皮肤作为人体最大的屏障器官，直接暴露在多种外部环境压力下，如紫外线辐射、极端温度变化和大气湿度梯度。这些因素通过诱导表皮角质形成细胞的氧化应激和真皮成纤维细胞的炎症级联反应，破坏了皮肤的稳态、结构完整性和功能[1]。同时，生活方式习惯、遗传因素[2]、端粒缩短和自噬功能受损[3]等内部因素也导致了皮肤老化，最终引起皮肤皱纹形成和弹性丧失[1]，[4]。此外，随着年龄的增长，皮肤真皮成纤维细胞失去了产生胶原蛋白的能力，导致真皮层中胶原蛋白的生成和降解失衡。随着生活水平的提高，人们迫切希望解决皮肤老化问题[5]。目前，已经采用了基于光热效应的激光疗法、局部药物输送系统和可控深度化学剥脱等方法来改善皮肤状况[6]。表皮层的主要作用是保护真皮和皮下层，而真皮层中的成纤维细胞负责胶原蛋白的生成。表皮的角质层（SC）作为天然屏障，可以防止化学物质渗透，否则这些物质容易使生物活性药物或成分失活和降解[7]。只有具有优异物理化学性质（如低分子量<500 Da）和良好亲脂性（Log P 1–3）的化合物才能渗透到皮肤中[8]。传统的经皮药物输送方法难以实现精确调控，且容易引起局部药物积累和药物耐药性风险[9]。最近，人们使用由微米级金属针制成的微针设备来促进皮肤再生，主要是通过机械性破坏来刺激胶原蛋白沉积。这种方法存在出血、皮肤发红、感染和炎症等缺点。微针（MN）贴片技术因其能够穿透表皮层而受到广泛关注[10]，[11]。微针贴片由高度为50-1000微米、宽度为50-250微米、针尖尺寸为1-25微米的微米级针或微突起组成[8]。根据其高度、形状或材料类型，微针可以穿透表皮层或更深的表皮层。与传统皮下注射技术相比，微针技术具有非侵入性和较低疼痛性的优势[12]。这项技术可以显著减轻对针头恐惧和疼痛敏感患者的痛苦[12]，[13]。目前，微针贴片技术正成为经皮药物输送的主流选择，通过在皮肤表面创建微米级通道来实现[14]。含有药物或生物活性成分的生物相容性聚合物制成的微针贴片更适合促进皮肤再生。可溶性微针可以在穿刺过程中实现针体的高溶解度[16]，[17]，[18]，[19]。它们可以由可生物降解的天然或合成聚合物组成，易于被皮肤吸收。可溶性微针已被用于释放生长因子或活性成分，以促进胶原蛋白合成[20]，[21]，加速伤口愈合[10]，[22]，或智能检测炎症因子[23]。透明质酸（HA）是可溶性微针的主要成分之一，在许多研究中得到应用，并已在微针贴片市场得到广泛应用[24]，[25]，[26]。迄今为止，已有几种以HA为主要成分的微针产品上市。HA是一种线性阴离子多糖，其分子量对其在溶液中的物理化学行为及其生物活性和临床应用具有重要影响。通常，HA的高分子量限制了其在皮肤中的扩散和吸收。水解透明质酸（HHA）是HA的低分子量形式，能够更深入地渗透皮肤，为真皮层补水，增强弹性并减少细纹和皱纹。HHA的链较短，链缠结较少，因此具有较高的扩散性和组织渗透性，比大分子量的HA更容易穿透表皮层[27]。
壳聚糖-葡聚糖（CG）是一种新型的非动物源性生物聚合物，由壳聚糖和β-葡聚糖组成，形成复杂的3D网络结构[28]，[29]，[30]。CG是一种可生物降解和生物相容性的多糖，具有抗氧化、抗炎、抗菌和促进伤口愈合的功效[29]。由于其交联结构，它被应用于生物医学、药物输送、微/纳米复合材料和化妆品等多个领域[31]，[32]，[33]，[34]。近年来，CG因其良好的抗皱和皮肤再生能力而受到关注[33]。CG能吸收大量水分，长时间保持皮肤湿润。壳聚糖通过亲水氨基与表皮水分结合，而β-葡聚糖通过糖苷键形成透气的水锁膜，显著增加皮肤的含水量[33]，[35]。从胶原蛋白的动态平衡来看，CG可以激活皮肤成纤维细胞的识别受体，促进胶原蛋白的合成。由于其抗氧化活性，CG可以捕获皮肤中的自由基，防止它们损害胶原蛋白和弹性纤维。
到目前为止，CG主要被用于传统的护肤产品（如乳霜或凝胶）中以促进皮肤再生。在之前的研究中，我们使用不同的提取方法从Saccharomyces Cerevisiae中提取了CG。研究表明，CG具有抗氧化和抗菌作用，能促进成纤维细胞的存活和胶原蛋白的分泌[36]。然而，负责胶原蛋白生成的成纤维细胞位于皮肤的真皮和皮下层。作为最外层的表皮层阻挡了化学物质和病原体的渗透。由于CG的分子量较大且具有网络结构，其渗透表皮层的程度很低，这可能会降低其在负责胶原蛋白生成的真皮层中的生物活性和生物利用度。为了解决这个问题，进一步研究将CG作为生物活性大分子装载到可溶性微针贴片中具有重要意义。这种策略可以通过创建微米级孔洞来破坏表皮层的屏障功能，使CG能够渗透到皮肤深层。在本研究中，首次将CG作为具有抗氧化活性和促进胶原蛋白生成的生物活性大分子用于微针贴片中。微针贴片基于合成生物相容性聚合物聚维醇（PVA）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）制备。此外，还加入了HA和HHA生物聚合物，以研究HA的分子量对贴片性能的影响。
L-抗坏血酸（维生素C）是一种水溶性化妆品成分，具有抗氧化、抗炎和抗衰老作用。它有助于皮肤再生，加速伤口愈合，促进胶原蛋白生成以减少皱纹，增强皮肤紧致度和弹性，并保护皮肤免受紫外线伤害[17]，[37]，[38]，[39]。然而，抗坏血酸在中性pH值、高温或光照条件下容易降解。3-O-乙基抗坏血酸（EA）是一种更稳定且脂溶性的维生素C衍生物，在皮肤抗衰老应用中表现出多方面的生物效益。其稳定的化学结构克服了L-抗坏血酸易氧化和经皮吸收受限的问题，显著提高了其生物利用度[40]，[41]。在抗衰老机制方面，EA可以有效清除自由基，减少氧化应激对成纤维细胞的损伤[42]。它还能促进胶原蛋白合成，增加真皮层中胶原蛋白纤维的密度[43]。近年来，已有几种含有EA的化妆品用于皮肤再生。EA也被用于微针中以治疗皮肤色素沉着问题，但使用可溶性微针进行经皮输送的研究较少。
本研究的目的是制备基于PVP/PVA的可溶性微针贴片，将CG作为生物活性大分子输送到真皮层，以促进胶原蛋白生成和皮肤再生。添加了HA和HHA生物聚合物以研究HA的分子量对贴片性能的影响。同时，还将EA作为常见的抗氧化成分加入贴片中。制备并研究了含有和不含EA的两系列微针。在微模成型前评估了溶液的流变行为，并讨论了贴片的形态、机械性能和皮肤穿透能力，通过荧光成像监测了CG向皮肤深层的输送情况。使用扩散池测量了EA从贴片中的释放情况，并用理论模型进行了拟合。使用人类皮肤成纤维细胞（HSF）评估了贴片的细胞存活率和胶原蛋白表达潜力。
