重要内容

       广东海洋大学李程鹏教授团队在感染创面治疗领域取得重要进展。该团队以甲基丙烯酸修饰的Kappa卡拉胶(KC)为大分子交联剂，以肉桂醛-羟乙基-β-环糊精包合物(HE-β-CD@CA)为抗菌剂，构建了一种新型复合凝胶微针敷料。研究结果表明，该微针敷料具备优异的力学性能、广谱抗菌活性、良好的生物相容性和显著的促愈合能力。

文章背景

       病原微生物侵入的伤口，常伴随反复感染，最终导致慢性难愈创面，严重时甚至威胁生命。传统的海绵和水凝胶敷料在吸收渗液、保护创面方面虽有积极作用，但仍存在药物渗透效率低的瓶颈问题。近年来，微针技术作为新兴的透皮给药平台，展现出巨大潜力。它通过其独特的微米级针阵，能够无痛、微创地穿透皮肤最外层的角质层，在皮肤中形成微通道，从而显著提高药物的递送效率。KC是一种从红藻中提取的天然线性硫酸化多糖，因其优异的凝胶性、生物相容性和可修饰性，在食品、医药等领域被广泛应用。KC可通过离子交联形成水凝胶，但其力学性能较脆，难以满足微针系统对机械强度的苛刻要求。通过对KC进行化学改性，赋予其新的功能基团，是突破这一瓶颈的关键。

文章概述

       最近，广东海洋大学李程鹏教授团队合成了具有良好生物相容性的KC衍生物交联剂，通过预包合技术、真空浇筑与紫外光固化技术制备出KC复合凝胶微针，实现了对脂溶性的肉桂醛的高效包埋(图1)。所得微针阵列针尖尖锐、排列规整，呈完美的圆锥形。力学性能测试表明，其压缩强度远高于皮肤穿刺所需的阈值(0.045 N/针)，确保了其在实际应用中的有效性；体外释放研究表明，CA的释放遵循Higuchi模型，表明其释放机制主要为骨架扩散，可实现持续的药物输送。

图1 复合凝胶微针制备示意图

抗菌实验结果显示，该载药微针对表皮葡萄球菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均表现出强烈的抑制效果，证明了其广谱的抗菌能力。溶血实验表明，即使在高浓度下，微针浸提液的溶血率也低于2.2%，远低于5%的国际安全标准，属于非溶血性材料。通过CCK-8法和细胞划痕实验证实，在适当浓度下，该微针材料不仅无明显细胞毒性，还能促进L929成纤维细胞的增殖与迁移，显示出良好的细胞相容性与促修复潜力。

更为重要的是，凝胶微针对表皮葡萄球菌感染SD大鼠皮肤创面展现出优异的治疗效果。治疗第3天，载药微针组创面细菌数量显著低于空白对照组。在整个治疗周期内，载药微针组的愈合速率始终领先，在第11天时愈合率已达(89.42%±0.88%)，与阳性对照药物莫匹罗星组无显著差异。与对照组相比，载药微针组能更早地减轻炎症细胞浸润，并显著促进表皮再生和胶原纤维的有序沉积，形成结构更接近正常皮肤的组织(图2)。

图2 (a) 微针压迫1分钟后皮肤组织的宏观变化；(b) 伤口修复过程中的细菌数量变化；(c) 涂层菌落状态；(d) 表皮葡萄球菌感染创面术后0、2、5、9、13及17天愈合情况；(e) 药物给药期间创面愈合速率变化；(f) 表皮葡萄球菌感染伤口治疗第3、7、11及15天组织病理学HE切片观察(红、黄、绿、青、蓝箭头分别代表炎性细胞浸润、出血、血管新生、表皮增生及胶原纤维增生；星号分别标示皮脂腺)；(g) 治疗第3、7、15天表皮葡萄球菌感染创面的Masson染色组织病理学观察；不同小写字母表示各实验组间存在显著差异(p<0.05)。

综上所述，本研究建立的以衍生化的KC大分子为交联剂构建凝胶微针的方法，对其他载药微针的构建及慢性创面的临床治疗具有指导意义。论文第一作者为广东海洋大学硕士生陈彩怡，通信联系人为李程鹏教授。

引用本文

陈彩怡, 王頔, 李俊杰, 张彤, 李乐凡, 侯婷婷, 廖禄生, 王飞, 李程鹏. Kappa卡拉胶复合凝胶微针敷料的设计及感染创面应用. 高分子学报, 2026, 57(2), 502-521.Chen, C. Y.; Wang, D.; Li, J. J.; Zhang, T.; Li, L. F.; Hou, T. T.; Liao, L. S.; Wang, F.; Li, C. P. Design of Kappa carrageenan composite gel microneedle dressing and application to infected wounds. Acta Polymerica Sinica (in Chinese), 2026, 57(2), 502-521.