东北大学田野课题组《CEJ》：摩擦电可穿戴设备用于加速伤口愈合

电刺激（ES）作为一种非药物物理刺激，因其无创伤、副作用小，在促进细胞增殖和组织修复方面具有优势，已成为伤口愈合不可或缺的治疗工具。然而，目前的电刺激疗法需要庞大的体外设备，依赖外部电源、结构僵硬、使用寿命有限、存在环境污染风险，这些都限制了其功能的发挥。摩擦纳米发电机（TENG）是一种新型自供电系统，能产生生物相容性的电刺激，加速伤口愈合并促进组织再生，给患者提供更舒适的康复体验，为伤口愈合提供了新的解决方案。

近期，东北大学医学与生物信息工程学院田野副教授团队系统性综述了摩擦电可穿戴愈合设备的材料选择、结构机制、组合治疗方法和自供电愈合效果。在材料方面，包括塑料、金属、硅胶和水凝胶等，不同材料具有各自的特点和优势，可根据实际伤口愈合需求进行选择。在结构方面，主要有垂直接触-分离结构、单电极结构、横向滑动结构和独立式摩擦电层结构四种，适用于不同的应用场景和伤口类型。在组合治疗方法方面，摩擦电可穿戴愈合设备可以与负压伤口治疗结合可修复内源电场，与光热治疗结合可改善血液循环和细胞代谢，与药物递送系统结合可实现按需药物释放，与伤口监测系统结合可实时监测伤口愈合情况。在自供电愈合效果方面，该设备具有抗菌、促进细胞增殖和迁移以及增强药物释放等作用。尽管摩擦电可穿戴愈合设备取得了显著成就，但仍面临一些挑战，如需要深入研究愈合机制、结合其他治疗方法针对特定伤口病例、推进临床试验以及集成人工智能监测系统等。未来，随着研究的深入和技术的发展，摩擦电可穿戴愈合设备有望在伤口治疗领域发挥更大的作用，为患者提供更加个性化和有效的治疗方案。

图1. 摩擦电可穿戴治疗设备材料选择标准

图2. 摩擦电可穿戴治疗装置的时间发展

图3. 基于垂直-接触分离结构的摩擦电可穿戴治疗设备

图4. 基于单电极结构的摩擦电可穿戴治疗设备

图5. 基于滑动结构的摩擦电可穿戴治疗设备

图6. 摩擦电可穿戴治疗装置的组合治疗方法

图7. 摩擦电可穿戴治疗设备的抗菌作用

图8. 摩擦电可穿戴治疗装置促进细胞增殖和迁移

图9. 摩擦电可穿戴治疗设备促进药物释放

该研究工作以“Triboelectric wearable devices for accelerated wound healing”为题发表在国际知名学术期刊《Chemical Engineering Journal》（影响因子13.3，文章DOI: 10.1016/j.cej.2024.154628）。东北大学博士研究生刘赫为论文第一作者，田野副教授为论文通讯作者。

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原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.154628

来源：高分子科学前沿

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