แผ่นแปะผิวหนังหรือแผ่นแปะยาเป็น แผ่น แปะที่มีตัวยา อยู่ภายใน ใช้ติดบนผิวหนังมนุษย์เพื่อส่งยาเข้าสู่ผิวหนัง ซึ่งแตกต่างจากแผ่นแปะที่ส่งยาผ่านผิวหนังเข้าสู่กระแส เลือด

• แผ่น แปะเฟล็กเตอร์ ( ไดโคลฟีแนค อีโพลามีน) เป็น แผ่นแปะยาต้านการอักเสบที่ไม่ใช่ สเตียรอยด์ (NSAID)สำหรับใช้ภายนอกเพื่อบรรเทาอาการปวดเฉียบพลันจากอาการเคล็ดขัดยอกเล็กน้อย และฟกช้ำ นอกจากนี้ยังใช้ในการรักษาอาการปวดและการอักเสบในภาวะเรื้อรังที่ได้รับประโยชน์จากยา NSAIDs เช่นไฟโบรมัยอัลเจียและโรคข้ออักเสบ
• แผ่นแปะ ลิโดเคนซึ่งวางจำหน่ายในชื่อ Lidoderm ช่วยบรรเทาอาการปวด บริเวณรอบข้าง จากโรคงูสวัด ( herpes zoster ) ต่อมาได้มีการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายนอกเหนือจากข้อบ่งใช้ สำหรับบรรเทาอาการปวดจากการบาดเจ็บเฉียบพลันและอาการปวดเรื้อรัง แม้ว่าจะมีข้อจำกัดคือต้องถอดแผ่นแปะออกหลังจากใช้งานไปแล้ว 12 ชั่วโมงก็ตาม
• การศึกษาวิจัยเชิงทดลองบางส่วนตรวจสอบการใช้แผ่นเซรามิกสำหรับส่งยาปฏิชีวนะเฉพาะที่ไปยังแผ่นปลูกถ่ายผิวหนังเชิงพาณิชย์ที่ปนเปื้อน^{[ 1 ]}และแผ่นยาปฏิชีวนะสำหรับส่งยาปฏิชีวนะเฉพาะที่ไปยังเหงือกหลังการผ่าตัดทางทันตกรรม^{[ 2 ]}

ในปี 2016 มีการตีพิมพ์งานวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอตติงแฮมที่อธิบายถึงใยแมงมุม สังเคราะห์ชนิดแรก ที่มีคุณสมบัติการทำงานเหมือนกับใยแมงมุมที่ทอขึ้นตามธรรมชาติ โดยใช้ L-azidohomoalanine (L-Aha) ซึ่งเป็นอะนาล็อกของเมไทโอนีนที่ไม่เป็นธรรมชาติ และเซลล์ E-Coli ที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรม ทำให้เกิดโปรตีนที่ประกอบตัวเองได้ภายใต้สภาวะที่จำเป็นต่อการสร้างเส้นใย สภาวะเหล่านี้ได้รับการวิจัยมาหลายปีก่อนหน้านี้โดย J. Johansson และเพื่อนร่วมงานที่ศึกษาการผลิตโปรตีนใยแมงมุม โปรตีนที่ใช้ในการศึกษานี้เป็นเวอร์ชันย่อส่วนของโมโนเมอร์ไหมที่พบในธรรมชาติซึ่งมีพฤติกรรมเหมือนกัน เนื่องจากการดัดแปลง พวกมันจึงสามารถแสดงบริเวณที่มีฟังก์ชันการทำงานของโปรตีน 4RepCT ซึ่งเป็นโปรตีนใยแมงมุมแบบรีคอมบิแนนท์ที่ประกอบตัวเองได้ ซึ่งได้มาจากแมงมุมรังตามแกนของเส้นใย^{[ 3 ]}

วิธีการต่างๆ ในการทำให้โปรตีน 4RepCT มีฟังก์ชันการทำงานนั้นประสบความสำเร็จ แต่ยังไม่สามารถสร้างฟังก์ชันการทำงานของโปรตีนที่เสถียรและปรับแต่งได้ในสภาพแวดล้อมทางชีวภาพได้อย่างน่าเชื่อถือ การเชื่อมต่อทางพันธุกรรมของลำดับเปปไทด์ที่มีฟังก์ชันการทำงานเข้ากับยีนไหม และการเชื่อมต่อทางเคมีของโมเลกุลที่มีฟังก์ชันการทำงานเข้ากับหมู่ข้างเคียงของกรดอะมิโน เป็นเพียงสองวิธีที่ทราบในปัจจุบันในการสร้างโปรตีน 4RepCT ที่มีฟังก์ชันการทำงานที่ปรับแต่งได้ วิธีแรกมีข้อดีคือการจัดการหลังการแปลรหัสของไหมนั้นน้อยที่สุด น่าเสียดายที่การจัดการทางพันธุกรรมนั้นทำได้ยากเนื่องจากปริมาณ GC (กัวนีน-ไซโตซีน) ในยีนสูง ซึ่งนำไปสู่ข้อผิดพลาดในการถอดรหัส วิธีนี้ยังจำกัดความแพร่หลายของตำแหน่งการจับที่มีฟังก์ชันการทำงานไว้ที่ตำแหน่งการจับลิแกนด์เพียงตำแหน่งเดียวต่อโปรตีนไหม 4RepCT ขนาด 25 kDa โปรตีนอะแดปเตอร์ขนาดใหญ่ เช่น แอนติบอดี สามารถใช้เพื่อแสดงตำแหน่งการจับเพิ่มเติมได้ แต่ก็ไม่ถือว่าเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ทำได้จริง วิธีการนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถผลิตโปรตีน 4RepCT ที่มีการยึดเกาะเซลล์สูงกว่าโปรตีนสไปโดรินตามธรรมชาติ และมีคุณสมบัติต้านจุลชีพที่หลากหลาย วิธีที่สองคือการดัดแปลงทางเคมีของโปรตีนไหม ซึ่งควรส่งผลให้เกิดการเชื่อมต่อแบบโควาเลนต์ของลิแกนด์อินทรีย์และออร์กาโนเมทัลลิกหลากหลายชนิด โดยใช้ตัวเชื่อมที่แข็งแรงหรือไวต่อการเปลี่ยนแปลง ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ความท้าทายของวิธีนี้คือการดัดแปลงโปรตีน 4RepCT ให้เฉพาะเจาะจงตำแหน่งทำได้ยาก การกำหนดเป้าหมายเฉพาะตำแหน่งจำเป็นต้องมีการดัดแปลงสารตกค้างให้สามารถเข้าถึงได้และมีคุณสมบัติทางเคมีที่เข้ากันได้กับส่วนที่เหลือของโปรตีนไหม สารตกค้างไซโตซีนมักใช้สำหรับการเชื่อมต่อประเภทนี้ผ่านปฏิกิริยา Michael addition แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยาแลกเปลี่ยน ทำให้ไม่เสถียรในสภาพแวดล้อมทางชีวภาพเป็นเวลานาน วิธีการทั้งสองนี้ค่อนข้างล้าสมัย แต่ก็มีประโยชน์ในการตรวจสอบข้อเท็จจริงที่ว่า 4RepCT สามารถปรับแต่งได้ในด้านสำคัญๆ เช่น การยึดเกาะเซลล์ ศักยภาพในการต้านจุลชีพ และชนิดของโมเลกุลหรือยาที่ติดอยู่กับมัน^{[ 3 ]}

ต่อมากลุ่มฟังก์ชันอะไซด์ถูกเชื่อมต่อเข้ากับปลาย N ของโปรตีนไหมดรากไลน์โดยใช้การเชื่อมต่อ EDC/NHS ทำให้ได้ฟิล์มที่เชื่อมต่อกับไกลโคพอลิเมอร์ที่มีการยึดเกาะของเซลล์ที่ดีขึ้น และไคเมรา DNA-ไหมที่มีโครงสร้างจุลภาคที่ควบคุมได้ ด้วยสิ่งนี้ นักวิจัยในการศึกษานี้จึงตรวจสอบการรวมสารตกค้าง L-Aha 3 ตัวเข้ากับ 4RepCT ทำให้ได้โซ่ข้างอะไซด์ของ L-Aha ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อกับโมเลกุลฟังก์ชันต่างๆ ได้อย่างเฉพาะเจาะจงและมีประสิทธิภาพสูงผ่านการเชื่อมต่อแบบ Staudinger กับรีเอเจนต์ฟอสฟีน และการเติมไซโคลอะไซด์-อัลไคน์ที่เร่งปฏิกิริยาโดยทองแดง (I) ( CuAAC ) หรือการเติมไซโคลอะไซด์-อัลไคน์ที่ส่งเสริมโดย Strain ( SPAAC ) ในปฏิกิริยาคลิก^{[ 3 ]}${\displaystyle 4RepCT^{3Aha}}$

CuAAC และ SPAAC เป็นปฏิกิริยาคลิกเคมีทั่วไปที่มักใช้แทนกันได้ในเคมีคลิก เป็นที่ทราบกันดีว่า Cu(I) ภายในเซลล์เป็นพิษต่อเซลล์ ซึ่งหมายความว่า CuAAC ไม่เป็นที่นิยมเท่าปฏิกิริยาคลิก SPAAC ในงานวิจัยที่นำไปสู่การประยุกต์ใช้ในร่างกาย อย่างไรก็ตาม นักวิจัยในงานวิจัยนี้ตัดสินใจใช้ CuAAC แม้ว่าจุดประสงค์ของงานวิจัยนี้จะมุ่งเน้นไปที่การประยุกต์ใช้ในร่างกายก็ตาม ด้วยเหตุผลหลายประการ ประการแรก โอกาสที่ทองแดงจะจับกับโปรตีนนั้นต่ำ เนื่องจากมีกรดกลูตามิกเพียง 2 โมเลกุล และไม่มีฮิสติดีน (ซึ่งเป็นโมเลกุลที่มีความสัมพันธ์สูงกับ Cu(I)) โมเลกุลเหล่านี้มีอยู่ในไทโอเรด็อกซิน ซึ่งเป็นคู่หูในการละลายที่เชื่อมต่อกับโปรตีน 4RepCT ในระหว่างการสังเคราะห์ อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้ไม่ก่อให้เกิดปัญหา เนื่องจากไทโอเรด็อกซินจะถูกกำจัดออกไปเพื่อกระตุ้นปฏิกิริยาการประกอบตัวเองกับทรอมบิน ซึ่งส่งผลให้เกิดการสร้างเส้นใย การกำจัดไทโอเรด็อกซินที่มี Cu(I) นี้จะกำจัดทองแดงเกือบทั้งหมดออกจากโครงสร้างไหม นักวิจัยยังได้ล้างเส้นใยโดยใช้บัฟเฟอร์ที่มี EDTA และใช้ THPTA (ซึ่งช่วยรักษาเสถียรภาพของไอออนทองแดง) ส่งผลให้มีการกำจัด Cu(I) ออกไปอีก เหลือไอออนทองแดงเพียง <0.1% โดยน้ำหนัก ประการที่สอง CuAAC มีประสิทธิภาพเหนือกว่า SPAAC ในปฏิกิริยาคลิกที่โปรตีนที่มีไซโตซีนสูง เช่น 4RepCT มีอยู่ กระบวนการ SPAAC ในกรณีที่มีโปรตีนเช่น 4RepCT มักจะสร้าง 'คลิก' ในตำแหน่งที่ไม่ใช่เป้าหมาย ส่งผลให้ลิแกนด์เชื่อมต่อกับส่วนที่ไม่ถูกต้องของโปรตีนและทำให้โปรตีนนั้นไร้ประโยชน์โดยสิ้นเชิง เพื่อให้ได้จำนวนตำแหน่งการทำงานสูงสุดตามเส้นใย จึงนิยมใช้ CuAAC ^{[ 3 ] [ 4 ]}${\displaystyle 4RepCT^{3Aha}}$

การศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงการเชื่อมต่อแบบ CuAAC ของฟลูออโรฟอร์สองชนิดที่แตกต่างกันและยาปฏิชีวนะเลโวฟลอกซาซิน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของโปรตีนไหมแมงมุมรีคอมบิแนนท์ที่มีฟังก์ชันโควาเลนต์ในฐานะวัสดุชีวภาพที่มีคุณสมบัติที่เพิ่มขึ้น นักวิจัยสามารถเชื่อมต่อกับฟลูออโรฟอร์อัลไคน์ได้สำเร็จ ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าโปรตีนสามารถมีฟังก์ชันผ่านกลุ่มอะไซด์ในขณะที่เชื่อมต่อกับแกนของเส้นใยไหม ผลลัพธ์ของพวกเขาแสดงให้เห็นไม่เพียงแต่การเรืองแสงที่สม่ำเสมอและเข้มข้นตามแกนของเส้นใยเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเรืองแสงแบบผสมที่สม่ำเสมอและเข้มข้นเมื่อเส้นใยได้รับการตกแต่งด้วยฟลูออโรฟอร์สองชนิดที่แตกต่างกันในอัตราส่วน 1:1 อีกด้วย^{[ 3 ]}${\displaystyle 4RepCT^{3Aha}}$${\displaystyle 4RepCT^{3Aha}}$

เพื่อพิสูจน์ว่ากลุ่มอะไซด์ที่มีฟังก์ชันการทำงานสามารถตกแต่งด้วยโมเลกุลที่เกี่ยวข้องทางคลินิกได้ นักวิจัยจึงพยายามตกแต่งเส้นใยด้วยไกลซิดิลโพรพาร์จิลอีเทอร์ (ตัวเชื่อมที่สลายตัวได้ในกรด) และผูกเลโวฟลอกซาซิน (ยาปฏิชีวนะที่ออกฤทธิ์ต่อแบคทีเรียแกรมบวก) เข้ากับเส้นใยโดยใช้พันธะเอสเทอร์ระหว่างกลุ่มอีพอกไซด์คาร์บอกซิเลตตามลำดับ พวกเขาทำการทดสอบโซนยับยั้งด้วยเส้นใยไหมที่มีฟังก์ชันการทำงานกับแบคทีเรีย E. Coli NCTC 12242 โดยแต่ละระดับปัจจัยประกอบด้วยอาหารเลี้ยงเชื้อ LB ผลลัพธ์แสดงให้เห็นถึงการทำให้เส้นใยที่ตกแต่งด้วยเลโวฟลอกซาซินมีฟังก์ชันการทำงานที่ประสบความสำเร็จ ซึ่งรักษาการคงอยู่ของยาปฏิชีวนะในรัศมี 3.5 ซม. เป็นเวลา 120 ชั่วโมง และความหนาแน่นของเซลล์ประมาณ 50% ของระดับปัจจัยอื่นๆ (อาหารเลี้ยงเชื้อ LB เท่านั้น ไหมที่ไม่มีฟังก์ชันการทำงาน และไหมที่เติมเลโวฟลอกซาซิน) โดยมีค่า p ≤ 0.01 สามารถปลดปล่อยเลโวฟลอกซาซินจากเส้นใยได้อย่างต่อเนื่องสูงสุด 5 วัน^{[ 3 ]}

ใยแมงมุมเป็นหนึ่งในแผ่นแปะผิวหนังที่รู้จักกันมานานที่สุด โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับปิดแผล กาวไกลโคโปรตีนที่พบในเส้นใยดักจับและโครงสร้างโปรตีนของเส้นใยเอง มีคุณสมบัติในการต้านเชื้อแบคทีเรียอ่อนๆ ใยแมงมุมทำหน้าที่เป็นยาฆ่าเชื้อเฉพาะที่ ช่วยลดอัตราการติดเชื้อในกระแสเลือดและโรคเรื้อรัง คุณสมบัติความยืดหยุ่นและความทนทานสูงของใยแมงมุมช่วยในการรักษาบาดแผลในลักษณะคล้ายกับเทปกาวทางการแพทย์

แม้ว่าใยแมงมุมจะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าวิธีการดูแลบาดแผลขนาดใหญ่ในปัจจุบัน เช่น การพันผ้าก๊อซ การรักษาด้วยน้ำผึ้งและน้ำส้มสายชู และยาปฏิชีวนะชนิดรับประทาน รวมถึงการใช้แผ่นแปะผิวหนังที่เป็นที่นิยม แต่ใยแมงมุมก็ยังไม่ถูกนำมาใช้ในทางคลินิก สาเหตุหลักในอดีตคือความยากลำบากในการเพาะเลี้ยงและการเก็บเกี่ยวใย ต่างจากหนอนไหมที่สร้างใยได้ในหลายสภาวะที่จำลองได้ง่าย แมงมุมสร้างใยเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ เช่น การจับเหยื่อ ซึ่งยากที่จะจำลองในห้องปฏิบัติการ นอกจากนี้ แมงมุมมักกินพวกเดียวกันเอง ดังนั้นการเพาะพันธุ์ให้ได้จำนวนที่เพียงพอจึงเป็นเรื่องยาก การบังคับให้แมงมุมสร้างใยก็จะได้ใยที่ไม่เหมาะสม กรณีการใช้งานที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับการใช้กับผิวหนัง ได้แก่:

• แผ่นแปะผิวหนังสำหรับส่งยาเฉพาะที่
• ผ้าพันแผลฆ่าเชื้อเฉพาะที่
• โครงสร้างค้ำยันการไหลเวียนโลหิตเฉพาะที่บริเวณผิวหนัง
• กาวติดเยื่อบุผิวหนังสำหรับติดอุปกรณ์ส่งยาเฉพาะที่แบบไม่ใช้กาว

งานวิจัยแสดงให้เห็นว่า ไหม จากหนอนไหมไม่มีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียโดยธรรมชาติ มีคุณสมบัติทางกลที่เลียนแบบชีวภาพ และอาจทำให้เกิดอาการแพ้ทางเดินหายใจที่ร้ายแรงถึงตายในบางคน^{[ 5 ]}

การศึกษาในปี 2020 พบว่าโปรตีนใยแมงมุมที่ผลิตขึ้นใหม่จะประกอบตัวเองที่ส่วนต่อประสานระหว่างของเหลวกับอากาศของสารละลายที่ตั้งไว้ ทำให้เกิดเยื่อที่ยอมให้โปรตีนผ่านได้ แข็งแรงมาก และยืดหยุ่นเป็นพิเศษ การประกอบตัวเองโดยไม่ถูกบังคับนี้สร้างเยื่อนาโนไฟเบอร์ซึ่งสนับสนุนการเจริญเติบโตของเซลล์ ชั้นเซลล์ผิวหนังของมนุษย์ที่หนาแน่นจะก่อตัวขึ้นภายในสามวัน และจะเหมาะสมสำหรับการส่งมอบโดยตรงให้กับผู้ป่วย^{[ 6 ]}

เนื่องจากเส้นไหมจากหนอนไหมอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตต่อมนุษย์หากสัมผัสกับหลอดเลือด จึงไม่มีการอนุมัติให้ใช้แผ่นแปะผิวหนังหรือผลิตภัณฑ์ใดๆ ที่มีลักษณะคล้ายแผ่นแปะผิวหนังสำหรับเส้นไหมจากหนอนไหม