电子科大林媛教授团队Sci. Adv.：一种可编程、温度自激活的柔性机电协同敷料加速伤口愈合

2022-01-28 来源：高分子科技

机械调控、电干预等非药理性疗法在促进伤口愈合等组织损伤修复过程中具有广阔的应用前景。然而，设备操作和干预实施的复杂性限制了此类疗法在康复治疗中的广泛应用。此外，面向不同形状伤口，如何有效结合机械调控与电干预达到有益的机电协同效果，进而实现伤口个性化治疗是一个亟待解决的问题。

电子科技大学材料与能源学院柔性电子团队林媛教授课题组姚光提出了一种可编程、温度自激活的柔性机电协同敷料，在线性和圆形伤口愈合中实现了加速治疗验证（图1）。相关成果以“A programmable and skin temperature-activated electromechanical synergistic dressing for effective wound healing”为题发表在著名国际期刊《Science Advances》。柔性电子团队负责人林媛教授为通讯作者，第一/共同通讯作者为柔性电子团队姚光，电子科技大学为唯一通讯单位。电子科技大学黄林副教授（共同通讯作者）提供了实验室帮助，材料学院柔性电子团队潘泰松副教授提供了力学方面的支持。该工作得到了国家自然科学基金（杰青、青年、创新群体）、四川省科技厅、电子科大医工交叉联合基金等项目的支持。

图1. 柔性机电协同敷料工作原理示意图

机电协同敷料由机械超材料和抗菌驻极体薄膜组成，可编程超材料可由温度触发实现适当伤口收缩，同时图案化抗菌薄膜可以增强内源性电场（图2）。

图2. 柔性敷料机械单元与电干预单元表征。（A）用于线性伤口的机械网格单元表征。（B）用于圆形伤口的机械网格单元表征。（C）用于线性伤口的电干预单元仿真。（D）用于圆形伤口的电干预单元仿真。（E）器件抗菌效果表征。

在动物模型上，可分别在4 天和 8 天内实现线性和圆形伤口的有效愈合，相比于对照组，伤口闭合率提高了 50% 以上（图3）。优化设计的机电协同干预可以调节伤口微环境、加速愈合代谢、促进伤口闭合、同时抑制感染。柔性辅料的伤口治疗效果超过了大多数其它报道的非药物方法。这项工作在可编程、温度响应、无电池的机电协同器件领域提供了一种有效的伤口愈合策略，有望实现个性化定制功能以操纵不同形状伤口的有序愈合。

图3. 柔性机电协同敷料对不同形状伤口的治疗效果

在柔性诊疗电子器件前期研究工作中，针对日益增长的生命健康需求和医疗产业升级的迫切需要，电子科技大学柔性电子团队林媛教授课题组姚光制备了穿戴式毛发再生器件、植入式神经调控减肥器件、植入可降解骨折修复器件等柔性诊疗电子器件，实现了不同应用场景下器件的有效验证（图4）。相关成果以第一作者&共同通讯身份分别发表在《Science Advances》8, eabl8379 (2022)、《PNAS》118, e2100772118 (2021) 、《Nature Communications》9, 5349 (2018)、《ACS Nano》13, 12345 (2019)。目前，电子科技大学柔性电子团队正在为高性能柔性穿戴/植入生物诊疗电子器件提供更多可行性思路，柔性诊疗电子技术的快速发展，可以实现相关疾病的早诊断和早干预，有望从源头上缓解医疗资源的供需矛盾。

图4. 面向不同应用场景的柔性诊疗电子器件

相关论文链接及柔性电子团队简介：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl8379

https://www.pnas.org/content/118/28/e2100772118.short

https://www.nature.com/articles/s41467-018-07764-z

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.9b03912

https://mp.weixin.qq.com/s/70NZ0Xshm_sNa4cmd9UWag

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（责任编辑：xu）

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