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  基于靈活、可集成、非侵入性和高靈敏度等獨特優(yōu)勢，智能監(jiān)測貼片在慢性傷口管理中備受關(guān)注。然而，傳統(tǒng)傷口監(jiān)測貼片在動態(tài)穩(wěn)定性（確保貼片與組織緊密接觸）與無創(chuàng)移除性（避免對脆弱組織的二次損傷）之間存在性能矛盾。因此，開發(fā)具有按需無創(chuàng)移除的監(jiān)測貼片，對于實現(xiàn)慢性傷口的智能化無創(chuàng)監(jiān)測至關(guān)重要。

  北京科技大學(xué)許利蘋教授、中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所萬茜子副研究員合作開發(fā)出一種“按需可剝離比色（ODC）貼片”，通過結(jié)合非對稱相變結(jié)構(gòu)和比色檢測水凝膠微點，實現(xiàn)了慢性傷口的無創(chuàng)監(jiān)測。該貼片具有優(yōu)異的干濕粘附性能，并且在皮膚安全溫度刺激下（43.2℃）表現(xiàn)出超過1200%的粘附轉(zhuǎn)換率。嵌入的獨立水凝膠微點可實現(xiàn)對傷口滲出液的多參數(shù)比色監(jiān)測，檢測數(shù)據(jù)可以在手機應(yīng)用中進(jìn)行實時分析并生成治療建議。在糖尿病大鼠模型中，該貼片實現(xiàn)了傷口感染的早期監(jiān)測，使愈合率提升11.3%。本研究為脆弱組織傷口的無創(chuàng)監(jiān)測提供了一種前景廣闊的新方法。

  圖1展示了ODC貼片的設(shè)計理念：高交聯(lián)的PDMS（H-PDMS）用作結(jié)構(gòu)支撐層，低交聯(lián)的PDMS （L-PDMS）用作粘附層，它們通過界面氫化硅烷化反應(yīng)進(jìn)行化學(xué)鍵合。采用聚丙烯酰胺-海藻酸鹽水凝膠作為比色微點，在疏水引發(fā)劑介導(dǎo)的界面互穿將其固定在 PDMS 基質(zhì)中。此外，摻有混合石蠟的粘合層還使其具有溫度響應(yīng)的按需粘合功能。這種結(jié)構(gòu)使貼片既能牢固附著于傷口，又可通過溫度觸發(fā)粘附層固-液相變實現(xiàn)無痛剝離。

圖1. 集成式ODC貼片的設(shè)計理念。 (a) 示意圖展示了ODC貼片在慢性傷口管理中的應(yīng)用。(b) 通過界面互穿和界面硅氫化反應(yīng)制備ODC貼片的過程，其中親水性水凝膠微點牢固地嵌入疏水性PDMS黏附基質(zhì)中。

  圖2展示了材料性能的優(yōu)化：通過調(diào)控混合石蠟比例及在粘附層中的含量，使粘附層相變溫度精準(zhǔn)控制在越42.3℃（略高于人體體溫的安全溫度）。

圖2. 集成ODC貼片的結(jié)構(gòu)與成分優(yōu)化。 (a) CLSM圖像顯示水凝膠微點嵌入PDMS基質(zhì)中。(b) SEM圖像及c) PDMS-水凝膠界面的EDS圖譜，顯示清晰邊界與無縫集成。(d-e) SEM圖像展示H-PDMS和L-PDMS/MP結(jié)構(gòu)。(f) XRD圖譜。(g) MP相變溫度隨液固石蠟比例的變化關(guān)系。(h) L-PDMS/MP相變溫度隨MP含量的變化關(guān)系。(i) 不同MP含量下貼片粘附力的變化。(j) DSC曲線。(k) 貼片的溫度依賴性粘附力變化曲線。

  圖3展示了在糖尿病大鼠慢性傷口中的應(yīng)用：示意圖說明了集成手機應(yīng)用的傷口智能監(jiān)測系統(tǒng)。在糖尿病大鼠感染模型中，貼片可以早期發(fā)現(xiàn)pH和葡萄糖變化，經(jīng)藥物治療后于第6天指標(biāo)恢復(fù)正常。通過安全溫度加熱實現(xiàn)無創(chuàng)移除，15天后藥物治療組傷口愈合率提升了11.3%。

圖3. 智能ODC貼片用于慢性傷口監(jiān)測。(a) 大鼠慢性傷口智能監(jiān)測過程示意圖。(b) 比色分析手機應(yīng)用的架構(gòu)圖及 (c) 光學(xué)圖像。(d) 含pH和葡萄糖傳感器陣列的智能貼片示意圖。糖尿病大鼠感染/非感染傷口各生物傳感器的動態(tài)變化：(e) pH值, (f) 葡萄糖水平。(g) 藥物治療組與對照組的傷口愈合代表性圖像及 (h) 示意圖。(i) 糖尿病大鼠傷口上貼片的無創(chuàng)移除。

  集成的智能ODC貼片展現(xiàn)出諸多顯著優(yōu)勢：

  （1）可實現(xiàn)多種生物標(biāo)志物的原位監(jiān)測， 便于早期干預(yù)；

  （2）按需可剝離特性降低了貼片更換過程中的二次損傷風(fēng)險；

  （3）非對稱相變結(jié)構(gòu)提供了一個先進(jìn)的平臺，不僅適用于比色檢測，更具兼容性以整合其他傳感方法，甚至可以作為不同醫(yī)療器械與濕組織之間的接口。

  綜上，該智能ODC貼片旨在為表皮器械提供一種按需、無痛、溫和安全的移除解決方案，從而減少對患者面臨的醫(yī)源性傷害風(fēng)險。

  論文信息

  On-Demand Detachable Adhesive Patch with Colorimetric Hydrogel Microdots for Atraumatic Monitoring of Chronic Wounds

  Jingwei Lu, Xizi Wan, Yuemeng Yang, Na He, Jialun Li, Hongxiao Gao, Shihao Wu, Gan Miao, Ziqi Liu, Li-Ping Xu, Shutao Wang

  https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202509591

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