壓瘡，也稱褥瘡，是全球性的健康問題，尤其是對于長期癱瘓在床及術后的老年人來說，壓瘡時常發(fā)生。一旦發(fā)生壓瘡，不僅會為患者帶來極大的痛苦，甚至會發(fā)生感染危及生命，同時長期巨額的護理費也會為患者家庭帶來較重的經(jīng)濟負擔。早期壓瘡（1期和2期）由于未傷及真皮層，瘡口還處于可逆期，若及時除去誘因、細心護理即可恢復。但由于早期的壓瘡癥狀不明顯，往往難以被及時發(fā)現(xiàn)；而壓瘡發(fā)展成3-4期，真皮層已損傷，很難通過護理恢復。因此，在壓瘡可逆恢復的“黃金時期”及時發(fā)現(xiàn)與治療至關重要，急需一種能夠同時實現(xiàn)監(jiān)測壓瘡創(chuàng)面情況并促進瘡口愈合的家用智能敷料。

為解決上述問題，天津大學化工學院楊靜副教授團隊在國際知名期刊《Biosensors & Bioelectronics》（IF=12.545）上發(fā)表了題為“A Pressure-Resistant Zwitterionic Skin Sensor for Domestic Real-Time Monitoring and Pro-Healing of Pressure Injury“的研究論文。天津大學化工學院的博士研究生劉欣萌和田澍為論文的共同第一作者，楊靜副教授為通訊作者。合作單位為濱州魏橋國科高等技術研究院，該研究得到了國家自然科學基金和天津自然科學基金的支持。 該工作設計了一種集壓瘡監(jiān)測與治療為一體的新型高耐壓兩性離子水凝膠（CH-OSNP）仿皮膚傳感器，這種CH-OSNP仿皮膚傳感器實現(xiàn)了實時監(jiān)測壓瘡炎癥、腫脹、化膿這三種指標，同時能夠改善壓瘡創(chuàng)面的微環(huán)境、促進壓瘡愈合、達到預測壓瘡可逆恢復期（1期和2期）的同時遏制壓瘡不可逆期（3期和4期）的惡化的目的（圖1）。

圖1 CH-OSNP皮膚傳感器的設計與制備 該工作以兩性離子（CBMA）和2-甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）為單體，設計合成多羥基硅氧烷納米粒子（OSNPs）作為交聯(lián)劑，制備形成CH-OSNP，如圖1b。由于壓瘡獨特的性質(zhì)（由長期受壓造成，具有大量滲出液)，該團隊對CH-OSNP的吸收滲出液能力及耐壓性能進行了評估，此水凝膠具有高溶脹（500%以上）及高耐壓（應變壓縮到99.81%后可回復到初始水平）性能，如圖2。

圖2 CH-OSNP的物理性能 由于CH-OSNP皮膚傳感器與皮膚直接接觸，該團隊對其生物相容性和抗污性能進行了評估，結果顯示CH-OSNP具有與商業(yè)敷料Duoderm相似的細胞相容性、血液相容性及皮膚相容性，此外在抗蛋白粘附與抗細菌吸附方面具有優(yōu)異的性質(zhì)。

圖3 CH-OSNP的生物相容性與抗污染能力 針對壓瘡的特點，對體外模擬的壓瘡壓力、溫度和滲出液單個因素進行了實時的監(jiān)測，此外，對于壓瘡復雜的環(huán)境，對多重信號進行了實時監(jiān)測。

圖4 CH-OSNP皮膚傳感器的多重刺激響應功能 為了評估CH-OSNP皮膚傳感器的體內(nèi)多信號監(jiān)測與促愈合能力，研究人員建立了小鼠壓瘡模型，對小鼠壓瘡處炎癥、腫脹及化膿情況進行了實時的監(jiān)測，并實現(xiàn)了這三種信號實時監(jiān)測并予以區(qū)分，同時，相對于商用敷料Duoderm，CH-OSNP仿皮膚傳感器可通過促進上皮細胞遷移促進小鼠壓瘡愈合。 這項工作開發(fā)了一種新型仿皮膚傳感器用于監(jiān)測與治療壓瘡，有利于對壓瘡患者的居家護理、幫助病人康復，尤其對感覺喪失或癡呆的壓瘡患者具有重要作用。

圖5 CH-OSNP皮膚傳感器的體內(nèi)壓瘡監(jiān)測與愈合能力

論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114528

審核編輯 ：李倩