本文介绍了一项由华中科技大学同济医学院基础医学院药理学系、组织工程与再生医学研究中心、材料化学与服役失效湖北省重点实验室等多个研究团队合作完成的研究，题为《基于可控光降解的铁（III）交联海藻酸微针贴片用于治疗干皮症》。该研究于2023年8月26日在线发表在《Chemical Engineering Journal》期刊上，论文编号为145672。

研究背景与目的

干皮症（Xerosis）是一种常见的皮肤疾病，表现为皮肤屏障功能受损、水分和油脂流失，导致皮肤干燥、瘙痒、开裂等症状，严重时可能引发皮炎、银屑病等并发症。传统的治疗方法如乳液或保湿剂虽然能够暂时缓解症状，但需要频繁使用，患者依从性差，且治疗效果有限。微针（Microneedles, MNs）技术因其能够穿透表皮、实现药物的持续释放而备受关注。本研究旨在开发一种基于光降解的铁（III）交联海藻酸微针贴片（Iron (III) Cross-linked Alginate Microneedle Patch, ICAMP），用于干皮症的长期治疗，并通过光控释放药物实现按需治疗。

研究流程与方法

研究分为多个步骤，包括微针贴片的制备、光降解实验、体外和体内药物释放测试、干皮症模型的建立与治疗、以及生物安全性评估。

1. 微针贴片的制备：
   研究团队首先使用SolidWorks软件设计了微针阵列的模具，并通过3D打印技术制作了模具。随后，使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）复制模具，制备出微针贴片的负模。微针贴片由海藻酸钠溶液与乳酸铵（Ammonium Lactate, AL）混合后注入PDMS模具中，经过真空处理、离心和干燥后，得到海藻酸微针贴片。最后，通过铁（III）交联处理，制备出ICAMP。

2. 光降解实验：
   为了验证ICAMP的光降解性能，研究团队将微针贴片暴露于405 nm波长的光线下，观察铁（III）向铁（II）的转变过程。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）对微针贴片的结构和形态进行了表征。实验结果表明，ICAMP在光照下能够迅速降解并释放药物。

3. 体外和体内药物释放测试：
   在体外实验中，ICAMP被插入琼脂糖凝胶中，并通过荧光成像系统（IVIS）监测药物的释放情况。体内实验则使用C57BL/6J小鼠模型，通过皮肤水分和油脂含量的变化评估ICAMP的治疗效果。实验结果表明，ICAMP在光照下能够显著提高药物的释放效率，并有效改善干皮症症状。

4. 干皮症模型的建立与治疗：
   研究团队通过丙酮处理小鼠背部皮肤，成功建立了干皮症模型。随后，将ICAMP应用于模型小鼠，并通过皮肤水分测试仪检测皮肤水分和油脂含量的变化。实验结果表明，ICAMP能够显著提高皮肤的水分和油脂含量，且治疗效果优于传统的乳酸铵乳液。

5. 生物安全性评估：
   为了评估ICAMP的生物安全性，研究团队检测了小鼠的体重变化、血液氨含量以及皮肤组织病理学变化。实验结果表明，ICAMP具有良好的生物相容性，不会对小鼠产生明显的毒性或副作用。

主要研究结果

1. 微针贴片的制备与表征：
   ICAMP具有良好的机械强度和光降解性能，能够在光照下迅速释放药物。SEM图像显示，微针贴片的尖端光滑且分布均匀，铁（III）交联后微针贴片的机械强度显著提高，能够有效穿透皮肤角质层。

2. 光降解与药物释放：
   在405 nm波长的光照下，ICAMP能够迅速降解并释放药物。体外实验表明，光照能够显著提高药物的释放效率，且药物释放量与光照时间呈正相关。体内实验结果与体外实验一致，光照下的ICAMP能够显著改善干皮症症状。

3. 干皮症治疗效果：
   ICAMP能够显著提高干皮症模型小鼠的皮肤水分和油脂含量，且治疗效果优于传统的乳酸铵乳液。实验结果表明，ICAMP的治疗效果可持续3天，而传统乳液的效果仅能维持8小时。

4. 生物安全性：
   ICAMP具有良好的生物相容性，不会对小鼠产生明显的毒性或副作用。皮肤组织病理学分析显示，ICAMP能够有效穿透皮肤角质层，且不会对皮肤组织造成损伤。

研究结论

本研究成功开发了一种基于光降解的铁（III）交联海藻酸微针贴片（ICAMP），用于干皮症的长期治疗。ICAMP具有良好的机械强度和光降解性能，能够在光照下迅速释放药物，显著改善干皮症症状。与传统治疗方法相比，ICAMP具有更长的治疗效果和更高的患者依从性。此外，ICAMP具有良好的生物相容性，不会对皮肤组织产生明显的毒性或副作用。该研究为干皮症及其他皮肤疾病的治疗提供了一种新型、有效且安全的治疗方案。

研究亮点

1. 创新性：
   本研究首次将光降解技术应用于微针贴片，实现了药物的按需释放，为干皮症的治疗提供了新的思路。

2. 治疗效果：
   ICAMP能够显著提高干皮症模型小鼠的皮肤水分和油脂含量，且治疗效果优于传统的乳酸铵乳液。

3. 生物安全性：
   ICAMP具有良好的生物相容性，不会对皮肤组织产生明显的毒性或副作用，具有较高的临床应用潜力。

研究意义

本研究不仅为干皮症的治疗提供了一种新型、有效且安全的治疗方案，还为光降解技术在药物递送系统中的应用提供了新的思路。ICAMP的成功开发为其他皮肤疾病的治疗提供了参考，具有重要的科学价值和临床应用前景。