Microblasting Wound Dressings Mechanically Disrupt Polymicrobial Biofilms to Enhance Healing in Treatment‐Resistant Wounds

生物膜 微生物学 胞外聚合物 伤口愈合 化学 抗生素 透明质酸 细胞外 医学 细菌 脱落 泊洛沙姆 生物医学工程 细胞外基质 材料科学
作者
Yujin Ahn,Joo Hun Lee,Christian Hurd,Jiye Lee,Junggeon Park,Adam A. Markowicz,Zheyuan Zhang,Joanne Hwang,Guillermo L. Monroy,Simon A. Rogers,Woonggyu Jung,Stephen A. Boppart,Hyunjoon Kong
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:: e75999-e75999
标识
DOI:10.1002/advs.75999
摘要

ABSTRACT Treatment‐resistant wounds driven by polymicrobial biofilms are a major clinical challenge, affecting millions globally and leading to chronic inflammation, persistent pain, and poor healing outcomes. These wounds are characterized by mature biofilms reinforced by dense extracellular polymeric substances, which confer strong tolerance to conventional treatments. Despite emerging technologies, such as nanoparticles, bacteriophages, and engineered enzymes, effective clearance of established biofilms remains challenging. Here, we develop a microblasting wound dressing (µBLAST) that delivers spatially confined mechano‐chemical disruption at the tissue‐biofilm interface to remove viscoelastic biofilm matrices and promote tissue regeneration. The µBLAST is assembled by embedding MnO 2 ‐doped diatom biosilica beneath an H 2 O 2 ‐releasing cellulose mesh, enabling localized catalytic microbubble generation within biofilm matrices. Confined expansion and rupture of oxygen bubbles produce localized mechanical stress sufficient to dislodge mature, antibiotic‐resistant polymicrobial biofilms, while sustained H 2 O 2 release prolongs particle activity. In a murine wound model infected with mature P. aeruginosa and methicillin‐resistant S. aureus biofilms, µBLAST treatment significantly reduces biofilm burden, accelerates re‐epithelialization, promotes hair regrowth, and mitigates inflammation. Moreover, µBLAST enhances antibiotic efficacy, suppressing biofilm regrowth even at ten‐fold reduced drug doses. These findings highlight confined mechano‐chemical biofilm disruption as a therapeutic strategy for treating mature, antibiotic‐resistant biofilm infections and promoting tissue regeneration.
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