溶解性微針（MN）可以增強抗菌藥物的藥效，會最大限度地減少有害的尖銳廢物、損傷和血源性病原體的傳播。本文對可溶性抗菌MN 的研究進行分析，來確定其功效，以及生物材料的選擇對其最終性能的影響。此外，組分修飾也可以提高其活性和性能。同時，如MN的大小和幾何形狀，也可以根據感染部位的特點進行調整。
微針是一種備受關注的遞送系統，已被廣泛應用于遞送各種治療劑。它們是高度小于1毫米的微型針頭，進入皮膚的第一道防線角質層，可以方便、無創、無痛地將各種大小不一的治療分子遞送到真皮層，然后進入到體循環，這是一個非常優秀的遞送系統，用于運輸治療藥物以滿足患者的需求，如細菌感染。
溶解性MN通常由微成型技術合成，由具有生物相容性的生物材料制成，具有不產生危險的尖銳廢物、最大限度地減少傷害和血源性病原體傳播等優點。需要注意MN的設計和材料選擇應該具有足夠的機械強度，才可以穿透角質層，且與人體相容較好，具有較小的毒副作用。
本文介紹了可溶性MN作為抗菌系統，當前MN的應用和研究的進展，以及MN如何選擇合適的基質，進而影響其最終的性質。
溶解性MN作為抗菌藥物遞送系統
大多數研究探索了MN作為抗菌遞送系統的抗菌功能，這些研究將抗菌劑作為游離藥物或以微粒、納米粒的形式加載到MN中。
采用兩步成型法制備了慶大霉素緩釋微陣列貼片(Gen MN)。他們用肺炎克雷伯氏菌(105cfu/30μl)感染小鼠模型，這種肺炎克雷伯氏菌是經鼻傳播的。將Gen MN貼于每只耳的背部表面，并與未治療組為陰性對照，Gen IM大腿肌肉注射為陽性對照。IM和MN表現出較強的控制感染能力。與陰性對照組相比，經Gen MN處理的小鼠鼻腔相關淋巴組織和肺組織的CFU顯著減少，這表明它們在體內對控制小鼠肺炎克雷伯氏菌有抗菌活性[1]。
用微模塑法制備了貝西沙星經角膜快速溶解微針，并用瓊脂擴散法研究了其對金黃色葡萄球菌(108CFU/mL)的體外抗菌活性。載有貝西沙星的MN與兩種不同的陽性對照藥物貝西沙星溶液和環丙沙星溶液的抑菌圈相似。貝西沙星MN在瓊脂中放置12h后，抑制區擴大。此外，它們的體外抗菌活性在感染金黃色葡萄球菌的離體人角膜上進行了5分鐘的測試，未處理組和104與105倍的貝西沙星溶液相比，其CFU/mL非常少。無論是在體內還是在體外，MN系統都能更有效地控制金黃色葡萄球菌的感染[2]。
此外，以聚己內酯(PCL)為載體合成了載藥納米粒(CAR-NP)，以維持CAR的釋放，并將合成的CAR-NP包埋在微成型法制備的可溶性MN中。用革蘭氏陽性金黃色葡萄球菌和革蘭氏陰性銅綠假單胞菌感染2×105cfu/mL的豬皮膚，體外測定其抗菌活性。與未治療組(陰性對照)相比，治療組(CAR MN、CAR-NP MN)的CFU計數顯著減少。革蘭氏陽性菌的CFU數減少率高于革蘭氏陰性菌。CAR-NP MN對金黃色葡萄球菌的抑制率>90%，對革蘭氏陰性菌的抑制率明顯低于CAR-NP組，而CAR-NP MN對兩種菌株均表現出較強的抗菌活性，主要是由于低濃度時具有較好的抗菌能力。得出的結論是，MN可有效地將載藥NP輸送到感染部位，并且NP減少了頻繁的給藥，因為它們延長了在皮膚中的保留時間，并且抗菌劑從NP中持續釋放[3]。
通過軟光刻方法和微模塑法，從生物兼容的魷魚吸盤環齒蛋白(吸盤蛋白)中制備出MN。采用瓊脂擴散法，考察了卡那霉素包埋卡那霉素載體對大腸桿菌細胞的抑制作用。以3M模板MN和無卡那霉素的Suckerins MN為陰性對照。與3M MN對照組相比，負載卡那霉素的MN對細菌生長有廣泛的抑制作用。明顯的發現，裸吸蛋白MN有輕微的抗菌活性。為了驗證這些發現，進行了一項泥漿培養研究，以量化每個受試組的每個MN的CFU?？敲顾豈N具有顯著的抗菌活性，對3M MN的抑制作用可忽略不計，為5×102cfu/m L，而3M為7.03×107cfu/m L。另一方面，無卡那霉素的MN使大腸桿菌密度降低到3.02×104CFU/mL，證實了其內在的抗菌能力。因此，Suckerin MN可以作為一種有用的藥物傳遞系統，而用于合成MN的Suckerin活性生物材料可以預防感染的風險[4]。
在另一項研究中，利用微成型技術制備了由甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)組成的水楊酸多離子液體(SA-PIL)-MN。通過菌落試驗和活/死細菌染色檢測其對痤瘡單胞菌(108cfu/100μl)的體外抗菌作用。在兩種試驗中，SA-PIL-MN組對痤瘡單胞菌的細菌活力均有顯著的抑制作用，并且優于SA溶液的抑制細菌生長的效果89.37%。另外，在小鼠的左耳背部皮下接種痤瘡單胞菌(108cfu/20μl)建立痤瘡模型，觀察其體內的抗痘作用。SA-PIL-MN組48h和72h的抑制率分別為75%和83%，明顯高于SA組的25%。結論：MN促進了SA的透皮吸收，提高了其治療效果[5]。
在另一項中，評估了由綠茶(GT)提取物和透明質酸(HA)組成的緩釋可溶MN，該MN是在壓模中通過原位液體單體聚合通過微模壓合成的。用瓊脂平板法檢測了合成的MN對3株革蘭氏陰性桿菌、鼠傷寒沙門氏菌和惡臭假單胞菌以及2株革蘭氏陽性菌枯草桿菌和金黃色葡萄球菌在105cfu/500μl濃度下的抗菌活性。GT含量越高，對細菌生長的抑制作用越明顯。當GT濃度為70%時，所有受試病原菌的CFU生長減少率為95%。用107cfu/10μl惡臭假單胞菌感染大鼠模型，進行體內創面愈合實驗。30%和50% GT/HA MN顯著抑制CFU，分別從感染后的6.18±0.54log10和4.24±0.23log10降至2.03±0.10log10。然而，使用較高的GT含量(70%)時，傷口愈合效果較差。這是由于在使MN成形的過程中GT含量較高，可能增加了MN對皮膚的附著。結論：GT/HA MN系統具有抑制不同細菌菌株、促進創面愈合的潛力[6]。
在另一項研究中，開發了一種新型的負載克林霉素(CDM)的活性氧簇(ROS)反應的MN，用于抗痤瘡治療。采用微模塑法制備了含有聚乙烯醇(PVA)針尖和羥基磷灰石(HA)基質的MN。為了說明ROS響應性設計的效果，測試了含有ROS響應性PVA/CDM的凝膠制劑在含或不含H2O2的培養液中與在PBS中的體外抗菌效果。ROS響應型PVA/CDM凝膠配方在H2O2介質中和無H2O2介質與在PBS溶液中相比具有明顯的細菌抑制作用。在痤瘡小鼠模型上研究了合成的ROS響應型PVA/CDM MN的體內抗菌活性。ROS響應型PVA/CDM MN治療后，感染體積明顯縮小約90%，并在第5天消失。而HA/CDM MN、CDM和空白MN幾乎沒有減少腫脹的皮膚。結論：ROS反應性微針在使用抗菌藥物治療痤瘡時更有效[7]。
通過光聚合-微成型技術制備了生物相容聚乙二醇600雙丙烯酸酯(PEG600)DA摻雜慶大霉素硫酸鹽的MN。采用瓊脂平板法測定細胞密度為108cfu/ml的金黃色葡萄球菌的抑菌圈，以檢測其體外抗菌性能。與未摻雜的聚乙二醇(600)DA相比，摻雜慶大霉素的聚乙二醇單甲醚(600)DA MN有直徑為26.8 mm的圓形抑制帶。結論提示使用慶大霉素摻雜的聚乙二醇甲氧基丁二醇胺作為抗菌藥物是合適的[8]。
在另一項研究中，以聚乙烯醇(PVA)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為支撐層，采用微成型技術制備了可溶MN，以支持萬古霉素(VAN)的釋放。采用瓊脂擴散法檢測其對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的抑菌效果。研究發現，VAN-MN對MRSA細菌的抑制作用與VAN注入濾紙的陽性對照相當，表明保留了VAN的全部具有抗菌活性，其抑制區域與VAN的負載量成正比。為了證實先前的觀察結果，進一步對注射MRSA(106CFU/10μl)的豬皮膚感染模型進行了體內評價。VAN-MN作用1、3、20h后細菌殺滅率分別為99.5%、89.5%、73.4%。細菌殺滅作用隨培養時間延長而降低，可能是由于細菌生物膜的形成，從而降低了對抗生素的敏感性。盡管如此，VAN-MN在體內和體外均能有效抑制MRSA的生長[9]。
這篇文章介紹了有關溶解性MN用于抑制細菌感染的定性信息。在大多數研究中發現，溶解MN的抗菌活性與其對照相當。聚合物基質的改性或抗菌劑MP/NP的加入可以使其具有更好的活性，并具有協同作用。如MN的大小和幾何形狀，可以根據感染部位的特點進行調整。當然標準化表征和活性測試方案也是很重要的，以便能夠得出更準確、更全面和更具可比性的結論。
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