特應性皮炎（AD）是一種常見的慢性皮膚炎癥疾病，常常影響患者的日常生活。該病癥狀主要表現(xiàn)為皮膚干燥、劇烈瘙癢以及炎癥等，常常給患者帶來極大的不適。盡管現(xiàn)有的治療方法具有一定的療效，但往往無法全面、持續(xù)地改善患者的癥狀。

基于此，武漢大學藥學院黎威教授團隊設計開發(fā)了一種結合多功能納米顆粒和活菌的雙層微針貼片用于長效治療特應性皮炎。該微針貼片是利用摩方精密 microArch® S240 （精度：10 μm）3D打印設備加工模具后經PDMS翻模制備而成的。這項研究不僅展示了微針貼片在藥物遞送領域的巨大潛力，更為患者提供了更為便捷、有效的治療手段。

相關研究成果以“Double-Layered Microneedle Patch Integrated with Multifunctional Nanoparticles and Live Bacteria for Long-Term Treatment of Atopic Dermatitis”為題發(fā)表在期刊《Small》上。武漢大學藥學院博士研究生張雯、雷嘉鵬為共同第一作者，武漢大學中南醫(yī)院藥學部胡漢昆主任、武漢大學藥學院黎威教授為通訊作者。

這款貼片采用了雙層結構，微針尖部裝載了普魯士藍納米粒子包裹的鹽酸西替利嗪（CET@PB NPs），而貼片底層則融入了枯草芽孢桿菌（B. subtilis）。當貼片插入皮膚時，CET@PB NPs能夠迅速被釋放到皮膚中，發(fā)揮抗氧化、抗炎、止癢和改善皮膚屏障等多重功效。同時，枯草芽孢桿菌則通過其抗菌作用，進一步改善微生物失衡，從而全面緩解AD的癥狀（圖1）。

首先，研究者合成了普魯士藍納米粒子包裹的鹽酸西替利嗪（CET@PB NPs），此納米粒子呈現(xiàn)立方體結構，粒徑約100 nm，載藥后仍然可以維持普魯士藍原來的晶體結構，具有一定的緩釋能力和良好的安全性（圖2）。

圖2. CET@PB NPs 的合成與表征。A) PB NPs 的代表性TEM圖像。B) CET@PB NPs 的代表性TEM圖像。C) PB NPs 和 CET@PB NPs 的DLS。D) PB NPs、CET 和 CET@PB NPs 的Zeta電位。E) CET@PB NPs 的FE-SEM圖。F) CET、PB NPs 和 CET@PB NPs 的傅立葉變換紅外光譜。G) PB NPs 和 CET@PB NPs 的TGA曲線。H) PB NPs 和 CET@PB NPs 的XRD。I) CET@PB NPs 的XPS光譜。J) CET@PB NPs 在PBS中的藥物釋放曲線。K) 用 PB NPs 或 CET@PB NPs處理紅細胞的溶血率。各點代表平均值± SD（n=3）。

然后，研究者將此納米粒子和枯草芽孢桿菌裝載至微針模具，制備得到雙層微針貼片。值得注意的是，這款雙層微針貼片在制備過程中采用了離心和真空鑄造方法，確保了貼片的結構穩(wěn)定性和藥物遞送效率。實驗結果顯示，單個微針能夠承受足夠的壓力，確保能夠插入皮膚進行藥物遞送。同時，微針在插入豬皮后的5分鐘內，就能將CET@PB NPs高效地遞送到皮膚中，且不留任何殘留物。這充分證明了該貼片具有很高的透皮遞送效率。背襯部分的枯草芽孢桿菌則有效滯留在皮膚表面，用于改善AD表面金黃色葡萄球菌定植的微環(huán)境（圖3）。

圖3. Bs/CET@PB MN 貼片的制作和表征。A ）Bs/CET@PB MN 貼片的代表性 SEM 圖像。B)Bs/CET@PB MN 貼片的力-位移曲線（插圖：機械強度測試前后單個MN的光學圖像）。C) 一個MN貼片插入豬皮膚前后的代表性明場和熒光圖像。紅色虛線表示背襯層。D) 豬皮膚被MN貼片刺穿后的代表性明場和熒光圖像。E) 貼上MN貼片后豬皮膚的組織學圖像。F) 被MN貼片刺穿的豬皮膚的OCT圖像。G) 在小鼠體內使用Bs/CET@PB MN 貼片后，皮膚隨時間變化的光學圖像。

隨后，研究團隊還對該貼片的治療效果進行了全面評估（圖4）。結果顯示，Bs/CET@PB MN貼片治療的AD小鼠的恢復最為顯著，搔癢頻率明顯降低。此外，MN貼片降低了與炎癥因子水平升高相關的脾臟重量增加現(xiàn)象。隨后，枯草芽孢桿菌處理后，金黃色葡萄球菌在小鼠皮膚上的生長受到明顯抑制，這歸功MN貼片中枯草桿菌的抗菌作用。此外，各組小鼠之間的體重沒有明顯差異，這表明MN貼片具有很高的生物安全性。總之，這些結果表明，Bs/CET@PB MN貼片具有優(yōu)異的AD治療效果。

圖4. Bs/CET@PB MN 貼片對AD小鼠的治療效果。A ）不同組別在不同時間點的代表性皮損圖像。B) AD小鼠在治療期間的體重變化。C) 第 12 天不同組別每30分鐘搔抓次數的量化。D, E) 不同組小鼠的代表性脾臟大體圖像和脾臟重量。F, G) 治療期間皮炎嚴重程度評分。H) 各組小鼠在治療前和治療12天后分離出的金黃色葡萄球菌培養(yǎng)物的照片。I, J) 治療前后各組小鼠分離的金黃色葡萄球菌定量。B-C、E-F)中，每個點代表平均值 ± SD（n=5）。I-J），每點代表平均值± SD（n=3）。?p< 0.05，??p < 0.01，???p < 0.001，????p< 0.0001，ns表示不顯著。

結論: 研究者設計制備了一種多功能雙層MN貼片（Bs/CET@PB MN 貼片），該貼片通過整合治療性NPs和活菌設計用于AD的長效治療。貼在皮膚上后，由于MN頂端層的溶解，MN貼片迅速將CET@PB NPs送入皮膚，而活的枯草桿菌則由于背襯層的溶解而沉積在皮膚表面。輸送的 CET@PB NPs 不僅通過多種酶模擬活性有效清除ROS和抗炎，還能在皮下持續(xù)釋放抗組胺藥物CET超過兩周，從而通過上調在表皮皮膚屏障形成中起重要作用的FLG和LOR的表達，緩解瘙癢和抑制AD的發(fā)展。此外，枯草桿菌在皮膚上存活了9天以上，競爭性地抑制了金黃色葡萄球菌的生長，并通過其抗菌作用進一步改善了AD的癥狀。因此，負載了多功能NPs 和活菌的雙層MN貼片集消除活性氧（ROS）、減輕炎癥、增強皮膚屏障、止癢和改善微生物失衡等特點于一身，在緩解AD小鼠癥狀方面表現(xiàn)出優(yōu)異的長期療效，為皮膚病的臨床治療提供了一種很有前景的選擇。