NML综述 | 用于伤口愈合和皮肤组织工程的导电生物材料

Conductive Biomaterials as Bioactive Wound Dressing for Wound Healing and Skin Tissue Engineering 

Rui Yu, Hualei Zhang, Baolin Guo*
Nano-Micro Letters (2022)14: 1 
https://doi.org/10.1007/s40820-021-00751-y
本文亮点

1. 全面综述了用于伤口愈合领域的导电生物材料,包括不同的导电物质,不同结构类型的导电敷料,以及在不同类型的伤口中的应用。

2. 总结了三种导电生物材料促进伤口愈合和皮肤组织工程的方式

3. 提出了设计多功能导电生物材料用于促进伤口愈合和进一步临床转化的挑战和前景

内容简介

伤口尤其是慢性伤口严重威胁人的身体健康和生活质量。在伤口护理中,敷料必不可少。敷料不仅能为伤口提供保护和维持稳定的湿润环境,同时具有生物活性的伤口敷料能够促进伤口愈合和皮肤组织再生。近十年来,导电生物材料在促进伤口愈合和皮肤组织工程方面展示出巨大的潜力:具有与人皮肤相似的导电性,良好的抗氧化能力、抗菌活性和光热效应,以及电控药物输送。然而,目前仍然缺乏导电生物材料在伤口修复领域的全面综述。西安交通大学郭保林课题组在这篇综述中,首先概括了导电生物材料的设计和制造方法,包括不同的导电物质(导电聚合物、碳纳米材料、和无机导电纳米材料)和不同的结构如薄膜、纳米纤维、水凝胶、泡沫、海绵和无细胞真皮基质,以及导电生物材料促进伤口愈合的机理。其次总结了导电生物材料实现促进伤口修复和皮肤组织工程的三种途径,分别是:作为电极提高电疗效率,多功能性伤口敷料,以及伤口监测。接下来综述了导电生物材料在不同类型的伤口治疗中的应用,包括:急性伤口,慢性感染伤口和慢性糖尿病伤口。最后,作者对导电生物材料在伤口愈合和皮肤组织工程中的应用和挑战进行了总结和展望。

图文导读

图1. 不同类型的导电生物材料的制备及其在伤口愈合和皮肤组织工程中的应用的示意图。

图2. T98G和hDF在不同的氧化还原状态下的PEDOT:PSS基薄膜上培养72小时后的相差显微镜图。

图3. 基于苯胺三聚体的导电弹性体薄膜伤口敷料的制备及其形状记忆功能在促进伤口闭合中的应用示意图。

图4. 在激活和非激活电场刺激下的线性伤口愈合对比。

图5. 基于PEDOT的导电丝素纤维的扫描电镜显微照片。

图6. 基于季胺化壳聚糖接枝聚苯胺的导电水凝胶制备的示意图。

图7. 基于季胺化壳聚糖和碳纳米管的导电冷冻凝胶制备的示意图。

图8. 促进急性伤口愈合的导电Ag/Zn@Cotton伤口敷料制备的示意图。

图9. 导电水凝胶促进急性运动伤口愈合。

图10. 基于细菌纤维素和MXene的导电水凝胶作为伤口敷料及电极促进急性全层缺陷伤口愈合。

图11. 基于聚苯胺偶联乙二醇壳聚糖在酸性环境中自组装实现特异性抗菌的示意图。

图12. 装载黑磷量子点和携氧血红素的热响应微针治疗慢性糖尿病伤口示意图。

图13. 用于治疗和监控糖尿病伤口的自动智能绷带的示意图和概念图。自动智能绷带集成了用于实时监测伤口状态的柔性pH传感器和用于触发装载有抗生素的热反应药物载体的柔性加热器。

作者简介

郭保林

本文通讯作者

西安交通大学 教授

主要研究领域

主要从事生物医用高分子材料的研究,如可降解的水凝胶和可降解的导电高分子材料、和可降解多孔聚合物支架的制备及药物的控制释放体系的研究等。

主要研究成果

郭保林,博士,前沿院和材料学院双聘教授,博士生导师,西安交通大学青年拔尖计划人才A类入选者,陕西省杰出青年基金获得者(2020年),2011年从瑞典皇家理工学院(KTH)获得高分子材料学博士学位,师从瑞典皇家工程院院士Ann-Christine Albertsson教授。郭博士主要从事生物医用高分子材料的研究,如可降解导电高分子材料、多功能水凝胶、组织工程支架与再生医学、药物控制释放体系、皮肤敷料、止血材料、可穿戴器件等研究。已经以第一/通讯作者在Nature Reviews Chemistry, Progress in Polymer Science, Nature Communications, Advanced Functional Materials, ACS Nano, Nano Today, Biomaterials, Small等国际期刊发表论文100余篇,其中影响因子大于10的论文36篇,SCI引用10000余次,H指数为54。授权/申请发明专利10项,主持省部级科研项目10项,包括国家自然科学基金委项目3项。任国家自然科学基金委函评专家和中国生物学会血液净化分会委员。任 Journal of Renewable Materials (SCI 期刊)副主编,Nanomaterials期刊编委。撰写英文专著1章(由 Elsevier出版)。

Email: baoling@mail.xjtu.edu.cn

撰稿:原文作者

编辑:《纳微快报(英文)》编辑部

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Nano-Micro Letters《纳微快报(英文)》是上海交通大学主办、Springer Nature合作开放获取(open-access)出版的英文学术期刊,主要报道纳米/微米尺度相关的高水平文章(research article, review, communication, commentary, perspective, letter, highlight, news, etc),包括微纳米材料的合成表征与性能及其在能源、催化、环境、传感、吸波、生物医学等领域的应用研究。已被SCI、EI、SCOPUS、DOAJ、CNKI、CSCD、知网、万方、维普等数据库收录。2020 JCR影响因子:16.419。在物理、材料、纳米三个领域均居Q1区(前10%)。2020 CiteScore:15.9,材料学科领域排名第4 (4/123)。中科院期刊分区:材料科学1区TOP期刊。全文免费下载阅读(http://springer.com/40820),欢迎关注和投稿。

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