Исследовательская группа под руководством профессора Кельвина Юнг Вайиз отделения ортопедии и травматологии Школы клинической медицины Медицинского университета Гонконга (HKUMed) разработала пластырь с микроиглами, который обеспечивает высокоэффективный метод лечения кожных инфекций без применения антибиотиков. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Устройство с микроиглами, разработанное специалистами hkumed, имеет диаметр около 50 микрон, что примерно равно толщине обычного волоса. Сама игла состоит из ультразвукового металлоорганического каркаса на основе цинка (MOF) с добавлением антибактериальных наночастиц в ее конструкцию.
По словам разработчиков, он обещает безболезненное лечение непосредственно в кожных тканях, одновременно способствуя восстановлению естественной кожи при лечении бактериальной инфекции, которая вызывает прыщи и угревую сыпь в частности.
Угревая болезнь – это кожное заболевание, которое широко распространено во всем мире и поражает более 80% подростков и молодых взрослых. Его основной причиной может быть чрезмерная секреция липидов, которая закупоривает волосяные фолликулы, создавая тем самым гипоксическую микросреду в тканях кожи. Это нежелательное состояние особенно способствует размножению бактерий Propionibacterium acnes (P. acnes).
Инфицированный прыщ, который относится к кожным инфекциям, в основном вызывается бактерией P.acnes, которая поражает миллионы людей по всему миру. Это не только причиняет значительные физические и эмоциональные страдания пациентам, но и может привести к хроническому воспалению при отсутствии надлежащего лечения.
В настоящее время клиническое лечение обычно включает назначение лекарств, отпускаемых без рецепта (бензоилпероксид и салициловая кислота), или пероральное или местное применение антибиотиков. Однако такие методы лечения могут быть неэффективными или иметь неприятные побочные эффекты. Следовательно, терапевтический эффект местного лечения антибиотиками вызывает болезненные ощущения у пациента, особенно когда лекарственные препараты проходят через кожные ткани.
Кроме того, лечение становится менее эффективным, если бактерии устойчивы к лекарственным препаратам или если они мигрируют в подкожную клетчатку. В частности, бактерии P.acnes могут выделять внеклеточные полисахариды и образовывать биопленку, которая блокирует атаки, вызванные антибактериальными агентами или иммунными клетками.
В большинстве средств с микроиглами, которые поступают на рынок для лечения угревой сыпи, в основном используются фармацевтические ингредиенты. Однако повторное применение антибиотиков может снизить чувствительность бактерий к лекарствам. Пациенты, страдающие от угревой сыпи в течение длительного времени, хорошо знают, что эффект одних и тех же средств может быть значительно снижен после длительного применения.
Исследователи HKUMed изобрели инновационный пластырь с микроиглами, который облегчает трансдермальную доставку чувствительных к ультразвуку антибактериальных наночастиц для лечения инфекций P.acnes с использованием минимально инвазивного подхода. В рамках этого проекта чувствительные к ультразвуку антибактериальные наноматериалы вводятся в кожу одновременно с микроиглами, что быстро и эффективно воздействует на бактериальную инфекцию.
Модифицированные наночастицы, состоящие из ZnTCPP и ZnO, могут продуцировать значительное количество активных форм кислорода (AFK) во время ультразвуковой стимуляции, которые могут эффективно окислять наиболее важные макромолекулы бактериальных клеток. Результаты показывают, что опосредованное Афк уничтожение бактерий P.acnes может достигать 99,73% после 15 минут ультразвуковой стимуляции.
Кроме того, при такой процедуре значительно снижается концентрация маркеров воспаления, а высвобождаемые ионы цинка способны активировать гены, связанные с репликацией ДНК, тем самым увеличивая количество фибробластов для лучшего восстановления кожи.
Профессор Келвин Юнг Вай также отметил: “Новый пластырь с микроиглами, который позволяет генерировать АФК после ультразвуковой стимуляции, считается неантибиотическим и трансдермальным подходом. Благодаря специфическому механизму воздействия АФК, мы считаем, что эта конструкция также способна бороться с другими кожными инфекциями, вызываемыми грибками, паразитами или вирусами”.