光热疗法（PTT）在近红外照射下产生热量，消除细菌感染，广泛应用于伤口愈合。然而，在PTT过程中会产生过多的活性氧（ROS），从而导致氧化应激损伤。作者团队研究合成了一种纳米酶PDAMnO2 (PM)，并将其包封在双层GelMA微针贴片（PbMP）的针尖层中，该贴片具有优异的力学性能，易于穿透皮肤。在一项涉及金黄色葡萄球菌感染SD大鼠伤口模型的研究中，PbMP显著加速了细菌攻击伤口的愈合过程，导致血管生长、细胞增殖和胶原蛋白生物合成比其他伤口敷料更好。实验表明，PbMP中的PM纳米颗粒提高了光热转化效率，激活了SOD和CAT，形成了一个高效的级联酶反应体系，消除了PTT过程中的ROS。该研究以题为“Photothermal Nanozyme-Encapsulating Microneedles for Synergistic Treatment of Infected Wounds”发表在Advanced
Functional Materials上。
皮肤作为人体最大的器官，在保护机体免受病原微生物侵袭方面起着重要的作用。然而，皮肤组织相对脆弱，容易受损，导致皮肤损伤。当这些伤口暴露于外界环境时，极易受到外界微生物的侵袭，导致细菌感染，形成感染伤口。为了解决这些问题，抗生素被广泛用于治疗细菌感染。然而，频繁使用抗生素导致细菌产生耐药性，削弱甚至使抗生素对细菌无效。近年来，人们对开发物理治疗方式以减少对药物干预的依赖越来越感兴趣。在这些新兴的治疗方法中，光热疗法（PTT）因其潜在的优势而引起了研究人员的极大关注。PTT主要依靠光敏剂在近红外光照射下产生热量，破坏细菌膜结构，对细菌蛋白造成不可逆的损伤，从而达到杀灭细菌的目的PTT通常被认为是微创的，因为它通常涉及应用产生光和热的纳米颗粒而不是手术切口。研究已证明其对多种病原体有效，表明其具有广谱抗菌活性。然而，在PTT为组织提供热量的同时，局部高温可导致体内活性氧（ROS）的过量产生，对皮肤组织造成氧化应激损伤，严重阻碍皮肤伤口的正常愈合。
本研究通过原位氧化聚合法制备了PDA-MnO2 (PM)，并将其加载到微针针尖层中，制备了复合双层水凝胶微针（PDA-MnO2双层微针贴片，PbMP）。这种方法可以创造出具有优异光热转换性能的生物材料，它可以帮助伤口愈合和抵抗氧化应激的热疗法，从而保护愈合组织免受氧化引起的损伤。其制备及应用原理图如图1所示。首先将空心MnO2纳米颗粒与多巴胺溶液混合，多巴胺在碱性条件下进行原位氧化聚合反应，在空心MnO2表面形成PDA涂层，制备PM复合材料。将PM复合材料掺入GelMA微针的尖端，制备PbMP微针。微针进行了详细的物理和化学性质，以及体外抗菌和抗氧化测试。通过SD大鼠皮下植入模型和金黄色葡萄球菌伤口感染模型，评价微针在体内应用的生物相容性和有效性，并进行细胞生物相容性试验、免疫组织化学等细胞生化表征。本研究旨在探讨光热疗法的有效方法及其对组织氧化应激的调节作用。作者团队制备了一种具有酶级联效应的光热纳米酶，并将其加载到微针贴片的针尖区域。该设计旨在实现有效的光热治疗，同时调节组织中活性氧（ROS）的水平。本研究为利用光热效应促进皮肤创面愈合提供了新的思路。
图2.MnO2和PM NPs的制备与表征。A) MnO2和PM NPs的SEM图像和EDS图谱。比例尺：400 nm；B) FT-IR光谱；C) XRD谱；D-E) XPS测量谱；MnO2和PM NPs中Mn 2p和O 1s信号的F-G) XPS谱H)热重分析；I) Zeta电位（n = 3）；J) CAT样酶活性紫外-可见分光光度法测定结果；K)紫外-可见分光光度法测定SOD样酶活性结果。数值以平均值±SD表示，***p < 0.001。
综上所述，这项研究通过原位氧化聚合法制备了具有优异光热转化率和抗氧化性能的PDA-MnO2（PM）复合材料。采用成型方法将PM材料加载到凝胶微针的针尖层上，得到双层复合微针贴片（PbMP）。实验证明，PbMP在近红外照射下具有优异的光热转换效率和较好的力学性能，易于刺穿皮肤。细胞实验和动物实验表明，PbMP具有优异的光热抗菌活性，可通过高效的级联酶反应体系，有效地消除PDA-MnO2（PM）上的活性氧（ROS），其中PDA-MnO2的SOD活性将创面超氧阴离子自由基（·O2−）转化为过氧化氢（H2O2），从而有效减轻光热治疗对创面组织的氧化应激损伤。而CAT活性进一步将过氧化氢分解成水（H2O）和氧（O2）。总的来说，PbMP治疗系统有效地促进了感染创面的血管生成、细胞增殖和胶原沉积，从而加速了感染创面的愈合。本研究对研制安全高效的抗菌创面敷料具有重要意义。
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