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一个研究小组设计了一种新的微针贴片，为治疗皮肤感染提供了一种高效的非抗生素方法。简而言之，该设计采用了超声波响应的锌基金属有机框架(MOF)抗菌纳米颗粒，承诺无痛递送，同时治疗皮肤组织上的细菌感染，促进皮肤修复。这种新型的微针直径约为50微米，类似于一根典型的头发。
痤疮是一种世界范围内常见的皮肤病，困扰着超过80%的青少年和年轻人主要原因可归因于过度的脂质分泌阻塞了毛囊，从而在皮肤组织中建立了缺氧微环境。这种不良条件特别有利于痤疮丙酸杆菌(P. acnes)细菌的增殖。感染性丘疹是皮肤感染的一种，主要由痤疮杆菌引起，全世界有数百万人感染。它不仅会给患者带来明显的身体和精神上的困扰，而且如果不及时治疗，还可能发展成慢性炎症。临床处理通常包括非处方治疗(即过氧化苯甲酰和水杨酸)，或口服或局部使用抗生素。然而，这种治疗可能无效或有令人不快的副作用。
一般来说，感染痘痘的一线治疗是口服或局部使用抗生素。然而，局部抗生素治疗的治疗效果令人担忧，特别是当药物通过皮肤组织时。此外，当细菌产生耐药性或迁移到皮下组织时，治疗效果也会降低。特别是，痤疮假单胞杆菌可以分泌胞外多糖形成生物膜，阻止抗菌剂或免疫细胞发起的攻击。
甚至市场上大多数微针产品主要使用药物成分来治疗痤疮。然而，反复使用抗生素可能会降低细菌对药物的敏感性。长期受痘痘影响的患者都会知道，同样的治疗产品，长期使用后效果会明显降低。
港大研究小组发明了一种新型微针贴剂，可透过皮肤将对超声波有反应的抗菌纳米颗粒传递给皮肤，以微创方式治疗痤疮假单疱疮。在目前的设计中，将超声响应抗菌纳米材料引入到微针贴片中，可以快速有效地对细菌感染做出反应。在治疗痤疮时避免使用药物。由ZnTCPP和ZnO组成的修饰纳米粒子在超声刺激下能够产生大量活性氧(ROS)，有效氧化细菌的关键细胞大分子。结果表明，经超声刺激15分钟后，ROS介导的痤疮P.细菌的杀伤率可达99.73%。此外，炎症标志物，包括肿瘤坏死因子-a (TNF-α)、白细胞介素(ILs)和基质金属蛋白酶(MMPs)的水平也显著降低。此外，释放的锌离子可以提升DNA复制相关基因，从而增加成纤维细胞对皮肤的修复能力。
Kelvin W. K. Yeung教授说:“这种新型微针贴片可以在超声波刺激下产生活性氧，作为一种非抗生素和透皮的方法，不仅可以有效解决痤疮杆菌引起的感染，而且可以促进锌离子的释放，促进皮肤修复。”由于活性氧的特殊杀伤机制，我们相信这种设计也能够解决由真菌、寄生虫或病毒引起的其他皮肤感染，如足癣(即“运动员的脚”或“香港脚”)。
是项研究由香港大学临床医学院骨科及创伤学系Kelvin Yeung Wai-kwok教授主持。第一作者Xiang Yiming是Yeung教授指导的博士研究生。
Yiming Xiang, Jiali Lu, Congyang Mao, Yizhou Zhu, Chaofeng Wang, Jun Wu, Xiangmei Liu, Shuilin Wu, Kenny Y. H. Kwan, Kenneth M. C. Cheung, Kelvin W. K. Yeung. Ultrasound-triggered interfacial engineering-based microneedle for bacterial infection acne treatment. Science Advances, 2023; 9 (10)
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