《Materials Today Chemistry》：Wound healing potential of conductive hydrogels: Classification, mechanisms, applications, and clinical challenges
编辑推荐：
•导电水凝胶恢复内源性生物电信号，加速伤口愈合。•电转导激活PI3K/Akt、MAPK/ERK、VEGF、Wnt/β-catenin、STAT3和Nrf2信号通路，这些通路对伤口愈合是必需的。•导电聚合物、碳纳米材料和金属纳米材料为电活性敷料提供了多功能平台。•多功能导电水凝
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导电水凝胶恢复内源性生物电信号，加速伤口愈合。
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电转导激活PI3K/Akt、MAPK/ERK、VEGF、Wnt/β-catenin、STAT3和Nrf2信号通路，这些通路对伤口愈合是必需的。
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导电聚合物、碳纳米材料和金属纳米材料为电活性敷料提供了多功能平台。
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多功能导电水凝胶集成了抗菌、抗氧化、粘附、自修复和药物递送功能，从而获得更好的愈合效果。
引言
伤口愈合是一个极为动态且协调精细的生物现象，包含多个相互重叠的阶段[1,2]。这些阶段包括止血、炎症、增殖和组织重塑[[3], [4], [5], [6]]。这一系列事件确保受损组织恢复至原始结构和功能[7]。然而，当这些阶段中的任何一个因糖尿病、微生物感染、慢性炎症、缺血或衰老等因素受损时，愈合过程将被延迟或停滞，最终导致不愈合或慢性伤口[8,9]。慢性伤口在全球范围内造成了巨大的临床和经济负担，通常伴随着发病率的增加、住院时间的延长以及截肢或系统性感染风险升高[10]。传统伤口敷料主要作为物理屏障防止污染，但往往无法主动参与再生过程或适应动态变化的伤口微环境[11]。因此，亟需开发先进的伤口护理材料，这些材料不仅提供保护，还能刺激组织再生、管理渗出液、对抗感染并恢复最佳愈合所需的生理微环境[12,13]。
在众多支配皮肤再生的生物物理和生化因素中，内源性生物电信号起着关键作用[14]。皮肤是一种电活性组织，在生理条件下表现出跨上皮电位差[15]。当皮肤屏障因创伤而受损时，伤口处会形成内源性电场，作为方向性信号促进细胞迁移；这一现象被称为电趋化[[16], [17], [18]]。这种电场已知会通过调节内皮细胞、成纤维细胞、角质形成细胞和免疫细胞的增殖、定向和向伤口中心迁移的模式来影响其行为[19]。此外，电刺激已被证明能够增强血管生成、抑制炎症、促进胶原沉积并加速再上皮化[20]。这些发现激发了人们对导电生物材料的兴趣，这些材料可以以非侵入性和局部化的方式模拟或放大这些天然电信号，从而创造有利于增强和加速伤口愈合的环境[21]。
导电水凝胶作为实现这一目的的一类有前途的材料而崭露头角，因为它们结合了水凝胶和导电材料的优良特性[22]。水凝胶本质上是一种柔软的、亲水的、类似组织的聚合物，能够吸收伤口渗出液、维持湿润的愈合环境并提供出色的生物相容性[23]。当与水凝胶整合导电元素，如本征导电聚合物（如聚吡咯、聚苯胺、PEDOT:PSS）[24]、碳基纳米材料（如石墨烯、碳纳米管）[25]或金属基纳米颗粒（如银、金或铜）[26]时，这些水凝胶便获得电活性，使其能够通过电信号调节细胞反应[27]。此类多功能导电水凝胶可以在伤口愈合级联反应的所有阶段同时提供机械支撑、抗菌活性、保湿和电刺激[28]。它们还可以被设计为具有自修复、粘附和刺激响应性（pH、应变、温度），或负载生物活性物质，如生长因子、抗炎药物或抗氧化剂，以获得增强的治疗效果[29]。本综述通过将材料设计与伤口愈合中涉及的电转导介导的信号通路联系起来，对导电水凝胶进行了全面概述。它还批判性地评估了最近的多功能水凝胶体系、当前的转化挑战和未来的临床前景，以指导下一代伤口敷料的开发。
章节摘要
伤口愈合的阶段
伤口愈合是一个复杂的、多阶段的过程，由各种细胞间相互作用和信号通路所调控[30]。第一阶段止血由血小板激活介导[31]，后者刺激血小板源性生长因子（PDGF）和转化生长因子-β（TGF-β）信号级联以促进凝血和免疫细胞募集[32]。炎症阶段以伤口部位中性粒细胞和巨噬细胞的存在为特征，并受调控
导电水凝胶触发的信号通路
导电水凝胶促进伤口愈合，不仅通过提供湿润的细胞外基质，还通过重建健康皮肤的内源性生物电微环境[40,41]。皮肤损伤后，跨上皮电位的破坏产生内源性电场，通过电趋化作用引导细胞向伤口方向迁移。导电水凝胶恢复或放大这些电信号，当与外部施加的电刺激（ES）结合时，可以进一步
导电水凝胶
导电水凝胶是一类新兴的柔软、灵活材料，独特地结合了传统水凝胶的吸水性和组织模拟特性以及传导电信号的能力[59]。这类复合材料通过将导电成分（如本征导电聚合物、碳纳米材料或金属纳米颗粒）引入亲水聚合物基质中合成[60]。因此，所得材料结合了高含水性
基于导电水凝胶的智能敷料
具有导电水凝胶特性的智能伤口敷料已成为一种促进伤口愈合的新方法，它将传统伤口护理功能与生物电子特性相结合[223]。导电水凝胶不仅像传统敷料那样提供湿润环境和保护，还通过模拟人体正常的电化学环境参与愈合过程[224]。它们的固有导电性使其能够传输或
导电水凝胶中的人工智能（AI）在智能伤口护理中的应用
人工智能（AI）正通过实现智能材料优化、持续伤口监测和个性化治疗干预，迅速变革导电水凝胶的设计、制备和临床应用[266,267]。与传统伤口敷料不同，AI集成的导电水凝胶可以通过整合生物传感器、可穿戴电子设备和机器
导电水凝胶放大化生产的瓶颈
导电水凝胶在伤口愈合中展现出巨大的治疗应用潜力，这得益于它们在单一平台上同时具备电导率、机械柔韧性、高含水量和可控药物递送能力[267]。许多体外和体内研究表明，导电水凝胶能够加速伤口愈合、改善血管生成、减少炎症并增加胶原沉积。这些令人鼓舞的结果仅限于少数已达到临床
结论
导电水凝胶作为一种有前途的电活性生物材料在伤口愈合领域崭露头角，它将传统水凝胶的优良特性与电导率相结合，以重建受损组织的内源性生物电微环境。通过电转导介导的关键信号通路的激活，包括PI3K/Akt、MAPK/ERK、VEGF、Wnt/β-catenin、NF-κB、STAT3、Nrf2和TGF-β/Smad，这些材料促进了细胞增殖、血管生成、细胞外
CRediT作者贡献声明
Devesh Kumar：撰写——审阅与编辑，撰写——原始稿件。Pranshul Sethi：撰写——审阅与编辑，方法论。Akshay Kumar：撰写——审阅与编辑，方法论。Arpan Kumar Tripathi：方法论，概念化。Ankit Awasthi：撰写——审阅与编辑，验证。Mohit Kumar：撰写——审阅与编辑，撰写——原始稿件，概念化。Md Ali Mujtaba：监督，方法论，调查。
利益冲突声明
作者声明不存在已知的、可能对本研究报告中的工作产生影响的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
作者感谢沙特阿拉伯阿拉尔北方边疆大学科学研究院长办公室通过项目编号"NBU-FFR-2026-2474-01"对本研究提供的资金支持。
Devesh Kumar|Pranshul Sethi|Akshay Kumar|Arpan Kumar Tripathi|Ankit Awasthi|Mohit Kumar|Md Ali Mujtaba
