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中科院纳米能源所李琳琳课题组 Small：电子敷贴（e-patch）监测并加速创面愈合

高分子科技 · 公众号 · 化学 · 2025-03-04 13:51

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皮肤作为人体最大的器官，是抵御病原体入侵和外界损伤的第一道防线。然而，意外创伤、细菌感染或慢性疾病等因素导致的皮肤损伤容易发展为慢性难愈合伤口，致使皮肤的感知和保护功能丧失。临床上使用的传统敷料可为伤口提供物理阻隔，但其生物活性有限，难以有效主动促进伤口愈合进程。近年来，水凝胶敷料因其独特的柔性及优异的生物相容性而备受关注。然而，开发能够实时监测创面微环境（如温度等参数）并有效促进创面愈合的功能性敷贴仍是当前研究的难点。

针对这一难点， 中国科学院北京纳米能源与系统研究所李琳琳研究员团队 设计了一种柔性、自供电的多功能摩擦纳米伤口电子敷贴（ e-patch ），通过电 / 光热双模式刺激加速伤口愈合进程，并监测愈合进程中的温度和力学特征等参数。相关成果近日以“ Flexible triboelectric nanogenerator patch for accelerated wound healing through the synergy of electrostimulation and photothermal eﬀect ”为题发表在学术期刊《 Small 》上。论文的第一作者为中科院北京纳米能源所 王卓助理研究员 和 博士生胡全红 ，共同通讯作者包括 李琳琳研究员 和 王中林院士 ， 中国人民总医院张翠萍研究员 和 刘熹助理研究员 。

这一 e-patch 的核心材料为掺杂了多壁碳纳米管（ MCNT ）的丙烯酰胺（ PAM ） - 聚多巴胺（ PDA ）双网络导电水凝胶。这种水凝胶生物相容性良好，具有优异的导电性和拉伸性能。采用该水凝胶组装的摩擦纳米发电机（ TENG ）可作为多功能传感器，实时监测人体运动的机械和电生理信号，用于检测触摸、弯曲和面部表情等多种人体运动，其产生的电信号可有效促进皮肤组织再生。在啮齿类动物背部全层皮肤缺损模型中， e-patch 在近红外激光（ NIR ）照射产生的光热效应协同小鼠自主运动产生的自供能电刺激有效促进组织再生和血管新生，在 14 天的治疗期内实现伤口完全愈合。这种集监测与治疗于一体的多功能柔性电子敷贴，为皮肤伤口的个性化医疗诊断和治疗提供了创新性解决方案。

文章设计示意图：水凝胶制备过程及基于水凝胶的 e-patch 在促进伤口愈合中的应用示意图。

图 1 ：水凝胶的表征。

图 2. 基于水凝胶材料制备的 TENG 性能研究。

图 3. TENG 传感器对人体正常活动的生物力学传感。

图 4. e-patch 的光热转换和温度检测性能。

图 5. e-patch 通过电刺激和光热效应协同促进小鼠创面愈合。

这项研究开发的新型多功能水凝胶电子贴片，为伤口管理和监测提供了一种集成的解决方案，为智能、自供电医疗设备提供新的思路。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202409756

中科院纳米能源所李琳琳课题组 Small：电子敷贴（e-patch）监测并加速创面愈合

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