结合可溶解微针的芦荟大黄素纳米光晶体（光敏纳米晶体），用于急性细菌性皮肤和软组织感染的双重智能靶向治疗

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Nano-PhotoCrystals (Photosensitive Nanocrystals) of Aloe Emodin Combined with Dissolving Microneedles for Dual Smart Targeting of Acute Bacterial Skin and Soft Tissue Infections

急性细菌性皮肤及软组织感染（ABSSTIs）常因抗生素的全身毒性及穿透性不足而疗效有限。本研究开发了一种新型光动力抗菌疗法（PACT）载体系统——纳米光敏晶（AE N-PCs）结合可溶解微针（MNs），通过微米级纳米化技术提高天然光敏剂芦荟大黄素（AE）的水溶性，利用微针的微创穿透增强真皮层沉积，实现精准局部治疗并减少抗生素耐药性风险。实验表明，纳米化AE（N-PCs）的抗菌活性较微米化（M-PCs）提高4倍，且N-PCs-MNs在猪皮模型中实现>100 μg/cm3的真皮沉积，并经鸡胚绒毛膜尿囊膜（CAM）测试验证无刺激性。该系统兼具靶向递送与光激活特性，为解决ABSSTIs治疗难题提供了创新策略。

　　本文介绍了一种利用纳米级光敏晶体（Nano-PhotoCrystals，N-PCs）与溶解型微针（Dissolving Microneedles，MNs）相结合的新方法，用于治疗急性细菌性皮肤和软组织感染（ABSSTIs）。传统抗生素治疗面临着副作用和穿透性不足的挑战，而光动力抗菌疗法（PACT）则提供了一种更安全、更精确的治疗方式。然而，自然光敏剂（PS）通常具有较差的水溶性，限制了其在PACT中的应用。为此，研究采用了一种无载体的纳米级光敏晶体，以改善其水溶性和皮肤渗透性。

研究中，选择从芦荟中提取的芦荟大黄素（AE）作为光敏剂模型。通过珠磨技术，将AE制备成纳米级和微米级的光敏晶体，并进一步与溶解型微针结合，以提高其在皮肤深层的沉积能力。结果显示，纳米级AE光敏晶体（N-PCs）的平均粒径约为200纳米，其在皮肤各层的沉积量达到约50 μg/cm3，而微米级AE光敏晶体（M-PCs）的沉积量则低于12 μg/cm3。当N-PCs与MNs结合后，其沉积量进一步提升，达到超过100 μg/cm3的水平。

为了验证该方法的生物相容性和安全性，研究采用了鸡胚绒毛膜（CAM）测试法，结果显示N-PCs在皮肤应用中未引起刺激，证明其安全性。此外，通过体外实验，研究评估了N-PCs和M-PCs对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus saprophyticus）的光动力抗菌效果。结果显示，N-PCs在光照条件下对细菌的灭活效果显著，达到了超过3.8个对数的减少，其效果优于M-PCs。这一发现表明，纳米级光敏晶体在PACT中具有显著的治疗潜力。

研究还探讨了不同表面活性剂对纳米级光敏晶体粒径和稳定性的影响。结果显示，使用Tween 80作为表面活性剂时，纳米级光敏晶体的粒径最小且分布均匀，而PVA/PVP则导致更大的粒径和更不均匀的分布。这表明表面活性剂的选择对于纳米级光敏晶体的制备至关重要。同时，研究通过动态光散射（DLS）和激光衍射（LD）分析了光敏晶体的粒径和分布情况，并结合透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）进一步确认了其形态特征。这些分析结果表明，纳米级光敏晶体具有良好的物理化学特性，能够满足皮肤渗透和沉积的要求。

在药物释放特性方面，研究通过体外溶解度实验评估了纳米级和微米级光敏晶体的释放行为。结果显示，纳米级光敏晶体的释放曲线呈现双相释放，即在前4至8小时内有明显的释放峰，随后持续释放至48小时。相比之下，微米级光敏晶体的释放速度较慢，且部分颗粒未被溶解。这表明纳米级光敏晶体能够提供更高效的药物释放，有助于提高PACT的效果。

研究还探讨了纳米级光敏晶体在微针中的稳定性。通过稳定性测试，研究评估了在标准条件和加速条件下，纳米级和微米级光敏晶体微针的机械性能和药物含量。结果显示，两种微针均表现出良好的机械稳定性，且药物含量未发生显著变化，表明其在存储和使用过程中具有较好的稳定性。

此外，研究通过透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）分析了微针的微观结构。结果显示，纳米级光敏晶体微针具有更均匀的结构和更尖锐的针尖，这有助于其在皮肤中的渗透。而微米级光敏晶体微针则显示出不均匀的表面结构，这可能影响其渗透性能。

在皮肤渗透和沉积研究中，研究使用了Franz扩散池，评估了纳米级和微米级光敏晶体在皮肤各层的渗透和沉积情况。结果显示，纳米级光敏晶体在皮肤中的渗透和沉积效果显著优于微米级光敏晶体。这表明纳米级光敏晶体能够更有效地到达皮肤深层，从而提高治疗效果。

研究还探讨了纳米级光敏晶体与微针结合后的PACT效果。通过光照实验，研究评估了纳米级和微米级光敏晶体对金黄色葡萄球菌的灭活效果。结果显示，纳米级光敏晶体在光照条件下表现出更高的灭活能力，这可能与其更小的粒径和更高的溶解性有关。同时，研究还评估了对大肠杆菌（E. coli）的PACT效果，发现纳米级光敏晶体在较低浓度下仍能有效灭活细菌，而微米级光敏晶体则表现出较低的活性。

研究进一步评估了该系统的生物相容性和刺激性。通过CAM测试，发现纳米级光敏晶体与微针结合后未引起任何刺激反应，证明其安全性。这为该系统在实际应用中的可行性提供了支持。

综上所述，本文提出了一种新型的无载体光敏晶体与微针结合的策略，能够有效解决传统光敏剂水溶性差和皮肤渗透性不足的问题，同时提高其在PACT中的治疗效果。该方法不仅提高了药物的沉积量和渗透性，还显著降低了系统的刺激性和生物毒性，为治疗ABSSTIs提供了一种安全、有效的新型疗法。未来的研究可以进一步探索该系统在不同光敏剂和微针材料中的应用，并进行更全面的体内研究，以验证其在实际治疗中的效果。