特應(yīng)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(xué)藥學(xué)院黎威教授團隊設(shè)計開發(fā)了一種結(jié)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(yīng)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(shè)備加工模具后經(jīng)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(lǐng)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(guān)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(xué)藥學(xué)院博士研究生張雯、雷嘉鵬為共同第一作者，武漢大學(xué)中南醫(yī)院藥學(xué)部胡漢昆主任、武漢大學(xué)藥學(xué)院黎威教授為通訊作者。

這款貼片采用了雙層結(jié)構(gòu)，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(dāng)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(jié)構(gòu)，粒徑約100 nm，載藥后仍然可以維持普魯士藍原來的晶體結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和藥物遞送效率。實驗結(jié)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(nèi)，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(xué)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(xué)圖像。F) 被MN貼片刺穿的豬皮膚的OCT圖像。G) 在小鼠體內(nèi)使用Bs/CET@PB MN 貼片后，皮膚隨時間變化的光學(xué)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(jié)果顯示，Bs/CET@PB MN貼片治療的AD小鼠的恢復(fù)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(guān)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?？傊?，這些結(jié)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(shù)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(yán)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(jié)論: 研究者設(shè)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(shè)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(diào)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(fù)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。