یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور کلوین یونگ از گروه ارتوپدی و آسیب‌شناسی دانشگاه هنگ‌کنگ (HKUMED) یک پچ میکروسوزن جدید طراحی کرده است تا یک رویکرد غیر آنتی‌بیوتیکی بسیار مؤثر برای درمان عفونت پوستی ارائه دهد.

در این پروژه از چارچوب آلی فلزی (MOF) مبتنی بر فلز روی (Zn) که به امواج فراصوت پاسخ می‌دهد استفاده شده است. نانوذرات ضدباکتریایی درون این میکروسوزن‌ها بوده و می‌توان از آن برای درمان بدون درد عفونت باکتریایی بافت پوست و همزمان تسهیل ترمیم پوست استفاده کرد. میکروسوزن حدود ۵۰ میکرون قطر دارد.

آکنه یک بیماری شایع در سراسر جهان است که بیش از ۸۰٪ از نوجوانان و بزرگسالان را درگیر می‌کند. علت اصلی می‌تواند به ترشح بیش از حد لیپیدها که فولیکول‌های مو را مسدود می کند، نسبت داد. این وضعیت نامطلوب به ویژه به تکثیر باکتری‌های پروپیونیبکتریوم Acnes (P. Acnes) منجر می‌شود. جوش، با توجه به عفونت‌های پوستی، عمدتاً توسط باکتری‌های P. acnes ایجاد می‌شود که میلیون‌ها نفر در سراسر جهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

این کار نه تنها باعث ایجاد بیماری می‌شود، بلکه ممکن است بدون درمان مناسب به وضعیت التهابی مزمن نیز تبدیل شود. مدیریت بالینی به طور معمول شامل درمان غیر نسخه‌ای (به عنوان مثال بنزوئیل پراکسید و اسید سالیسیلیک) یا تجویز آنتی‌بیوتیک به صورت خوراکی یا موضعی است. با این حال، چنین درمانی می‌تواند بی‌اثر باشد یا عوارض جانبی ناخوشایندی داشته باشد.

به طور کلی، درمان خط اول برای جوش آلوده آنتی‌بیوتیک است که به صورت خوراکی یا موضعی تجویز می‌شوند. با این حال، اثر درمانی آنتی‌بیوتیک موضعی نگران‌کننده است، به ویژه هنگامی که داروها از بافت پوست عبور می‌کنند. همچنین، هنگامی که باکتری‌ها مقاوم به دارو هستند یا هنگام مهاجرت به بافت زیر جلدی، اثربخشی درمان کمتر شود. به خصوص، باکتری‌های P. acnes می‌توانند پلی ساکاریدهای خارج سلولی از خود ترشح کنند تا بیوفیلم تشکیل شود که حملات آغاز شده توسط داروهای ضد باکتریایی یا سلول‌های ایمنی را دفع کند.

محققان دانشگاه هنگ کنگ وصله میکروسوزن جدیدی اختراع کرده‌اند که تحویل نانوذرات ضد باکتریایی پاسخگو به امواج فراصوت را برای درمان عفونت ناشی از P. acnes با حداقل رویکرد تهاجمی تسهیل می‌کند. در طراحی فعلی، نانومواد ضد باکتریایی به پچ میکروسوزن وارد می‌شوند که به سرعت و کارآمد به عفونت باکتریایی پاسخ می‌دهند. نانوذرات اصلاح شده متشکل از ZNTCPP و ZnO قادر به تولید مقدار قابل توجهی از گونه های اکسیژن فعال (ROS) در معرض امواج فراصوت هستند که می تواند به طور موثری ماکرومولکول‌های کلیدی سلولی باکتری‌ها را اکسید کند.

نتایج نشان می‌دهد که کشتار باکتری‌های P.acnes با واسطه ROS می‌تواند پس از ۱۵ دقیقه اعمال امواج فراصوت به ۹۹٫۷۳٪ برسد. همچنین، سطح نشانگرهای التهابی، از جمله فاکتور نکروز تومور A (TNF-α)، اینترلوکین‌ها (ILS) و متالوپروتئینازهای ماتریس (MMP) به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. علاوه بر این، یون‌های روی آزاد شده می‌توانند ژن‌های مربوط به تکثیر DNA را بالا برده و از این طریق فیبروبلاست‌های بیشتری را به سمت ترمیم پوست هدایت کنند.