致病性細(xì)菌感染對(duì)公共衛(wèi)生構(gòu)成嚴(yán)重威脅表現明顯更佳，特別是在慢性和急性傷口中狀態，細(xì)菌的定植和生物膜的形成使得傷口愈合變得更加困難≈笇?；诨钚匝酰≧OS）的療法具有廣譜抗菌活性和低耐藥性的優(yōu)勢(shì)廣泛認同，現(xiàn)已成為一種治療感染創(chuàng)面的非抗生素策略。然而流動性，其臨床應(yīng)用仍受限于給藥效率低鍛造、細(xì)菌靶向性差及治療后炎癥失控等問題。

為此持續創新，武漢大學(xué)藥學(xué)院黎威教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種多功能雙層微針貼片（LFT/S-MN）改善，旨在有效滅菌并促進(jìn)傷口愈合。該貼片將帶正電荷的乳鐵蛋白基納米粒子（LFT NPs）與卟啉聲敏劑（TAPPFe）結(jié)合喜愛，放置在可溶解的基底層中重要的角色，同時(shí)在pH響應(yīng)的針尖層中加載抗炎藥物spermidine（SPD）。當(dāng)微針插入感染組織后向好態勢，釋放的LFT NPs能夠有效靶向并聚集負(fù)電荷細(xì)菌平臺建設，在超聲刺激下通過協(xié)同的化學(xué)動(dòng)力和聲動(dòng)力療法（CDT/SDT）生成大量的ROS。同時(shí)貢獻力量，傷口的酸性微環(huán)境觸發(fā)了針尖層的逐步降解使用，從而實(shí)現(xiàn)SPD的控制釋放，進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)發行速度。在銅綠假單胞菌（P. aeruginosa）感染的小鼠傷口模型中更加堅強，LFT/S-MN貼片顯著減少了細(xì)菌負(fù)荷，抑制了炎癥反應(yīng)性能，促進(jìn)了膠原蛋白沉積和新生血管形成初步建立，并加速了傷口閉合。

這項(xiàng)工作提出了一種有前景的非抗生素策略組建，通過協(xié)同的CDT/SDT和炎癥調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)傷口抗菌與組織再生各有優勢。該微針貼片是利用摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)（microArch® S240，精度：10 μm）3D打印加工模具后經(jīng)PDMS翻模制備而成，相關(guān)研究成果以“Three-in-one bilayer microneedle patch for ultrasound-activated antibacterial therapy and immune modulation in wound healing"為題發(fā)表在期刊《Journal of Controlled Release》上持續。武漢大學(xué)藥學(xué)院2023級(jí)博士研究生姜鵬為論文作者等多個領域，黎威教授為論文通訊作者，武漢大學(xué)藥學(xué)院為論文完成單位產品和服務，以上研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和武漢大學(xué)泰康生命醫(yī)學(xué)中心PI經(jīng)費(fèi)的支持應用擴展。

如圖1所示，該貼片在可溶解基層中集成了與卟啉聲敏劑（TAPPFe）偶聯(lián)的帶正電荷的乳鐵蛋白納米顆粒（LFT NP）增多，以及負(fù)載抗炎劑亞精胺（SPD）的pH響應(yīng)尖層活動上。插入感染組織后，釋放的 LFT NP 有效地靶向并聚集帶負(fù)電荷的細(xì)菌進一步推進，從而在超聲刺激下通過協(xié)同化學(xué)動(dòng)力學(xué)和聲動(dòng)力學(xué)療法（CDT/SDT）產(chǎn)生強(qiáng)大的 ROS導向作用。同時(shí)，酸性傷口微環(huán)境觸發(fā)尖層的逐漸降解應用的選擇，可控的SPD 釋放以進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)十大行動。在銅綠假單胞菌感染的小鼠傷口模型中，LFT/S-MN 貼片顯著降低了細(xì)菌載量背景下，抑制了炎癥強化意識，促進(jìn)了膠原蛋白沉積和新生血管形成，并加速了傷口閉合基本情況。

圖1. LFT/S-MN貼片治療感染傷口的結(jié)構(gòu)和治療機(jī)制示意圖現場。（A）雙層LFT/S-MN貼片的設(shè)計(jì)和制備是由負(fù)載正電荷LFT NPs的可溶基底層和封裝SPD的pH響應(yīng)尖層組成。（B）插入感染創(chuàng)面后力量，基底層迅速溶解釋放LFT NPs我有所應， LFT NPs積極靶向帶負(fù)電荷的細(xì)菌，并通過協(xié)同SDT和CDT在US下產(chǎn)生ROS提升行動，實(shí)現(xiàn)有效的細(xì)菌除去能力建設。同時(shí)，酸性傷口微環(huán)境觸發(fā)尖層降解研究進展，導(dǎo)致SPD持續(xù)釋放，用于炎癥調(diào)節(jié)連日來。這種聯(lián)合策略促進(jìn)細(xì)菌清除快速融入、免疫調(diào)節(jié)和組織再生，最終加速傷口愈合系統。

為了實(shí)現(xiàn)位點(diǎn)特異性和控制藥物釋放增強，使用順序成型策略制備了pH響應(yīng)雙層MN貼片，稱為L(zhǎng)FT/S-MN貼片交流等。為了可視化和結(jié)構(gòu)驗(yàn)證更加廣闊，兩個(gè)熒光探針，羅丹明B標(biāo)記的牛血清白蛋白（RhB-BSA）和異硫氰酸熒光素（FITC），分別裝載到納米顆粒的尖和基底層（圖2A和B）可以使用。尖層是通過紫外誘導(dǎo)自由基聚合和甲基丙烯酸殼聚糖（CSMA）與SPDTA之間的席夫堿交聯(lián)合成的進入當下，基底層由18 wt%的聚乙烯醇（PVA）和蔗糖溶液組成，背襯層由20 wt%的聚苯乙烯（PS）組成效高化。能量色散X射線能譜（EDS）分析（圖2C）表明新體系，來自LFT NPs的鐵元素分布均勻，局限于基底層創造，而尖層的碳元素分布均勻不難發現，表明明顯的空間分離。得到的LFT/S-MN貼片由一個(gè)10 × 10 MN陣列組成設備製造，跨度約0.5 cm2（圖2D）發展需要。每根針都具有明確的圓錐形形態(tài)，高度約850 μm管理，具有明顯的雙層結(jié)構(gòu)（圖2E和F）經驗分享。力學(xué)測(cè)試顯示，每根針的斷裂力約為4N（圖2G）趨勢，足以實(shí)現(xiàn)有效的經(jīng)皮插入和潛在的臨床應(yīng)用有力扭轉。

圖2. LFT/S-MN貼片的表征。（A-B）LFT/S-MN貼片的代表性明場(chǎng)和熒光圖像一站式服務，說明了摻入成分的結(jié)構(gòu)完整性和熒光標(biāo)記廣度和深度。（C）能譜圖證實(shí)了MNs內(nèi)元素的分布。（D）光學(xué)圖像和（E, F）SEM圖像顯示LFT/S-MNs的形貌引領作用。黃色虛線表示ph響應(yīng)尖層和可溶解基層之間的界面加強宣傳。（G）LFT/S-MNs的力-位移曲線，表明其機(jī)械強(qiáng)度適合皮膚穿透用的舒心。

采用離體豬皮評(píng)價(jià)LFT/S-MN貼片的皮膚穿透能力技術發展。應(yīng)用后，MNs成功突破角質(zhì)層集成，并將封裝的熒光染料輸送到皮膚中重要手段，熒光成像顯示（圖3A），組織學(xué)橫截面證實(shí)（圖3B）穩定性。通過熒光顯微鏡觀察LFT NPs的溶出行為和隨后的釋放像一棵樹。如圖3C所示，基層在80秒內(nèi)溶解在PBS（pH 7.4）中去突破，促進(jìn)LFT NPs從MN基中快速釋放能運用。考慮到感染的傷口微環(huán)境通常是酸性的智能設備，作者進(jìn)一步研究了MN尖的pH響應(yīng)行為不可缺少。體外釋放研究表明蓬勃發展，尖層在輕度酸性條件下（pH 5.6）逐漸降解，到第15天幾乎分解積極回應，而在中性條件下（pH 7.4）發(fā)生最小降解（圖3D）重要性，表明尖層的酸敏感行為。定量測(cè)定藥物裝載和遞送效率（圖3E和F）平臺建設。LFT為145.43 ± 2.76 μg服務機製，SPD為14.96 ± 0.08 μg。經(jīng)皮膚給藥后使用，LFT經(jīng)MNs給藥量為132.83 ± 2.91 μg大幅拓展，SPD經(jīng)MNs給藥量為14.38 ± 0.22 μg，兩種藥物的給藥效率均超過90%足夠的實力。此外緊迫性，SPD在酸性條件（pH 5.6）下的累積釋放量在第15天達(dá)到88.87 ± 3.58%，顯著高于PBS（pH 7.4）更適合，進(jìn)一步證實(shí)了MN尖的酸響應(yīng)釋放譜（圖3G）高效。

圖3. LFT/S-MN貼片的藥物釋放評(píng)價(jià)。（A）LFT/S-MN貼片植入后豬離體皮膚的代表性亮場(chǎng)和熒光顯微鏡圖像要素配置改革。（B）MN貼片植入后的豬皮膚組織學(xué)切片體系。（C）光學(xué)圖像顯示了80秒內(nèi)PBS中基底層的快速溶解和尖層的分離。（D）倒置熒光顯微鏡圖像顯示在不同pH條件下（pH 7.4和5.6）帶動產業發展，模擬中性和輕度酸性傷口環(huán)境下責任製，MN在15天內(nèi)降解。（E） LFT/S-MN貼片LFT裝載和遞送的量化倍增效應。（F） LFT/S-MN貼片SPD裝載和遞送的量化規則製定。（G） LFT/S-MNs中SPD隨時(shí)間的體外累積釋放曲線。數(shù)據(jù)以mean ± SD表示（n = 3個(gè)獨(dú)立樣本）優化服務策略。

作者系統(tǒng)評(píng)價(jià)了LFT/S-MN貼片的體外抗菌效果關規定。如圖4D所示，超聲照射（3 MHz, 0.97 W/cm2兩個角度入手，50%占空比建強保護，30 min）下LFT的最小抑制濃度（MIC）為128 μg/mL。單獨(dú)的LFT/S-MN貼片表現(xiàn)出中等的抗菌活性創新為先，對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制率為36.41 ± 0.75%真正做到，對(duì)銅綠假單胞菌的抑制率為35.87 ± 1.48%（圖4A和E）。相比之下創新延展，超聲波激活后，LFT/S-MN貼片的抑菌率顯著提高長期間，分別為99.95 ± 0.04%和99.96 ± 0.04%（圖4E）基本情況，表明細(xì)菌幾乎失活。SYTO 9/PI染色進(jìn)一步驗(yàn)證了這些結(jié)果，其中LFT/S-MN US組顯示出主要的紅色熒光力量，表明廣泛的細(xì)菌死亡（圖4B和F）我有所應。掃描電鏡（SEM）提供了額外的形態(tài)學(xué)證據(jù)；未處理組的細(xì)菌保持了完整和光滑的膜深入實施，而暴露于超聲激活的LFT/S-MN的細(xì)菌則表現(xiàn)出明顯的結(jié)構(gòu)破壞和膜破裂（圖4C）至關重要。總的來說功能，這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)應用的因素之一，超聲激活后，LFT/S-MN貼片可以產(chǎn)生大量的局部ROS預期，從而在病變部位有效地消滅細(xì)菌敢於監督。

圖4. LFT/S-MN貼片體外抗菌性能研究。（A）瓊脂板的代表性照片結構，顯示LFT/S-MNs對(duì)金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌的抗菌效果重要的作用。（B）熒光顯微鏡圖像顯示金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌在不同處理?xiàng)l件下產(chǎn)生ROS引起的氧化應(yīng)激。（C）處理后細(xì)菌形態(tài)的SEM圖像規模最大，顯示金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌的膜破壞和結(jié)構(gòu)變形穩中求進。（D）LFT在LFT/S-MNs中對(duì)金黃色葡萄球菌的最小抑制濃度（MIC），顯示出劑量依賴性的抗菌活性最深厚的底氣。紅色箭頭表示LFT的MIC值協同控製。（E）不同處理后細(xì)菌活力的定量分析，通過活/死染色評(píng)估稍有不慎。（F）活/死實(shí)驗(yàn)中相應(yīng)的綠色熒光強(qiáng)度（FI）測(cè)量結(jié)果重要作用，進(jìn)一步證實(shí)了抗菌作用。數(shù)據(jù)顯示以mean ± SD（n = 3個(gè)獨(dú)立樣本）最為顯著。** p < 0.01尤為突出，** p < 0.001，**** p < 0.0001環境。ns表示無顯著性空間載體。

為了驗(yàn)證LFT/S-MN貼片的體內(nèi)治療效果，作者利用銅綠假單胞菌（P. aeruginosa）建立小鼠皮膚創(chuàng)面感染模型（圖5A）相對簡便。將感染小鼠隨機(jī)分為8組（每組n = 5）重要組成部分，包括非超聲組（Blank、S-MN合作、LF/S-MN勃勃生機、LFT/S-MN）和超聲處理組（Blank+US、S-MN+US極致用戶體驗、LF/S-MN+US提供有力支撐、LFT/S-MN+US）應用。超聲方案包括3 MHz每日照射，0.97 W/cm2技術交流，50%占空比先進的解決方案，30分鐘，連續(xù)3天創造更多。在治療后第0宣講活動、1、3工藝技術、5和9天通過拍照監(jiān)測(cè)傷口進(jìn)展（圖5B）效率。第1天，LFT/S-MN+US組膿性滲出明顯減少損耗，反映了CDT和SDT的聯(lián)合抗菌作用講故事。相比之下，非超聲組表現(xiàn)出更廣泛的膿毒和炎癥性能穩定。第3天全面革新，超聲給藥完成后，收集傷口床樣本進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)情況正常，評(píng)估殘余細(xì)菌負(fù)荷（圖5E）行業分類。平板計(jì)數(shù)顯示，LFT/S-MN+US組菌落形成最少提高鍛煉，表明其體內(nèi)抗菌活性更強(qiáng)（圖5F）發展邏輯。到第9天，LFT/S-MN+US處理的小鼠傷口愈合率很高有所提升，組織再生明顯（圖5C）聽得進。在整個(gè)治療過程中，體重監(jiān)測(cè)顯示各組之間沒有明顯的波動(dòng)（圖5D）先進水平，表明MN貼片具有良好的全身生物相容性便利性。綜上所述，這些結(jié)果表明重要平臺，LFT/S-MN與超聲結(jié)合深刻認識，可以有效地消除細(xì)菌感染并顯著加速體內(nèi)傷口愈合。

圖5. LFT/S-MN貼劑的體內(nèi)抗菌效果和傷口愈合性能應用提升。（A）銅綠假單胞菌感染小鼠傷口模型的示意圖和使用MN貼片加或不加US刺激的治療策略主動性。（B）處理后第0、1發展的關鍵、3道路、5和9天傷口部位的代表性照片。黑色虛線圈表示初始傷口邊界多種方式。（C）各治療組傷口愈合隨時(shí)間的定量分析（n = 5）大局。（D）治療期間小鼠體重監(jiān)測(cè)（n = 5）新創新即將到來。（E）各組第3天傷口床培養(yǎng)細(xì)菌菌落的瓊脂板照片邁出了重要的一步。（F）基于菌落形成單位（CFU）分析的細(xì)菌活力量化（n = 3）有序推進。數(shù)據(jù)以mean ± SD表示。*** p < 0.001需求，**** p < 0.0001堅定不移。ns表示無顯著性。

結(jié)論：此研究成功開發(fā)了一種pH響應(yīng)的雙層微針貼片（LFT/S-MN）更讓我明白了，通過整合超聲激活的協(xié)同抗菌療法（CDT/SDT）與酸性微環(huán)境觸發(fā)的免疫調(diào)節(jié)迎難而上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)感染傷口的高效治療。該貼片不僅能快速釋放靶向細(xì)菌的LFT NPs探索，在超聲下產(chǎn)生大量ROS以清除細(xì)菌和生物膜堅持先行，還能在傷口酸性條件下持續(xù)釋放SPD，調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化滿意度，抑制過度炎癥情況較常見。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該策略能顯著加速傷口閉合主要抓手，促進(jìn)組織再生體製，且具有優(yōu)異的生物安全性。該工作為非抗生素依賴的感染傷口治療與組織再生提供了一種具有臨床轉(zhuǎn)化潛力的新策略創新科技。