Un equipo de investigación dirigido por el profesor Kelvin Yeung del Departamento de Ortopedia y Traumatología de la Facultad de Medicina Clínica de la Facultad de Medicina LKS de la Universidad de Hong Kong (HKUMed) ha diseñado un nuevo parche de microagujas para ofrecer un enfoque sin antibióticos altamente eficaz. para el tratamiento de infecciones de la piel. En resumen, el diseño diseñado con nanopartículas antibacterianas de marco orgánico metalúrgico (MOF) a base de zinc y sensibles al ultrasonido promete una entrega sin dolor para tratar la infección bacteriana en el tejido de la piel y facilitar la reparación de la piel al mismo tiempo. La nueva microaguja tiene alrededor de 50 micras de diámetro, similar a un cabello típico. Los hallazgos han sido publicados en Science Advances.
El acné es una enfermedad de la piel común en todo el mundo que afecta a más del 80 % de los adolescentes y adultos jóvenes.1 La causa principal puede atribuirse a la secreción excesiva de lípidos que obstruye los folículos pilosos y, por lo tanto, establece un microambiente hipóxico en el tejido de la piel. Esta condición indeseable favorece particularmente a la proliferación de la bacteria Propionibacterium acnes (P. acnes). El grano infectado, considerado como una de las infecciones de la piel, es causado principalmente por la bacteria P. acnes que afecta a millones de personas en todo el mundo. No solo causa a los pacientes una angustia física y emocional significativa, sino que también puede convertirse en una condición inflamatoria crónica sin el tratamiento adecuado. El manejo clínico normalmente incluye tratamiento sin receta (es decir, peróxido de benzoilo y ácido salicílico), o la administración de antibióticos por vía oral o tópica. Sin embargo, tales tratamientos pueden ser ineficaces o tener efectos secundarios desagradables.
En general, el tratamiento de primera línea para la espinilla infectada son los antibióticos administrados por vía oral o tópica. Sin embargo, el efecto terapéutico del tratamiento antibiótico tópico es preocupante, en particular cuando los fármacos atraviesan el tejido de la piel. Además, el tratamiento se vuelve menos efectivo cuando las bacterias son resistentes a los medicamentos o cuando migran al tejido subcutáneo. Especialmente, la bacteria P. acnes puede secretar polisacáridos extracelulares para formar una biopelícula que bloquea los ataques iniciados por agentes antibacterianos o células inmunitarias.
Incluso la mayoría de los productos de microagujas en el mercado utilizan principalmente ingredientes farmacéuticos para tratar el acné. Sin embargo, las aplicaciones repetidas de antibióticos pueden reducir la sensibilidad de las bacterias a los medicamentos. Los pacientes que se han visto afectados por el acné durante mucho tiempo sabrán que los efectos de los mismos productos de tratamiento pueden reducirse significativamente después de un uso a largo plazo.
El equipo de HKUMed ha inventado un nuevo parche de microagujas que facilita la administración transdérmica de nanopartículas antibacterianas sensibles al ultrasonido para tratar la infección inducida por P. acnes con un enfoque mínimamente invasivo. En el diseño actual, se introducen nanomateriales antibacterianos sensibles al ultrasonido en el parche de microagujas que responde a la infección bacteriana de manera rápida y eficiente. Se evita el uso de fármacos en el tratamiento del acné. Las nanopartículas modificadas compuestas por ZnTCPP y ZnO son capaces de producir una cantidad sustancial de especies reactivas de oxígeno (ROS) sujetas a estimulación por ultrasonido que pueden oxidar eficazmente las macromoléculas celulares clave de las bacterias. Los resultados demuestran que la destrucción de la bacteria P. acnes mediada por ROS puede llegar al 99,73 % después de 15 minutos de estimulación con ultrasonido. Además, los niveles de marcadores inflamatorios, incluidos el factor de necrosis tumoral-a (TNF-α), las interleucinas (IL) y las metaloproteinasas de matriz (MMP) se reducen significativamente. Además, los iones de zinc liberados pueden elevar los genes relacionados con la replicación del ADN, aumentando así más fibroblastos hacia una reparación superior de la piel.
El profesor Kelvin Yeung Wai-kwok comentó : « El nuevo parche de microagujas que permite la generación de ROS tras la estimulación con ultrasonido, considerado como un enfoque transdérmico y sin antibióticos, no solo puede abordar de manera efectiva la infección inducida por la bacteria P. acnes, sino que también facilita la piel. reparación debido a la liberación de iones de zinc. Debido al mecanismo de eliminación específico de ROS, creemos que este diseño también puede abordar otras infecciones de la piel inducidas por hongos, parásitos o virus, como la tinea pedis (es decir, « pie de atleta » o « pie de Hong Kong » en la jerga ).’
Este estudio de investigación fue dirigido por el profesor Kelvin Yeung Wai-kwok, Departamento de Ortopedia y Traumatología, Facultad de Medicina Clínica, HKUMed. El primer autor, Xiang Yiming, es el candidato a doctorado bajo la supervisión del profesor Yeung. Los intereses de investigación del equipo del profesor Yeung incluyen biomateriales ortopédicos, regeneración de tejido musculoesquelético e infección antibacteriana.
Este trabajo fue apoyado conjuntamente por los Programas Nacionales Clave de I+D de China (2018YFA0703100), el Fondo de Investigación General del Consejo de Subvenciones de Investigación de Hong Kong (Nos. 17207719 y 17214516), el Fondo de Investigación Médica y de Salud de la Oficina de Salud (Nos.19180712, 20190422 y 21200592), el Programa de Investigación de la Asociación del Fondo de Innovación y Tecnología (PRP/030/30FX), el Fondo Nacional de Ciencias para Jóvenes Académicos Distinguidos (No. 51925104), el Programa de Ciencia y Tecnología de Shenzhen (Nos. JSGG20180507183242702 y JCYJ20210324120009026), y el Sanming de Shenzhen Proyecto de Medicina — ‘Equipo de Excelencia en Deformidades de la Columna Vertebral y Degeneración de la Columna Vertebral’ (SZSM201612055).