引言:
近期,南京鼓楼医院、东南大学附属中大医院与温州医科大学附属第一医院研究团队联合开发了一种新型MXene水凝胶微针贴片,通过近红外光(NIR)精确控制

糖尿病创面(Diabetic wounds)是当前面临的重大医疗挑战之一,其显著特征为愈合时间长及易引发严重并发症。从病理机制来看,这类创面通常伴随过度的炎症反应以及血管生成(angiogenesis)功能受损,导致新生血管形成受阻,进而延缓了整体愈合进程。
传统的临床干预手段存在明显局限,例如难以有效穿透皮肤屏障,且大多仅能提供症状缓解,未能从根本上逆转潜在的病理机制。为突破这一瓶颈,研究人员提出了一种基于MXene水凝胶微针(Microneedles, MNs)的全新递送策略,旨在实现NO与HIF-1α质粒纳米颗粒的可控释放。
该微针贴片系统采用了具有优异生物相容性的MXene

在近红外光(NIR)的照射下,微针系统会发生以下关键生物物理变化:
光热转化与微针消融:MXene添加剂具备增强的光热转换效率,在NIR照射下产生的热效应使微针贴片能够迅速溶解,将其包裹的HIF-1α质粒纳米颗粒直接且精准地释放至皮肤真皮层。
NO的生成与释放:热效应同时触发了Gel-SNO聚合物生成并释放一氧化氮(NO)。
这一双轨递送机制中,释放的NO主要负责发挥抗炎作用,而HIF-1α质粒则负责诱导新生血管形成,二者协同推进创面修复。
1. 体外实验(In Vitro):抗炎与促血管生成的分子验证
体外细胞实验证实,由Gel-SNO释放的NO展现出强效的抗炎活性,能够显著下调IL-6和TNF-α等促炎细胞因子(pro-inflammatory cytokines)的表达水平。此外,释放的HIF-1α质粒纳米颗粒有效上调了创面微环境中的HIF-1α表达,进而触发了血管内皮生长因子(VEGF)的分泌,为组织再生提供了关键的分子基础。
2. 活体实验(In Vivo):组织重塑与极高的闭合率
在糖尿病小鼠模型中(该实验已获南京鼓楼医院实验动物福利伦理委员会批准),该微针贴片展现了卓越的促愈合功效。
创面闭合指标:治疗仅至第10天,创面闭合率便达到了惊人的98%,显著加速了愈合进程。
组织学与病理学分析:组织学观察显示,微针治疗促进了健康的肉芽组织及上皮层的形成,且胶原蛋白沉积呈现出高度的有序性和致密性,表明其强化了细胞外基质(ECM)的重建与组织重塑。
免疫组化特征:免疫组织化学染色结果进一步印证了微观层面的改善——治疗组创面的IL-6水平显著降低,而VEGFA和CD31(血管内皮细胞标志物)水平显著升高,充分证明了局部炎症的缓解与新生血管网络的有效重建。
该研究表明,集成NO与HIF-1α质粒可控释放的MXene水凝胶微针贴片,在调节创面微环境、抑制过度炎症及促进组织再生方面展现出巨大的应用潜力。作为一种靶向明确、干预精准的新型治疗载体,该微针技术不仅为糖尿病慢性创面的治疗提供了极具前景的候选方案,亦有望扩展应用于其他类型的慢性难愈合创面。未来的研究将重点聚焦于该微针系统的进一步优化及其在临床环境中的转化应用,以期切实改善伤口护理质量及患者的远期预后。
参考文献
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