糖尿病伤口具有复杂的微环境，包括长时间的细菌感染导致形成细菌生物膜、活性氧过表达导致氧化应激、持续炎症反应、血管生成受损等，通常难以愈合，给患者带来巨大的痛苦，并给医疗系统带来沉重的负担。因此，亟需建立一种促进感染性糖尿病伤口愈合的多功能平台。微针贴片可以以无痛和微创的方式穿透物理屏障，将治疗成分有效地递送到感染性糖尿病伤口部位，已被广泛用于糖尿病伤口修复。此外，外源性电刺激可以通过加速糖尿病伤口部位的细胞增殖和迁移、促进血管生成和胶原蛋白沉积从而加速伤口愈合过程。但现有的电刺激设备过于笨重不方便携带，且一般需要专业人员操作，不方便大面积应用。摩擦纳米发电机可以收集机械能转化为电能，由于具有小型化、柔韧性、耐磨性、轻质性和低成本等特点，已经作为一种可穿戴的自供电电源得到了广泛的应用。

  在这项工作中，该课题组致力于设计一种集成负载TA@ZnO微粒的多功能微针贴片（TZ@mMN）和摩擦纳米发电机（TENG）的多功能自供电微针装置（TZ@mMN-TENG），用于加速感染性糖尿病伤口愈合。TZ@mMN是通过两步工艺制备的。首先，将TA@ZnO微粒、导电聚合物聚苯胺（PANI）、交联剂PEGDA和光引发剂Irgacure 2959超声分散到甲基丙烯酰明胶（GelMA）溶液中，通过紫外光交联得到负载TA@ZnO微粒的导电GelMA水凝胶微针尖。然后将带负电荷的透明质酸和TA@ZnO微粒混合溶液与带正电荷的壳聚糖季铵盐和PANI聚合物混合溶液依次沉积，制备了负载TA@ZnO微粒的导电微针衬底。TZ@mMN不仅可以穿透物理屏障并输送单宁酸和锌离子到感染性糖尿病伤口，而且还可以清除伤口部位过多的活性氧以减轻氧化应激，杀死细菌和消除细菌生物膜。TENG可以收集生物力学运动并将其转化为电刺激，然后通过TZ@mMN将电刺激递送到感染性糖尿病伤口部位。体外实验表明，TZ@mMN-TENG可以显著促进成纤维细胞和人脐静脉内皮细胞的增殖和迁移。动物实验表明，TZ@mMN-TENG可以清除糖尿病伤口中的细菌；降低TNF-α和IL-6的表达，缓解炎症反应；增强CD31和VEGF的表达，促进血管生成；促进表皮重塑和胶原沉积，加速感染性糖尿病伤口愈合。因此，TZ@mMN-TENG在促进糖尿病伤口修复方面具有巨大的潜力。

  原文链接: Weikun Li, Zonghao Liu, Xin Tan, Ning Yang, Yanling Liang, Diyi Feng, Han Li, Renqiang Yuan, Qianli Zhang, Ling Liu, and Liqin Ge. All-in-One Self-Powered Microneedle Device for Accelerating Infected Diabetic Wound Repair. Advanced Healthcare Materials, 2024, 2304365.

  DOI: 10.1002/adhm.202304365

  https://doi.org/10.1002/adhm.202304365