四川大学华西医院整形外科/烧伤科张振宇、古君联合轻工科学与工程学院王海波团队于2024年9月在Journal of Materials Chemistry B发表文章“Flexible and antibacterial conductive hydrogels based on silk fibroin/polyaniline/AgNPs for motion sensing and wound healing promotion under electrical stimulation”（点击二维码阅读原文）。本研究提出一种基于丝素蛋白/聚苯胺/AgNPs的柔性水凝胶（PSPAg），具有优良的抗菌性、导电性、黏附性以及生物相容性，可作为电子皮肤实现对创面的实时监测，同时利用水凝胶敷料的抗菌性并结合电刺激实现对糖尿病难愈性创面的联合治疗，在促进创面愈合和康复监护中的应用前景广阔。
随着科技发展，电子皮肤（E-skin）作为一种新兴智能材料，可模拟人类皮肤的感知能力，实时监测生物信号和环境变化，为疾病管理和康复监护提供了全新解决方案。聚苯胺作为一种优良的导电聚合物，其导电性能和生物相容性使得它成为E-skin材料的理想选择。另一方面，糖尿病是全球发病率不断上升的代谢性疾病，糖尿病患者经常面临慢性创伤愈合缓慢的问题，慢性创面不仅影响患者的生活质量，还可能导致严重并发症和截肢，给患者带来了身体和精神上的双重痛苦。因此，本研究旨在通过结合聚苯胺与新型水凝胶材料制备一种具有抗菌能力、导电能力的E-skin，使其抑制创面感染、传递电信号的同时具备促进糖尿病创面愈合的能力。
因此，本研究提出假设：抗菌导电水凝胶可有效传导皮肤电子信号，同时具有抗菌性，并且结合电刺激可以显著改善糖尿病创伤的愈合效果。具体实验中，在丝素蛋白辅助下成功制备了导电且均匀的丝素蛋白/聚苯胺/AgNPs复合物（SPAg复合物），大大优化了聚苯胺与水凝胶基质的相容性；然后，将SPAg复合物引入共价交联的聚合物网络中，制备了PSPAg水凝胶；PSPAg水凝胶具有良好的生物相容性、优异的机械性能、黏合性能和出色的传感能力。通过蓝牙系统连接到智能手机，基于SPAg水凝胶的E-skin可用于准确监测人体皮肤创面形变，包括剧烈的关节运动和微妙的面部微表情。最后，PSPAg通过抗菌性和外源性电刺激的协同作用，可促进糖尿病创面的血管生成和胶原蛋白产生，促进糖尿病伤口快速愈合。本研究针对皮肤信号传导、糖尿病创面难愈性等问题，创新性地将皮肤传感水凝胶材料与电刺激结合，对未来临床治疗难愈性糖尿病创面的发展具有重要意义。
本研究使用丙烯酰胺、银硝酸盐、丝胶、聚苯胺等材料制备纳米颗粒复合材料并经过交联处理形成PSPAg水凝胶，接着验证PSPAg的导电性和生物相容性，在糖尿病大鼠创面模型中定期观察和组织学分析评估创伤愈合的关键指标（图1）。
研究结果显示，PSPAg水凝胶具有优良的导电性、机械特性、生物相容性、抗菌性，同时结合电刺激显著加速了糖尿病创面的愈合进程（图2），其具体表现为局部胶原沉积和新血管形成增加，为糖尿病创伤治疗提供了新的可能性。
图1 PSPAg水凝胶制备示意图
图2 PSPAg水凝胶不同场景相对电流变化 a～d. PSPAg对微笑（a）、撅嘴（b）、皱眉（c）和手指0°、30°、60°、90°弯曲角度（d）的相对电流变化；e. PSPAg作为电子皮肤的示意图；f～i. PSPAg对反复弯曲/伸直手腕（f）、反复弯曲或伸直肘部（g）、行走（h）和蹲下（i）的相对电流变化
专家点评
罗高兴教授：本研究在促进糖尿病创面愈合方面的探索具备良好的科学性和创新性。本研究在大鼠糖尿病皮肤创面模型中，通过PSPAg水凝胶联合电刺激高效促进了糖尿病创面修复，为糖尿病创面治疗提供了新思路，特别是在促进细胞再生和修复方面的应用有重要价值，具有较好的临床转化价值与意义，能显著提升患者的生活质量和生存概率。此外，研究中PSPAg水凝胶的良好抗菌特性，也为创伤感染防治提供了强有力的支持。未来可注重将本研究结果进行临床转化，进行临床试验，以进一步验证本治疗方案的临床有效性和安全性。
罗高兴，陆军军医大学西南医院烧伤研究所教授、博士生导师。现任亚太烧伤学会候任主席、中华医学会烧伤外科分会候任主委、《中华烧伤杂志》总编辑、科技部创新团队首席科学家、Burns & Trauma 副主编及美国烧伤学会官方杂志Journal of Burn Care & Research 中国区编委等。“国家高层次人才特殊支持计划”创新领军人才、军队科技创新领军人才、国家重点研发计划干细胞专项首席科学家、科技部创新团队首席科学家、重庆自然科学基金创新群体首席科学家等。以负责人获科技部重点研发计划、国家自然科学基金6项，科技部创新团队项目等20余项，科研总经费5千余万元。以第一/通讯作者在Sci Adv.、Nat Commun.、Adv Mater. 等期刊发表SCI论文107篇，总IF 400+，总被引3千余篇次。
作者心得
本团队的灵感最初来自于对糖尿病患者在创伤愈合中所经历困难的关注。许多糖尿病患者因为创伤愈合不良而遭受巨大且漫长的身心痛苦。通过与四川大学轻工科学与工程学院王海波教授团队沟通，我们着手制备PSPAg水凝胶，并期待通过与电刺激结合的方式为这一领域提供新的治疗方案。在实施过程中，团队面临了材料制备不稳定和实验结果差异性较大等问题，但通过科学规范的实验设计和团队成员的协作，这些困难都得以逐步克服。文章最终获得接收，主要是因为研究选题的新颖性、实用性以及团队成员的密切协作。我们充分调动了不同专业研究的优势，同时考虑了现存技术在临床应用中的可行性。虽然本研究存在样本量小和实验复杂度高等局限，但为后续研究提供了更为广阔的方向，我们期待在将来的研究中探索更广泛的应用场景，并继续追求在糖尿病创面治疗中的创新解决方案。
这是本团队第一次向Journal of Materials Chemistry B 投稿。选择这个期刊对此次研究意义重大，它在材料科学与生物医学交叉领域中较为前沿，非常符合我们论文的主题。Journal of Materials Chemistry B 专注于生物材料、医学材料的研究与应用，与我们的研究目标高度契合。因此我认为在这个期刊发表，将能够最大程度地促进我们研究成果的传播，帮助更多相关领域的研究者关注这一方向。我们在审稿过程中收到了一些修改意见，主要集中在数据呈现的清晰性与论证逻辑，以及段落之间的衔接。编辑还特别关注了语言的准确性和技术术语的合理使用。修改过程中，我们确保了图表的高质量和清晰度，以支持论文论点。经过仔细修改和补充，文章最终接受。这一过程不仅可以提高论文质量，还能帮助我们在研究内容的表述上更加严谨，对未来论文的撰写有了很大启发。
共同通信作者
古君，副教授，硕士生导师，四川大学华西医院心脏大血管外科。从事主动脉夹层、心肌梗死等心血管疾病发生机制研究，以负责人身份承担国家自然科学基金项目、四川省科技厅重点项目、四川省自然科学基金项目、科技成果转化项目等。主编及参编专著3部。以第一作者或通讯作者发表SCI论文20余篇。
共同通信作者
张振宇，副主任医师、副教授，华西天府医院整形美容科副主任（主持工作），四川省“卫生健康英才计划”中青年骨干人才。担任中国医药教育协会整形美容外科专委会常委、中华医学会烧伤外科分会青年委员、中国医师协会整形外科医师分会耳再造学组委员兼秘书、中国整形美容协会抗衰老分会委员、四川省整形美容协会眼整形分会副会长兼秘书长。主要研究方向为皮肤及软组织再生与创面修复、整形美容新材料的应用研发。负责和参与10余项国家及省部级纵向科研课题。以第一/通讯作者在J Mater Chem B，ACS Appl Mater Interfaces，Regen Biomater，Chin Med J 等期刊发表论文27篇，参编《外科临床技能手册》，获批发明专利1项。
共同作者
王海波，教授，硕/博士研究生导师。四川大学轻工科学与工程学院，四川大学好未来学者，第十三届四川省学术和技术带头人后备人选。主要从事生物质基功能材料及功能高分子材料的研究，以项目负责人承担国家自然科学基金项目、四川省科技厅重点研发项目、成都市科技局国际合作项目及企业合作项目10余项。获福建省科技进步三等奖1项、中国纺织工业联合会科技进步二等奖1项，发表SCI收录论文100余篇，其中高被引3篇；授权发明专利8件。
第一作者
刘睿奇，主治医师，整形外科/烧伤科博士，四川大学华西医院博士后。博士、博士后期间课题方向为创面愈合、瘢痕疙瘩形成机制。主持省部级课题2项、市局级课题1项，参与国家自然科学基金面上项目1项。以第一/共同第一作者发表SCI论文10余篇。
共同第一作者
毕思伟，整形外科博士，助理研究员，四川大学华西医院博士后。主要研究方向为多功能新型水凝胶促进慢性创面愈合相关研究。主持省部级课题1项。以第一作者（包括共同第一）发表SCI论文10余篇。
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编辑：王 雁
排版：张洪雪
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华西期刊社简介
四川大学华西医院华西期刊社成立于2006年，出版有14种医学科技期刊（9种中文和5种英文），其中SCI收录期刊2种，ESCI收录期刊2种，EI收录期刊1种、MEDLINE收录期刊4种、CSCD收录期刊7种、北大中文核心期刊要目总览收录期刊5种。华西期刊屡获“中国出版政府奖期刊奖”、“中国百种杰出学术期刊”、“中国精品科技期刊”、“中国最具国际影响力学术期刊”等殊荣。1种期刊入选“中国科技期刊卓越行动计划——领军期刊”项目，2种期刊入选“中国科技期刊国际影响力提升计划——D类（现：中国科技期刊卓越行动计划——高起点新刊）”项目。在国家双一流建设背景下华西期刊社加快推进英文期刊建设，目前已与Nature、Wiley-Blackwell、Oxford University Press、BMC等国际一流出版集团建立了合作关系。
