近日,浙江大學生物醫學工程與儀器科學學院教授劉清君團隊基于柔性電子技術,研發了一款無線無源的智能“創可貼”,在多參數傷口監測的基礎上實現了精確電控給藥的反饋治療。相關成果發表于《先進功能材料》。
為了讓“創可貼”一樣的電子貼片更好地貼合皮膚,科研人員采用了蛇紋形導線設計,利用柔性電極加工技術實現了柔性傳感電極的加工制備。傳感電極可實現拉伸、彎折和扭曲等多種不同的形變,從而適應人體柔軟的皮膚界面,實現與傷口表面的舒適接觸。在設計中,貼片呈雙層結構,上層是集成有近場通信技術模塊、溫度傳感和藥物控制釋放等功能的柔性電路;下層為傳感電極和藥物控釋電極,用于實施傷口pH值和尿酸的檢測,以及藥物釋放。
神奇“創可貼”并沒有提供電源的電池。將帶有近場通信技術模塊的智能手機靠近該貼片,即可無線供電、獲取檢測結果,之后根據檢測到的感染數據來控制藥物釋放,從而實現從監測到智能給藥的全過程反饋管理。劉清君表示,近場通信技術可以實現無線能量收集,用于驅動多種電化學傳感方法,實現信號采集及無線傳輸。
傷口恢復進展如何,過去常常通過觀察來了解。劉清君團隊通過智能傳感技術實現了多參數監測。傳統的傷口藥物敷料通過藥物自身緩慢擴散作用于目標部位。而團隊開發的智能給藥模式則依托電勢控制實現精準按需給藥。在這項實驗中,研究人員通過在小鼠體表傷口上接種金黃色葡萄球菌,形成感染傷口動物模型,將構建的智能“創可貼”貼敷于傷口,實現了良好的傷口監測與藥物治療效果。
這種新型電子皮膚貼片既能實現傷口原位實時監測,又能精確控制藥物遞送,對于感染性傷口的檢測和治療具有重要意義。未來,科研團隊期待這種基于近場通信的神奇“創可貼”能夠運用到糖尿病壞疽、下肢靜脈潰瘍、壓瘡、嚴重燒燙傷等慢性傷口的穿戴式監測管理和精準治療領域。崔雪芹

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