基于树刺仿生的透明质酸可溶性微针负载丹酚酸B用于增生性瘢痕长效稳定治疗

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Carbohydrate Polymers 10.7

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  针对增生性瘢痕(HS)治疗难题,研究人员受丝绵树刺启发,开发了负载丹酚酸B(Sal-B)的透明质酸(HA)可溶性微针(MN)。该技术通过增强药物透皮递送和稳定性,显著降低兔耳HS模型的瘢痕升高指数(SEI),并下调胶原I、TGF-β1、STAT3和α-SMA表达,且室温储存6个月仍保持疗效,为HS治疗提供了新型长效解决方案。

  

增生性瘢痕(HS)是伤口愈合过程中胶原过度沉积形成的常见皮肤病变,不仅影响外观,还会导致功能障碍和心理问题。当前临床治疗手段如手术、放疗和皮质类固醇注射等存在疗效有限、副作用大等缺陷。天然药物丹酚酸B(Sal-B)虽具有抗纤维化潜力,但面临皮肤渗透性差、水溶液稳定性弱(仅15-30天)等瓶颈。如何实现Sal-B的高效递送并延长其稳定性,成为突破HS治疗的关键科学问题。

华中科技大学等机构的研究团队从自然界获取灵感,观察到丝绵树刺的分离特性后,创新性地设计出树刺仿生结构的透明质酸(HA)可溶性微针(MN)系统。该研究通过两步微模塑工艺制备Sal-B MN,利用HA的生物相容性和药物稳定特性,成功实现了Sal-B的精准递送和长效保存。相关成果发表在《Carbohydrate Polymers》期刊,为HS治疗提供了兼具高效性和稳定性的新型解决方案。

关键技术包括:1)基于兔耳HS模型的药效评价;2)HA微针的两步微模塑制备工艺;3)体外猪皮肤渗透性测试;4)通过CCK-8法和CLSM分析细胞毒性和药物分布;5)储存稳定性实验(室温6个月)。研究团队特别关注了MN技术对药物稳定性的提升作用,这是以往研究较少涉及的维度。

【材料与方法】采用低分子量HA(<10kDa)作为基质材料,通过优化PVA/PDMS模具制备出锥形微针阵列。载药量通过紫外分光光度法测定,微针机械强度采用轴向压缩测试评估。

【设计理念验证】仿生微针的分离特性使其能有效穿透角质层,在皮肤间质液中快速溶解释放Sal-B。体外实验显示,微针阵列可在5分钟内完全溶解,递送效率达92.3%。

【体内疗效评价】兔耳HS模型显示,Sal-B MN治疗组瘢痕升高指数(SEI)降低47.8%,显著优于传统Sal-B溶液组。免疫组化证实胶原I、TGF-β1、STAT3和α-SMA表达均显著下调,证实其抗纤维化机制。

【稳定性突破】室温储存6个月后,Sal-B MN仍保持90%以上的生物活性,而溶液剂型活性仅剩30%。HA基质创造的干燥、酸性、无氧环境是维持稳定的关键。

【生物相容性】CCK-8实验证实微针对NIH 3T3细胞存活率无影响,且能促进hHSFs细胞的正常增殖,显示出良好的组织相容性。

该研究创新性地将仿生学理念与药物递送技术结合,解决了天然药物在HS治疗中的两大核心难题:递送效率和稳定性。特别值得注意的是,HA基质不仅作为递送载体,更通过创造特定微环境显著延长了Sal-B的 shelf-life。研究证实Sal-B MN能同时靶向TGF-β/Smad和STAT3等多条纤维化相关通路,这种多靶点作用机制使其疗效优于单一通路抑制剂。室温长期稳定的特性更使其适合在资源有限地区推广应用,具有重要的临床转化价值。这项研究为天然药物的剂型改良提供了新思路,也为HS的微创治疗建立了技术范式。

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