皮肤界面三维闭环传感与治疗电子创可贴：慢性伤口管理的智能解决方案

本研究针对慢性伤口愈合这一全球性临床难题，开发了一种名为iSAFE的电池供电、全渗透、皮肤粘附、可拉伸电子创可贴。该设备集成了生物活性电子-伤口界面（BEWI）、多模态生物传感器和近场通信（NFC）技术，实现了伤口pH、葡萄糖和温度（Tem）的原位监测及自适应药物释放。通过体外和体内实验验证，iSAFE展现出优异的抗菌、促愈合和智能管理能力，并在18-95岁患者的临床试验中证明了其普适性和独特性，为慢性伤口管理提供了创新解决方案。

　　

慢性伤口愈合一直是临床面临的重大挑战，尤其是糖尿病溃疡、手术切口不愈合和静脉溃疡等复杂情况，不仅给患者带来痛苦，还造成巨大的经济负担。传统伤口敷料功能单一，无法实时监测伤口状态或提供精准治疗。尽管近年来数字伤口敷料取得进展，但如何将生物材料与电子技术无缝结合，同时满足透气性、防水性和舒适性等看似矛盾的需求，仍是亟待解决的难题。

香港城市大学的研究团队在《Nature Communications》发表了一项突破性研究，开发了一种名为iSAFE的智能电子创可贴。这种设备厚度仅140微米，与表皮相当，能够紧密贴合皮肤并随皮肤变形。iSAFE的核心是生物活性电子-伤口界面（BEWI），通过共电纺技术将苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯（SEBS）和甲基丙烯酸酯明胶（GelMA）结合，并负载银纳米颗粒（Ag NPs）和单宁酸（TA），实现了抗菌、止血、透气等多重功能。

研究采用了多项关键技术：1）共电纺技术制备具有导电性和生物活性的BEWI；2）预拉伸策略开发可拉伸生物传感器；3）NFC技术实现无线供电和数据传输；4）离子电渗疗法实现按需药物释放；5）临床研究在解放军总医院完成，涉及10名18-95岁不同伤口类型的患者。

研究结果部分：

设计无电池、皮肤粘附的iSAFE系统
iSAFE采用三层可拉伸蛇形铜迹线设计，通过Tegaderm胶带实现透气防水。设备尺寸为51×28 mm，厚度140微米，可承受50%拉伸和600次循环测试。

生物活性电子-伤口界面（BEWI）的设计与表征
BEWI的SEBS/GelMA比例为1:1时性能最优，导电性达0.52 S/m，拉伸强度显著提高。TA通过氢键增强机械性能，质量损失14天为40%，水蒸气透过率（WVTR）达50 g/m²/h。

可拉伸多生物传感器用于原位伤口监测
葡萄糖传感器采用普鲁士蓝修饰和葡萄糖氧化酶（GOx）固定，pH传感器通过电沉积氧化铱（IrO_x）实现，温度传感器采用负温度系数（NTC）热敏电阻。三种传感器在30%拉伸下保持稳定，准确率超过80%。

无电池无线通信与按需药物释放
NFC芯片在10 Hz采样频率下传输数据，MOSFET控制药物释放。实验显示电压和时间可精确调控抗生素释放量，浸泡7天后仍保持稳定。

iSAFE系统的体内临床前研究
糖尿病大鼠模型显示，iSAFE组伤口闭合率最高，6天后细菌减少，14天基本愈合。免疫组化显示CD68和IL-6表达降低，α-SMA和Ki-67表达增加，表明炎症减轻和血管生成促进。

临床研究
10例患者试验显示，伤口渗出液pH、Tem与伤口床评分（WBS）呈显著负相关，葡萄糖浓度与WBS呈正相关，证实监测指标的临床价值。

该研究首次将生物材料、电子技术和临床需求完美结合，解决了透气与防水、监测与治疗等多重矛盾。iSAFE的创新设计不仅为慢性伤口管理提供了智能解决方案，也为生物电子集成开辟了新途径。未来通过扩大临床试验和优化微流控采样系统，有望进一步推动该技术的临床应用。