Ученые-медики из Университета Гонконга создали комбинированное инновационное устройство, предназначенное для лечения кожной инфекции акне с помощью микроигл из материала, реагирующего на ультразвук, дополненного антибактериальными наночастицами. Об этом сообщает германский научный портал Nanowerk. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Исследовательская группа под руководством профессора Кельвина Юнг Вай из отделения ортопедии и травматологии Школы клинической медицины медицинского факультета Университета Гонконга (HKUMed) создала пластырь с микроиглами, предлагающий высокоэффективную неантибиотическую методику лечения кожных инфекций. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.
Разработанное специалистами HKUMed устройство-микроигла имеет диаметр около 50 микрон, то есть толщиной примерно как обычный волос. Сама игла изготовлена из металлорганического каркаса (MOF) на основе цинка, реагирующего на ультразвук, с добавлением в ее конструкцию антибактериальных наночастиц.
По словам разработчиков, это обещает безболезненную процедуру непосредственно в ткани кожи и одновременное облегчение восстановления естественного кожного покрова при лечении бактериальной инфекции, в частности – вызывающей угри и прыщи.
Акне («угревая болезнь») является распространенным кожным заболеванием во всем мире, которым страдают более 80% подростков и молодых людей. Основная его причина может быть связана с чрезмерной секрецией липидов, которая закупоривает волосяные фолликулы, тем самым создавая гипоксическую микросреду в тканях кожи. Это нежелательное состояние особенно способствует размножению бактерий Propionibacterium acnes (P. acnes).
Инфицированный прыщ, относящийся к кожным инфекциям, в основном вызывается бактериями P. acnes , поражающими миллионы людей во всем мире. Он не только вызывает у пациентов значительные физические и эмоциональные страдания, но также, без надлежащего лечения, может перерасти в хроническое воспалительное состояние.
Клиническое лечение в настоящее время обычно включает назначение безрецептурных медикаментов (бензоилпероксид и салициловая кислота) или введение антибиотиков перорально или местно. Однако такие методы лечения могут быть неэффективными или иметь неприятные побочные эффекты. Так, терапевтический эффект местного лечения антибиотиками вызывает болезненные ощущения у пациента, особенно когда лекарства проходят через ткани кожи.
Кроме того, лечение становится менее эффективным, когда бактерии устойчивы к лекарственным препаратам или когда они мигрируют в подкожную клетчатку. В частности, бактерии P. acnes могут секретировать внеклеточные полисахариды с образованием биопленки, которая блокирует атаки, инициированные антибактериальными агентами или иммунными клетками.
Большинство продуктов с микроиглами, появившихся на рынке для лечения акне, в основном используют фармацевтические ингредиенты. Однако повторное применение антибиотиков может снизить чувствительность бактерий к лекарствам. Пациенты, страдающие акне в течение длительного времени, хорошо знают, что эффект одних и тех же лечебных средств может быть значительно снижен после длительного использования.
Исследователи HKUMed изобрели инновационный пластырь с микроиглами, который облегчает трансдермальную доставку чувствительных к ультразвуку антибактериальных наночастиц для лечения инфекции, вызванной P. acnes , при минимально инвазивном подходе. В этой конструкции чувствительные к ультразвуку антибактериальные наноматериалы вводятся в кожный покров одновременно с микроиглами, что быстро и эффективно воздействует на бактериальную инфекцию.
Модифицированные наночастицы, состоящие из ZnTCPP и ZnO, способны продуцировать значительное количество активных форм кислорода (АФК) при ультразвуковой стимуляции, способных эффективно окислять ключевые клеточные макромолекулы бактерий. Результаты показывают, что уничтожение бактерий P. acnes, опосредованное АФК, может достигать 99,73% после 15 минут ультразвуковой стимуляции.
Кроме того, при такой процедуре значительно снижаются уровни маркеров воспаления, а высвобождаемые ионы цинка могут активировать гены, связанные с репликацией ДНК, тем самым увеличивая количество фибробластов для лучшего восстановления кожи.
Профессор Кельвин Юнг Вай также отметил: «Новый пластырь с микроиглами, позволяющий генерировать АФК при ультразвуковой стимуляции, считается неантибиотическим и трансдермальным подходом. Из-за специфического механизма воздействия АФК мы считаем, что эта конструкция также способна бороться с другими кожными инфекциями, вызванными грибками, паразитами или вирусами».