生物混合电子皮肤(DC-eSkin):基于异种脱细胞皮肤与电子纹身的无瘢痕促愈创新疗法

【字体: 时间:2025年09月16日 来源:Biomaterials 12.9

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  这篇研究开创性地将脱细胞猪皮(DC-Skin)与电子纹身技术结合,开发出生物混合电子皮肤(DC-eSkin)。通过异种脱细胞基质的生物活性促进宿主细胞再生,同时利用表皮电子回路(碳基电路)主动诱导急性炎症反应(~80倍增强)和血管新生,实现伤口闭合率提升~85%且近乎100%抑制瘢痕形成,为穿戴式生物电子-生理交互系统提供了突破性解决方案。

  

亮点

伤口愈合是一个需要多种细胞协同参与的复杂生物学过程。本研究通过整合脱细胞异种皮肤与电子技术,开发出能双向调控生理过程的生物混合系统。

系统设计与制备

如图1所示,DC-eSkin由两大核心组件构成:脱细胞猪皮(DC-Skin)基质与表皮电子纹身层。脱细胞皮肤保留了天然ECM结构和生物活性物质,为宿主细胞提供再生微环境;而纹身电子层采用碳基微电路设计,既可远程激活炎症模拟反应,又能实时监测生理信号。

讨论

传统愈合过程受限于炎症阶段调控不足。DC-eSkin通过38~41?C热刺激(由电子线圈诱导)同步实现三重调控:早期招募免疫细胞(巨噬细胞等),中期促进血管生成(VEGF通路激活),后期抑制胶原过度沉积(TGF-β调控)。这种时空精准干预使愈合效率与美观度达到临床级突破。

脱细胞猪皮制备方法

经伦理审批后,取新鲜猪皮彻底去除脂肪层,依次用2% Triton-X100和DNA酶处理,最终获得保留天然多孔结构的脱细胞支架。该工艺确保完全去除α-Gal异种抗原,同时保留胶原纤维和生长因子。

作者贡献声明

彭 Shi 教授团队主导概念设计,马玉涛等完成动物实验验证。电子纹身部分由Xiong Chuxiao开发,脱细胞工艺由Huang Man优化。

数据可用性

所有原始数据详见补充材料。

利益冲突声明

作者声明无任何竞争性利益。

致谢

本研究获国家自然科学基金(U20A20194)、香港研资局(11215920)及深港联合计划(SGDX2020110309300502)资助。

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