痤疮是一种皮肤病，俗称青春痘，是全球最常见的皮肤病。高达 80% 的青少年（甚至成年人）都受到痤疮的影响，痤疮会留下永久性疤痕，甚至影响青少年的心理发育。厌氧菌痤疮丙酸杆菌感染是引起痤疮的主要原因。皮肤脂质分泌过多导致毛孔堵塞，导致皮肤微环境缺氧，导致皮肤微生物群中痤疮丙酸杆菌增殖并损害正常组织。痤疮丙酸杆菌还刺激皮肤细胞分泌促炎因子，例如肿瘤坏死因子-α (TNF-α)、白细胞介素 (IL) 和基质金属蛋白酶 (MMP)。

现在，抗生素主要用于对抗皮肤细菌感染。治疗痤疮最常见的方法是口服抗生素或使用局部抗生素乳膏。由于皮肤的屏障作用，大多数药物不能通过皮肤递送以达到治疗效果。此外，由于痤疮经常发生，经常使用口服抗生素可能会损害正常的肠道微生物并引起其他副作用。

为了避免使用抗生素并有效治疗痤疮部位，香港大学Kelvin W. K. Yeung(杨伟国)、北京大学吴水林、湖北大学刘想梅等人报道了一种透明质酸钠微针贴片，可以介导超声响应纳米颗粒的经皮递送，用于有效治疗痤疮。

图|MN 治疗示意图

该研究开发的这一贴片，主要包含由基于锌卟啉的金属有机框架和氧化锌形成的纳米颗粒（ZnTCPP@ZnO），压在皮肤上后，透明质酸钠 MNs 可以溶解到真皮中并释放纳米颗粒。复合材料之间的界面效应可以大大提高声催化性能，有效降低氧活化所需的能量。在超声作用下，氧气通过高界面电荷转移获得更多电子，从基态变为激发态，从而迅速产生大量ROS，杀死痤疮丙酸杆菌，从而治疗痤疮。

图|MN 贴片和 ZnTCPP@ZnO 纳米粒子的表征

此外，研究证实，在15分钟的超声照射下，活性氧介导的痤疮杆菌杀灭率为99.73%，从而导致痤疮相关因子（包括肿瘤坏死因子-α、白细胞介素和基质金属蛋白酶）水平降低。

图|MNs的抗菌活性和细胞相容性

研究还表明，纳米材料释放的锌离子可上调金属硫蛋白 ( Mt ) 1和皮肤成纤维细胞中的Mt2 。Mts可以维持细胞内的锌稳态，它们的上调会加速皮肤修复的各种生化和分子事件 。于此，研究人员证明锌离子的存在还会上调成纤维细胞中 DNA 复制相关基因复制因子 C ( Rfc ) 3、Rfc4、DNA 连接酶 I ( Lig1 ) 和微型染色体维持复合物成分 6 ( Mcm6 ) ，这进一步证明了锌离子在促进成纤维细胞增殖和支持痤疮恢复方面的作用。

图|不同样品中靶基因和qPCR的功能分析

图|通过不同的 MN 贴剂减轻痤疮

在目前的设计中，研究人员将超声响应抗菌纳米材料引入 MN 贴片，它不仅可以快速有效地响应细菌感染，而且能够调节由成纤维细胞驱动的表皮修复。总之，研究人员通过在 MNs 中采用声催化抗菌纳米材料，开发了一种简单有效的治疗痤疮感染的方法。由生物相容性透明质酸钠制成的 MNs 可以轻松地将 ZnTCPP@ZnO 输送到痤疮病变处。复合结构中 ZnTCPP 和 ZnO 之间的界面效应提高了超声波产生的电子转移效率，同时降低了O2的活化能，因此在超声照射下可以产生大量的ROS，保证了复合材料的声催化抗菌能力。因此，相信超声波驱动的 MN 贴片的设计不仅可以有效地应用于治疗痤疮感染，而且还可以扩展到其他皮肤伤口感染。

参考资料：

K.W.K. Yeung, et al. Ultrasound-triggered interfacial engineering-based microneedle for bacterial infection acne treatment. Sci. Adv. (2023).

DOI: 10.1126/sciadv.adf0854

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf0854