细菌感染引起的组织损伤难以通过常规管理加以控制，对公众健康构成了巨大威胁，这是由于抗菌药物的可用性较低，以及细菌向皮下组织迁移导致的炎症管理效率低下而引起的。最近，新兴的微针(MNs)因其在克服皮肤屏障递送抗菌药物独特的微创性而吸引了越来越多的关注。一般情况下，负载抗菌药物、可有效可控地给药微针能够显著降低创面和软组织中的致病微生物负荷。最近报道中，MNs被用于包覆多功能制剂如甲基丙烯酸透明质酸/硅藻酸盐、二硫化钼量子点、NH 4HCO 3和功能化莫西沙星来产生活性氧(ROS)，导致细菌膜损伤和DNA分裂。尽管这种策略很有吸引力，但仍受限于药物固有的弱活性和不能降低炎症风险的问题，因此，开发有效的联合策略，以提高MNs在抗菌应用中的疗效至关重要。近年来，近红外(NIR)激光触发MNs系统已成为提高递送效率和治疗指标的重要手段，在提高局部疗效方面显示出巨大潜力。在近红外激光照射下，光热剂将光能转化为热能，可控地产生局部热疗，从而增强了抗菌效果和药物扩散，这对于消除从感染创面迁移到真皮甚至皮下组织的细菌或真菌至关重要。然而，这一策略并不能保持伤口适当的水分水平。潮湿的环境可以促进许多促进伤口愈合的生长因子的释放。因此，研究者们迫切需要开发一种新的基于MNs的策略来保护伤口，保持水分水平，并促进愈合。
基于以上研究，北京化工大学刘惠玉团队首先开发了一种近红外激光触发智能MNs-based液体创可贴用于伤口愈合。他们将聚乙烯醇(PVA)用作溶解MNs的基底，在其上负载了金属有机框架(MOF)衍生的多功能卟啉类金属中心纳米粒子(PMCS)，具有光热转化和纳米酶性质(“PMCS@MNs”)。液体创可贴的形成包括两个主要步骤:1)PMCS促进光活化；2)可溶的MNs基体在高温下是液态的，冷却后凝固，如示意图所示。
Scheme 1. PMCS@MNs的制备与表征。a)使用PDMS模具制造PMCS@MNs。b)代表性明场显微镜图像和MNs光学图片(左)和PMCS@MNs(右)。
研究发现，液体创可贴不仅有助于防止外部污染物，减少继发感染的风险，还能保持湿润的微环境，加速伤口愈合。体外获得了优良的抗菌率，体内评价表明激光触发液体创可贴结合光热效应和过氧化物酶样活性可以实现炎症的完全消除，如图1所示。抗菌机制显示光热和ROS破坏细菌膜，导致K +和DNA等含量的泄漏，干扰细菌蛋白和ATP的合成。作者认为光热触发液体创可贴将为伤口愈合治疗提供新的见解，并扩大激光增强MNs系统的临床应用。
Figure 1 体内伤口处理评价。a) MNs抗感染应用示意图。b)不同处理小鼠的红外热像。c)不同处理时间金黄色葡萄球菌感染伤口的照片。d)通过测量创面面积定量评价创面愈合情况。e)第9天相应的IL-6免疫组化染色。
结论:作者首次设计了一种基于MNs的智能光响应液体创可贴，旨在提供一种简单有效的伤口管理策略。选择PVA作为底物包埋纳米酶，在近红外激光照射下实现局部高温和ROS生成，大大提高了伤口抗感染的效率，能够完全消除炎症，并达到良好的抗菌效果。同时，它具有远程控制MNs行为来管理伤口水分的优点，该设计为下一代伤口抗感染管理提供新策略。
来源：高分子科学前沿
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