上海交大卢敏等开发可穿戴双波长LED设备

慢创，即“慢性难愈合创面”的简称，一般指大面积溃烂且无法愈合的伤口，国际伤口愈合学会对其定义为：无法通过正常有序而及时的修复过程达到解剖和功能上完整状态的创面。通常，传统伤口多由突发的机械性外力所致，如切割、撕裂等，其愈合过程遵循正常的炎症、增生、重塑阶段，愈合速度快，恢复情况好。

然而，慢性伤口的愈合，受多种全身性因素影响，病程长，创面愈合差，还存在感染及致残的风险，成为一种长期不愈的消耗性疾病。不但患者本人生活质量显著下降，也给家人带来沉重的身心及经济负担。尤其是有“糖尿病、下肢血管疾病”等基础疾病以及癌症放疗的患者，其创口可能会迁延多年不愈，甚至导致癌变。所以，如何缩短慢性伤口的愈合时间，提高治愈水平，改善患者的预后，提高患者生活质量，一直是困扰患者和临床医护人员的棘手问题。

在慢性创伤的治疗上，光疗因其“安全、无创”的优点，受到了越来越多患者的关注，尤其是光动力疗法（PDT）和光生物调节（PBM），在抗菌和促进伤口愈合方面具有良好效果。但是传统的光疗设备，为了保证周围有足够的空间用于散热、人员操作以及患者进出，通常占地空间较大，而且这些设备大多是固定安装，无法轻易移动，几乎没有便携性可言，导致慢性创伤的护理存在着许多局限。

为了解决这一难题，来自中国上海交通大学医学院以及美国哈佛医学院麻省总医院皮肤科医学中心等多个机构的研究人员于近日在 Nature Communications 发表题为“A wearable and stretchable dual - wavelength LED device for home care of chronic infected wounds”的文章。他们开发了一种全新的可穿戴、可拉伸的双波长 LED 设备，为护理慢性创伤这一难题带来了新的思路和解决方案。

上海交通大学医学院附属瑞金医院卢敏、上海交通大学医学院附属第九人民医院姚敏、麻省总医院 Mei Wu 共同领导了这项研究。

图 | 一种全新的可穿戴、可拉伸的双波长 LED 光疗设备

首先，这种新型设备的灵活性极强。

它由双波长红蓝 LED (r&bLED) 贴片和智能控制模块组成。r&bLED 贴片采用热塑性聚氨酯（TPU）基板和银纳米线（AgNW），因此具有良好的弹性和机械性能，具备柔性、可拉伸和可变形的特点。能够紧密贴合身体轮廓，无论是在关节部位（如手腕、手指）还是其他部位，都能保证在患者运动或日常活动时不会影响治疗效果，极大地提高了患者使用的舒适度和便利性，实现了真正的可穿戴式治疗。

不仅如此，智能控制模块设计紧凑且功能强大，类似于 AirPods 充电盒大小，方便携带。它通过蓝牙或 Wi-Fi 连接功能，用户可以使用手机实时监测贴片的温度，同时还能方便地调整光的功率密度和照射时间。这种智能控制方式使得患者可以随时携带，并且根据自己的需求和医生的建议，灵活地进行治疗。

其次，它也有着良好的的治疗效果。

新型设备通过集成红色 LED（rLED，波长 630nm）和蓝色 LED（bLED，波长 470nm）芯片，实现了双波长协同治疗。红光可通过刺激细胞内线粒体功能，促进伤口愈合；蓝光具有广谱抗菌特性，可有效消除多种细菌。而且由于 rLED 和 bLED 芯片的密集排列，光学功率密度均匀性较高，分别约为 69% 和 71%。这使得光线也能够均匀地照射在伤口上，避免出现局部光照不足或过强的情况，强有力的保证了治疗的安全与有效。

为了增强 r&bLED 贴片的治疗效果，将蓝光敏感的百里香醌 (TQ) 和红光协同还原烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NADH) 添加到可喷涂的纤维蛋白凝胶 (F-gel) 中，该凝胶与皮肤高度相容，可在皮肤上迅速形成薄膜。将 F-gel 涂抹到伤口上，然后在打开灯的情况下贴上 r&bLED 贴片，在缩短照明时间的情况下，通过改善线粒体实现了抗感染和加速伤口愈合的双重功能。

通过体外和体内实验，研究人员已经全面验证了新型光疗设备在抗菌、促进伤口愈合、调节细胞功能等方面的显著效果。体内试验中，研究人员利用小鼠和小型猪感染糖尿病伤口模型进行处理后观察。

结果显示，使用新型设备治疗后，其在消除伤口细菌感染方面效果显著，能完全治愈急性金黄色葡萄球菌感染，且伤口愈合速度快，肉芽组织厚，胶原蛋白沉积多，血管生成明显，同时增强线粒体功能、减轻炎症，且可下调炎症基因、上调修复基因。

新型设备的抗菌、促进伤口愈合、调节细胞功能等效果良好

虽然截止到目前，该设备还目前尚未进行临床人体实验，但是通过体外试验以及小鼠和小型猪感染糖尿病伤口模型的体内实验已经充分验证了其有效性。

相信未来，这种创新的治疗方法将为慢性感染伤口的家庭护理提供一种安全、有效且便捷的解决方案。期待该设备能够进一步优化和推广应用，为更多慢性伤口患者带来福音，同时也为医疗领域的光疗技术发展注入新的活力。

参考文献：

1.https://www.nature.com/articles/s41467-024-53579-6

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