锌硅酸钙负载微针贴片：修复 UVB 诱导皮肤损伤的新希望

《BIOMATERIALS RESEARCH》：Zinc Silicate-Loaded Microneedle Patch Reduces Reactive Oxygen Species Production and Enhances Collagen Synthesis for Ultraviolet B-Induced Skin Repair

为解决紫外线 B（UVB）诱导的皮肤光损伤问题，研究人员开展了基于生物材料治疗方案的研究。他们设计了含锌硅酸钙生物陶瓷的透明质酸钠微针贴片（ZnCS/MN）。结果显示，该贴片可减少活性氧（ROS）生成、促进胶原蛋白合成，对治疗皮肤光损伤有重要意义。

　　在日常生活中，皮肤总是默默承受着外界的各种挑战，其中紫外线辐射带来的伤害尤为突出。长时间暴露在阳光下，特别是紫外线 B（UVB）的照射，会让皮肤 “苦不堪言”。它不仅会引发皮肤老化、出现皱纹和红斑，还可能诱发光敏性皮肤病甚至皮肤恶性肿瘤。

目前，临床治疗皮肤光损伤的方法，像使用维甲酸联合真皮填充手术，存在诸多弊端。维甲酸可能会在紫外线照射下刺激皮肤，加重损伤；手术干预则可能带来皮肤不适、变黑和红斑等不良反应，而且这些方法大多只是缓解症状，没有从根本上解决光损伤的问题。此外，新兴的干细胞疗法也面临着安全和伦理方面的困扰。因此，寻找一种安全、便捷又有效的治疗方法迫在眉睫。

上海交通大学医学院附属第九人民医院的研究人员挺身而出，开展了一项极具意义的研究。他们致力于开发一种基于生物材料的治疗方案，旨在修复 UVB 诱导的光损伤皮肤。研究人员设计了一种含有锌硅酸钙生物陶瓷（hardystonite，ZnCS）的透明质酸钠复合微针贴片（ZnCS/MN），这种贴片能够将从锌硅酸钙中释放的 SiO₃^2?和 Zn²⁺离子直接输送到皮肤受损部位。经过一系列研究，他们发现 ZnCS/MN 在修复光损伤皮肤方面表现出色，具有重要的意义。该研究成果发表在《BIOMATERIALS RESEARCH》上。

为了开展这项研究，研究人员运用了多种关键技术方法。在材料制备方面，通过特定的化学合成方法制备了 CS 和 ZnCS 生物陶瓷，并以此为基础制作了生物陶瓷复合微针。在实验检测环节，采用细胞培养和 UVB 照射构建体外损伤模型，运用 CCK-8 检测细胞活力，通过 RNA 测序分析基因表达变化等，从多个层面探究 ZnCS/MN 的作用机制。

研究结果如下：

• 材料特性表征：成功合成 ZnCS 和 CS 生物陶瓷，ZnCS 生物陶瓷富含 Ca、Si、O、Zn 元素。制备的微针阵列整齐，针尖高度约 600μm，足以穿透皮肤表皮层。ZnCS/MN 能持续释放 Zn²⁺和 SiO₃^2?离子。
• 对成纤维细胞活力的影响：ZnCS 和 CS 提取物在一定稀释度下无细胞毒性，且能促进光损伤成纤维细胞的活力。在稀释比为 1:32 时效果显著，此时 ZnCS 提取物中 SiO₃^2?和 Zn²⁺浓度处于生物活性浓度范围内。与 CS 相比，ZnCS 更能有效增强成纤维细胞活力，促进细胞增殖，使 S 期细胞比例增加。
• 对 ROS 和炎症的抑制作用：UVB 照射会使成纤维细胞产生大量 ROS，引发炎症。ZnCS 和 CS 均能显著降低细胞内 ROS 水平，抑制炎症因子（如肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）、白细胞介素 - 6（IL-6）等）的表达，且 ZnCS 的抑制效果更明显。
• 对皮肤修复的作用：在体内实验中，通过慢性 UVB 辐射构建皮肤光损伤小鼠模型。结果显示，ZnCS/MN 治疗组的小鼠皮肤表面更光滑，皮肤厚度增加，接近正常皮肤。同时，ZnCS/MN 显著减少了 UVB 诱导的细胞衰老。
• 对 ROS、炎症和胶原蛋白降解的抑制效果：免疫荧光染色表明，ZnCS/MN 能显著抑制 UVB 诱导的光损伤小鼠皮肤中 ROS 的产生和炎症相关的 DNA 损伤。Masson 和 Sirius Red 染色显示，ZnCS/MN 可促进胶原蛋白尤其是 I 型胶原蛋白的合成，抑制胶原蛋白降解相关的基质金属蛋白酶（MMP-2、MMP-3、MMP-9）的表达，效果优于 CS/MN。
• 作用机制探究：RNA 测序和相关分析发现，ZnCS/MN 通过稳定线粒体膜电位，上调 PI3K/Akt 通路，促进细胞增殖，发挥抗炎作用；同时，SiO₃^2?通过 cAMP/PKA/CREB 通路抑制 MMP 表达，促进胶原蛋白合成，减少胶原蛋白降解。

研究结论和讨论部分指出，ZnCS/MN 是治疗光损伤皮肤的理想方法。Zn²⁺和 SiO₃^2?具有协同作用，能减少 ROS 生成，发挥抗炎、促进细胞增殖和保护 DNA 的效果，还能改善皮肤的厚度和胶原蛋白含量。与传统治疗方法相比，ZnCS/MN 具有靶向性好、离子释放持久、副作用小、制备和储存方便等优势，展现出良好的临床应用潜力。不过，其治疗光损伤皮肤的机制还有待进一步深入研究，在临床研究中的有效性也需要未来进行验证。总之，这项研究为皮肤光损伤的治疗开辟了新的道路，为后续的研究和临床应用提供了重要的参考和方向。