10月30日，国际权威期刊《Advanced Materials》刊发我院吴豪、尹周平教授团队在柔性电子医工交叉领域的新成果，题为“A Wireless Hydrogel Thermotherapy System with Adhesion-Customizable Interfaces for Accelerating Wound Healing （界面黏性可定制的无线水凝胶热疗系统用于加速伤口愈合）”，我院2022级博士生杨淦光为论文第一作者，智能制造装备与技术全国重点实验室讲师谢斌和附属协和医院副主任医师田甲为共同第一作者，吴豪教授为通讯作者，尹周平教授等为共同作者。
热疗通过激活细胞修复机制、增强血液灌注及调节免疫反应，在加速伤口愈合、肿瘤治疗和关节损伤康复方面展现出显著潜力。例如，全球每年严重皮肤损伤（包括重大软组织缺损）病例已超过350万，且呈持续上升趋势。术后热疗是加速组织再生的关键干预手段，然而，由于受损组织的固有脆弱性与创面环境的复杂性，热疗设备必须满足严苛的界面要求：既需实现与创面的紧密耦合、共形贴附及良性剥离，又需避免创面应力集中并确保加热均匀。尽管多种商用热疗系统已被开发出来，但当前系统仍面临以下关键挑战：（1）高模量与不可调节粘性导致系统难以与创面组织形成共形贴附；（2）热场均匀性差严重限制伤口热疗温度的精准调控。
为解决上述问题，团队提出热触发水凝胶网络相分离通用策略，开发热响应水凝胶界面层，通过高精度温度闭环控制（±0.1°C），实现水凝胶混合电子系统界面黏性的定制化调控以满足伤口界面需求：在热疗前，水凝胶电子系统展现优异黏性以实现快速创面定位；热疗期间该系统保持适度黏性确保与伤口组织共形贴附，促进创面应力分散并实现均匀加热；热疗完成后，升温触发水凝胶界面层粘性下降以实现器件/伤口界面的良性剥离从而避免伤口组织损伤。本研究还通过皮秒激光刻蚀工艺制备柔性微米级导电加热层，并设计各向异性蛇形网状结构，实现均匀且长期稳定的加热（70%的区域内，温差小于1.5°C）。该加热层具有优异透光率（87.73%）和低电阻（3.83 Ω），在仅2V驱动电压下即可产生51℃均匀热场。本研究进一步将水凝胶柔性加热器与无线模块集成制备了无线水凝胶热疗系统。
具有可定制黏性界面的水凝胶热疗系统
动物伤口愈合实验表明，该系统可实现界面层黏性的定制化调控，同时完成温度实时监测与高精度闭环控制。采用该系统进行热疗显著加快了伤口愈合速度，伤口在14天内达到99.58%的愈合率，相比于对照组提高了15%。组织病理学和免疫荧光分析证实，热疗显著促进了成纤维细胞的增殖和血管生成，验证了水凝胶热疗系统在促进伤口愈合中的有效性。
无线水凝胶热疗系统促进伤口愈合
相关工作得到了国家自然科学基金原创探索及其延续资助项目、卓越研究群体等项目（52550004, 52188102）以及我院STAR项目的支持。
论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202513302
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