絲素蛋白溶液填滿并溢出(overfilled)微針模具，以使得在微針模具上方形成絲素蛋白溶液層，隨后使其干燥形成附著至微針并支持微針的基底。在此類實施方式中，基底和微針是整體相連的(integrallyconnected)。在替代的實施方式中，首先可形成全部或部分的微針，然后將其附著至或整合至單獨的基底上。例如，在一些實施方式中，可將預先形成的微針附著至單獨的基底(例如用膠或通過焊接)。在一些實施方式中，可先在微針模具中形成全部或部分微針，隨后在所述微針頂部使第二材料形成或成型。在一些實施方式中，可在未附著微針的基底表面上形成至少一種額外的基底(例如，具有相同或不同材料)，例如通過在仍存在于微針模具內(nèi)的干燥的基于絲素蛋白的微針裝置上沉積生物聚合物溶液，并將所述生物聚合物溶液干燥以形成額外基底。在一些實施方式中，附著有微針的基底表面可包含生物相容性聚合物膜和/或可生物降解的聚合物膜。在此類實施方式中，附著有微針的基底表面可涂覆有生物相容性聚合物膜和/或可生物降解的聚合物膜，例如通過在基底表面上沉積生物相容性聚合物膜和/或可生物降解的聚合物膜、或通過使微針裝置的微針穿透生物相容性聚合物膜和/或可生物降解的聚合物膜，從而使得所述聚合物膜附著于基底表面。模塑是制造本文所述的微針和/或微針裝置的一種方法。可通過本領(lǐng)域已知的任何方法生產(chǎn)微針模具或微針微模具。在一個實施方式中，如圖3A-圖3F所示，可通過包括如下步驟的方法來制備微針微模具：提供模具基底，圖3A；用保護層涂覆所述模具基底，圖3A；用光刻膠層涂覆所述保護層，圖3B；對所述光刻膠層進行圖案化以形成第一微圖案化掩模，圖3C；使用第一微圖案化掩模對保護層進行刻蝕，以形成第二微圖案化掩模，圖3D；使用第二微圖案化掩模對基底進行刻蝕，以移除部分基底，以逐漸根切第二微圖案化掩模，從而由基底形成包含一個或多個微針的微針微陽模，所述微針包含底部末端，所述底部末端逐漸變細至穿透頂端，其中所述穿透頂端與第二微圖案化掩模相接觸，圖3E；以及移除第二微圖案化掩模，從而釋放微針微陽模，圖3F?？赏ㄟ^各向同性刻蝕由Si制造陽模。在替代的實施方式中，例如如圖7A和圖8A-圖8D所示，可通過高速銑削(milling)和化學濕刻蝕由鋁制造陽模。在其它實施方式中，可使用加成法(additiveprocesses)或減成法(subtractiveprocesses)通過微機械加工形成微針模具，從而制造限定微針形狀的微型凹部。在一個實施方式中，所述模具可以為通過包括如下步驟的過程制得的陰模：(a)對整塊的第一材料進行微成型，以形成具有多個微型凸部(microprotrusions)的模具插入件(moldinsert)；以及(b)將第二材料沉積至所述微型凸部上，從而形成具有多個由所述微型凸部限定的微型凹部的微模具?？墒褂帽绢I(lǐng)域已知的各種方法來制造本發(fā)明的微針和/或微針裝置的各種實施方式。除了先前所述的模塑法，也可使用各向同性刻蝕來將絲素蛋白制成根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施方式的微針和/或微針裝置。在其它實施方式中，可應(yīng)用反應(yīng)性刻蝕來生產(chǎn)絲素蛋白微針和/或微針裝置。在一些實施方式中，可將銑削和刻蝕(例如化學濕刻蝕)用于將絲素蛋白制成根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施方式的微針和/或微針裝置。在一些實施方式中，可對本文所述的微針或微針裝置進行滅菌。用于生物醫(yī)學裝置的滅菌方法在本領(lǐng)域是周知的，所述方法包括但不限于：γ射線或紫外線照射、高壓滅菌(例如，熱/蒸汽)、醇滅菌(例如乙醇和甲醇)、以及氣體滅菌(例如，環(huán)氧乙烷滅菌)。本文提供的方法可用于產(chǎn)生尺寸為約50nm-約50μm間任意尺寸的基于絲素蛋白的微針頂端。在一些實施方式中，可將基于絲素蛋白的微針頂端構(gòu)造成具有10μm以下的直徑，例如，所述頂端的直徑包括但不限于2μm以下、或甚至100nm以下。并不存在阻止頂端具有甚至更小直徑的基本限制(已經(jīng)證明絲復制品澆鑄(silkreplicacasting)的極限是數(shù)十nm的分辨率。Perry等，20Adv.Mat.3070(2008))。另外，本發(fā)明的微針可利用許多開發(fā)用于使絲素蛋白功能化的技術(shù)(例如，活性試劑如染料和傳感器)。參見：例如，美國專利號6,287,340，Bioengineeredanteriorcruciateligament；WO2004/000915，SilkBiomaterials&MethodsofUseThereof；WO2004/001103，SilkBiomaterials&MethodsofUseThereof；WO2004/062697，SilkFibroinMaterials&UseThereof；WO2005/000483，MethodforForminginorganicCoatings；WO2005/012606，ConcentratedAqueousSilkFibroinSolution&UseThereof；WO2011/005381，Vortex-InducedSilkfibroinGelationforEncapsulation&Delivery；WO2005/123114，Silk-BasedDrugDeliverySystem；WO2006/076711，F(xiàn)ibrousProteinFusions&UsesThereofintheFormationofAdvancedOrganic/InorganicCompositeMaterials；美國申請公開號2007/0212730，Covalentlyimmobilizedproteingradientsinthree-dimensionalporousscaffolds；WO2006/042287，MethodforProducingBiomaterialScaffolds；WO2007/016524，MethodforStepwiseDepositionofSilkFibroinCoatings；WO2008/085904，BiodegradableElectronicDevices；WO2008/118133，SilkMicrospheresforEncapsulation&ControlledRelease；WO2008/108838，MicrofluidicDevices&MethodsforFabricatingSame；WO2008/127404，NanopatternedBiopolymerDevice&MethodofManufacturingSame；WO2008/118211，BiopolymerPhotonicCrystals&MethodofManufacturingSame；WO2008/127402，BiopolymerSensor&MethodofManufacturingSame；WO2008/127403，BiopolymerOptofluidicDevice&MethodofManufacturingtheSame；WO2008/127401，BiopolymerOpticalWaveGuide&MethodofManufacturingSame；WO2008/140562，BiopolymerSensor&MethodofManufacturingSame；WO2008/127405，MicrofluidicDevicewithCylindricalMicrochannel&MethodforFabricatingSame；WO2008/106485，Tissue-EngineeredSilkOrgans；WO2008/140562，ElectroactiveBiopolymerOptical&Electro-OpticalDevices&MethodofManufacturingSame；WO2008/150861，MethodforSilkFibroinGelationUsingSonication；WO2007/103442，BiocompatibleScaffolds&Adipose-DerivedStemCells；WO2009/155397，EdibleHolographicSilkProducts；WO2009/100280，3-DimensionalSilkHydroxyapatiteCompositions；WO2009/061823，F(xiàn)abricationofSilkFibroinPhotonicStructuresbyNanocontactImprinting；WO2009/126689，System&MethodforMakingBiomaterialStructures。也可將基于絲素蛋白的微針與傳感器(例如，檢測活性試劑遞送的傳感器)聯(lián)合(甚至以一體的形式)；或可包含用于生物環(huán)境或其它環(huán)境的傳感器。參見：例如，WO2010/126640，NanoimprintingofSilkFibroinStructuresforBiomedical&BiophotonicApplications；WO2008/127401；WO2008/118211；WO2008/127402；WO2008/140562。還可將本發(fā)明的基于絲素蛋白的微針或微針裝置與絲光子結(jié)構(gòu)(silkphotonicstructure)(包括全息成像(holograms)和絲光學纖維)聯(lián)合。參見：例如，WO2009/061823；PCT/US10/50565，DrawnSilkE-GelFibers&MethodsofMakingSame；PCT/US2010/042585，All-ProteinImplantable，ResorbableReflectors；PCT/US10/47307，SilkTransistorDevices&MethodofMakingTransistorDevicesfromSilk。在替代的實施方式中，絲素蛋白微針可包含等離子納米顆粒(plasmonicnanoparticle)，所述納米顆粒在針內(nèi)或針貼片的底部形成光熱元件(photothermalelement)。這一方法利用了絲素蛋白優(yōu)異的摻雜特性。已證明熱療法有助于多種試劑的經(jīng)皮遞送，參見Park等，EffectofHeatonSkinPermeability，359Intl.J.Pharm.94(2008)。在一個實施方式中，在非常有限的區(qū)域上進行的短時熱量爆發(fā)可用于使?jié)B透性最大化，同時使對周圍組織產(chǎn)生的有害影響最小化。因此，摻雜有等離子顆粒的微針不僅可通過使用微小的針、還可通過使光聚焦而使得產(chǎn)生的熱量僅經(jīng)由針本身而不是周圍組織，從而提高熱療法的特異性。本發(fā)明的一個實施方式包括用于運輸至少一種活性試劑穿過或進入生物屏障的微針裝置。所述微針裝置可包含絲素蛋白基底和多個絲素蛋白微針，所述微針與所述基底成為一體或附著至所述基底并從基底延伸，其中，所述絲素蛋白微針包含至少一種活性試劑。可在裝置的基底和/或微針中或裝置的基底和/或微針上含有活性試劑。因此，例如，因為試劑擴散穿過基底到達微針，然后從微針擴散至與所述微針相接觸的組織，處于貼片形式的微針裝置可用于以緩釋形式遞送試劑。本文所述的微針或微針裝置的示例性應(yīng)用本文提供的其它方面涉及用于遞送活性試劑穿過生物屏障的方法。此類方法包括：提供本文所述的至少一種微針或至少一種微針裝置，其中，所述微針或微針裝置包含至少一種活性試劑；使所述微針或微針裝置穿透入生物屏障；以及允許所述活性試劑由所述微針釋放。在一些實施方式中，通過降解或溶解所述微針而將活性試劑釋放入生物屏障中。在一些實施方式中，微針或微針裝置可附著至施放器上以促進微針穿過或進入生物屏障的給藥。僅作為舉例而言，為了應(yīng)用的目的，可將微針或微針裝置附著至例如注射器(syringe)或本文所述的任何注入器(injecors)或微針給藥裝置。對于內(nèi)部組織，微針或微針裝置的應(yīng)用可在例如導管的輔助下實現(xiàn)。在一些實施方式中，可通過手術(shù)植入微針或微針裝置。生物屏障可以是需要活性試劑的受試者的任何生物組織。生物屏障的實例可包括但不限于：任何細胞、組織或器官，包括皮膚或其一部分(例如，角質(zhì)層、表皮組織和真皮組織)、粘膜組織、血管組織、淋巴管、眼組織(例如角膜、結(jié)膜、鞏膜)以及細胞膜。在一些實施方式中，生物屏障為皮膚。術(shù)語“受試者”包括但不限于：哺乳動物、人、非人靈長類動物(如黑猩猩以及其它猿類和猴類)；農(nóng)場動物(farmanimal)，如牛、綿羊、豬、山羊和馬；家養(yǎng)動物，如狗和貓；實驗動物，包括嚙齒類動物，如小鼠、大鼠和豚鼠。所述術(shù)語并不表示特定的年齡或性別。因此，意為涵蓋了無論是雄性還是雌性的成年受試者和初生受試者以及胎兒。在一個實施方式中，受試者是哺乳動物。在一個實施方式中，受試者是人類受試者。在一些實施方式中，本文所述的微針或微針裝置可不包含活性試劑，并用來在生物屏障中制造微孔(例如，來使皮膚具有滲透性)。在此類實施方式中，在插入微針或給予微針裝置后，可移除所述微針或微針裝置，隨后經(jīng)由微孔給予活性試劑(例如使用包含活性試劑的透皮貼片)。在一些實施方式中，微針或微針裝置可設(shè)置為用于活性試劑的經(jīng)皮給藥。僅舉例而言，本文所述的微針或微針裝置可以是透皮貼片的一部分。在此類實施方式中，進一步包含粘合劑以及任選包含容器(例如，與微針相連通)。所述容器可含有用于通過微針遞送的活性試劑。目前，存在多種可用的透皮貼片形式的藥物制劑，包括但不限于：用于幫助戒煙的尼古丁貼片；用于減輕疼痛的阿片類藥物，如芬太尼(Fentanyl，作為Duragesic市售)和丁丙諾啡(Buprenorphine，作為BuTrans市售)；雌激素貼片，例如，用于治療更年期癥狀和更年期后骨質(zhì)疏松癥；用于例如遞送激素的男性(Androde)和女性(Intrinsa)的避孕藥貼片(作為OrthoEvra或Evra市售)和睪酮貼片；硝化甘油貼片，例如用于治療心絞痛(angina)；用于治療運動病(motionsickness)的東莨菪堿(scopolamine)貼片；抗高血壓藥可樂定(Clonidine，Catapres-TTS)；抗抑郁藥貼片，如Emsam(MAOI司來吉蘭(selegiline)的經(jīng)皮形式)；Daytrana，用于注意力缺陷多動障礙(ADHD)藥物哌甲酯(methylphenidate)的經(jīng)皮遞送藥劑(也稱為Ritalin或Concerta)；維生素B12(例如氰鈷胺，維生素B12的高度穩(wěn)定形式)；卡巴拉汀(Rivastigmine，阿爾茲海默病的治療藥物)，對于商標名Exelon為貼片形式；胰島素貼片；以及抗生素貼片。在一些實施方式中，微針或微針裝置可設(shè)置為用于經(jīng)皮遞送生長激素，例如但不限于本文所述的生長激素。在一些實施方式中，微針或微針裝置可設(shè)置為用于經(jīng)皮遞送止痛藥物，例如但不限于本文所述的止痛藥物。在一些實施方式中，微針或微針裝置可設(shè)置為用于經(jīng)皮遞送疫苗或疫苗產(chǎn)品，例如但不限于本文所述的疫苗或疫苗產(chǎn)品。在微針或微針裝置包含至少一種活性試劑的一些實施方式中，活性試劑從微針中釋放的速率可根據(jù)下列因素變化：例如，微針的性能和/或設(shè)計、和/或活性試劑在本文所述的微針內(nèi)的分布。在一些實施方式中，微針或微針裝置的特征可在于活性試劑進入生物屏障的一條釋放曲線。在一些實施方式中，微針或微針裝置的特征可在于活性試劑進入生物屏障的兩條或多條釋放曲線。例如，當活性試劑經(jīng)由流體通道給藥至生物屏障時，其中包含流體通道的微針可提供活性試劑的迅速釋放。同時，也可通過微針的降解或溶解，由微針主體(bulk)中以相對較慢的速率將活性試劑釋放入生物屏障中。在一些實施方式中，可在預先確定的時間內(nèi)從本文所述的微針中釋放期望量的至少一種活性試劑。在一些實施方式中，可在預先確定的時間內(nèi)從微針中釋放至少約5％的活性試劑，包括至少約10％、至少約15％、至少約20％、至少約30％、至少約40％、至少約50％、至少約60％、至少約70％、至少約80％、至少約90％、至少約95％、或至少約97％、約98％、或約99％的活性試劑，或100％的活性試劑。在此類實施方式中，期望量的活性試劑可以在數(shù)秒、數(shù)分鐘、數(shù)小時、數(shù)月或數(shù)年內(nèi)從微針中釋放出。在一些實施方式中，期望量的活性試劑可在微針插進組織后即刻從微針中釋放出，例如，在5秒之內(nèi)、10秒之內(nèi)、30秒之內(nèi)、1分鐘或更久。在一些實施方式中，可以在至少約1小時、至少約2小時、至少約3小時、至少約6小時、至少約12小時、至少約1天、至少約2天、至少約3天、至少約4天、至少約5天、至少約6天、至少約1周、至少約2周、至少約1個月、至少約2個月、至少約3個月、至少約6個月或更久的時間內(nèi)從微針中釋放出期望量的活性試劑。在一些實施方式中，可以在約1年、約2年、約3年、約4年或更久的時間內(nèi)從微針中釋放出期望量的活性試劑。在一些實施方式中，可由基于絲素蛋白的微針的溶解速率和/或溶解性來控制所述微針和/或微針裝置對活性試劑的釋放。在此類實施方式中，至少約5％的基于絲素蛋白的微針，包括至少約10％、至少約15％、至少約20％、至少約30％、至少約40％、至少約50％、至少約60％、至少約70％、至少約80％、至少約90％、至少約95％、或至少約97％、約98％、或約99％的基于絲素蛋白的微針，或100％的基于絲素蛋白的微針可在預先確定的時間內(nèi)溶解或降解。在此類實施方式中，降解或溶解可在數(shù)秒、數(shù)分鐘、數(shù)小時、數(shù)月或數(shù)年內(nèi)發(fā)生。在一些實施方式中，微針的降解或溶解可在插進組織后即刻發(fā)生，例如在5秒內(nèi)、10秒內(nèi)、30秒內(nèi)、1分鐘或更久。在一些實施方式中，溶解或降解可以在至少約1小時、至少約2小時、至少約3小時、至少約6小時、至少約12小時、至少約1天、至少約2天、至少約3天、至少約4天、至少約5天、至少約6天、至少約1周、至少約2周、至少約1個月、至少約2個月、至少約3個月、至少約6個月或更久的時間內(nèi)發(fā)生。在一些實施方式中，溶解或降解可以在約1年、約2年、約3年、約4年或更久的時間內(nèi)發(fā)生。確定活性試劑進入生物屏障的適當釋放速率的方法是本領(lǐng)域周知的，例如，使用在實施例中所述的方法。在另一方面，微針或微針裝置可用于從生物屏障中提取生物分子(例如生物標記分子)。例如，微針可涂覆有例如但不限于：肽、蛋白質(zhì)、抗體、生物標記結(jié)合分子和/或配體結(jié)合分子，然后被插入受試者的生物屏障中。然后可對結(jié)合在微針表面上的生物分子或生物標記分子進行分析(例如，為了診斷目的)。若干選定的定義除非另有說明或在上下文中有所暗示，下列術(shù)語和短語包括下文提供的含義。除非另有明確說明或從上下文中可明顯看出，下列術(shù)語和短語不排除在其所屬領(lǐng)域已具有的含義。提供所述定義以輔助描述本文描述的方面的具體實施方式，而由于本發(fā)明的范圍僅受權(quán)利要求所限，因此并不意味著限制所請求保護的發(fā)明。另外，除非上下文另有要求，單數(shù)術(shù)語涵蓋復數(shù)，并且復數(shù)術(shù)語涵蓋單數(shù)。本文所使用的術(shù)語“包含/包括(comprising或comprises)”表示對本發(fā)明必要的組合物、方法及其各自的組成部分，并且無論是否必要都仍然對未指定的要素保持開放。另外，術(shù)語“包含/包括”包括“基本上由…組成”和“由…組成”。本文所使用的術(shù)語“基本上由…組成”涉及給定的實施方式所需的那些元素。該術(shù)語允許存在實質(zhì)上不影響本發(fā)明實施方式的基礎(chǔ)和新穎性或起作用的特征的額外成分。術(shù)語“由…組成”涉及本文所述的組合物、方法及其各自的組成部分，排除沒有在實施方式描述中詳述的任何要素。除了在操作實施例中或另有指示的地方，本文所用的表示成分的量或反應(yīng)條件的全部數(shù)值在所有情況下都應(yīng)該被理解為被術(shù)語“約”修飾。與百分比相連使用的術(shù)語“約”可意味著±1％。除非文中明確地另有所指，單數(shù)術(shù)語“一(a/an)”和“該/所述(the)”涵蓋復數(shù)的所指物。相似地，除非文中明確地另有所指，單詞“或(or)”意在涵蓋“和(and)”。盡管與本文描述的方法和材料相似或等同的方法和材料可被用于本文公開的實踐或測試中，合適的方法和材料在下文有所描述。術(shù)語“包含/包括(comprises)”意思是“含有(includes)”?？s寫“e.g.”源自拉丁文的例如(exempligratia)，并且在本文中用于表示非限制性的實例。因此，縮寫“e.g.”與術(shù)語“例如(forexample)”同義。本文所使用的短語“基于絲素蛋白的微針”和“絲素蛋白微針”通常是指包含絲素蛋白的微針。在一些實施方式中，短語“基于絲素蛋白的微針”是指如下各微針：微針中絲素蛋白占總組成的至少約30％，包括總組成的至少約40％、至少約50％、至少約60％、至少約70％、至少約80％、至少約90％、至少約95％或更高。在某些實施方式中，基于絲素蛋白的微針可大體上由絲素蛋白形成。在多個實施方式中，基于絲素蛋白的微針可大體上由包含至少一種活性試劑的絲素蛋白形成。本文所使用的術(shù)語“大體上(substantially)”指的是比例為至少約60％，或優(yōu)選為至少約70％或至少約80％、或至少約90％、至少約95％、至少約97％或至少約99％或更高，或70％-100％間的任何整數(shù)。在一些實施方式中，術(shù)語“大體上”指的是比例為至少約90％、至少約95％、至少約98％、至少約99％或更高，或90％-100％間的任何整數(shù)。在一些實施方式中，術(shù)語“大體上”可包括100％。術(shù)語“穩(wěn)定/穩(wěn)定化(stabilize/stabilization)”在此處是指保持或維持基于絲素蛋白的微針中的至少一種活性試劑的生物活性。本文所使用的術(shù)語“活性試劑的穩(wěn)定”是指分布、分散或包埋于基于絲素蛋白的微針中的一種或多種活性試劑維持其至少約30％的初始生物活性，包括至少約40％、至少約50％、至少約60％、至少約70％、至少約80％、至少約90％的初始生物活性或更高的初始生物活性。關(guān)于活性試劑的生物活性的術(shù)語“穩(wěn)定”和“維持”在本文中可互換使用。當涉及包含活性試劑的微針時，本文所使用的術(shù)語“保存(maintaining/maintain)”是指當使活性試劑經(jīng)歷特定條件時，保留、保持或維持本文所述的基于絲素蛋白的微針中的至少一種活性試劑的生物活性。在一些實施方式中，分布于基于絲素蛋白的微針中的一種或多種活性試劑維持其至少約30％的初始生物活性，包括至少約40％、至少約50％、至少約60％、至少約70％、至少約80％、至少約90％的初始生物活性或更高的初始生物活性。本文所使用的關(guān)于活性試劑的術(shù)語“生物活性”，通常是指活性試劑與生物靶標相互作用的能力和/或?qū)ι锇袠水a(chǎn)生影響的能力。例如，生物活性可不受限制地包括在生物靶標中誘發(fā)刺激、抑制、調(diào)節(jié)、毒性或致死響應(yīng)。所述生物靶標可以是分子或細胞。例如，生物活性可以指活性試劑的以下能力：調(diào)節(jié)酶的作用/活性、阻斷受體、刺激受體、調(diào)節(jié)一種或多種基因的表達水平、調(diào)節(jié)細胞增殖、調(diào)節(jié)細胞分裂、調(diào)節(jié)細胞形態(tài)，或上述能力的任意組合。在某些情況下，生物活性可以指化合物在細胞中產(chǎn)生毒性效應(yīng)的能力。生物活性可以通過分析細胞響應(yīng)而測定。示例性的細胞響應(yīng)包括但不限于：裂解、細胞凋亡、生長抑制和生長促進；細胞對蛋白質(zhì)或其它感興趣的分子的制造、分泌和表面暴露；膜表面分子活化，包括受體活化；跨膜離子轉(zhuǎn)運；轉(zhuǎn)錄調(diào)控；細胞存活力的變化；細胞形態(tài)的變化；細胞內(nèi)部組件的存在或表達的變化；細胞內(nèi)生產(chǎn)的核酸的存在或表達的變化；細胞內(nèi)生產(chǎn)的酶的活性的變化；以及受體的存在或表達的變化。用于分析不同細胞響應(yīng)的方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是周知的，例如，用于對細胞內(nèi)源性蛋白質(zhì)的存在或表達的變化進行測定的蛋白質(zhì)印跡法、或用于監(jiān)測細胞形態(tài)對活性試劑的響應(yīng)的顯微鏡檢查。對于抗體，術(shù)語“生物活性”包括但不限于：表位或抗原結(jié)合親和力、抗體的體內(nèi)和/或體外穩(wěn)定性、抗體的免疫原性(例如當給予人類受試者時)、和/或在體內(nèi)或體外中和或拮抗靶分子生物活性的能力?？墒褂帽绢I(lǐng)域認可的技術(shù)觀測或測量上述特性或特征，所述技術(shù)包括但不限于：鄰近閃爍分析法(scintillationproximityassays)、ELISA、ORIGEN免疫分析(IGEN)、熒光猝滅、熒光ELISA、競爭性ELISA、SPR分析(包括但不限于：使用BIAcore生物傳感器的SPR分析)、體內(nèi)和體外中和分析(參見，例如，國際公開號WO2006/062685)、受體結(jié)合、以及利用來自所需要的不同來源(包括人類、靈長類或其它任何來源)的組織切片的免疫組織化學。對于免疫原性物質(zhì)，“生物活性”包括免疫原性，其定義在下文有詳細論述。對于病毒，“生物活性”包括感染性，其定義在下文有詳細論述。對于造影劑(例如染料)，“生物活性”是指當給予受試者時，造影劑增強受試者體內(nèi)結(jié)構(gòu)或流體的對比度的能力。造影劑的生物活性還包括但不限于其在特定條件下與生物環(huán)境相互作用的能力和/或影響另一分子的響應(yīng)的能力。對于活性試劑的“初始生物活性”，通常是指將活性試劑引入基于絲素蛋白的微針之前立即測量出的或引入之后立即測量出的活性試劑的生物活性。即，可在將活性試劑引入基于絲素蛋白的微針前后(例如約20分鐘內(nèi))對活性試劑的初始生物活性進行測量。在某些情況下，可在將活性試劑引入基于絲素蛋白的微針前后約10秒、約15秒、約20秒、約25秒、約30秒、約1分鐘、約2分鐘、約3分鐘、約4分鐘、約5分鐘、約6分鐘、約7分鐘、約8分鐘、約9分鐘、約10分鐘、約11分鐘、約12分鐘、約13分鐘、約14分鐘、約15分鐘、約16分鐘、約17分鐘、約18分鐘、約19分鐘或約20分鐘時對活性試劑的初始生物活性進行測量。在另一實施方式中，本文所使用的術(shù)語“初始生物活性”可用于描述活性試劑被引入基于絲素蛋白的微針之前的生物活性。在一些實施方式中，術(shù)語“初始生物活性”是指活性試劑的最大生物活性，例如，活性試劑活化(例如，通過復水或通過提高溫度)之后立即測得的生物活性。例如，如果活性試劑最初為粉末形式，則可在復水之后立即對該活性試劑的初始生物活性進行測量。在一些實施方式中，術(shù)語“初始生物活性”是指當在制造商指定的條件下儲存或運輸時，分散在非基于絲素蛋白的微針中的活性試劑的生物活性。在一些實施方式中，術(shù)語“初始生物活性”是指當在制造商指定的條件下在本文描述的基于絲素蛋白的微針中儲存或運輸時，活性試劑的生物活性。術(shù)語“免疫原性”是指物質(zhì)(如抗原或表位)在受試者中引發(fā)體液和/或細胞介導的免疫響應(yīng)的能力。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地對物質(zhì)的免疫原性進行測量?？赏ㄟ^本領(lǐng)域公認的任何方法對細胞介導的免疫響應(yīng)的存在進行測定，例如：增殖分析(CD4+T細胞)、CTL(細胞毒性T淋巴細胞)分析(參見Burke，supra；Tigges，supra)、或受試者的組織切片的免疫組織化學，從而對給予免疫原后活化細胞(如單核細胞和巨噬細胞)的存在進行測定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過任何完善的方法容易地對受試者中體液介導的免疫響應(yīng)的存在進行測定。例如，生物樣品(如血液)中產(chǎn)生的抗體水平可通過蛋白質(zhì)印跡、ELISA或其它已知的抗體檢測方法進行測量。對于病毒，本文所使用的術(shù)語“感染性”是指病毒具有如下能力的特征：進入易感宿主、在易感宿主中生存和繁殖、或致使易感宿主產(chǎn)生免疫響應(yīng)的能力。本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的用于測定病毒感染性的任何方法都可用于本文所述的目的。本發(fā)明可由以下編號的段落中的任一項定義：1.一種含有絲素蛋白的微針，其中，所述微針具有底部和穿透頂端，所述頂端的尺寸為約50nm-約50μm。2.如段1所述的微針，其中，所述頂端的尺寸為約200nm-約40μm。3.如段1或2所述的微針，該微針進一步包含至少一種活性試劑。4.如段3所述的微針，其中，所述活性試劑選自于由下列試劑組成的組：蛋白質(zhì)、肽、抗原、免疫原、疫苗、抗體或抗體的部分、抗體樣分子、酶、核酸、siRNA、shRNA、適配子、病毒、細菌、小分子、細胞、激素、抗生素、治療劑、診斷劑，以及上述試劑的任意組合。5.如段1-4中任一項所述的微針，其中，所述活性試劑為抗生素。6.如段1-5中任一項所述的微針，其中，當將所述微針在高于0℃的溫度下保存至少約24小時時，所述活性試劑維持其初始生物活性的至少約30％。7.如段1-6中任一項所述的微針，其中，所述活性試劑維持其初始生物活性的至少約50％。8.如段6或7所述的微針，其中，將所述微針保存至少約1個月。9.如段6-8中任一項所述的微針，其中，在約0℃-室溫以上的溫度下保存所述微針。10.如段6-9中任一項所述的微針，其中，在約室溫-約37℃的溫度下保存所述微針。11.如段1-10中任一項所述的微針，該微針進一步包含一種或多種可生物降解的聚合物。12.如段1-11中任一項所述的微針，其中，所述微針一經(jīng)接觸生物環(huán)境后即以受控的速率降解。13.如段12所述的微針，其中，所述微針的降解對分布于所述微針中的所述活性試劑的釋放進行控制。14.一種微針裝置，所述裝置包含：基底以及一個或多個絲素蛋白微針，所述絲素蛋白微針整合至所述基底或附著至所述基底、并從所述基底延伸；其中，各微針包含底部和穿透頂端。15.如段14所述的裝置，其中，所述微針進一步包含至少一種活性試劑。16.如段15所述的裝置，其中，所述活性試劑選自于由下列試劑組成的組：蛋白質(zhì)、肽、抗原、免疫原、疫苗、抗體或抗體的部分、抗體樣分子、酶、核酸、siRNA、shRNA、適配子、病毒、細菌、小分子、細胞、激素、抗生素、治療劑、診斷劑，以及上述試劑的任意組合。17.如段14-16中任一項所述的裝置，其中，當將所述裝置在高于0℃的溫度下保存至少約24小時時，所述活性試劑維持其初始生物活性的至少約30％。18.如段14-17中任一項所述的裝置，其中，所述活性試劑維持其初始生物活性的至少約50％。19.如段17或18所述的裝置，其中，將所述裝置保存至少約1個月。20.如段17-19中任一項所述的裝置，其中，在約0℃-室溫以上的溫度下保存所述裝置。21.如段17-20中任一項所述的裝置，其中，在約室溫-約37℃的溫度下保存所述裝置。22.如段14-21中任一項所述的裝置，其中，所述絲素蛋白微針的長度為約15μm-約1500μm。23.如段22所述的裝置，其中，所述絲素蛋白微針的長度為約150μm-約1000μm。24.如段14-23中任一項所述的裝置，其中，至少一個所述絲素蛋白微針的長度與其它絲素蛋白微針不同。25.如段14-24中任一項所述的裝置，其中，所述絲素蛋白微針進一步包含一種或多種可生物降解的聚合物。26.如段14-25中任一項所述的裝置，其中，所述絲素蛋白微針一經(jīng)接觸生物環(huán)境后即以受控的速率降解。27.如段14-26中任一項所述的裝置，其中，所述基底包含一種或多種生物相容性聚合物。28.如段14-27中任一項所述的裝置，其中，所述基底一經(jīng)與表面接觸后即與所述表面相順應(yīng)。29.如段14-28中任一項所述的裝置，其中，所述基底包含絲素蛋白并與所述絲素蛋白微針整合。30.一種用于儲存和遞送活性試劑的微針，所述微針包含至少一種活性試劑和絲素蛋白，其中，所述微針具有底部和穿透頂端，所述頂端的尺寸為約50nm-約50μm；其中，當將所述微針在高于0℃的溫度下保存至少約24小時時，所述活性試劑維持其初始生物活性的至少約30％。31.如段30所述的微針，其中，所述頂端的尺寸為約200nm-約40μm。32.如段30或31所述的微針，其中，所述活性試劑維持其初始生物活性的至少約50％。33.如段30-32中任一項所述的微針，其中，將所述微針保存至少約1個月。34.如段30-33中任一項所述的微針，其中，在約0℃-室溫以上的溫度下保存所述微針。35.如段34所述的微針，其中，在約室溫-約37℃的溫度下保存所述微針。36.如段30-35中任一項所述的微針，其中，通過所述微針的可控降解，將所述活性試劑釋放入生物屏障中。37.一種遞送活性試劑穿過或進入生物屏障的方法，所述方法包括：提供包含絲素蛋白和所述活性試劑的微針；使所述微針穿透進入所述生物屏障；以及允許所述活性試劑從所述微針中釋放。38.如段37所述的方法，其中，所述生物屏障為受試者的組織。39.如段38所述的方法，其中，所述組織為皮膚。40.如段37-39中任一項所述的方法，其中，通過所述微針在所述受試者組織中的降解，將所述活性試劑釋放。41.一種制造基于絲素蛋白的微針裝置的方法，所述微針裝置包含一個或多個絲素蛋白微針，所述方法包括：提供微針微模具，所述微針微模具包含微模具基底以及所述微模具基底中的一個或多個孔，其中，所述微模具基底中的孔的內(nèi)表面限定了所述微針的外表面；用絲素蛋白溶液填充所述微針微模具；將所述絲素蛋白溶液干燥，以形成基于絲的微針，所述微針具有由所述微針微模具的孔的內(nèi)表面所限定的外表面；以及將所述基于絲的微針裝置與所述微針微模具分離。42.如段41所述的方法，該方法進一步包括在所述干燥步驟前，將所述絲素蛋白溶液與至少一種活性試劑混合。43.如段41或42所述的方法，該方法進一步包括用至少一層活性試劑涂覆至少一個絲素蛋白微針。44.如段41-43中任一項所述的方法，該方法進一步包括在所述干燥步驟前，將所述絲素蛋白溶液與至少一種可生物降解的聚合物混合。45.如段41-44中任一項所述的方法，其中，使絲素蛋白溶液填滿并溢出所述微針微模具，以使在所述微針微模具上形成絲素蛋白溶液層；隨后將其干燥以形成基底，所述基底附著至所述微針并支持所述微針。46.如段45所述的方法，其中，所述絲素蛋白基底一經(jīng)與表面接觸后即與所述表面相順應(yīng)。47.如段41-46中任一項所述的方法，該方法進一步包括在所述分離步驟前：將生物聚合物溶液沉積于所述干燥的、基于絲的微針裝置上；以及干燥所述生物聚合物溶液，從而形成基底，所述基底附著至所述微針并支持所述微針。48.如段47所述的方法，其中，所述生物聚合物基底一經(jīng)與表面接觸后即與所述表面相順應(yīng)。49.如段41-48中任一項所述的方法，該方法進一步包括調(diào)節(jié)所述絲素蛋白微針的溶解度的步驟。50.如段49所述的方法，其中，所述調(diào)節(jié)步驟包括水退火處理或甲醇處理，以延長所述絲素蛋白微針的溶解持續(xù)時間。51.如段41-50中任一項所述的方法，該方法進一步包括在所述絲素蛋白微針中產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)。52.如段41-51中任一項所述的方法，其中，所述微針微模具通過包括下列步驟的步驟制備：提供模具基底；用保護層涂覆所述模具基底；用光刻膠層涂覆所述保護層；使所述光刻膠層圖案化，以形成第一微圖案化掩模；使用所述第一微圖案化掩?？涛g所述保護層，以形成第二微圖案化掩模；使用所述第二微圖案化掩?？涛g所述模具基底，以去除所述模具基底的一部分，以使所述第二微圖案化掩模被逐漸根切，從而由所述模具基底形成微針微陽模，所述微針微陽模包含一個或多個微針；所述微針包含底部末端，所述底部末端逐漸變細至穿透頂端；其中，所述穿透頂端接觸所述第二微圖案化掩模；以及去除所述第二微圖案化掩模，從而釋放所述微針微陽模。53.如段52所述的方法，其中，所述刻蝕包括各向異性刻蝕、各向同性干法刻蝕或各向同性濕法刻蝕中的一種或多種。54.如段52或53所述的方法，其中，所述經(jīng)各向同性刻蝕而形成所述微針陽模的材料為玻璃、金屬、半導體、聚合物、陶瓷、或上述任何材料的混合材料。55.如段52-54中任一項所述的方法，其中，所述保護層的材料包括Si3N4、氧化物、氮化物、金屬、聚合物、半導體或其它有機材料。56.如段52-55中任一項所述的方法，其中，所述使光刻膠層圖案化的步驟包括光刻。57.如段52-56中任一項所述的方法，其中，刻蝕控制所述微針的幾何形狀。58.如段54-57中任一項所述的方法，其中，刻蝕產(chǎn)生微針微陽模，所述微針微陽模具有直徑不超過1μm的穿透頂端。下列實施例闡明了本發(fā)明的一些實施方式和一些方面。對相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不改變本發(fā)明的精神或范圍的情況下可進行各種修改、增加、替換等，并且這些修改和變化都落入所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。下述實施例不以任何方式限制本發(fā)明。實施例實施例1.使用硅微針模塑母模制造微針的示例性方法圖3A-圖3K中示出了用于制造本發(fā)明的包含絲素蛋白的微針的實施方式的方案。(圖3A)制造所用的基底為具有200nm厚的低應(yīng)力氮化硅(Si3N4)層的硅(Si)晶片；(圖3B)該晶片涂覆有1μm正性光刻膠(S1813，Rohm&Haas)；(圖3C)進行光刻，留下在后續(xù)刻蝕步驟中起到掩模作用的圓形光刻膠圖案；(圖3D)以SF6氣體進行各向異性反應(yīng)離子刻蝕(RIE)，刻蝕出圖案化的Si3N4薄膜并暴露出下面的Si材料；(圖3E)以氫氟酸、硝酸和乙酸混合物(HNA)進行定時各向同性濕刻蝕，以根切Si3N4掩模；(圖3F)短暫的超聲波浴移除殘留的Si3N4圓形掩模并暴露出下面的Si微針模具；(圖3G)將聚二甲基硅氧烷(PDMS)聚合物澆注于Si微針陽模上并固化；(圖3H)從Si母模中移除PDMS陰模；(圖3I)將絲素蛋白水溶液與所需藥物混合；(圖3J)將裝載有藥物的絲溶液澆注至所述PDMS模具上，并使所述溶液干燥以形成薄膜；以及(圖3K)將微針圖案化的并裝載有藥物的絲薄膜從母模中移除。通過放大來對所得微針的結(jié)構(gòu)進行分析。圖4A示出了底部直徑150μm、高60μm、頂端半徑＜500nm的Si微針模塑母模。圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，以高精度復制原始Si母模的絲素蛋白微針結(jié)構(gòu)。圖4C顯示絲微針頂端的放大視圖，測得直徑小于2μm。與先前的基于聚合物的可溶性微針設(shè)計(Sullivan等，16NatureMed.915(2010))相比，本發(fā)明的制造方法生成了更銳利的頂端(＜2μm相對于＞10μm)，因此提高了各針穿透皮膚的概率并因此提高了給予至受試者的試劑總量。實施例2.絲薄膜的藥物裝載、絲加工和藥物釋放動力學圖5顯示試劑從基于絲素蛋白薄膜中的釋放可通過厚度、β-折疊含量和分子量進行控制。在一個實施方式中，增加薄膜厚度、增加β-折疊含量和增加脫膠(degumming)時間(相當于降低平均分子量)均使得釋放持續(xù)時間增加、平均釋放速率降低。每膜含有0.25mgGFP的薄的、甲醇交聯(lián)的絲薄膜在24小時內(nèi)釋放了總藥物載藥量的92.8％±7％，但可容易地改變這一釋放速率，來控制目標應(yīng)用的釋放行為。圖5顯示與未處理的薄膜相比，甲醇處理過的裝載有靛藍染料的絲薄膜在釋放進入雞胸組織時較慢。如圖5所示，當開始接觸組織時，未處理的薄膜(上方)部分溶解，而甲醇處理過的薄膜(下方)僅依賴擴散作用。對于甲醇處理，其處理的濃度和持續(xù)時間均對溶脹和由絲素蛋白材料的試劑釋放有影響。圖6A示出了裝載有活性紅120染料(模型染料，MW＝～1500；Sigma-Aldrich，St.Louis，MO)的水合絲素蛋白薄膜的照片，所述照片反映出比較不同濃度的甲醇、以及甲醇處理30秒/甲醇處理5min時，多種薄膜的累計釋放行為，以及D/L2(對膜滲透性的衡量)。在圖6B和圖6C中也以圖形方式描述了所述數(shù)據(jù)，并顯示出可對絲素蛋白的三級結(jié)構(gòu)進行操縱，從而對給定試劑的釋放速率進行控制。應(yīng)當注意到，作為甲醇的替代物，可在絲素蛋白微針上使用乙醇，來影響絲素蛋白結(jié)構(gòu)和試劑釋放曲線。實施例3.使用鋁微針模塑母模制造微針的另一示例性方法圖7A-圖7F說明了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式制造絲微針的示例性過程的示意圖。此類技術(shù)的效果由在環(huán)境壓力和環(huán)境溫度下進行絲素蛋白微針的微模塑而得以證明。水源性(aqueous-derived)絲素蛋白微針通常可重現(xiàn)A1模塑母模。在一些實施方式中，水源性絲素蛋白微針的高度可以為約500微米、頂端半徑＜10微米。在一些實施方式中，絲素蛋白微針可摻雜有至少一種活性試劑。如隨后的實施例所示，絲素蛋白微針的一些實施方式可摻雜有辣根過氧化物酶(HRP)作為大分子模型藥物。在其它實施方式中，絲素蛋白微針可裝載有抗生素四環(huán)素。如圖8E-圖8F所示，為了可視化目的，在一些實施方式中，將活性紅120染料摻入絲素蛋白微針。以高速微銑削法、繼以各向同性濕刻蝕制造鋁(A1)微針模塑母模(圖7A和圖8A)。銑削步驟提供了尺寸近似于期望拓撲結(jié)構(gòu)(topology)的微針模板(圖8A)，而對鋁模板進行的定時化學刻蝕則使所述結(jié)構(gòu)精細化(圖8B和圖8D)，產(chǎn)生針高約500微米、頂端半徑＜10微米的針陣列(圖8C)。這些A1微針母模被用于通過使用完善的軟刻印技術(shù)[25]，使用軟彈性體(elastomer)材料(例如，聚二甲基硅氧烷(PDMS))來制造基于彈性體的微針陰模(圖7B-圖7C)。使用這一軟彈性體材料可提供可重現(xiàn)的微米量級特征，并易于從所述軟彈性體材料中分離絲素蛋白結(jié)構(gòu)，進而使破壞所得裝置的概率最小化[19]。此外，通過例如將彈性體表面短暫暴露于氧等離子體[26]或通過其它本領(lǐng)域已知的方法，可將PDMS的表面性質(zhì)由疏水性改性為部分親水性。另外，PDMS的多孔網(wǎng)絡(luò)可允許經(jīng)由所述彈性體除去水分[27]。這些是在模塑過程中獲得具有高長寬比的絲結(jié)構(gòu)所必不可少的特征的一些實例。將絲素蛋白水溶液(6％-8％wt/vol)澆鑄于PDMS模板上(圖7D)。在一些實施方式中，絲素蛋白水溶液可進一步包含至少一種藥物。在一些實施方式中，可通過例如將PDMS表面短暫暴露于氧等離子體來對PDMS模板進行處理。在絲素蛋白溶液轉(zhuǎn)變至固態(tài)后(圖7E)(例如通過過夜干燥[28])，然后可將絲素蛋白微針陣列從PDMS模具中分離(圖7F、圖8E-圖8F)?？赏ㄟ^后處理對產(chǎn)生的絲素蛋白微針進行進一步修飾，例如以對絲素蛋白微針的降解速率和/或?qū)ζ渲邪竦幕钚栽噭┑臄U散性能進行調(diào)節(jié)。這一控制程度可通過例如對蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)進行調(diào)節(jié)而實現(xiàn)。不希望受理論限制，高含量的β折疊二級結(jié)構(gòu)可致使絲素蛋白薄膜不溶于水?？赏ㄟ^多種方法對β折疊含量進行控制，所述方法包括但不限于：通過絲類材料[28]的干燥速率對其水合狀態(tài)進行調(diào)節(jié)[29]、暴露至甲醇或高濕度(例如水蒸氣退火(annealing))、或暴露至各種溫度、機械和電[28-31]。調(diào)節(jié)β折疊的含量可產(chǎn)生具有可控的結(jié)晶度、溶解度和釋放動力學的絲素蛋白材料[30-33]。在一些實施方式中，可使用各種水蒸氣退火時間來對絲素蛋白針的藥物釋放性能進行調(diào)節(jié)。這些后處理步驟可允許對絲微針的擴散性進行控制，最終提供對藥物釋放動力學的控制。實施例4.絲素蛋白微針釋放動力學的測定為了證明對絲素蛋白微針釋放動力學的控制，使用了明膠或膠原水凝膠與聚合物薄膜膜構(gòu)造(圖9A-圖9C)。由于其在沖擊測試(ballistictesting)中通常作為組織類似物使用，選擇10％-20％的明膠水凝膠或膠原水凝膠[34]。另外，膠原水凝膠是光學透明的，因此允許對釋放動力學進行評估。此外，也可對膠原水凝膠的含水量、擴散和機械性能進行調(diào)節(jié)。聚合物膜具有雙重目的：(1)模擬皮膚外層以證明微針提供足夠的機械韌度來成功刺穿所述膜；以及(2)發(fā)揮擴散屏障的作用，以阻止絲素蛋白微針陣列的大塊絲素蛋白基底將模型藥物釋放入下面的膠原水凝膠中(即，確保所監(jiān)測的釋放僅來自于所述針)[35，36]。如圖9A所示，首先將所述聚合物膜置于裝載有HRP的微針貼片上方，隨后施用至膠原水凝膠板。在一些實施方式中，哺乳動物的皮膚(例如，豬皮)可用作評估絲素蛋白微針釋放動力學、和/或本文所述的微針的機械性能(例如，穿透能力)的模型。圖9B描述了HRP的酶活性，所述HRP在絲加工和膠原酶消化期間維持活性，并通過使用在活性HRP存在下變?yōu)樗{色的顯色底物來對其進行檢測。對HRP從絲素蛋白微針釋放進入膠原水凝膠的釋放動力學(N＝3)進行光譜學測定。使用膠原酶選擇性地消化膠原水凝膠。隨后，根據(jù)下文在示例性的材料和方法中的描述，進行HRP酶活性比色分析(圖9C)。圖9C中的插圖顯示了膠原水凝膠中的初始HRP釋放。在整個測試期間均觀測到HRP的持續(xù)釋放(圖9C)。在未經(jīng)處理的微針裝置中，在48小時后觀測到每微針50pgHRP的最大釋放。與2小時和8小時水韌處理的裝置相比，未經(jīng)處理的絲微針在相同時間內(nèi)釋放各自多達約2.7±0.18倍和約5.6±0.99倍的HRP。例如通過紅外光譜[31]，對絲素蛋白微針樣品中的β折疊含量進行測定，未經(jīng)處理的、2小時退火的和8小時退火的絲素蛋白微針樣品的結(jié)果各自為～14％、～18％和～21％。這一發(fā)現(xiàn)表明延長水蒸氣退火時間提高了β折疊含量并降低了HRP釋放。因此，僅作為舉例而言，對于控制絲素蛋白微針內(nèi)包埋的活性試劑的釋放而言，水蒸氣退火可以是處理絲素蛋白微針的示例性方法。在一些實施方式中，可使用其它后處理方法來調(diào)整絲素蛋白中β折疊的量，從而控制藥物釋放速率。此外，在某些情況下，給予抗生素可理想地防止微針穿透位點處的感染(參見：例如，Donnelly等，(2009)PharmRes.26：2513-2522)。為了對使用絲素蛋白微針降低感染的效力進行評價，制備并評價了裝載有抗生素的絲素蛋白微針。根據(jù)本文所述，制備了裝載有四環(huán)素的絲素蛋白微針和空白絲素蛋白微針(用作對照)。根據(jù)圖9A中的描述使用絲素蛋白微針陣列(即，僅暴露微針)，并使用PDMS將其貼附至細胞培養(yǎng)板底部。將胰蛋白酶大豆瓊脂(TrypticSoyAgar)添加至包含經(jīng)裝載的微針陣列或未經(jīng)裝載的微針陣列的各板中并允許其形成凝膠。隨后，將金黃葡萄球菌(S.aureus)施加于各板、并在37℃下培養(yǎng)過夜以允許形成細菌菌苔。在藥物釋放區(qū)域，釋放四環(huán)素的微針使得細菌密度明顯降低(圖10A)。為了對細菌密度進行定量，切取微針陣列上方10mm直徑區(qū)域的瓊脂，使其均勻分布于培養(yǎng)肉湯中并鋪成三板。將鋪好的液體培養(yǎng)物在37℃下培養(yǎng)過夜以允許菌落生長。對于暴露于裝載有藥物的絲素蛋白微針的瓊脂樣品，測得其菌落形成單位(以每切除面積百萬CFU計)與對照相比降低了10倍(圖10B)。裝載有抗生素的微針抑制了細菌生長。本文提供了制造高長寬比的絲素蛋白微針的一種或多種實施方式。在絲素蛋白微針制造期間溫和的加工條件以及絲素蛋白生物材料的性質(zhì)可允許在微針中引入并儲存敏感的活性試劑(例如，藥物如抗生素，以及不穩(wěn)定的酶)。例如，本文所描述的內(nèi)容表明全部在溫和環(huán)境條件下進行絲素蛋白微針的制造和后處理，可保留微針中大分子的功能，并控制其釋放。此外，絲素蛋白微針可裝載有抗生素，以抑制病原體的生長，這可以為防止局部感染提供有吸引力的策略。本文提供的基于絲素蛋白的微針系統(tǒng)概括了形式與功能，成功地解決了當前關(guān)于其它聚合物微針系統(tǒng)或金屬微針系統(tǒng)的局限，并為藥物和治療劑的儲存和遞送提供了有效途徑。本文所述的絲素蛋白微針或微針裝置可用于滿足一系列臨床需求，包括對具有短半壽期的肽治療劑和疫苗的持續(xù)遞送[22]。在一些實施方式中，人生長激素治療[22，38]和需要長期接觸的疫苗[24]均可從本文所述的微針或微針裝置的一些實施方式中受益?？蓪⒔z素蛋白對引入的活性試劑(如蛋白質(zhì))的穩(wěn)定效應(yīng)與微針的便利性和自給藥相結(jié)合，以產(chǎn)生安全并易于自給藥、同時能在提升的溫度下儲存的藥物遞送平臺。示例性的材料和方法母模的制造：通過具有0.5mm、15deg立銑刀(endmill)的計算機數(shù)控CNC機床、在定制的70Krpm工具中，制造鋁(A1)母模。所述鋁模板在50℃下通過A1刻蝕劑中的定時(1.5小時)化學濕刻蝕進一步加工(A型A1刻蝕劑，80％磷酸、5％硝酸、5％乙酸和10％蒸餾水)。絲提?。涸诒绢I(lǐng)域中，從家蠶蠶繭中獲取絲素蛋白水溶液的過程以前已有描述，例如[37]。簡單來說，通過在碳酸鈉水溶液中將蠶繭煮沸約40分鐘而去除絲膠。在干燥之后，將絲素蛋白纖維溶解于溴化鋰溶液中。隨后通過對去離子(DI)水透析將鹽分除去，直至溶液達到約6％-8％wt/v的濃度。HRP釋放模型：以1mg/ml的HRP(SigmaAldrich)裝載絲素蛋白微針。通過水蒸氣退火處理絲素蛋白微針貼片約2小時及約8小時，以改變釋放特性。明膠水凝膠或膠原水凝膠通過如下步驟制備：通過將40ml的DI水煮沸并將其與4.5g的KNOXTM初始無味明膠粉相混合而獲得濃度約為0.112g/ml的水凝膠。將溶液倒入直徑100mm的培養(yǎng)皿(Petridish)并使其冷卻。測得膠原或明膠板高約2.5mm。將所述板切割成10mm×5mm的塊。將絲微針貼片切成(diced)2個針陣列。使所述針穿通Parafilm(ParafilmM，PechineyPlasticPackaging)薄膜(圖8A中的聚合物膜)，隨后施加于水凝膠板，以對HRP釋放進行定量。所有構(gòu)造均保持在濕潤環(huán)境中，以避免水凝膠脫水。為了對由絲素蛋白微針釋放的HRP總量進行定量，在多個時間點對多個堆疊體(stacks)(各堆疊體包括絲素蛋白微針陣列、聚合物膜和膠原水凝膠)進行了制備與評價。在各個指定的時間點，將所述微針從水凝膠板處移除以停止HRP進一步釋放。然后，在36℃下將所述水凝膠板在400μl的1mg/ml膠原酶(SigmaAldrich)中消化約2h。隨后，根據(jù)本領(lǐng)域公知的方案使用TMB過氧化物酶底物(BethylLaboratoriesInc)對HRP含量進行定量。簡單來說，使兩種底物組分(處于檸檬酸中的0.02％H2O2溶液和0.4g/L3，3′，5，5′-四甲基聯(lián)苯胺(TMB)溶液)達到室溫，以等體積混合，然后加至含有HRP的樣品(包括標準品和試驗樣品)。將樣品在室溫下孵育約5-10分鐘，直至觀測到足夠的顏色變化。然后加入等體積的H2SO4以停止顯色。使用酶標儀讀取在450nm波長處的吸光度。在同一條件下平行制備具有已知量HRP的濃度標準品。傅里葉變換紅外光譜(FTIR)：使用本領(lǐng)域已知的任何方法(例如在[31]中描述的方法)進行FTIR測量(FT/IR-6200光譜儀，Jasco)和分析。通過OPUS5.0軟件(BrukerOptics)對酰胺I區(qū)域的紅外光譜進行了傅里葉自去卷積(self-deconvolution)。以27cm-1的譜帶半寬度和0.3的降噪系數(shù)(noisereductionfactor)進行自去卷積。裝載有抗生素的絲素蛋白微針和細菌生長：根據(jù)本文的描述制造了裝載有2mg/ml四環(huán)素的絲素蛋白微針貼片。根據(jù)制造商的說明制備胰蛋白酶大豆瓊脂，并將其等分至直徑100mm的培養(yǎng)皿中(每板15-20ml)。依照制造商的說明，對凍干的金黃色葡萄球菌ATCC25923(美國典型培養(yǎng)物保藏中心，AmericanTypeCultureCollection)細菌培養(yǎng)物進行了復水和擴增。為了測試細菌對所接觸的裝載有抗生素的絲素蛋白微針的敏感性，使液體培養(yǎng)物生長18-24小時，直至光密度(OD600)為1-1.2(相當于活菌數(shù)約為106CFU/mL)。從微針陣列上方切取直徑10mm的瓊脂檢查(總面積＝約78.5mm2)。將陣列樣品浸入10mL的胰蛋白酶大豆肉湯中，并使其均質(zhì)化5-10秒。將勻漿稀釋并鋪于胰蛋白酶大豆瓊脂板上(每板0.5mL液體培養(yǎng)物)。在對液體培養(yǎng)物進行孵育之后，選擇可辨認出單個菌落的最低稀釋液并對菌落進行計數(shù)(每一樣品3板，每一處理類型3份樣品)。其它實施方式也包含于本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)。此外，雖然上述描述涉及本發(fā)明，然而所述描述也可包括一個以上的發(fā)明。參考文獻[1]A.Arora，M.Prausnitz，S.Mitragotri，Internationaljournalofpharmaceutics2008，364，227.[2]J.H.Park，M.G.Allen，M.R.Prausnitz，Pharmaceuticalresearch2006，23，1008.[3]S.Sullivan，D.Koutsonanos，M.delPilarMartin，J.Lee，V.Zarnitsyn，S.Choi，N.Murthy，R.Compans，I.Skountzou，M.Prausnitz.Naturemedicine2010，16，915.[4]Y.C.Kim，F(xiàn).S.Quan，R.W.Compans，S.M.Kang，M.R.Prausnitz，JournalofControlledRelease2010，142，187.[5]Y.C.Kim，F(xiàn).S.Quan，R.W.Compans，S.M.Kang，M.R.Prausnitz，Pharmaceuticalresearch2011，28，135.[6]R.F.Donnelly，D.I.J.Morrow，T.R.R.Singh，K.Migalska，P.A.McCarron，C.O′Mahony，A.D.Woolfson，Drugdevelopmentandindustrialpharmacy2009，35，1242.[7]S.Sullivan，N.Murthy，M.Prausnitz，AdvancedMaterials2008，20，933.[8]P.J.YouX，ChangJ.，inIEEEInternationalConferenceonNano/MolecularMedicineandEngineering：[proceedings]，InstituteofElectricalandElectronicEngineers；Piscataway，NJ，RedHook，NY2010.[9]S.Davis，B.Landis，Z.Adams，M.Allen，M.Prausnitz，Journalofbiomechanics2004，37，1155.[10]C.Jiang，X.Wang，R.Gunawidjaja，Y.Lin，M.Gupta，D.Kaplan，R.Naik，V.Tsukruk，Advancedfunctionalmaterials2007，17，2229.[11]G.Altman，F(xiàn).Diaz，C.Jakuba，T.C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