四川大学李昌龙教授团队AHM：载多功能纳米复合材料的微针贴片促进感染性糖尿病伤口愈合的新思路：诱导多个再生位点

生物膜的形成、活性氧的过量产生、巨噬细胞极化受损和血管生成受损等是感染性糖尿病伤口（Diabetic wounds，DW）愈合困难的主要原因。由于感染性糖尿病伤口愈合是多因素的，目前还尚无有效的治疗方法。既往研究的三维多孔支架、静电纺丝和水凝胶等伤口敷料，取得了一定的伤口修复效果。但这些伤口敷料只是将治疗剂放置在皮肤表面，无法有效地将药物输送到DW深层组织，导致治疗效果不足和延迟。克服这一挑战需要开发一种有效的策略来将治疗剂输送到真皮深处，从而显著改善有缺陷的DW生态位。此外，与单一和无序的再生位点相比，多个和有序的再生位点，可显著加速皮肤组织的愈合。因此，有必要开发一种全新的药物输送系统，使其既可以穿透深层组织，又同时表现出多功能特性，同时还能诱导多个再生位点，从而加速感染性DW愈合。

针对上述问题，四川大学李昌龙教授团队与合作者报道了一种由γ-PGA制成的可溶性微针（MN）贴片，其具有大量排列整齐的针尖样阵列，它装载了核壳结构的多功能纳米粒子（NPs），称为Ag@MSN@CeO2，以促进感染性DW的愈合。该MN的针尖样阵列可将多功能NPs递送至真皮深处，在不同部位诱导形成多个再生位点，具有抗菌、降低活性氧、调节巨噬细胞生态位、促进血管再生、促进胶原沉积等作用，从而显著加快感染性DWs的愈合过程。相关工作以“Enhancing Infected Diabetic Wound Healing through Multifunctional Nanocomposite-Loaded Microneedle Patch: Inducing Multiple Regenerative Sites”为题发表在《Advanced Healthcare Materials》期刊上，四川大学李昌龙教授、张舒羽教授为该论文的通讯作者，李昌龙教授课题组博士生余道江为本文的第一作者。

【文章要点】

本研究从沙漠环境中沙子处理的“草块”概念中获得灵感，开发一种能够促进多个再生位点的多功能可溶性微针（Soluble microneedle，MN）贴片。在本研究中，我们将多功能Ag@MSN@CeO₂NPs载入MN贴片。这些MN贴片能够穿透生物膜，深入伤口进行持续治疗和药物治疗，并抑制生物膜的形成，目的是创造多个再生位点，促进多功能NPs在真皮层的长期释放。MN贴片由聚γ-谷氨酸（γ-PGA）水凝胶组成，而Ag@MSN@CeO₂纳米颗粒由CeO₂核心组成，外围包裹着一层MSN，并在最外层进一步掺杂Ag。在感染性DW的酸性环境中，Ag@MSN@CeO₂逐渐释放。释放的Ag具有抗菌特性，释放的CeO₂减少DW中过量的ROS产生，导致巨噬细胞极化从促炎M1表型向抗炎M2表型转变。此外，释放的Si²⁺促进新生血管，从而加速DW愈合。此外，由γ-PGA组成的MN具有良好的力学强度，可以很容易地穿透皮肤表面。Ag@MSN@CeO₂的尖端在伤口内创造了多个再生位点，加快了DW愈合过程。因此，多功能MN@Ag@MSN@CeO₂贴片在治疗感染性DW方面显示出巨大的临床应用潜力。

图1：多功能MN@Ag@MSN@CeO₂贴片，旨在通过利用其具有不同特性的多个再生位点(包括抗菌、抗氧化、抗炎和血管生成作用)来增强感染DW的愈合。该工作是团队近年来关于促进糖尿病创口愈合的最新进展之一。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202301985