水力非电子敷料创可贴给慢性伤口患者带来福音

WPED敷料应用于人脚模拟伤口上的样子。（Rajaram Kaveti/North Carolina State University）

目前，全球有数百万人饱受着慢性伤口带来的痛苦。而一种已在动物实验上取得成功的电击创可贴，有望给人类带来福音。

目前全球有数百万和2%的美国人正在遭受“开放性伤口”或“慢性伤口”的影响，而美国每年花费超过280亿美元治疗此类伤口。科学家们预估未来花费的金额会更多，因为糖尿病、肥胖、癌症、手术并发症病人在不断增加。

这些受到慢性伤口影响的患者，伤口不仅愈合慢还容易复发，易受细菌感染，出现伤口溃烂，严重时可导致截肢或死亡。另外，这种伤口往往比一般的伤口更难治愈，若患者采用皮肤替代品、局部生长因子、干细胞等一些较为先进的方法治疗，则每个疗程的费用为1,000美元到20,000美元不等，且治疗的效果仍有局限性。

由美国北卡州立大学、哥伦比亚大学、韩国高丽大学（Korea University）和著名的贝斯以色列女执事医疗中心等组成的研究团队，成功研制出透过水动力的无电子敷料（Water-powered, electronics-free dressings, WPED），它可以用电疗的方式加快伤口愈合。

过往的研究显示，亲肤电疗在电击伤口时，可增加细胞迁移、静脉血流量和细胞增殖，有驱动伤口闭合或促进愈合的作用。但电疗设备太笨重，也限制患者的行动。

为此，研究团队研发出一种成本大约1美元的水力非电子敷料（WPED），可像创可贴一样贴合在身体各个部位的伤口上对其进行电击。该研究成果于8月初被发表到《科学》期刊上，已被50多家媒体转载报道。

该团队做出的2D WPED，外表覆盖一层商用亲肤敷料，敷料里面有一对薄膜刺激电极（重290毫克）和与生物具有相容性且几乎无毒的镁银/氯化银作为电池（重47毫克），其电池容量为0.4mAh、电压在1.5V左右。

这种敷料只需几滴水就能启动电池，且可以透过观察外表湿度检测纸颜色，判定设备是否启动。当电池启动时会刺激电极产生温和的电场，以达到刺激伤口增快愈合的效果。

2D WPED敷料很柔软，能随意贴在脚趾或身体弯曲的部位，还能在极端温度（低于0°C、高于35°C）、高湿度、高外部压力下正常运作。使用者只需更换敷料，就可以持续对伤口进行电疗，完全不受场地的限制。

另外，他们还做出一款3D WPED敷料，专门对付那些形状复杂、大小和轮廓不一的伤口，而它的治疗效果与2D WPED敷料相差无几。

3D WPED敷料对付复杂伤口的秘密在于结构上。其外观原始长和宽只有4厘米，厚度不到2毫米（mm），里面有两圈电击和电池。

它的蛇形外圈电极（OE）可以扩张开来，展开时是原本的1.3倍大，中心螺旋形的内电极（IE）像弹簧可以拉伸，拉直可达2厘米，且能深入伤口内部进行电击作业，两电极中间安置电池。

研究团队用2D的WPED敷料，覆盖到患有糖尿病小鼠的伤口（直径1厘米）上，每次进行15分钟至6个小时电击疗程，且实验人员每天都会更换新的敷料，以与对照组比对。

结果显示，大多数接受WPED敷料电击治疗的糖尿病小鼠，伤口大多会在15天完全愈合，且愈合速度明显快过其它小鼠。此外，这些伤口愈合后的表皮层更厚、胶原蛋白含量更高、炎症反应明显变少，可以说恢复得更完整和健康。

他们还发现，接受治疗的糖尿病小鼠能自由活动，且治疗效果与昂贵的生物制剂、复杂电子设备相当，可以说WPED敷料是一种简单、有效且更实用的伤口治疗敷料。

研究人员表示，目前这项实验已经成功让动物的伤口康复，未来有望用于人类身上，届时患者将不受到场地限制，他们可以在家中接受治疗，不必再去诊所或医院待上几个小时。

该研究的共同通讯作者、北卡州立大学电气和电脑工程助理教授阿迈‧班多卡（Amay Bandodkar）对该校的通讯室表示，“我们的目标是用低成本的技术，开发一种加速慢性伤口愈合的产品，并让患者在家就可以使用。”

班多卡还表示，“我们接下来会持续改良敷料的效能，减少其电场的波动和延长电场的持续时间，让敷料能够用于人类的临床试验，最终帮助那些患者。”

这项研究工作受到美国国防高级研究计划局的金援支持，WPED敷料未来有望申请专利。