《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》：Exogenous electrical stimulation combined with electroactive nanopatches promotes cutaneous nerve regeneration and wound healing
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高质量皮肤创面愈合需要满足快速闭合、完全再上皮化、有序胶原重塑、最小化瘢痕以及恢复局部感觉功能。大量证据证实，皮肤内周围神经再生并非修复的被动伴随现象，而是功能性组织再生的关键基础。然而，通过个性化电活性微环境同步促进神经再生与创面愈合的有效组合策略仍是未满足
高质量皮肤创面愈合需要满足快速闭合、完全再上皮化、有序胶原重塑、最小化瘢痕以及恢复局部感觉功能。大量证据证实，皮肤内周围神经再生并非修复的被动伴随现象，而是功能性组织再生的关键基础。然而，通过个性化电活性微环境同步促进神经再生与创面愈合的有效组合策略仍是未满足的临床需求，这推动了靶向电活性生物材料的发展。研究人员采用静电纺丝制备了电活性聚己内酯/碳纳米管(PCL/CNT)纳米贴片，表征其微观结构与电活性，并评估该贴片联合外源性电刺激(ES)的生物安全性与疗效。体外实验中，研究人员量化了PC12细胞增殖、神经突生长及神经标志物表达；体内实验采用SD(Sprague-Dawley)大鼠全层皮肤缺损模型评估疗效与生物安全性。结果显示，与PCL相比，PCL/CNT纳米贴片具有均匀排列纤维和显著增强的导电性。PCL/CNT + ES在体外提升PC12细胞活力、促进神经突生长并上调神经标志物。体内实验中，该组较对照组、纯PCL组和PCL/CNT组加速再上皮化、增加肉芽组织厚度、改善胶原沉积有序性，并提高NF200阳性神经纤维密度；未检测到脏器异常，证实生物安全性。“拓扑引导 + 电刺激”策略通过增强周围神经再生、协调组织修复和提升愈合质量发挥协同作用。该研究为高质量创面愈合提供了有前景的治疗思路，并支持面向同步神经再生与创面修复的电活性生物材料理性设计。
《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》刊发的该研究围绕高质量皮肤创面愈合展开。研究背景方面，皮肤创面修复是炎症调控、细胞迁移、血管生成、细胞外基质重塑与功能组织再生高度动态的过程；临床目标已从单纯创面闭合转向结构—功能协同重建。皮肤内周围神经纤维不仅介导感觉传导，还通过神经递质与神经营养因子调节角质形成细胞、成纤维细胞、内皮细胞及免疫细胞，因此皮肤周围神经再生被证实是高质量愈合的重要驱动因素而非伴随事件。内源性电场是创面修复中的关键生物电线索，外源性电刺激(ES)可模拟或增强生理电信号；但缺乏同时具备生物相容性与导电性的支架材料，使得通过电活性微环境同步促进神经再生与创面愈合仍属未满足需求，这正是本研究开展的原因。
研究人员制备了聚己内酯/碳纳米管(PCL/CNT)电活性纳米贴片，并将其与外源性电刺激(ES)联合，在体外以PC12细胞评估神经分化与生物安全，在体内以SD(Sprague-Dawley)大鼠全层皮肤缺损模型评估创面修复、周围神经再生与系统生物安全性，最终证实“拓扑结构—电刺激”双模策略可同步促进创面愈合与皮肤神经再生。
主要关键技术方法上，研究人员采用静电纺丝制备纯PCL与PCL/CNT复合纳米贴片；以扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察纤维形貌与内部结构，以四探针系统测电导率；体外用PC12细胞模型，通过细胞活力检测、活死染色、肌动蛋白染色及定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)评估增殖、神经突生长与NF200、GAP43、Tubb3等神经分化基因表达；体内使用SD(Sprague-Dawley)大鼠背侧直径1 cm全层皮肤缺损队列，分组为未处理对照、PCL、PCL/CNT、PCL/CNT + ES，每日给予100 mV/cm直流电场10 min，于术后第3、7、14天进行创面照相与面积分析，并于第7、14天取创面组织行苏木精—伊红(H&E)染色、Masson三色染色与NF200免疫荧光染色，同时对主要脏器行H&E染色评价系统生物安全性。
研究结果如下。电活性PCL/CNT纳米贴片的表征：通过SEM、TEM与四探针测试，研究人员发现PCL与PCL/CNT纳米纤维均呈平滑、均匀、排列有序结构，PCL/CNT内部可见颗粒聚集与突起；平均纤维直径无显著差异，但PCL/CNT电导率为(5.044 ± 0.2137) × 10?2 S/cm，较纯PCL的(5.117 ± 3.124) × 10?6 S/cm提高约四个数量级。细胞活力与生物相容性：CCK-8与活死染色显示，PCL/CNT即可促进PC12增殖，PCL/CNT + ES进一步显著提高活力，死细胞极少，材料具备良好体外生物相容性。神经分化形态观察：肌动蛋白染色显示三组细胞均沿纳米纤维方向排列；PCL/CNT组神经突长度为77.13 ± 17.05 μm，PCL/CNT + ES组达141.1 ± 18.03 μm，分别为纯PCL组32.10 ± 11.73 μm的2.4倍与4.4倍。神经分化相关基因表达：qRT-PCR显示NF200、GAP43、Tubb3在PCL/CNT + ES组分别约为纯PCL组的2.49倍、3.98倍与1.96倍，证明电活性微环境促进神经元成熟与轴突相关蛋白表达。创面愈合疗效评估：大鼠模型中，PCL/CNT + ES组第7天收缩更快，第14天闭合率达95.68% ± 1.68%，显著高于纯PCL组82.81% ± 1.82%与PCL/CNT组82.99% ± 1.96%。组织学分析：H&E显示PCL/CNT + ES组第7天肉芽组织厚且血管化，第14天表皮连续、真皮结构有序；瘢痕宽度仅468.23 ± 57.40 μm，远小于纯PCL组3691.18 ± 232.70 μm与PCL/CNT组2615.11 ± 638.65 μm；肉芽组织厚度达2093.57 ± 250.03 μm。Masson染色显示其胶原阳性面积更高、纤维排列更密；NF200免疫荧光显示NF200阳性面积比为2.51 ± 0.41 %Area，显著高于纯PCL组0.63 ± 0.19 %Area与PCL/CNT组0.68 ± 0.25 %Area，说明皮肤周围神经再生明显增强。主要脏器H&E未见异常，证实体内生物安全。
讨论部分总结：研究人员指出，创面修复评价已从创面缩小转向结构完整性、力学性能与感觉功能恢复；皮肤内周围神经通过调节局部微环境参与炎症、血管生成与重塑，因此神经再生是提升愈合质量的关键。ES可重现损伤组织内源性电场，电活性纳米贴片则作为局部信号载体，使伤口床形成稳定电活性微环境。对齐纳米纤维提供机械转导与拓扑引导，碳纳米管导电网络传递外源电信号，可能通过电压门控钙通道(VGCCs)、Ca2+信号及MAPK/ERK或PI3K/Akt相关通路促进神经元极化与神经突延伸。体内结果表明，该组合策略在加速闭合的同时减少瘢痕、增加有序胶原、增强神经纤维网络，并为感觉功能恢复奠定基础；脏器病理无毒性病变，说明具转化潜力。
结论部分翻译：研究人员成功制备了PCL/CNT复合纳米纤维电活性贴片，并通过联合外源性电刺激(ES)构建了“拓扑结构—电刺激”协同双模治疗策略。该策略不仅为神经突生长提供物理拓扑引导与电化学信号调控，还通过调节神经分化相关基因（NF200、GAP43与Tubb3）促进神经元功能性重塑。PCL/CNT复合纳米纤维贴片在体外表现出优良生物相容性，具备临床转化安全基础。在全层皮肤缺损动物模型中，该策略显著加速创面闭合、促进有序组织重塑并增强周围神经再生。综上，该协同多模态策略为组织工程提供了新理论基础与技术路径，有望推动皮肤创面愈合迈向更高效、精准和高质量的范式。
