一种能够自主调节治疗强度、促进伤口愈合的智能贴片已被开发出来。该贴片将光与药物相结合,最多可将伤口恢复速度提升至2倍。只需贴在伤口上,就能实现快速且高效的治疗。


利用OLED贴片进行光-药物复合治疗的示意图。KAIST提供

利用OLED贴片进行光-药物复合治疗的示意图。KAIST提供

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KAIST表示,电气及电子工程系的Choi Kyungcheol教授研究团队、韩国陶瓷技术院的Sung Daekyung博士以及忠北大学的Park Chansoo教授团队共同开发出了“自我调节型伤口治疗贴片”技术。


这一技术采用了有机发光二极管(OLED)与药物传递系统(Drug Delivery System)相结合的结构。


软膏若使用过量可能引发副作用,而利用光来帮助细胞再生的光生物调节(Photobiomodulation,PBM)治疗,一旦超过适宜剂量,疗效也会下降。PBM是一种利用低强度光来促进细胞和组织恢复的非侵入性治疗方式。


为改进软膏和PBM等难以精确调节治疗强度的传统疗法,联合研究团队开发出了采用有机发光二极管(OLED)与药物传递系统(Drug Delivery System)复合结构的“自我调节型伤口治疗贴片”技术。


研究的核心在于“用光来调控药物”。当照射光线时,人体内会生成活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)。这一通常被称为“活性氧”的物质,会刺激纳米颗粒,从而触发药物释放。


换言之,活性氧的生成量会随着光强的变化而改变,进而可通过调节光照来自然调控药物的释放量。照光一方面促进细胞再生,另一方面ROS充当一种“开关”,自动只释放所需剂量的药物。即便无需人为干预,也能自动维持最佳治疗状态,是一种“智能治疗模式”。


为实现这一点,联合研究团队制作了波长为630纳米、可与皮肤紧密贴合的OLED贴片。


该贴片在均匀传递光线、诱导细胞再生的同时,还被设计成仅释放适量具有皮肤再生效果的植物来源成分——“积雪草提取物(Centella asiatica,俗称虎草)”等抗氧化药物。


此外,贴片制成可完全贴合皮肤曲面的可穿戴形态,可减少光能量损失,即便长时间使用,也能将温度维持在约31摄氏度,从而在无低温烫伤风险的情况下安全使用。


KAIST:“贴上OLED贴片即可治疗伤口…疗效已获验证” View original image

联合研究团队确认,该贴片在超过400小时内仍能保持性能的稳定性,由此也验证了其实际应用于医疗器械的可能性。


贴片的治疗效果也通过实验得到了验证。首先在皮肤细胞实验中,光与药物联合使用的“复合治疗”比单一治疗表现出更快的恢复速度。在小鼠实验中,以治疗第14天为基准,伤口恢复率达到67%,约为对照组(35%)的2倍,显示出更快的愈合速度。


Choi教授表示:“本研究是将基于OLED的光治疗扩展为可根据伤口状态自动调节药物释放的复合治疗平台的案例。基于此,联合研究团队今后计划将其发展为可根据患者身体状况自主响应的智能治疗技术。”



此外,本研究中,KAIST电气及电子工程系的Yeon Hyejeong博士课程研究生以第一作者身份参与。研究成果已于今年1月发表于国际学术期刊《Materials Horizons》在线版,并于3月被选为封面论文(Front Cover Paper)。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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