经典的伤口愈合过程主要由四个阶段组成，即止血、炎症、增殖和重塑，其中免疫微环境的调节是以顺序方式促进伤口愈合进展的关键因素。然而，免疫调节功能障碍的伤口愈合受损可能导致慢性伤口的产生，这些伤口通常停滞在炎症阶段。而早期持续的炎症反应与真皮附属物的缺陷直接相关，常常会导致皮肤功能缺陷以及疤痕的形成。因此，临床上迫切需要在不同的修复阶段对伤口微环境进行特定的调节，尤其是对慢性伤口来说。
有鉴于此，浙江大学顾臻教授/张宇琪研究员和Shenqiang Wang等人设计了一种具有程序化功能的核壳结构微针阵列贴片（PF-MNs），可根据不同的愈合阶段动态调节伤口免疫微环境。具体而言，PF-MNs通过在激光照射下产生活性氧（ROS），在伤口愈合早期对抗耐多药细菌生物膜。随后，ROS敏感的MN外壳逐渐降解，暴露出MN核心成分，从而中和各种炎症因子，促进从炎症到增殖的相变。此外，释放的维替泊芬可通过阻断成纤维细胞中Engrailed-1（En1）的激活来抑制瘢痕形成。实验表明，PF-MNs在急性和慢性伤口的小鼠模型中均可促进无瘢痕伤口修复，并在兔耳模型中抑制增生性疤痕的形成。相关工作以“Scarless wound healing programmed by core-shell microneedles”为题发表在Nature Communications。
一、PF-MNs
如图1所示，在这项研究中，作者所描述的核壳结构MN贴片，可以程序化的方式调节炎症、增殖和重塑阶段。为了实现这一系列功能， 作者利用ROS可降解的聚乙烯醇(VP@PVA外壳）作为PF-MN的外壳层，其中还负载有治疗剂维替泊芬（VP），用于细菌抑制和伤口重塑；而由交联肝素（cHP内核）作为内核组分，可发挥免疫调节作用。
图1 PF-MNs的结构
二、无疤修复
如图2所示，应用于伤口后，MNs有效地破坏了细菌生物膜，然后嵌入的VP在激光照射下可产生ROS，以根除抗生素都无法彻底相除的细菌。随后，随着炎症阶段的发展，MN外壳在氧化应激下逐渐降解，导致负载的VP释放。释放的VP是Yes相关蛋白（YAP）的抑制剂，可以进一步阻断成纤维细胞中Engrailed-1（En1）的激活，以促进无瘢痕皮肤再生。同时，暴露的cHP核心通过结合和中和各种炎症因子来启动免疫微环境的调节，诱导巨噬细胞从M1（促炎）表型向M2（抗炎）表型分化，促进从炎症向增殖的相变。此外，免疫微环境的调节还促进了血管生成和细胞外基质沉积，最终导致无瘢痕再生。根据这一设计，在急性伤口和糖尿病小鼠模型以及兔耳疤痕模型上，无瘢痕伤口愈合过程都得到了有效加速。
图2 微针程序性调节微环境治疗过程
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39129-6
