News Medical 6月26日报道,韩国汉阳大学Hyun-Do Jung副教授团队开发了一种人工智能引导的微针贴片,用于慢性创面修复研究。慢性创面对医疗系统构成长期负担,糖尿病患者尤其容易出现愈合延迟、持续炎症和感染风险升高。传统缝合、钉合或粘合剂可以帮助创缘接近,但不能主动响应创面愈合过程。
该研究发表于Advanced Materials,结合了AI、4D打印、仿生设计、DNA纳米技术和表面工程。研究灵感来自好望角茅膏菜,这种食虫植物可以通过协调运动、黏附和保护机制捕获猎物。研究者据此设计了具有形状记忆能力的微针系统,贴片进入组织后可在37摄氏度体温环境下弯曲,帮助创面闭合并保持组织接触。
4D打印使材料结构能够根据环境刺激改变形状。研究团队使用机器学习模型预测和优化打印材料的形状恢复行为,减少反复试错。通过分析材料组成和制造条件对性能的影响,研究者寻找兼顾机械稳定性和快速形状恢复的工艺窗口。在多种机器学习方法中,高斯过程回归在预测准确性和不确定性估计方面表现较好。
平台还整合了用于支持组织再生的黏附性DNA纳米颗粒,以及具有抗菌作用的锌处理表面。实验显示,系统可以持续释放DNA,对参与创面修复的内皮细胞和成纤维细胞表现出较有利反应,并对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌显示抗菌活性。在临床前创面实验中,整合系统较传统处理加快创面闭合并改善组织再生。
研究者认为,这种AI引导的4D打印策略未来也可能用于软体生物医学机器人、植入物、支架和需要可编程运动的组织接触设备。但当前结果仍属于材料学和临床前研究,距离临床使用还有安全性、可重复制造、长期生物相容性和真实患者创面验证等环节。慢性创面患者不应据此自行替代现有清创、控糖、抗感染和伤口护理方案。
原文链接:http://www.news-medical.net/news/20260626/AI-guided-microneedle-patch-changes-shape-to-heal-chronic-wounds.aspx
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