通过双模式电刺激实现湿度调控的湿电疗法，用于适应性生物电子干预

《Advanced Materials》：Humidity-Gated Moisture-Electric Therapy via Dual-Modal Eelectrostimulation for Adaptive Bioelectronic Interventions

　　湿度响应型自供电湿度-电力发生器（MEG）通过动态调节电压实现伤口愈合加速（33.17%）和肿瘤抑制（88.34%），结合环境感知与智能生物电子输出，为闭环自适应医疗干预提供新范式。

　　

摘要

随着生物电子设备的发展，在动态环境中实现自适应治疗仍然具有挑战性。传统的电刺激方法存在对外部电源的依赖性、响应不足以及缺乏环境适应性等问题。本研究提出了一种湿度响应型湿电发电机（MEG），该发电机能够自主提供双模式电刺激，以适应动态的生理环境，从而解决了自适应生物电子治疗中长期存在的难题。MEG采用3D打印纳米复合材料制成，结合了吸湿性的PEDOT:PSS/氧化石墨烯核心和机械强度高的聚己内酯结构，实现了基于湿度的电压调节功能。在低湿度条件下（<60% RH），该设备产生的亚阈值电压（<500 mV）可激活香草酸受体1（TRPV1）介导的钙信号传导，促进成纤维细胞迁移、血管生成和M2型巨噬细胞极化，从而使伤口愈合速度加快33.17%。相反，在高湿度肿瘤微环境中（>95% RH），MEG产生的治疗电压（>500 mV）会破坏细胞骨架的完整性，提高化疗药物的渗透性，并激活TNF-α/NF-κB信号通路，导致肿瘤细胞死亡，实现88.34%的肿瘤抑制效果。转录组分析显示，钙信号传导在再生反应中起主导作用，而TNF信号通路则介导抗肿瘤免疫反应。这种湿度自适应平台是一个闭环、自供电的治疗系统，将环境感知与智能生物电子输出相结合。除了这两种应用外，MEG还为自主、个性化的医疗干预带来了变革性的范式。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。