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  可拉伸電子是近年來出現的一種具有顛覆性的技術。與傳統電子器件相比，可拉伸的電子器件突破了剛性基底的限制，具有輕質、柔軟、可折疊、可延展變形等特點，能夠與皮膚表面共形接觸，在可穿戴健康監測、醫療治療等領域展現出光明的發展前景。近年來，大量柔性可穿戴電子器件被用于生理信號檢測，以及糖尿病、神經痛等慢性疾病治療。針對惡性腫瘤的可穿戴治療的器件則較少，新型材料的快速發展為變革相關治療方法提供了重要契機。將可拉伸電子技術應用于腫瘤的便攜治療，有望提供一種智能可控的治療方案。

  近日，南京大學現代工程與應用科學學院孔德圣教授團隊和寧興海教授團隊合作，報道了一種可拉伸電子治療貼片用于癌癥術后治療，可以保形貼合在術后傷口上，通過智能手機無線控制進行電熱療與化療的聯合輔助療法，有效遏制腫瘤復發，展示了可拉伸電子在穿戴治療領域中的廣闊應用前景。研究成果以“Stretchable and Skin-Attachable Electronic Device for Remotely Controlled Wearable Cancer Therapy”為題發表于《Advanced Science》上。

【穿戴式可拉伸電子貼片的應用場景】

圖1. 用于術后腫瘤治療的穿戴式可拉伸電子貼片。（A）可拉伸電子貼片與術后傷口連接示意圖，在智能手機遠程命令下按需啟動熱療和化療。（B）不同機械變形的電子貼片。

【可拉伸電阻加熱器的制備及性能】

圖2.（A）液態金屬導電材料電阻與應變的關系。（B）不同拉伸應變條件下蛇形鏤空結構的液態金屬微網。（C）不同輸入電壓下的溫度時間曲線。（D）在不同電壓下，加熱器的紅外熱像圖。（E）1.5 V驅動電壓下，加熱器在開/關120次循環下的溫度響應曲線。（F）1.5 V驅動電壓下，液態金屬導電材料飽和溫度與應變的關系。

【順應性復合纖維織物的制備及性能】

圖3.（A）順應性復合纖維織物的制備示意圖。（B）復合纖維織物初始狀態（上）和熱處理后的微觀形貌（下）。（C）負載藥物模型RhB的復合纖維織物在不同應變下的光學圖片。（D）復合纖維織物初始狀態和熱處理后的應力應變曲線。（E）復合纖維織物的多次DSC掃描曲線。（F）在不同溫度下復合纖維織物中DOX的釋放量。（G）復合纖維織物脈沖式熱響應所對應的藥物釋放曲線。（H）在不同應變下，復合纖維織物中DOX的累積釋放量。（I）不同處理條件下，腫瘤細胞的存活率。

圖4.（A）可拉伸電子貼片逐層結構示意圖。（B）不同應變下電子貼片的光學照片。（C）集成系統的光學照片（上）和工作原理（下）。（D）不同驅動模式下，電子貼片溫度和功率的關系。（E）不同應變下電子貼片工作時的紅外熱像圖。（F）集成系統穿戴在小鼠身上。（G）集成系統穿戴在人體前臂。

【體內腫瘤治療效果】

圖5.（A）不同治療組小鼠的腫瘤生長曲線。（B）治療結束后，離體腫瘤的光學照片。（C）離體腫瘤組織的病理學分析。

  原文鏈接：Xiaohui Ma, Xiaotong Wu, Shitai Cao, Yinfeng Zhao, Yong Lin, Yurui Xu*, Xinghai Ning*, and Desheng Kong*, Stretchable and Skin-Attachable Electronic Device for Remotely Controlled Wearable Cancer Therapy, Advanced Science, 2023, 2205343

  https://doi.org/10.1002/advs.202205343

作者介紹

  孔德圣，教授、博士生導師。博士畢業于美國斯坦福大學材料系，并在斯坦福大學化工系完成博士后研究。目前就職于南京大學現代工程與應用科學學院材料科學與工程系，入選國家“海外高層次人才”計劃青年項目、江蘇省“雙創人才”，擔任中國材料研究學會青年工作委員會理事。發表研究論文>80篇，引用次數>18000次，入選2018-2021年度跨學科領域全球“高被引科學家”名單。

  寧興海，教授、博士生導師、第五批青年入選者。博士畢業于美國佐治亞大學；2009至2011年間，在佐治亞理工從事博士后研究；2012至2014年間受聘于加州伯克利大學，擔任項目科學家；2014年入選中組部第五批青年；同年加入南京大學現代工程與應用科學學院生物醫學工程系任教授。長期從事生物醫學領域研究工作，致力于開展化學、分子生物學、藥學、材料學、和醫學等多學科交叉領域最前沿和最具挑戰性的研究。通過綜合運用基礎學科理論和工程技術，結合基因和細胞治療的需求，設計功能性生物材料和器件，發展新的疾病診斷及治療的原理、技術和產品。

  徐郁蕊，博士畢業于南京大學材料科學與工程專業，在南京大學現代工程與應用科學學院從事博士后研究，入選江蘇省“卓越博士后計劃”。致力于生物醫學的轉化研究，集中在基礎科研與前沿技術創新并重的轉化研究進行深入探索，拓展生物醫學技術的新發展。