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烧伤创面常伴有氧化应激、炎症高表达和细菌生物膜形成,治疗面临挑战。研究人员构建多功能微针系统(HY@IND-DFO MN)。实验表明其能穿透生物膜,调节微环境、抑制细菌并促进伤口修复,为难治性伤口治疗提供新可能。
烧伤,作为一种极具破坏性的创伤,常常给患者带来身心的双重折磨。严重烧伤不仅会损伤皮肤,还会影响身体的多个器官系统,导致极高的发病率和死亡率。当皮肤遭遇烧伤,受损部位及周围组织会迅速陷入氧化应激状态,炎症因子持续高表达,这种炎症反应如果得不到有效控制,甚至可能扩散至全身,造成不可逆转的损伤。更糟糕的是,烧伤创面极易感染,细菌在创面上大量繁殖并形成生物膜,这层生物膜就像一层坚固的 “盾牌”,不仅阻挡了药物的有效渗透,还使得伤口难以愈合,形成难治性伤口,这成为了烧伤治疗领域的重大难题。
目前,临床常用的早期烧伤创面切除手术虽能在一定程度上改善患者状况,但对于烧伤合并伤口感染的情况,传统的反复清创和再生治疗手段效果不佳,不仅给患者带来极大痛苦,还因药物利用率低等问题难以有效促进伤口愈合。一些纳米载药化合物和多功能液体载凝胶敷料虽展现出一定潜力,但在药物留存、穿透生物膜以及实现药物的程序化加载等方面仍存在诸多不足。
为了解决这些棘手的问题,重庆医科大学的研究人员展开了深入研究。他们构建了一种基于透明质酸的多功能微针药物递送系统(HY@IND-DFO MN)用于烧伤创面的协同治疗,相关研究成果发表在《Carbohydrate Polymers》上。这一研究成果意义重大,有望为复杂烧伤创面的临床治疗开辟新的道路,为众多烧伤患者带来新的希望。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,通过共组装技术,将具有抗炎和抗菌特性的纳米复合材料(HY@IND NCs)制备出来,该材料由 Solutol HS-15(HS)、盐酸月桂酰精氨酸乙酯(YG)和吲哚美辛(IND)共同组装而成;然后,将 HY@IND NCs 与促血管生成药物去铁胺(DFO)程序化地加载到透明质酸微针系统中,制备出功能化的 HY@IND-DFO MN;最后,通过体外和体内实验对该微针系统的性能进行评估 。
制备和表征 HY@IND NCs
研究人员受到 HS 作为跨上皮渗透增强剂的启发,构建了基于 HS、抗炎和抗菌药物的治疗策略,通过共组装技术实现对烧伤创面微环境中 ROS、炎症和细菌的快速调节。选用经典的解热、镇痛和抗炎药物 IND 与其他成分共组装,具体合成方法虽未详细展开,但可知这种方法是实现后续功能的关键步骤。
体外和体内实验评估
体外实验结果显示,HY@IND-DFO MN 能够有效穿透并破坏细菌生物膜。这一特性对于解决烧伤创面细菌生物膜阻挡药物渗透的难题具有重要意义,意味着药物能够更顺利地到达感染部位,发挥其治疗作用。
体内实验进一步表明,释放的 HY@IND NCs 可以及时有效地调节烧伤创面的 ROS 和炎症微环境,同时抑制细菌生长。烧伤创面的氧化应激和炎症反应是阻碍伤口愈合的重要因素,该微针系统能够精准地对这些不利因素进行调节,为伤口愈合创造良好的环境。更为重要的是,HY@IND-DFO MN 中的 DFO 能够与 HY@IND NCs 协同作用,促进伤口的再生和修复过程。在动物实验中,可以明显观察到使用该微针系统处理的烧伤创面愈合速度加快,愈合质量也有所提高。
综上所述,研究人员成功开发了一种快速高效的改善微环境的透明质酸微针药物加载系统用于烧伤创面的协同治疗。透明质酸作为人体细胞外基质的天然成分,具有出色的生物相容性,大大降低了免疫不良反应的风险,为其在烧伤创面治疗中的应用提供了安全保障。该微针系统在体外和体内实验中均展现出优异的性能,不仅能够有效穿透和破坏细菌生物膜,还能调节烧伤创面的微环境、抑制细菌,并促进伤口的再生和修复。这一研究成果为复杂烧伤创面的临床治疗提供了潜在的可能性,有望在未来成为烧伤治疗领域的重要突破,帮助更多烧伤患者减轻痛苦,恢复健康。然而,目前该研究仍处于实验阶段,未来还需要进一步开展临床试验,验证其在人体中的安全性和有效性,优化制备工艺,降低生产成本,以推动其早日实现临床转化应用。