加州理工学院高伟教授团队 AFM：可穿戴电子器件在慢性伤口管理中的应用

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慢性伤口影响了全世界数百万患者的生活。慢性伤口检测和治疗依赖繁琐的实验室分析及长期频繁的临床干预，大大限制了治疗效率和病人的依从性。目前的伤口护理的临床疗效十分有限。近年来，柔性电子器件领域发展迅猛，其可穿戴性、低成本、舒适性、快速检测和使用便利等特征及优势，为个性化伤口护理提供了巨大的潜在应用价值。对此，加州理工学院高伟教授团队在《Advanced Functional Materials》发表了题为Wearable Bioelectronics for Chronic Wound Management的综述文章，系统回顾了用于监测和管理慢性伤口的可穿戴生物电子设备的最新进展。其中，加州理工学院博士生王粲然为论文第一作者，高伟教授为论文通讯作者。

慢性伤口是动态的，且受多种局部因素和病人个体状况的影响。例如，由于免疫系统失调和高血糖水平，糖尿病性慢性伤口会在炎症阶段停滞数年，大大增加了伤口感染的可能性。然而，大多数市售的伤口敷料都是被动的，无法提供相应的治疗。虽然有些敷料含有抗生素，但长期大量使用抗生素会导致病原菌出现耐药性。因此，针对慢性伤口护理需要开发能够动态识别个体异常状况并控制药物释放以降低不良反应的治疗系统，从而实现慢性伤口的最佳治疗效果。目前可穿戴器件已被开发用于伤口的生化状况评估并可提供全天候的伤口监测。通过结合近年来生物材料和数字健康领域的发展，可穿戴器件能够实现在不中断患者日常活动的情况下进行局部和可控的治疗。此外，与人工智能等数据分析工具相结合，可以辅助并加速治疗方案的决策过程，实现精准快速的伤口护理的治疗新模式。

图1.用于伤口监测及治疗的可穿戴电子器件设计及应用。

本文首先详细分析了在设计针对伤口护理的可穿戴器件时所需考虑的伤口生理学特征，包括伤口微环境的生化指标及力学等性能；然后总结了用于伤口的生物信号传感器和智能治疗系统研发进展，涵盖针对温度、压力、阻抗、离子、小分子、核酸、蛋白及微生物等信号的监测及基于响应型材料的药物递送系统、电刺激疗法、光动力疗法等的伤口可穿戴器件的发展及应用。文章还讨论了集成性闭环系统的设计方案，展望了将无线通信系统和人工智能等先进数据分析工具应用于个性化伤口护理的新的治疗范式。最后讨论了用于伤口护理的可穿戴生物电子器件的未来前景和挑战。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202111022

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