pH響應(yīng)的金屬-有機框架微針貼片，用于鐵死亡介導(dǎo)的抗瘢痕治療

增生性瘢痕是一種異常的組織纖維增生性創(chuàng)面愈合疾病，給全球衛(wèi)生醫(yī)療系統(tǒng)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。到目前為止，現(xiàn)有的抗瘢痕治療方法均難以取得令人滿意的臨床效果。因此，迫切需要開發(fā)有效的瘢痕治療新策略。鐵死亡是一種依賴鐵離子的新型細(xì)胞死亡形式，近年來在鐵代謝紊亂疾病的研究中引起了廣泛的關(guān)注。近日，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)增生性瘢痕來源成纖維細(xì)胞的鐵代謝途徑發(fā)生改變，使其對鐵死亡更加敏感。因此，對基于鐵死亡的抗瘢痕納米藥物遞送系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)具有重要的研究意義與應(yīng)用價值。金屬有機框架（metal-organic frameworks，MOFs）是一類由金屬離子和有機配體組成的新型自組裝晶體材料，具有高比表面積、可變孔徑、高包封效率和結(jié)構(gòu)多樣性等優(yōu)點，在近些年被廣泛應(yīng)用于構(gòu)建多功能藥物遞送體系。

基于上述研究背景，西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院尚利教授團(tuán)隊設(shè)計出了一種pH響應(yīng)的MOF微針貼片用于鐵死亡介導(dǎo)的抗瘢痕治療。相關(guān)結(jié)果近期以“Ferroptosis-Mediated Synergistic Therapy of Hypertrophic Scarring Based on Metal–Organic Framework Microneedle Patch”為題發(fā)表在材料領(lǐng)域頂級期刊Advanced Functional Materials上。 研究者將具有超小尺寸的銀納米團(tuán)簇（AgNCs）和中草藥葫蘆巴堿（TRG）原位包封于沸石咪唑類框架材料8（ZIF-8）中，制備得到的AgNCs/TRG/ZIF-8復(fù)合材料在肌成纖維細(xì)胞內(nèi)表現(xiàn)出良好的生物相容性和pH響應(yīng)性。

圖1 AgNCs/TRG/ZIF-8復(fù)合材料的制備及表征

AgNCs/TRG/ZIF-8復(fù)合材料的降解釋放能夠清除瘢痕成纖維細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽，產(chǎn)生活性氧，引起脂質(zhì)過氧化物累積，并抑制GPX4酶活性，協(xié)同誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生鐵死亡。

圖2 AgNCs/TRG/ZIF-8介導(dǎo)的鐵死亡抗瘢痕機制

此外，制備的AgNCs/TRG/ZIF-8微針貼片針尖尖銳，陣列均一，具有較強的力學(xué)性能和生物可降解特性。

圖3 GelMA/AgNCs/TRG/ZIF-8微針貼片的制備過程及表征

最后，由甲基丙烯酸酰化明膠（GelMA）制成的AgNCs/TRG/ZIF-8微針貼片在活體水平上對兔耳增生性瘢痕表現(xiàn)出了顯著的療效，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的瘢痕治療策略。

圖4 GelMA/AgNC/TRG/ZIF-8微針貼片的抗瘢痕療效

綜上所述，該研究構(gòu)建了一種基于MOF微針貼片的新型多功能納米生物材料，可以協(xié)同誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，進(jìn)而實現(xiàn)對增生性瘢痕的有效治療。該療法能夠降低單個藥物的使用劑量，具有顯著的協(xié)同效應(yīng)，可以在增強療效的同時極大地縮短治療周期。此外，這種療法具有多靶點效應(yīng)，副作用小，不易產(chǎn)生耐藥性。該研究提出的“鐵死亡抗瘢痕療法”為人類纖維化皮膚疾病的治療提供了一種新策略，具有潛在的臨床應(yīng)用前景。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202300575

審核編輯 ：李倩