【Nano Today】抗菌、粘合剂和 MSC 外泌体包封具有时空变化功能的微针，用于糖尿病伤口愈合|南京大学&东南大学

抗菌、粘合剂和MSC外泌体包封具有时空变化功能的微针，用于糖尿病伤口愈合
Nano Today ( IF 18.962 ) 

Pub Date : 2022-10-03

DOI: 10.1016/j.nantod.2022.101630

Highlights：

•MSC-exos疗法在糖尿病伤口治疗中显示出令人鼓舞的潜力，但由于其递送不足而受到阻碍。

•一种结合了MSC-exos和抗菌AgNPs优势的新型时空变化的黏着性微针贴片，以改善伤口愈合。

•该MN补片可有效修复组织和杀灭细菌。

慢性伤口会影响卫生保健系统并增加感染风险。尽管临床需要改善愈合，但仍缺乏有效、安全的治疗方法。在这里，我们提出了一种新型的时空变化的粘附微针(MN)贴片，其中包裹了间充质干细胞来源的外泌体(MSC-exos)和抗菌纳米银(AgNPs)，以改善伤口愈合。这个MN贴片是通过复制预先设计的柔性模板制作的。MN尖由多孔甲基丙烯酸酯明胶水凝胶组成，可持续向创面床递送抗炎和促血管生成的MSC-exos，通过改善细胞功能、重塑血管和恢复免疫系统来加速愈合。

此外，含有丝素蛋白的MN背部使补片能够很好地贴合皮肤，固定在受伤部位，避免了二次包扎。通过将银纳米颗粒整合到微核背部，微核补片被赋予了有效抵抗微生物污染的能力，并进一步有利于伤口修复。该复合膜补片在糖尿病大鼠创面损伤时具有良好的缓解炎症、促进血管生成和抑制创面感染细菌的作用，且未观察到不良反应。这些特点使该多功能MN补片具有潜在的临床应用价值。

图1所示。MSC-exos加载MN补片促进伤口愈合的插图。(a)插入后，支撑底座粘附于皮肤创面部位以杀灭细菌，并将MN尖端植入伤口更深的层中，使MSC-exos持续释放。(b) MN系统的愈合机制由杀菌、抗炎和血管生成三个步骤组成。i)纳米银加入MN补片能够抑制创面微生物病原体的生长;ii)通过巨噬细胞极化抑制慢性伤口相关炎症;iii)通过VEGFA诱导血管生长。

糖尿病创面延迟愈合已给患者造成严重后果，如溃烂、残疾，甚至威胁生命。除血液循环障碍、免疫功能低下、过度炎症等复杂的病理机制外，此类慢性创面的高血糖环境易导致表面细菌滋生。针对糖尿病创面的治疗，临床研究和实际应用已开发和检验了多种医疗手段，包括系统性药物、喷雾剂、糊剂、敷料等。其中，创面敷料因其优异的机械性能和结构上的多功能性而成为研究的主要对象，这些特性使其能与创面黏附，并能包裹不同的药物以杀灭细菌，促进创面愈合。

尽管取得了这些成就，但传统敷料大多依靠不相容的胶水黏附在创面床上，这可能导致二次损伤，限制其效果。此外，这些敷料传递的药物通常存在皮肤渗透率低、细胞摄取效率低、生物利用度低等问题。此外，单一的敷料治疗在功能上仍较为简单，无法令人满意地达到治疗目标。因此，在糖尿病创面修复过程中，迫切需要开发具有理想功能的新型创面敷料来协调愈合过程。

在本文中，提出了一种新型的时空变化的粘性微针(MN)贴片，它结合了间充质干细胞来源的外泌体(MSC-exos)和抗菌银纳米颗粒(AgNPs)的优势，以改善伤口愈合，如图1a所示。MN补片可以由生物相容性的粘合剂水凝胶制成，并使货物以无痛和微创的方式运输。在生物医学领域的应用日益受到关注。

相比而言，MSC-exos是含有蛋白质、脂质和核酸等复杂成分的纳米级细胞外囊泡，在组织修复和再生方面表现出类似于msc的优越免疫调节能力，但具有更稳定、更容易储存和更低的免疫原性。由于其显著的血管生成和抗炎活性，MSC-exos对急性和病理性创面具有良好的治疗价值。因此，可以想象，黏着性生物相容性MN补片和多功能MSC-exos的整合将为有效治疗糖尿病创面提供一种前所未有的敷料。

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