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哈工大任玉坤教授團隊《Adv. Mater.》：用于滲出液管理和慢性傷口按需治療的無線閉環智能敷料

2023-09-05 來源：高分子科技

近年來，隨著各種慢性疾病的患病率逐年增加，導致與之相關的壓瘡、糖尿病足、下肢靜脈性潰瘍等慢性創面也呈現出高發病率。除了內在因素之外，各種創傷、燒傷、燙傷、細菌感染傷口、術后創口不愈合等所致的慢性傷口同樣常見。當前，一些經久不愈的慢性傷口病歷大幅增加，并成為嚴重危害人民身心健康、降低生活和生存質量以及增加社會醫療保障負擔的重要原因。

近日，哈爾濱工業大學任玉坤教授團隊報道了一種由傷口滲出管理、傳感器監測、閉環治療和柔性電路模塊組成的可穿戴式智能傷口敷料，它可以實現傷口滲出管理和按需傷口治療之間的有效協同。智能傷口敷料由兩部分組成:傷口貼片和配備近場通信(NFC)天線的柔性電路，如圖1所示。傷口貼片的傷口滲出液管理模塊可以實現液體的自泵送和儲存，如圖2所示。傳感模塊可以同時檢測傷口的溫度和濕度，為感染性傷口的診斷和藥物釋放提供參考。通過電壓控制液態金屬加熱電路，實現熱敏水凝膠微球按需釋放藥物，如圖3和圖4所示。使用液態金屬作為加熱電路，使傷口貼片靈活，可拉伸，更舒適。此外，傷口貼片的模塊化設計可以降低更換組件的成本，適應不同的纏繞尺寸。通過集成NFC天線，柔性電路允許通過電感耦合傳輸數據。此外，還開發了具有圖形用戶界面的APP，以實現數據的記錄，分析和可視化以及控制藥物釋放過程。最后，通過小鼠傷口感染模型驗證，閉環智能傷口敷料可以連續監測溫度和濕度信息，并根據傷口情況提供按需給藥反饋治療，在加速傷口愈合、促進組織再生、促進膠原沉積等方面發揮重要作用。此外，這種智能傷口敷料可以與其他傳感器和藥物輸送系統組合或集成，為開發更先進和多功能的傷口敷料提供了基礎平臺。

圖1.智能傷口敷料的設計、結構和操作概述。

圖2.傷口滲出液處理的自泵送和微流體儲存功能。

圖3.液態金屬加熱線圈的設計與功能。

圖4.溫敏水凝膠微球實現按需藥物釋放。

該工作以“Wireless and Closed-loop Smart Dressing for Exudate Management and On-demand Treatment of Chronic Wounds”為題發表在《Advanced Materials》上（doi：10.1002/adma.202304005）。哈爾濱工業大學博士研究生葛振友為該論文第一作者，哈爾濱工業大學陶冶副教授、李鈺教授和任玉坤教授為該論文共同通訊作者。

任玉坤教授課題組主要從事微流控醫工檢測裝備與醫療軟體機器人的相關研究工作。團隊負責人任玉坤教授為哈爾濱工業大學長聘教授/博導，國家級青年人才，哈爾濱工業大學青年科學家工作室負責人，機械設計系副主任（主管研究生工作），作為第一完成人獲黑龍江省自然科學二等獎、黑龍江省教育廳自然科學一等獎、黑龍江省博后青年英才計劃、哈工大青年拔尖人才計劃支持等，入選2020、2021、2022愛思維爾中國高被引學者（機械工程），2021年全球頂尖前十萬科學家。以第一/通訊作者，在國內外著名期刊發表SCI學術論文近百篇，谷歌學術H系數29，i10系數85，擔任中國力學學會微納尺度流動專業組委員、國際期刊《Electrophoresis》編委、《應用力學學報》青年編委、國家自然科學基金重點、面上及青年項目的評審專家、教育部學位委員會學位論文評審專家。

任玉坤教授個人主頁：http://homepage.hit.edu.cn/renyukun

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202304005

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（責任編輯：xu）

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