在治療頑固性傷口和慢性傷口時，傳統傷口敷料多為被動療法，可能引發感染或疤痕，無法提供有效的細胞刺激，難以顯著加速組織再生過程，因此現有的傷口管理技術面臨重大挑戰。
電刺激作為一種主動干預的物理治療方法，可以有效減輕傷口部位水腫，招募趨電性細胞，誘導細胞增殖、遷移和分化。
傳統的電刺激裝置體積巨大，電源和複雜的電路系統導致患者的舒適度和便捷度較低。
隨著柔性電子技術發展，自供能可穿戴電刺激貼片為慢性傷口管理提供了新策略；奈米發電機、生物燃料電池、太陽能電池、鋰離子電池等都能為可穿戴電子裝置供電，但其在輸出穩定性、壽命和安全性方面各有優勢和不足。
生物相容性電池作為有前景的能源器件，其能量密度高、電化學穩定性好，被認為是為可穿戴醫療裝置供電的理想選擇。
該貼片將導電水凝膠作為一體化的電池陰極與刺激電極，能夠避免傳統分體化的電源-電極當中額外的電訊號轉換介面，提高電荷注入效率，提升貼片的電刺激效果。
該貼片還能夠提供持續的電刺激，透過有效干預，調節創口細胞的微環境，促進傷口修復。整合鎂電池的設計不僅克服了現有系統能量輸出不穩定、組織這種介面阻抗高等問題，還能透過電化學反應釋放鎂離子和氫氣，進一步調節細胞遷移、免疫反應和生長因子的死亡。
貼片透過離子釋放和電化學調控的協同作用，顯示了更快的治療速度和更好的組織修復質量，為未來可穿戴生物電子裝置的臨床應用提供了新的方法。
（來源：Advanced Materials）
首先，在醫療健康領域，這種生物電子貼片能夠提供穩定、連續的能量供應，並具有出色的生物相容性，非常適合用於複雜傷口環境中的高效治療。
其次，在個性化健康管理方面，透過與智慧裝置的連線，使用者可以即時監控自己的健康狀況，使這種貼片成為健康管理的有力工具。此外，隨著技術的進步和市場的拓展，這種貼片可能在智慧家居、虛擬現實等領域發揮作用，提供更加智慧化和個性化的體驗。
隨著政策的支援和市場的推動，也將為這種生物電子貼片的市場發展提供保障。廠商可以透過線上線下渠道的佈局，拓寬產品的市場渠道，提供更專業的服務和支援。
總體而言，這種整合鎂電池的生物電子貼片不僅在學術研究領域具有重要意義，而且在實際應用中也展現出巨大的潛力和價值，未來可能會在多個領域中廣泛應用。
日前，相關論文以《一種鎂電池整合的生物電子貼片為傷口癒合提供有效的電化學刺激》（A Mg Battery-Integrated Bioelectronic Patch Provides Efficient Electrochemical Stimulations for Wound Healing）為題發在 Advanced Materials[1]。
（來源：Advanced Materials）
圖 | 賈曉騰（來源：賈曉騰）
在導師賈曉騰眼中，他將馬雪南稱呼為小馬。小馬是一個年輕的博士，他專注於開發一種新型的鎂電池整合生物電子貼片，旨在透過電化學刺激促進傷口癒合。
經過一年多的努力，終於將論文投出去了。幾周後，審稿意見回來了，小馬的期待瞬間化為失望。
審稿人 A 質疑他的實驗設計，認為缺乏對照組，結果的有效性不能得到保障。審稿人 B 則指出，“電化學刺激的具體機制沒有詳細闡述，讀者無法理解其重要性。”審稿人 C 提到：“資料分析不夠深入，統計學方法需要改進。”
小馬的心情跌入谷底，彷彿所有的努力瞬間變得無用。他開始重新審視自己的實驗設計，意識到確實忽視了對照組的設定。
他決定開展補實驗，增加資料的可靠性。小馬在實驗室幾乎熬夜度日。他重新設計了實驗，包括對照組和不同刺激強度的實驗組，以便全面評估電化學刺激對傷口癒合的影響。
在這一過程中，他不得不面對一個又一個挑戰。有一次，他的鎂電池因停電，導致實驗資料全都丟失。小馬氣得幾乎想要放棄，但想到審稿人提出的意見，他又重新振作起來。經過兩個月的努力後，小馬終於完成了新的實驗，結果顯著優於之前的資料。
他重新撰寫了論文，詳細闡述了實驗設計、資料分析和電化學刺激的機制，增加了對照組的實驗結果，並清晰地展示了資料分析的過程。最終，他再次提交了論文。
這一次，審稿意見積極了許多。審稿人 A 對他的新設計表示讚賞，審稿人 B 認為他對電化學刺激機制的闡述更加透徹，審稿人 C 也認可了他改進後的統計學方法。經過幾輪修改和潤色，論文終於被接收。
在論文被接收的那一刻，小馬感到所有的付出都是值得的。他回望整個過程，從被審稿人“折磨”到最終的成功，每一個挑戰都是成長的機會，每一個困難都是自我提升的臺階。
（來源：Advanced Materials）
在後續的研究計劃中，該團隊計劃開發一個綜合性的治療與診療平臺，整合鎂電池生物電子貼片與智慧感測器。
這一平臺將能夠即時監測患者的傷口狀況，並根據監測資料自動調整電化學刺激的強度和頻率。透過整合感測器、資料分析和反饋機制，患者將能獲得更個性化的治療方案。
他們將透過生物相容儲能材料與器件、多模態柔性仿生智慧感知器件、穿戴式電刺激治療微系統等多學科交叉融合，並整合表皮感測技術和電刺激組織工程技術，完成自主的閉環傷口管理，實現對由糖尿病或細菌感染造成的慢性傷口有效管理與治療。
參考資料：
1.Ma, X., Zhou, Y., Xin, M., Yuan, H., Chao, D., Liu, F., … & Wallace, G. A Mg Battery‐Integrated Bioelectronic Patch Provides Efficient Electrochemical Stimulations for Wound Healing.Advanced Materials,36,48, 2410205(2024). https://doi.org/10.1002/adma.202410205
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