第一作者： Hongfan Che
通讯作者：彭鲲
通讯单位：南昌大学第二附属医院
研究速览
最近，南昌大学第二附属医院彭鲲团队在《Journal of Controlled Release》期刊上发表了活性氧响应性聚多巴胺-PtCuTe 纳米粒子负载微针系统，用于促进感染皮肤伤口的愈合的文章。纳米酶以其高效清除活性氧 （ROS） 而闻名，在促进感染伤口愈合方面受到广泛关注。在此，我们报道了一种新型多功能 PDA-PtCuTe 纳米酶，具有优异的 ROS 清除、抗菌、促血管生成、抗炎和免疫调节特性。它被加载到微针 （PTPP-MN） 上以治疗感染的伤口。体外实验证明了它能够清除 ROS 并表现出抗氧化特性。与 PT-MN （11.03 ± 3.37 %） 和 PTP-MN （42.30 ± 2.60 %） 相比，PTPP-MN 的 ROS 清除率分别达到 63.63 ± 4.42 %。微针表现出良好的生物相容性，刺激成纤维细胞迁移、内皮血管生成和 M2 巨噬细胞极化。此外，它有效消除 ROS 并提供抗氧化作用，同时抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的活力。动物实验表明，与其他组相比，PTPP-MN 组在第 3 天实现了几乎完全的再上皮化。组织学观察显示，PTPP-MN 组表现出增强的肉芽组织形成、上皮再生和血管生成。PTPP-MN 治疗后，局部免疫反应从促炎状态转变为促再生状态。我们的结果表明，PTPP-MN 在感染伤口愈合和减少疤痕形成方面具有很大的前景。
要点分析
要点一：作者利用PVA-TSPBA水凝胶作为基质材料，PDA-PtCuTe纳米酶作为抗菌剂。假设负载PDA-PtCuTe的PTPP-MN可以解决伤口愈合中的细菌感染并提高愈合质量。在体外，检测了PTPP-MN的生物相容性、抗菌作用、抗炎活性和抗氧化能力。在体内，评估了PTPP-MN对伤口愈合过程中肉芽组织形成、血管生成、上皮再生和疤痕形成的影响。
方案 1.使用PTPP-MN治疗感染伤口的示意图。（A）说明PTPP-MN制备原理的示意图。(B)(C)示意图展示了PTPP-MN在细菌感染中加速伤口愈合和提高愈合质量中的应用。
图文导读
图 1.PtCuTe纳米片、PDA-PtCuTe纳米片和PTPP-MN的表征。PtCuTe纳米片的典型STEM图像（A-C）、TEM-EDS（D）、XRD图谱（E）、Pt 4f XPS光谱（F）和尺寸分布（G）。PDA-PtCuTe纳米片的典型STEM图像（H-J）、TEM-EDS（K）和尺寸分布（L）。（M.N）PTPP-MN在不同放大倍数下的SEM图像。（O）在pH 7.4和pH 5.0 PBS溶液下铂离子从PTPP-MN中的释放曲线。（P）铂离子在0、125、250和500 μ M H2O2 PBS溶液中从PTPP-MN中的释放曲线。(Q)空白组(PVA)、PT-MN、PTP-MN和PTPP-MN之间的机械强度比较。
图 3. PTPP-MN的体外抗菌试验。（A）用PT-MN、PTP-MN和PTPP-MN提取物处理24小时后大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的菌落形成。（a）对大肠杆菌（B）和金黄色葡萄球菌（C）的抑制率的定量测量。（D）用PT-MN、PTP-MN和PTPP-MN提取物处理6小时后大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的活/死染色分析。（E）在PT-MN、PTP-MN和PTPP-MN表面上培养的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的形态。（F）用PT-MN、PTP-MN和PTPP-MN提取物处理24小时后大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生物膜的结晶紫染色图像。（G，H）用PT-MN、PTP-MN和PTPP-MN提取物处理24小时后金黄色葡萄球菌和大肠杆菌生物膜的活力。
图 5. PTPP-MN对感染伤口愈合的影响。（A）用PT-MN、PTP-MN和PTPPMN提取物治疗3、7和14天后的代表性伤口照片。（B）示出PT-MN、PTP-MN和PTPP-MN组中伤口收缩的整个过程的示意图。（C）PT-MN、PTP-MN和PTPP-MN组在指定时间点的残余伤口面积。（D）PT-MN、PTP-MN和PTPP-MN组治疗3天后伤口中金黄色葡萄球菌的菌落形成。(E)定量测量PT-MN、PTP-MN和PTPP-MN组中的细菌活力。（F）PT-MN、PTP-MN和PTPP-MN组在第3天和第7天伤口中残留金黄色葡萄球菌的吉姆萨染色。红色箭头表示金黄色葡萄球菌。(G)基于(F)中的吉姆萨染色定量测量伤口中每平方毫米的残留金黄色葡萄球菌。
图 7.组织学观察。（A）在治疗3、7和14天后，PT-MN、PTP-MN和PTPP-MN组的HE染色。（B）分别在第3、7和14天定量PT-MN、PTP-MN和PTPP-MN组的再上皮化率。(C)分别在第3、7和14天PTMN、PTP-MN和PTPP-MN组内伤口区域的肉芽厚度。（D）治疗14天后PT-MN、PTP-MN和PTPP-MN组伤口中心区的胶原沉积。
结论
总之，作者已经开发了一类新型的基于PTPP纳米颗粒的智能微针贴片（PTPP-MNs），用于增强受感染皮肤表面的伤口愈合。与传统的PtCuTe材料相比，PTPP-MNs表现出优异的ROS清除能力和抗菌性能。它们促进内皮细胞形成、血管生成，刺激巨噬细胞向M2表型极化，并增强成纤维细胞迁移。这些微针智能感知伤口周围的pH和ROS水平，相应地调整其释放速率，并在深层组织层发挥作用，促进愈合。多功能PTPP已经在体外和体内进行了系统研究，证明了其在抗炎、细胞增殖和迁移、血管生成和组织再生方面的有效性。这种整合了多种治疗功能的PTPP-MN为促进感染伤口的愈合提供了一种新的方法
全文链接：https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0168365924007478
参考文献：Hongfan Che, Junzhi Xu, Dong Wu, Siliang Chen, Chengkang Liu, Chongbao Zhao, Kun Peng. Reactive oxygen species-responsive polydopamine-PtCuTe nanoparticle-loaded microneedle system for promoting the healing of infected skin wounds.
Journal of Controlled Release 376 (2024) 999–1013
DOI: 10.1016/j.jconrel.2024.11.002
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