近日，仿生工程与生物力学研究所（BEBC）受邀在国际知名期刊Trends in Biotechnology发表了题为“Hydrogel-enabled mechanically active wound dressings”的综述文章。针对慢性创面护理这一重大临床问题，该综述总结了一种通过可穿戴水凝胶器件（mechanically active dressings, MADs）收缩调控创面力学微环境、进而促进其收缩愈合的新兴技术（即可穿戴创面力学调控技术），系统阐明了力学调控创面愈合的“组织-细胞-分子”跨尺度机制，对该技术的研究现状进行了系统讨论，并总结了其临床转化中所面临的机遇与挑战。

临床中，通常使用敷料（如绷带、海绵和纱布）提供潮湿环境以保障创面自发愈合，但其对于自发修复机制以及紊乱的慢性创面疗效欠佳。最新研究发现力学因素可在创面愈合中发挥关键作用，如力学载荷通过诱导细胞增殖、影响炎症反应、胶原沉积和血管生成促进修复。基于此，开发基于可变形水凝胶材料的体外创面力学调控技术，有望为慢性难愈合创面修复提供解决思路。

图1. 可穿戴力学调控技术促进创面愈合的示意图

为此，本文针对目前可穿戴创面力学调控技术的发展现状，围绕刺激响应型（温度、离子）水凝胶敷料这一代表性器件的设计与开发进行了系统总结。对于温度响应型敷料，当温度超过其临界溶液温度（LCST）时，会因相变产生宏观收缩，从而拉动创面边缘向内收缩闭合。而离子响应型敷料通常带有羧基、氨基等极性基团，当添加特定离子时会促成水凝胶链的重新排布，进而导致收缩，并通过黏附界面向创面施加力学载荷。最后，针对可穿戴创面力学调控技术这一新兴领域的发展方向，本综述从敷料个性化定制、动态力学加载、创面闭环管理、临床转化四个方面进行了进一步展望和分析。

图2. 可穿戴创面力学调控技术在未来伤口愈合中应用的展望

BEBC近年来围绕重大慢病诊疗的临床需求，立足于西安交大强工科与大医科的优势背景、学科交叉与医工融合的发展理念，聚焦生物力学与医学前沿交叉领域，开展了跨尺度（组织-细胞-分子）、多重信息（生物-医学-力学）采集-认知-干预的“力医学”研究。具体在皮肤组织力医学研究方面，建立了皮肤组织力-热-电多场耦合理论（Adv Appl Mech, 2009, 43, 147. Appl Mech Rev, 2009, 62, 050801. J Mech Phys Solids, 2008, 56, 1852.）、开发了基于柔性传感器件的体表力学信息采集技术（Adv Mater, 2022, 34, 202109055. Matter, 2021, 4, 2886. Small, 2021, 17, 2101151. Mater Horiz, 2020, 7, 203.）、搭建了基于先进生物材料的在体力学加载平台（Nat Commun, 2023, 14, 2478. Chem Eng J, 2021, 420, 130398.），并通过临床合作积极探索了相关成果在皮肤疾病诊疗中的应用前景。

本论文通讯作者为BEBC刘灏副教授与陕西省人民医院徐翠香副主任，第一作者为BEBC毕业生、陕西省人民医院常乐助理研究员，其他共同作者包括西安交大第一附属医院整形美容颌面外科都慧聪助理研究员、BEBC徐峰教授。

▌论文链接：

https://www.cell.com/trends/biotechnology/fulltext/S0167-7799(23)00182-8

▌DOI：

https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2023.06.004