在当今科技飞速发展的时代，科研成果不断为我们的生活带来惊喜与改变。近期，一项关于伤口敷料的研究成果引起了广泛关注，为慢性伤口护理领域带来了新的曙光。今天，就让我们一起来深入了解一下这项神奇的发明 —— 安全、稳定、简单、耐用且自供电的伤口敷料。

五邑大学于晖教授和王利环博士团队通过研发出一种由静电纺不对称纳米纤维膜（带丝网印刷电极）和聚氨酯泡沫组成的安全、稳定、简单、耐用且自供电（5S）的 ES 敷料。其中，不对称纳米纤维膜在单向渗出液转移时利用双电层效应产生电能，聚氨酯泡沫有效处理渗出液。该 5S 敷料能在伤口处原位产生持续低压直流电刺激，为伤口上皮化创造良好微环境。体外和体内研究表明，其可显著促进伤口愈合，与对照组（第 7 天）相比，5S 敷料处理组的胶原蛋白沉积增加 15.9%、毛细血管密度增加 90.6%、表皮厚度增加 228.3%，伤口愈合率提高 23.6%，为加速伤口愈合提供了高效治疗方法。

相关成果以“A Safe, Stable, Simple, Serviceable, and Self-Powered Wound Dressing WithContinuous Low- Voltage Direct Current Electrical Stimulation: an Efficient Approach to AccelerateWound Healing”发表在《Advanced FunctionalMaterials》上。论文第一作者为五邑大学硕士研究生石晨曦，通讯作者为五邑大学于晖教授和王利环博士。合作作者包括稳健医疗有限公司研发总监王欢、江门市中心医院王菁主任医师，澳门理工大学李克峰副教授以及五邑大学刘鹏碧博士。

首先通过静电纺丝和丝网印刷技术制备敷料，由不对称纳米纤维膜（PGP）、电极（E - PGP）及聚氨酯泡沫组成。在伤口护理中，它一方面能引流渗出液并维持湿润愈合环境，另一方面通过纳米纤维膜内的氧化石墨烯（GO）浓度梯度产生流动电位，进行电刺激。这种刺激可促进成纤维细胞迁移和丝状伪足伸展，增加胶原蛋白沉积和血管生成，从而助力伤口愈合 。

图1. P-E-PGP敷料的制备、自供电机制以及促进伤口愈合机制的示意图 

P-E-PGP 敷料中相关材料的微观结构、孔径分布、直径分布、元素组成、疏水性及力学性能等信息：微观结构：a 图为含氧化石墨烯的聚丙烯腈（PAN-GO）顶层的电镜图，b 图为聚己内酯（PCL）底层的电镜图，f 图为两者复合结构的示意图及截面电镜图。孔径与直径分布：c 图对比 PAN-GO 和 PCL 的孔径分布，d、e 图分别为 PAN-GO 和 PCL 的直径分布及平均直径数据。元素组成：g 图显示不同位置（S1 - S4）的碳（C）和氮（N）原子百分比。疏水性：h 图展示不同比例 PAN-GO/PCL 复合材料疏水侧的水滴接触时间变化，体现疏水性差异。力学性能：i 图为不同比例 PAN-GO/PCL 复合材料的应力 - 应变曲线，反映其力学特性。

图2展示了PGP膜的形态、透水性和机械性能，以及PGP膜横截面不同位置的N和C比例 。

可靠的自供电性能：这款敷料的一大亮点是自供电性能。在吸收渗出液的过程中，由于 PCL 侧和 PAN-GO 侧的 zeta 电位分别为 -36.6 mV 和 -29.3 mV，不对称纳米纤维膜会吸引大量带正电的离子（Na+、K+、） 。同时，敷料的梯度润湿性和梯度孔隙结构设计，使得伤口渗出液在纳米纤维膜内持续传输，从而在纳米孔垂直方向形成阳离子浓度梯度。基于双电层效应，纤维膜两侧形成电位差。实验验证，当向 E-PGP 膜的 PCL 侧连续滴加溶液时，能产生稳定的电压输出。通过添加 GO，还可进一步提高电压，当 GO 浓度为 0.5 wt.% 时效果最佳。而且，E-PGP 膜能在 12 小时内持续产生 65 mV 至 135 mV 的直流电压，模拟结果显示其能形成类似内源性电场的径向微电场，为伤口愈合提供稳定的电刺激。

促进伤口愈合的显著效果：P-E-PGP 敷料对伤口愈合的促进作用十分显著。体外细胞实验表明，它具有良好的细胞相容性，L929 细胞在其表面能稳定增殖，细胞活力大于 80%。同时，E-PGP 膜能显著加速 L929 细胞的迁移，24 小时后划痕愈合率比 PGP 组高 19%。在促进胶原蛋白分泌方面，E-PGP 膜也表现出色，能使成纤维细胞合成更多的 I 型胶原蛋白，相关 mRNA 表达水平比对照组提高 19.1%。对于体外血管生成，E-PGP 膜同样效果显著，能使人类脐静脉内皮细胞（HUVECs）的铺展面积更大，促进管状网络的形成，增加 CD31 的表达，有效促进伤口部位的血管生成。

图3. 图中借助多种图示呈现 E-PGP 膜自供电机制、电学性能及电场分布 　

最后通过动物实验进一步验证了 P-E-PGP 敷料的优异性能。在大鼠全层皮肤切口模型实验中，使用 P-E-PGP 敷料的伤口愈合速度明显快于其他组，14 天后几乎完全愈合，愈合率高达 98.5%，远超对照组、PGP 组和 E-PGP 组。组织学评估显示，P-E-PGP 敷料能有效减少炎症反应，促进表皮增厚和胶原蛋白纤维沉积，在伤口愈合早期形成高密度血管网络，加速组织修复。

图4.对伤口愈合的体内评估伤口愈合进程呈现、组织染色观察、量化指标分析

展望未来，研究团队计划将智能生物粘合剂和智能可穿戴设备平台与这种 5S 敷料相结合，进一步提升其在实际应用中的便利性和功能性。相信在不久的将来，这种新型伤口敷料将广泛应用于临床，为更多慢性伤口患者带来福音，开启伤口护理的新篇章。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202422188