华中科技大学王琳、陈伟、王征《Nano Letters》：仿螳螂前肢的生物可吸收隐形眼镜状装置（BLOT）治疗细菌性角膜炎

细菌性角膜炎是全球范围内极具挑战性的感染性眼病，目前临床治疗以妥布霉素、左氧氟沙星等滴眼液为主，但角膜结构屏障导致局部给药生物利用度极低，且频繁给药降低患者依从性，并加剧耐药风险。现有水凝胶、纳米颗粒等剂型虽可延长药物滞留，却难以渗透至深层病灶，保护作用有限；而传统微针因材料生物相容性差、结构与眼球曲面不匹配等问题，易引发角膜毒性且固定力不足，限制其临床应用。因此，开发兼具高效深层递送、良好生物相容性与角膜适配性的新型给药系统具有重要临床意义。

近日，华中科技大学同济医学院附属协和医院王琳教授、王征教授团队与同济医学院陈伟教授团队合作，开发了一种仿螳螂前肢的生物可吸收隐形眼镜状装置（BLOT）用于细菌性角膜炎的治疗，BLOT装置以丝胶蛋白为主体，兼具优异的生物相容性与快速降解性，能实现药物向角膜深层的微创高效递送，其负载的丝胶-银纳米复合微球更可协同发挥抗菌与促修复双重功效。相关内容以“Engineering of a Mantis-Forelimb-Inspired Bioabsorbable Lens-likeOcular Therapeutic (BLOT) Device for Effective Bacterial KeratitisTreatment”为题发表在《Nano Letters》上。

【主要内容】

BLOT装置的设计及合成表征

BLOT装置整体为隐形眼镜弧状结构，其弧形基底可舒适贴合眼球，边缘分布仿螳螂前肢具有倾角的微针，能有效穿刺并将载药微球递送至角膜深层。微针主体由生物可吸收的丝胶蛋白构成，降解后可促进创面愈合；同时，其负载的丝胶-银纳米复合微球可缓释银离子，实现高效抗菌。该装置集微创深部递送、高效杀菌与主动修复功能于一体，为细菌性角膜炎提供了一种新型治疗策略。

图1 BLOT装置的设计示意图

图2 BLOT装置的体外表征

BLOT装置的体外抗菌性能

表面还原Ag纳米粒子的丝胶微球具有高效的体外抗菌性能，将该抗菌丝胶微球装载于BLOT装置内，BLOT同样对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出优异的抗菌效果。

图3BLOT装置的体外抗菌性能

丝胶微针贴片用于角膜损伤的治疗

构建家兔角膜损伤模型进行治疗，结果表面BLOT装置能促进角膜上皮的恢复，且不引起组织的炎性细胞浸润和免疫炎症反应。

图4 BLOT对角膜损伤模型的治疗效果

丝胶微针贴片用于细菌性角膜炎的治疗

构建家兔细菌性角膜炎模型进行治疗，结果表明BLOT装置不仅有效抑制角膜创面的细菌感染，而且能够促进角膜创面的修复，同时不会引起炎症细胞浸润及炎症反应，细菌性角膜炎得到明显改善。

图5 BLOT装置对细菌性角膜炎的治疗效果

图5 BLOT装置对细菌性角膜炎的治疗效果

【全文总结】

BLOT装置实现了微创给药、高效抗菌、促进修复的协同效果，为眼部微创给药系统设计提供 “仿生结构 + 天然生物材料” 的创新思路，证实丝胶蛋白在角膜修复中的关键作用，以及银纳米颗粒控释体系在高效抗菌中的价值。BLOT装置为细菌性角膜炎提供新型治疗方案，尤其适用于抗生素耐药性感染或深层角膜感染，此外，该装置可拓展载药种类（如蛋白质、DNA、其他抗菌药物），有望用于其他眼部疾病（如病毒性角膜炎、角膜营养不良）的治疗。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.5c03995