近日，北京理工大學(xué)光電學(xué)院王涌天、楊健教授團(tuán)隊(duì)成員丁賀副教授與北京理工大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院趙洪友副研究員合作，共同開發(fā)了一種用于傷口護(hù)理的無線光電貼片系統(tǒng)。通過將可生物降解微針與無線發(fā)光的多色LED結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對傷口的殺菌和加速愈合。研究成果以《Battery-Free Optoelectronic Patch for Photodynamic and Light Therapies in Treating Bacteria-Infected Wounds》為題發(fā)表在Biosensors and Bioelectronics期刊上。

健康皮膚對于保護(hù)生物組織免受病原體、紫外線和其它外部威脅至關(guān)重要。然而，在遭受嚴(yán)重?zé)齻�、�?chuàng)傷、外科手術(shù)或某些慢性疾�。ㄈ缣悄虿。┑那趾�時(shí)，傷口的愈合能力會(huì)受到顯著影響。同時(shí)，細(xì)菌感染是傷口愈合中最常遇到的問題，其在傷口處的積累而引起的嚴(yán)重炎癥反應(yīng)不僅顯著增加感染相關(guān)的并發(fā)癥，而且嚴(yán)重干擾傷口的自然修復(fù)機(jī)制。因此，抑制細(xì)菌生長對于促進(jìn)傷口愈合至關(guān)重要，已成為面向組織修復(fù)研究和應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

圖1. (a、b) 由諧振線圈無線供能LED和可降解微針形成柔性光電貼片的示意圖和實(shí)物圖；(c)貼敷在自由移動(dòng)老鼠背部進(jìn)行無線光療；(d)治療感染銅綠假單胞菌皮膚傷口的菌落對比。

通過建立線圈供電的LED光源和含有光敏劑的可生物降解微針的集成方案，形成面向創(chuàng)傷性皮膚感染治療的可穿戴柔性光療貼片設(shè)計(jì)。該光療貼片借助內(nèi)置諧振線圈，以13.56 MHz頻率從外部源進(jìn)行磁共振耦合能量收集，形成無線供電的設(shè)計(jì)擺脫了對電池的依賴，極大地提高了設(shè)備的輕便性。光療貼片中陣列化的紫光和紅光微型LED芯片確保了光源的均勻分布，為傷口提供持續(xù)且穩(wěn)定的光照治療。光療貼片的微針（MNs）由聚乙烯醇（PVA）和透明質(zhì)酸（HA）可生物降解復(fù)合材料制成，不僅實(shí)現(xiàn)光敏劑5-氨基酮戊酸（5-ALA）的可控藥物釋放，還可以作為光波導(dǎo)將可見光高效傳輸至深層皮膚。最后，借助皮膚傷口細(xì)菌感染的小鼠動(dòng)物模型，在活體動(dòng)物層面進(jìn)行了光動(dòng)力抗感染治療和光療皮膚修復(fù)實(shí)驗(yàn)，展示了柔性光療貼片的顯著治療效果�；�于柔性光療貼片設(shè)計(jì)有望為皮膚創(chuàng)面治療提供低創(chuàng)、高效、便攜的治療方案，并為可穿戴式治療系統(tǒng)的研制提供新思路和新方法。

本論文第一作者為北京理工大學(xué)光電學(xué)院碩士生薛釗和醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院碩士生侴雯馨，通訊作者為北京理工大學(xué)光電學(xué)院丁賀副教授、楊健教授和醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院趙洪友副研究員。該研究獲得了北京新星計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.116467