中国电子科技大学的研究人员开发出一种新型伤口敷料，既能监测伤口情况，又能在组织出现异常时自动给药。这项研究获得了四川大学华西医院和香港中文大学的合作支持，其核心是一种采用3D打印技术制造的微针贴片，微针表面带有微型倒刺结构，可确保敷料在长期使用中保持稳定附着。慢性伤口（如糖尿病溃疡和压疮）正给全球医疗系统带来越来越沉重的负担，这类伤口通常需要频繁检查，而反复揭开敷料查看愈合情况反而可能延缓恢复甚至造成新的损伤。
研究团队致力于设计一种能持续附着皮肤、实时监测伤口状态、无需临床医生介入即可自主响应的智能敷料。
闭环微针伤口贴片系统
该系统的核心是两种高精度3D打印微针：实心微针（3D-BMN）作为电极测量组织阻抗，空心微针（3D-BHMN）负责输送液体药物，两类微针均采用仿蜂刺结构的微型倒刺设计。实验室测试中，这些倒刺能帮助微针稳固嵌入琼脂糖基敷料模型，在覆盖明胶基皮肤模型的测试中，系统在无需过大插入力的情况下实现了抗位移性能。
3D-BMN和3D-BHMN的制造工艺和实物图像。图像来源：电子科技大学。
组织阻抗可反映组织对电流的抵抗能力，其数值会随组织湿度、炎症和感染状态变化。既往研究表明，伤口恶化常伴随阻抗值下降。为提高测量稳定性和可重复性，研究团队在传感微针表面依次镀覆银、氯化银和金纳米颗粒涂层。在使用模拟皮肤与伤口敷料的明胶和琼脂糖凝胶实验中，涂层微针在不同模拟伤口状态下均能产生稳定信号。
给药系统采用连接微型药室和超声雾化器的空心微针，启动时可将液态药物转化为微雾并通过微观通道输送到组织中。在比较局部涂抹给药、无超声辅助空心微针给药、超声辅助微针给药的标准化实验室扩散实验中，超声辅助微针系统在30分钟内向模型组织输送的测试染料显著多于其他两种方法。
该平台的突出特点是闭环设计：微型控制电路持续读取传感微针的阻抗数据，当数值低于预设阈值（提示炎症或感染加剧）时自动触发雾化器给药。校准测试中，阻抗读数与参考值的误差控制在约0.25%范围内，表明系统在实验室条件下具有合理精度。
包含倒刺微针和给药模块在内的整个装置均采用投影微立体光刻技术制造，微针结构通过一步打印成型后镀覆导电涂层。研究团队指出，这种制造方式便于根据临床需求定制设计参数，如1300微米针体长度、0.3毫米空心管腔（药室配备0.4毫米供药微通道）或不同规格的药室尺寸。
目前所有演示均在凝胶模型而非活体组织上完成体外实验，这意味着关于使用舒适度、长期皮肤反应、感染风险和实际可靠性等问题仍需通过动物及人体研究验证。系统目前依赖外部电源和电子设备，未来需集成到实用型可穿戴装置中。
通过3D-BMN和3D-BHMN实现具有阻抗反馈的按需药物递送。图片由电子科技大学提供。
尽管如此，这项研究预示着伤口敷料将超越传统覆盖保护功能的发展方向。通过将连续监测与自动化局部治疗相结合，此类设备可减少换药频率，在愈合过程出现偏差时实现早期干预，推动伤口护理向"主动响应生理信号"而非"被动等待肉眼可见恶化"的模式演进。
3D打印伤口愈合技术的兴起
随着研究人员不断探索3D打印在医疗领域的应用潜力，该技术在伤口愈合方面的运用正受到越来越多关注。
例如，釜山国立大学的研究人员开发出一种生物打印技术，使用由1%脂肪源性脱细胞外基质和0.5%海藻酸盐组成的混合生物墨水，制造出用于伤口愈合的功能性脂肪组织。打印的脂肪单元直径控制在600微米以内，间距保持在1000微米以内，以确保充分的营养扩散和旁分泌信号传递。这些结构与真皮模块结合形成皮肤替代物植入小鼠体内后，相比传统脂肪移植能加速伤口闭合、改善组织重塑和血管化，并调节皮肤再生关键蛋白的表达。
几年前，爱尔兰皇家外科医学院的科学家通过将富血小板血浆整合到明胶基水凝胶中，开发出可用于伤口愈合再生支架的3D打印生物墨水。研究团队从供体血液中分离富血小板血浆，与光引发剂和明胶混合后，使用Allevi II生物打印机挤出形成多孔支架，其降解速度比纯水凝胶更缓慢。该结构在14天内持续释放生长因子，其中约10%的富血小板血浆被释放，血管内皮生长因子扩散最快。在鸡胚胎实验中，含富血小板血浆的支架使血管化程度比对照组提高约40-50%，有效促进了新血管形成。
该研究成果已以《用于伤口管理生物传感与药物输送的3D打印倒刺微针电极》为题发表论文，作者包括付新宇、孙正南、顾俊、刘瑞琪、马萌、马雪蕾、何一平、张晓升和张轶（音译，如有错误，请指正）。
中国3D打印网编译文章！
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