基于纤维生物燃料电池（Fiber BFC）的葡萄糖传感生物电子缝合线实现伤口实时监测

为解决深层伤口葡萄糖实时监测难题，研究人员创新性地开发了基于纤维生物燃料电池（Fiber BFC）的自供电生物电子缝合线。该缝合线以多孔镀金棉纤维（10-TAF）为基底电极，集成葡萄糖氧化酶（GOx）和四硫富瓦烯（TTF）作为阳极催化剂，铂纳米颗粒（Pt NPs）作为阴极催化剂，兼具优异机械性能（断裂伸长率27%，杨氏模量2795.41 MPa）和高灵敏度（9.25 mV mM-1 ）。实验证明其可在大鼠腹部伤口实现持续128小时稳定监测，为个性化伤口管理提供革命性工具。

　　

在临床实践中，伤口愈合状态的实时监测是评估治疗效果的关键。葡萄糖水平作为伤口炎症和血管生成的重要指标，其动态变化直接影响愈合进程。然而，现有监测技术面临两大瓶颈：传统刚性设备仅适用于体表检测，而柔性平面传感器（如皮肤贴片、敷料）难以触及深层组织。更棘手的是，多数纤维生物传感器需外接电源且功能单一，严重限制了临床应用。

针对这些挑战，中国某研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表了一项突破性研究。他们巧妙地将纤维生物燃料电池（Fiber Biofuel Cell, Fiber BFC）与外科缝合线结合，开发出能自供电的葡萄糖传感生物电子缝合线。这项技术通过四硫富瓦烯（TTF）介导的葡萄糖氧化反应和铂纳米颗粒（Pt NPs）催化氧还原反应，将伤口葡萄糖浓度转化为开路电压（OCV）信号，无需外部电源即可实现原位监测。

研究团队采用三项核心技术：1）以胺功能化小分子连接体（TREN）诱导金纳米颗粒（TOA-Au NPs）逐层组装，构建多孔镀金棉纤维基底电极（10-TAF）；2）通过葡萄糖氧化酶（GOx）和TTF修饰阳极，Pt NPs修饰阴极，形成双功能纤维电极；3）在大鼠腹部伤口模型验证监测性能。

物理表征显示突破性机械性能
10-TAF电极的孔隙结构使其兼具柔韧性和导电性。拉伸测试表明Fiber BFC断裂伸长率达27%，杨氏模量2795.41 MPa，与医用缝合线力学性能匹配。电化学测试证实其功率输出（P_max
）在间歇运行128小时后仍保持90.4%以上。

葡萄糖传感性能验证
在模拟体液和新生牛血清（NCS）环境中，传感器表现出9.25 mV mM^-1
的灵敏度，线性范围覆盖0.1-10 mM临床相关浓度。大鼠实验证实其能通过缝合方式实现伤口葡萄糖动态监测，且组织学分析显示良好生物相容性。

结论与展望
该研究首次将生物燃料电池与外科缝合线融合，解决了深层伤口监测的三大核心问题：通过自供电设计消除外部电源依赖，利用纤维结构实现组织深度整合，兼备缝合与传感双重功能。其创新性体现在：1）10-TAF电极的仿生多孔结构提升生物相容性；2）TTF电子介体增强催化效率；3）模块化设计可扩展至其他标志物检测。这项技术为糖尿病足溃疡等慢性伤口的个性化管理开辟了新途径，未来或推动智能缝合材料的临床转化。