科研背景
慢性创口(例如糖尿病足溃疡、烧伤创面)因愈合周期长、感染风险高、疼痛管理难等问题,是而成为临床治疗的一项重大挑战。传统的敷料难以兼顾止血、抗菌、镇痛与促愈的多重需求,并且药物递送效率低,无法穿透生物膜或结痂组织。近年来,溶解性微针(Microneedle)技术因能穿透皮肤屏障、精准递送药物而备受关注,但现有研究多聚焦单一功能(例如抗菌),缺乏针对多阶段愈合需求的联合疗法。基于此,郑州大学医药科研团队提出一种智能微针贴剂,通过差异化药物释放策略,整合快速止血、长效抗菌、疼痛管理等功能,旨在推动慢性创口治疗范式的革新。
团队介绍
由张楠副教授带队的郑州大学药学院医药科研团队长期致力于生物材料与药物递送系统的研究,聚焦创面修复、纳米制剂等领域。团队依托西南郑州危重疾病靶向治疗与诊断重点实验室及绿色催化中心,拥有多项国家自然科学基金支持(如No. 32200766)。在本研究中,团队核心成员包括药剂学、材料科学与生物医学专家,通过跨学科合作,成功开发出基于多糖的智能微针平台。团队以临床需求为导向,注重成果转化,此前在《Carbohydrate Polymers》等国际期刊发表多项突破性研究。
文章核心要点
在智能微针贴剂的设计与制备时,团队选择普鲁兰(作为微针基质,具有高溶解性、生物相容性,支持快速药物释放)、壳聚糖(天然抗菌剂,通过正电荷破坏细菌细胞膜)、岩藻聚糖(抗炎抗氧化,抑制瘢痕形成)三种材料进行制备,并负载 凝血酶(TH,快速止血,加速纤维蛋白凝块形成)、利多卡因(LH,钠通道阻滞剂,快速镇痛并减轻炎症)、莫西沙星(MOX,封装于CN/FN纳米颗粒MOXNPs,实现持续抗菌)。
并突破了纳米颗粒优化,微针性能验证,差异化释药等多项技术难题。
pH响应释放:在感染创面(pH 6.5)和生理环境(pH 7.4)中,MOX持续释放24小时(释放率70.8%-89.9%)。
微针性能验证: 机械强度为2.73 N/针,可穿透小鼠皮肤至725 μm深度,55分钟内完全溶解。
差异化释药:
0-1小时:快速释放TH(99.2%)和LH(96.2%),实现即时止血与镇痛。
1-24小时:MOXNPs持续释放MOX,抑菌圈直径达7.02 mm(金黄色葡萄球菌)和6.42 mm(大肠杆菌),杀菌率超98%。
另外,团队也采取小鼠对照实验方式检验该药物的临床表现,
其突出表现有:
愈合速度:TH + LH + MOXNPs@MN组7天完全愈合,显著快于对照组(未治疗组21天未愈)。
组织学分析:肉芽组织厚度增加50%,胶原沉积提升30%,促炎因子(IL-6、TNF-α)降低70%。
生物相容性:微针贴片对皮肤无刺激,细胞毒性实验显示对HUVEC和L929细胞无害。
充分说明该药物的临床可实现性。
另外,该项研究也有突出的创新性与广泛意义,首先,该研究首次整合止血、镇痛、抗菌三功能,覆盖伤口愈合全周期;其次,该研究通过pH响应纳米颗粒与微针溶解动力学,实现药物按需释放另外,该研究具有很大临床潜力——操作简便,患者可居家使用,适用于糖尿病溃疡、烧伤、术后感染等复杂场景。
小结与展望
本研究成功开发了一种基于多糖的智能微针贴剂,通过差异化的释药策略,解决了慢性创口治疗中的多阶段需求难题。实验证明,智能微针贴剂的快速止血、长效抗菌、减轻炎症的综合疗效显著优于传统的敷料。展望未来,团队将进一步优化微针的规模化生产工艺,推进临床试验,并探索其在瘢痕修复、光热联合治疗等领域的扩展应用。此项研究不仅为慢性创口治疗提供了新思路,也为智能药物递送系统的设计树立了标杆。
引用文献:
Carbohydrate Polymers 306 (2023) 120593
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