华南理工大学朱伟、陆军军医大学罗高兴/于云龙 AFM：搭载仿生矿化黑色素纳米颗粒的微针贴片用于皮肤癌术后创面管理
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在世界范围内，每年恶性皮肤肿瘤的新发病例超100万。手术切除是主要的治疗手段，切除范围包括浅表的肿瘤和周围的皮肤组织。然而由于手术切除不完全，残余的浸润性无症状肿瘤组织往往会引起肿瘤复发及远端转移。同时，由于肿瘤患者免疫力低下、手术造成的全层皮肤缺损以及大面积开放性损伤，大大增加了患者创面感染及慢性炎症创面形成的风险。因此，为了提高肿瘤患者的生存率，迫切需要开发一种能够有效清除残留浸润肿瘤细胞、控制感染、加速创面愈合的治疗方法。
图 1. 载有生物矿化黑色素纳米颗粒的微针贴片治疗皮下黑色素瘤术后伤口的示意图。
针对这些问题，华南理工大学生物科学与工程学院朱伟教授、陆军军医大学第一附属医院罗高兴教授和于云龙研究员共同设计研发了搭载仿生矿化黑色素纳米颗粒的透明质酸微针贴片（图1）并将其用于皮肤癌术后创面，以促进肿瘤光热治疗与创面修复。
该研究立足于章鱼墨水中的天然黑色素纳米颗粒，利用其自身抗氧化及光热转化性能，来实现活性氧自由基清除与肿瘤光热治疗，并通过模拟二氧化硅生物矿化过程，在 CINP 表面引入具有丰富胺基的阳离子聚乙烯亚胺，以诱导二氧化硅在其表面的缩合（图 2）。所得的 CINP@SiO2显示出具有粗糙表面的核壳结构，赋予了该纳米粒子缓慢释放硅酸根、促进皮肤组织再生的性能。
图 2. CINP和CINP@SiO2的制备及性质表征。
随后将该复合纳米粒子与甲基丙烯酸化透明质酸混合，在模具中铸造成型，得到功能化微针贴片（图3）。由于微针的物理穿透特性，该微针贴片在术后创面可有效刺破基底膜，光热清除皮下残留的恶性肿瘤细胞以避免复发，并抑制创面细菌感染。此外，得益于复合纳米粒子的活性氧清除能力和释放的生物活性SiO44-，该微针可以很好地控制炎症环境，上调血管生成基因表达，促进皮肤组织再生（图4）。所制得的微针贴片具有合成方便，生物相容性好等优势。结合临床可行的近红外照射，在小鼠黑色素瘤切除模型上，能够快速杀死浸润的肿瘤细胞防止肿瘤的复发。该微针释放的SiO44-能够上调血管生成相关基因促进肿瘤手术切除后创面的愈合，可满足肿瘤根除和创面愈合的双重需求，在皮肤肿瘤切除术后的创面管理方面具有很大的应用潜力。
图 3. CINP@SiO2-HA MNs的表征。
图 4. CINP@SiO2-HA MNs的体外生物相容性及生物活性评价
以上相关成果以“Microneedle Patches-Integrated with Biomineralized Melanin Nanoparticles for Simultaneous Skin Tumor Photothermal Therapy and Wound Healing”为题发表于《Advanced Functional Materials》上，该论文第一作者为华南理工大学生物科学与工程学院雷琪博士和陆军军医大学第一附属医院贺登峰博士，通讯作者为华南理工大学生物科学与工程学院朱伟教授和陆军军医大学第一附属医院罗高兴教授和于云龙研究员。该研究得到了国家自然科学基金等项目支持。
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