Bioactive Materials
靶向免疫调节与抗菌导弹微针系统促进糖尿病伤口修复

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本研究开发了一种基于Dex/Ag NPs和HP-Taurine@MS的双层微针系统（DAg/HTMS-MNs），通过响应细菌微环境实现生物膜穿透、炎症调控及加速糖尿病伤口愈合。该系统结合气体推进与化学调控机制，实现深度抗菌及免疫调节，为糖尿病伤口治疗提供创新策略。

 

文献概述
本文《Bacteria microenvironment-responsive missile microneedles modulate immunity and penetrate biofilm for diabetic wound therapy》发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了一种新型双层微针系统（DAg/HTMS-MNs），该系统可响应细菌感染微环境，有效清除生物膜、调控炎症并加速糖尿病伤口愈合。研究通过整合dextran修饰的银纳米颗粒（Dex/Ag NPs）与负载taurine的heparin修饰微球（HP-Taurine@MS），构建了一种具备气体推进与智能释放特性的微针系统，为糖尿病伤口治疗提供新方向。

背景知识
糖尿病伤口是全球超过25%患者所面临的严重并发症，其愈合缓慢主要归因于持续性炎症与细菌生物膜形成。传统疗法在对抗生物膜及调控炎症方面效果有限。近年来，纳米技术与微针药物递送系统为深层伤口治疗提供了新希望。然而，现有微针系统依赖被动扩散，限制了其在厚化皮肤或深层感染中的应用。本研究基于HA（hyaluronic acid）的酶响应性及PLGA微球的持续释放能力，设计了一种双层微针系统，通过lectin靶向与气体推进穿透生物膜，同时调控MCP-1并促进M2巨噬细胞极化。该研究突破了传统微针的递送模式，实现了空间与时间双重控制，为糖尿病伤口治疗提供了新的技术平台。

 

提供多种代谢疾病模型，包括糖尿病、肥胖症、高尿酸血症等，支持体内基因表达、药物代谢、药效评估等研究。

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研究方法与实验
研究团队开发了一种双层微针系统DAg/HTMS-MNs，上层为Dex/Ag NPs与HA复合材料，用于深层抗菌与生物膜靶向；下层为heparin修饰的taurine负载微球（HP-Taurine@MS），用于调控炎症及促进M2表型极化。该系统在体外与动物模型中系统评估其抗菌、抗炎及促进伤口愈合能力。

关键结论与观点

• DAg/HTMS-MNs系统在PBS中快速产生气泡，有效推进微针穿透皮肤，提高深层组织递送效率。
• 在体外实验中，该系统显著抑制S. aureus和E. coli生物膜形成，相比传统微针展现出更强的抗菌能力。
• HP-Taurine@MS可捕获MCP-1并促进巨噬细胞向M2表型转化，实现炎症调控。
• 体内实验显示，DAg/HTMS-MNs在15天内显著加速糖尿病小鼠伤口愈合，组织学分析表明其具备更高的再上皮化率与胶原沉积。
• 转录组分析揭示该系统可显著调控与伤口愈合相关的基因表达，如氧化还原信号通路、细胞迁移与胶原合成，同时抑制炎症与NF-κB信号通路。

研究意义与展望
本研究提出的“导弹引导”微针系统为糖尿病伤口治疗提供了一种创新的局部递送策略，能够同时解决感染、炎症与氧化应激三大核心问题。未来可进一步优化该系统以适应不同类型的慢性伤口，并探索其在临床环境中的应用潜力。

 

提供标准化病理分析服务，涵盖组织采集、石蜡包埋、HE染色、免疫组化等，支持疾病模型与药物疗效的病理评估。

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结语
糖尿病伤口治疗长期受限于生物膜形成与慢性炎症，而DAg/HTMS-MNs微针系统通过响应细菌微环境，实现了深层抗菌与免疫调节的双重功能。该系统在体外与动物模型中均展现出优异的治疗效果，为糖尿病伤口修复提供了新的技术路径。未来，该研究可拓展至临床前研究，进一步评估其安全性与疗效，为慢性伤口治疗提供可转化的创新方案。

 

Ganghua Yang, Haowen Kang, Yuanzheng Zhu, Wenbing Wan, and Yangyan Yi. Bacteria microenvironment-responsive missile microneedles modulate immunity and penetrate biofilm for diabetic wound therapy. Bioactive Materials.