无线无电池智能敷料问世，一站式攻克慢性创面感染难题

慢性难愈创面已成为全球性临床医学难题，糖尿病并发症、长期卧床压疮、免疫缺陷等因素导致创面反复感染、愈合迟缓，严重时可诱发败血症、肢体截肢。传统医用敷料仅能被动覆盖创面、粗放给药，无法实时监测细菌感染状态，极易造成抗生素滥用与细菌耐药。近期，科研团队在国际期刊《Biosensors and Bioelectronics》发表重磅成果，成功研发一款无线无电池智能伤口贴片系统（iWPS），开创性整合原位致病菌检测、感染触发式抗生素释放、按需电刺激修复三大功能，为慢性创面精准化、智能化诊疗提供全新方案。

这款 iWPS 采用多层超薄柔性集成架构，由柔性印刷电路板（FPCB）、有机电化学晶体管（OECT）传感器、载头孢唑林钠 DNA 响应水凝胶、普鲁士蓝基柔性超级电容器（FSC）与微流控集液层构成，整体质地轻薄柔软，可紧密贴合手肘、膝盖等活动关节，人体肢体弯折形变不会破坏器件性能，解决了传统电子敷料僵硬、活动受限的痛点。

图 1：验证 DNA 水凝胶可被细菌 DNase 降解并可控释放头孢唑林钠，体外实验证实材料具备优良抑菌与酶响应释药能力。

系统核心创新在于 DNase 响应型 DNA 水凝胶与 OECT 的一体化设计。研究团队将广谱抗生素头孢唑林钠预封装在 DNA 水凝胶基质中，当创面高发致病菌金黄色葡萄球菌增殖并分泌脱氧核糖核酸酶（DNase）时，水凝胶被特异性降解：一方面降解改变 OECT 栅极电学参数，器件通过源漏电流变化定量反馈细菌浓度，体外测试证实其对金葡菌检出限低至\(1×10^4 \mathrm{CFU/mL}\)，对乳酸、葡萄糖、血清蛋白等创面干扰物无明显响应，检测特异性优异；另一方面水凝胶裂解同步自主释放包裹的抗生素，全程无需外接电源，实现 “哪里感染、哪里释药” 的闭环靶向给药。

图 2：基于改性水凝胶的有机电化学晶体管可特异性检出金黄色葡萄球菌，抗体液杂质干扰、反复弯折后传感性能稳定。

在能源供给层面，该设备彻底摆脱外置电池束缚，自研不对称结构柔性超级电容器 FSC 面电容可达\(606.88\mathrm{mF/cm^2}\)，依托贴片集成的 NFC 天线，普通智能手机仅需 50 秒即可完成无线快充，一次充电能够输出超过 1.5 小时临床标准电刺激，打破传统电疗器械需要外接电源线、持续射频供电的行业瓶颈。OECT 采集的创面感染数据可通过 NFC 无线同步至自研手机软件，医护人员远程查看感染程度后，按需远程启动电刺激程序，借助电流改善创面微循环、加速角质细胞迁移。

图 3：普鲁士蓝基柔性超级电容器电容优异，快充长放电，机械与循环稳定性满足创面电刺激供电需求。

大鼠感染创面体内试验充分验证产品疗效，研究将受试大鼠分为空白对照、单纯给药、单纯电刺激等六组，连续 12 天跟踪创面修复进程。数据显示，抗生素缓释 + 电刺激联合治疗组创面愈合率高达 93.52%，空白对照组愈合率仅 65.94%，单独药物组、单独电刺激组愈合率分别为 77.02%、86.20%。组织病理切片结果表明，联合干预组创面炎性细胞数量大幅下降，肉芽组织与胶原纤维大量生成，印证抗菌与电修复存在显著协同增益效果。

目前该智能贴片仍处于概念验证阶段，后续还需完善抗蛋白吸附防污涂层，开展混合致病菌、大型动物创面试验优化性能。研究团队表示，迭代成熟后的 iWPS 有望应用于糖尿病足、顽固性压疮的居家护理，技术框架还可延伸至口腔、眼科微创创面修复领域，推动创面护理从传统被动换药迈向智能化闭环诊疗新时代。

参考文献：Lin G, Hong X, Zhang Y, et al. A Wireless Battery-Free Intelligent System for In Situ Bacterial Virulence Detection and Advanced Wound Therapy[J]. Biosensors and Bioelectronics, 2026: 118859.