人们会以各种各样的方式遭受身体创伤——从轻微的擦伤和擦伤到手术的影响、重伤、烧伤和其他严重创伤。这些伤口的愈合过程因人而异，并可能受到潜在健康状况的不利影响，如血管功能不全、糖尿病、肥胖和高龄。在严重情况下，伤口愈合过程异常可能导致慢性伤口，这种情况会极大地影响行动能力、生活质量和医疗保健费用。
正常的伤口愈合过程包括一系列复杂的四个重叠但不同的步骤。在最初的步骤中，来自血液的血小板通过发出蛋白质基质堵塞形成的信号来控制出血;它们还会产生收缩血管的分子，并将其他类型的细胞动员到该部位。这些额外的细胞杀死伤口区域的病原体，并引发伤口愈合和血管形成。在后面的步骤中，蛋白质基质、血管生长和连接甚至进一步发展，皮肤和其他表面细胞开始迁移到该部位。皮肤和蛋白质基质一起形成肉芽组织来修复和闭合伤口。在最后一步，血管的形成逐渐变细，肉芽组织继续发展，直到最终变成疤痕，寺崎研究所报道．
现有的伤口愈合疗法包括敷料、负压绷带、基于生长因子和抗炎药物、清创和超声治疗。但即使在最好的条件下，使用这些方法，伤口完全闭合的平均时间是12周。
最近正在探索的一种治疗方法是电场刺激;这种方法加速伤口愈合，副作用有限。在伤口部位给予EF刺激可以激活皮肤和其他肉芽细胞向伤口部位的迁移，诱导血管形成并控制过度炎症。因此，可穿戴的EF刺激装置已经被设计出来，显示出伤口愈合时间的改善。然而，他们的传统电极的体积和不灵活性导致了与伤口的构象不兼容，这增加了炎症和延长愈合的可能性。制造这些电极也需要专门的技术。
Terasaki生物医学创新研究所的一个合作团队开发了一种“智能”柔性电动贴片(ePatch)，它完全解决了现有EF刺激设备带来的挑战，并提供了许多独特的优势功能。
该团队首先选择银纳米线作为电极，它不仅提供抗菌性能，而且在应变下提供高导电性。他们下一步选择将电极嵌入海藻酸盐中，海藻酸盐是一种凝胶状物质，能保持良好的水分水平和生物相容性，目前用于吸水性外科敷料。
通过对海藻酸盐进行化学修饰和添加钙，他们能够生产出一种提高电极稳定性和功能的材料。通过进一步调整银纳米线/改性藻酸盐的比例，他们能够获得一种灵活的、精确打印的凝胶或生物墨水，这将生产出符合各种伤口形状和大小的定制贴片。此外，添加到混合物中的钙诱导细胞增殖和迁移到伤口部位，进而促进血管形成。
为了制作e-Patch，一个模板被分层在一个硅胶薄片上，生物墨水被沉积在模板上。待生物油墨固化后，移除模板。
TIBI研究员Han-Jun Kim博士说:“通过仔细选择材料和优化我们的凝胶配方，我们能够开发出一种多功能、易于制作、具有成本效益的e-Patch，这将大大促进和加速伤口愈合。”
TIBI团队开发的e-Patch的有益质量通过几组实验得到了验证。机械测试表明，e-Patch具有更好的电极稳定性和导电性，应变测试结果显示良好的耐受性，达到正常皮肤变形所需的水平。
对e-Patch上培养的细胞进行的测试表明，EF刺激脉冲的e-Patch显示出明显更快的细胞增殖、迁移、聚集和排列，以及生长因子的分泌增加——所有这些因素都有助于伤口愈合更快。
对开放性创面大鼠进行动物模型研究，结果表明e-Patch能明显加速创面愈合。EF刺激的e-Patch不仅在伤口愈合过程中表现出更快速的进展，而且愈合过程也更有方向性，导致伤口愈合后疤痕最少，正常皮肤层沉积和毛发生长。
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其他实验证实了e-Patches中使用的银纳米线电极的抗菌性能，该性能被证明与施加的EF刺激量无关。
还有一些实验测试了细胞对e-Patch的硅酮成分的粘附性，发现硅酮为细胞提供了有效的不粘附表面。这一功能有助于确保皮肤损伤和过多的疤痕减少。
TIBI董事兼首席执行官Ali Khademhosseini博士说:“我们的ePatch为加速伤口愈合提供了前所未有的最佳功能组合。这是我们在个性化生物材料平台上所做工作的众多优秀例子之一。”
