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針對(duì)這一需求，北京航空航天大學(xué)常凌乾課題組在《ACS Applied Materials & Interfaces》（IF: 9.5）期刊上發(fā)表了“Combined amniotic membrane and self-powered electrical stimulator bioelectronic dress promotes wound healing”的研究文章。設(shè)計(jì)了一種新型的柔性自供電電子衣（E-dress），利用電化學(xué)原理（鎂鐵柔性電極）提供一種可持續(xù)的低壓電刺激結(jié)合羊膜的有益特性來(lái)促進(jìn)傷口愈合。E-dress可以附著在組織缺陷的表面，并持續(xù)提供加速組織修復(fù)的生長(zhǎng)因子。此外，與單獨(dú)羊膜相比，該裝置在自身低壓電刺激下可以加速修復(fù)因子向損傷組織的傳遞，顯著縮短傷口愈合時(shí)間。此外，該裝置的電源組件由可生物降解材料制成，具有優(yōu)異的生物相容性，為修復(fù)內(nèi)部器官損傷提供了潛在的途徑，為不同組織的修復(fù)提供了重要的參考策略。

自供電、可持續(xù)、低壓電刺激釋放愈合因子，積極促進(jìn)自由運(yùn)動(dòng)動(dòng)物皮膚缺損的愈合（圖1）。該器件由三層組成。最外層是聚乳酸（PLGA）層，可以長(zhǎng)期用作E-dress的柔性封裝。將Mg和Fe濺射到PLGA襯底上，形成相應(yīng)的環(huán)形電極用于電刺激。底層是釋放生長(zhǎng)因子的具有良好生物相容性的羊膜層。在皮膚傷口上的E-dress貼片中，在體液環(huán)境下產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，可以對(duì)羊膜層施加持續(xù)的電刺激，從而刺激羊膜在傷口部位連續(xù)分泌愈合生長(zhǎng)因子。

圖1. 柔性，生物相容性，自供電電子衣促進(jìn)皮膚傷口修復(fù)示意圖。

為了驗(yàn)證器件對(duì)傷口愈合的影響，作者使用E-dress在小鼠傷口缺損模型中促進(jìn)傷口愈合。在小鼠背部制造全厚度1 cm × 1 cm的創(chuàng)面，并在術(shù)后不同天數(shù)評(píng)估各組處理后的創(chuàng)面愈合程度（圖2）。在E-dress治療7天后，E-dress組創(chuàng)面愈合最先進(jìn)，創(chuàng)面面積較小。到第12天，E-dress組傷口完全閉合。羊膜（AM）組的愈合效果略遜于E-dress組，可能是由于缺乏電刺激驅(qū)動(dòng)AM釋放足夠的生長(zhǎng)因子，導(dǎo)致愈合速度較慢。但與空白對(duì)照組相比，羊膜組仍有一定的生長(zhǎng)因子產(chǎn)生和釋放，說(shuō)明生長(zhǎng)因子在促進(jìn)創(chuàng)面愈合中的關(guān)鍵作用。這與體外實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是一致的。作者還對(duì)剩余創(chuàng)面區(qū)域進(jìn)行了堆疊圖像分析和創(chuàng)面區(qū)域定量分析。結(jié)果表明，羊膜促進(jìn)傷口愈合是由于其釋放生長(zhǎng)因子的能力。總之，“電子衣”可以通過(guò)自驅(qū)動(dòng)低壓電刺激刺激和加速羊膜中生長(zhǎng)因子的持續(xù)和充分釋放。

圖2. E-dress在皮膚傷口修復(fù)中的體內(nèi)驗(yàn)證。

該研究通訊作者為北航生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院常凌乾教授、甘肅省腫瘤醫(yī)院蘇海翔教授、甘肅省中心醫(yī)院孟照琰教授。第一作者甘肅省中心醫(yī)院王玉佩博士，北航博士生吳晗、北航博士生肖傲、西北師大碩士生朱靜為共同第一作者。