糖尿病傷口受損的電生理微環境可以通過電刺激來修復，但傳統笨重的電源阻礙其臨床應用。此外，患者對傷口危險狀態的感覺障礙和不可見增加了傷口護理的難度和經濟負擔。為了應對這些挑戰，本研究開發了一種基于電磁感應效應自供電的電活性敷料，可實現無線電刺激治療和傷口微環境監測。該研究通過靜電紡絲技術和靜電噴霧技術的協同集成，利用Ti3C2Tx MXene和PCL纖維之間形成的納米互鎖結構賦予了敷料優異的機械性能和穩定的導電性（≈3.5 S·cm?1，PBS溶液浸泡7天后保留率為72.2%）。并基于電磁感應效應產生了10.8 μA的無線微電流，成功激活了多種促愈合信號通路（calcium、TGF-β、PI3K-AKT、PPAR、Axon guidance和Wnt），同時抑制炎癥相關的信號通路（TNF和NF-κB）。與對照組相比，這種細胞行為和免疫微環境的雙重調節分別促進了傷口愈合和神經再生≈36.3%和283.8%。其還可以監測傷口溫度、應變和滲出液等生理信號，實現及時和精確的傷口護理。總之，這項研究促進了電磁感應生物醫學和個性化醫療的發展。
圖1 電活性敷料基于電磁感應促進糖尿病傷口愈合及微環境監測
圖2 電活性纖維膜的制備與表征
圖3 電活性纖維膜的機械性能和無線微電流測試
圖4 電活性纖維膜的體外診斷監測功能
圖5 電活性纖維膜基于電磁感應產生的無線電信號對細胞行為的調控
圖6 基于電磁感應誘導的無線微電流促進糖尿病傷口快速愈合
圖7 傷口愈合的免疫熒光分析
圖8 傷口組織RNA序列檢測分析
他們成功開發了一種基于電磁感應的無線、自供電、電活性敷料，其有助于糖尿病傷口的快速愈合和功能性皮膚重建，并能夠監測傷口微環境變化。Ti3C2Tx MXene與PCL纖維之間形成的納米互鎖結構使敷料具有優異的機械性能和導電性。體內/外研究表明，電活性纖維膜基于電磁感應原理產生的無線微電流有效調控了細胞行為（增殖、遷移和分化）。RNA測序結果證明多種信號通路如鈣、TGF-β、PI3K-AKT、PPAR和Wnt被激活，并下調TNF、NF-kappa B和 IL-17 信號通路。這導致相關基因的表達發生變化和細胞因子的釋放，從而減輕炎癥反應，促進細胞外基質重塑、傷口愈合、神經和毛囊等皮膚附屬物的再生。此外，利用電活性纖維膜對溫度、應變和滲出液的電阻響應性，成功實現了對傷口微環境生理信號的監測，為智能醫療在提高傷口護理管理的精確性和效率方面的進步做出了重大貢獻。該策略擁有便攜、無創、無線的優勢，并具有監測能力，凸顯其在糖尿病患者傷口愈合中的巨大應用潛力。
論文第一作者是東華大學博士生周奉凱，共同通訊作者為東華大學毛吉富研究員和張倩副研究員。
論文信息:
F. Zhou, L. Wei, L. Tang, M. Shan, Z. Wang, J. Peng, Z. Zhang, X. Liu, Q. Zhang, F. Wang, L. Wang, J. Mao, Nano-Interlocking Enhanced Electroactive Dressing: Electromagnetic Induction for Accelerated Diabetic Wound Healing and Wound Microenvironment Monitoring. Adv. Funct. Mater. 2025, e08829.
原文鏈接:https://doi.org/10.1002/adfm.202508829
