基质金属蛋白酶响应型明胶/聚赖氨酸水凝胶微针用于细菌感染创面的按需姜黄素递送

针对细菌感染创面中炎症失调和抗生素耐药性难题，研究人员开发了基于明胶甲基丙烯酰(GM)、ε-聚赖氨酸(PL)和姜黄素-明胶纳米粒(GC NPs)的多功能水凝胶微针系统(GMPL@GC MNs)。该系统通过MMP响应机制实现姜黄素(Cur)的控释，兼具抗菌(99.1%创面闭合率)、抗氧化(ROS清除)和抗炎三重功效，为临床创面管理提供了新型智能治疗方案。

　　

皮肤作为人体最大的器官，时刻面临着创伤、烧伤等威胁。当这道天然屏障被破坏，细菌便会乘虚而入，引发感染并阻碍愈合。更棘手的是，传统抗生素在耐药菌株如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)面前逐渐失效，而过度炎症反应和活性氧(ROS)爆发又会破坏细胞外基质(ECM)平衡——这些正是慢性创面难以愈合的罪魁祸首。面对这一医学难题，湖南科研团队在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》发表的研究给出创新解决方案：一种能"智能感知"伤口环境的水凝胶微针。

研究采用模具成型技术构建GMPL@GC MNs系统，核心包括动态光散射(DLS)表征纳米颗粒、透射电镜(TEM)观察形貌、UV-Vis检测药物释放、以及MRSA感染动物模型验证疗效。

制备与表征GC NPs
通过乳化-交联法制备的姜黄素-明胶纳米粒(GC NPs)平均粒径209.4 nm，透射电镜显示其呈规则球形。紫外光谱证实姜黄素成功包载，且在模拟伤口环境中能响应基质金属蛋白酶(MMP)触发释放。

水凝胶微针力学性能
微针阵列展现优异机械强度（单针承重0.4 N），穿刺实验证实其可有效穿透皮肤角质层。溶胀测试显示在生理环境下具有96小时缓释能力，降解速率与MMP浓度呈正相关。

抗菌与抗炎协同机制
ε-聚赖氨酸(PL)通过正电荷破坏细菌膜结构，对MRSA抑菌率达98.7%。动物实验显示，微针组创面闭合速度较对照组快2.3倍，关键促炎因子TNF-α水平下降76.5%，血管内皮生长因子(VEGF)表达提升3.1倍。

讨论与结论
该研究创新性地将MMP响应型药物递送与微针透皮技术结合：GM基质提供力学支撑，PL实现非抗生素抗菌，而GC NPs犹如"智能弹药库"在炎症微环境中精准释放姜黄素。这种时空可控的治疗策略不仅克服了姜黄素水溶性差的缺陷，更通过ROS清除-抗菌-促血管生成三重协同，将感染创面愈合时间缩短至10天。研究为耐药菌感染创面治疗提供了新范式，其生物可降解特性也符合绿色医疗发展趋势。