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中科院納米能源所李琳琳課題組 Small：電子敷貼（e-patch）監(jiān)測并加速創(chuàng)面愈合

2025-03-04 來源：高分子科技

皮膚作為人體最大的器官，是抵御病原體入侵和外界損傷的第一道防線。然而，意外創(chuàng)傷、細菌感染或慢性疾病等因素導致的皮膚損傷容易發(fā)展為慢性難愈合傷口，致使皮膚的感知和保護功能喪失。臨床上使用的傳統(tǒng)敷料可為傷口提供物理阻隔，但其生物活性有限，難以有效主動促進傷口愈合進程。近年來，水凝膠敷料因其獨特的柔性及優(yōu)異的生物相容性而備受關(guān)注。然而，開發(fā)能夠?qū)崟r監(jiān)測創(chuàng)面微環(huán)境（如溫度等參數(shù)）并有效促進創(chuàng)面愈合的功能性敷貼仍是當前研究的難點。

針對這一難點，中國科學院北京納米能源與系統(tǒng)研究所李琳琳研究員團隊設(shè)計了一種柔性、自供電的多功能摩擦納米傷口電子敷貼（e-patch），通過電/光熱雙模式刺激加速傷口愈合進程，并監(jiān)測愈合進程中的溫度和力學特征等參數(shù)。相關(guān)成果近日以“Flexible triboelectric nanogenerator patch for accelerated wound healing through the synergy of electrostimulation and photothermal e?ect”為題發(fā)表在學術(shù)期刊《Small》上。論文的第一作者為中科院北京納米能源所王卓助理研究員和博士生胡全紅，共同通訊作者包括李琳琳研究員和王中林院士，中國人民總醫(yī)院張翠萍研究員和劉熹助理研究員。

這一e-patch的核心材料為摻雜了多壁碳納米管（MCNT）的丙烯酰胺（PAM）-聚多巴胺（PDA）雙網(wǎng)絡(luò)導電水凝膠。這種水凝膠生物相容性良好，具有優(yōu)異的導電性和拉伸性能。采用該水凝膠組裝的摩擦納米發(fā)電機（TENG）可作為多功能傳感器，實時監(jiān)測人體運動的機械和電生理信號，用于檢測觸摸、彎曲和面部表情等多種人體運動，其產(chǎn)生的電信號可有效促進皮膚組織再生。在嚙齒類動物背部全層皮膚缺損模型中，e-patch在近紅外激光（NIR）照射產(chǎn)生的光熱效應(yīng)協(xié)同小鼠自主運動產(chǎn)生的自供能電刺激有效促進組織再生和血管新生，在14天的治療期內(nèi)實現(xiàn)傷口完全愈合。這種集監(jiān)測與治療于一體的多功能柔性電子敷貼，為皮膚傷口的個性化醫(yī)療診斷和治療提供了創(chuàng)新性解決方案。