01 作者

刘新华、姜慧娥等

02 机构

陕西科技大学

03 Citation

Jiang H E, Zhang J M, Chen L J, Zhang Q, Yang F Q, Fei Y F, Chen X, Liu X H. 2025. Bee-stings-inspired intelligently-sensitive electroactive microneedle with serrated structure for advanced electrical-stimulation-intervened chronic wound-management. Int. J. Extrem. Manuf. 7 065501.

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https://doi.org/10.1088/2631-7990/adeb0f

文章导读

糖尿病慢性伤口因高血糖、持续炎症及传统疗法效率低等问题，长期面临愈合困难、感染风险高的挑战。近期，陕西科技大学刘新华、姜慧娥等人突破性提出一种仿生蜂刺结构的智能敏感电活性微针（GP-PPy/PLA-MN），集成温度敏感药物缓释、电刺激治疗与实时伤口监测功能，显著提升慢性伤口愈合效率。该成果在SCI期刊《极端制造（英文）》，International Journal of Extreme Manufacturing上发表了题为“Bee-stings-inspired intelligently-sensitive electroactive microneedle with serrated structure for advanced electrical-stimulation-intervened chronic wound-management”的文章。

图文解析

仿生锚定结构，突破药物递送瓶颈

本研究创新仿蜂刺锯齿结构的两段式微针，通过机械锚定穿透皮肤屏障并稳定驻留。微针尖端采用温敏水凝胶负载胰岛素，在体温下实现长达24小时的缓释，有效控制血糖；基底导电聚吡咯涂层赋予其电活性，可传输电刺激信号促进组织修复。（如图1所示）

图1 温敏释药微针电活性平台的工作原理。

多模态协同治疗与实时动态监测的突破性设计

本研究的核心亮点在于GP-PPy/PLA-MN平台的多模态协同调控机制（图8）。通过温敏水凝胶降解与电刺激（ES）的动态耦合，微针在伤口局部形成“药物缓释-组织修复-环境感知”三位一体作用：胰岛素在体温触发下持续释放24小时，血糖峰值降低53.4%，同时ES通过调控细胞离子通道激活促血管生成信号通路，使CD31标记的血管密度提升，协同治疗组胶原纤维密度较对照组增2-3倍，表皮再生周期缩短50%，突破了传统疗法单一作用的局限性。更具创新性的是该平台通过电子微针的电阻变化实时映射伤口微环境动态。实验显示，电阻值在炎症期因渗出液增加而下降，进入增殖期后随组织修复逐渐回升至稳定态，这一特性首次实现了伤口愈合阶段的电信号量化表征，为临床实时评估提供了全新维度。（如图2所示）

图2  多模态协同治疗与动态监测机制。

总结与展望

未来，该智能微针平台有望通过多模态信号集成与临床转化研究，进一步推动慢性伤口的个性化精准诊疗，为糖尿病并发症管理开辟新路径。

关于期刊

International Journal of Extreme Manufacturing (《极端制造》），简称IJEM，中国机械工程学会极端制造分会会刊，致力于发表极端制造领域相关的高质量最新研究成果。自2019年创刊至今，期刊陆续被SCIE、EI、Scopus等20余个国际数据库收录。JCR最新影响因子21.3，位列工程/制造学科领域第一。中国科学院分区工程技术1区，TOP期刊。入选中国科技期刊卓越行动计划二期英文领军期刊。

期刊网址：

https://iopscience.iop.org/journal/2631-7990

http://ijemnet.com/

期刊投稿：

https://mc04.manuscriptcentral.com/ijem-caep

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