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数据库Adv Sci：皮肤的“能量收割机”，中国学者开发自供电电子皮肤，加速伤口愈合
外部电刺激（ES）在促进伤口愈合过程中发挥关键作用。但传统电刺激方案依赖外接电源，且对生理微环境响应性较差，难以实现精准、高效的创面修复。
2026年6月15日，台湾阳明交通大学陈三元、国立中兴大学材料科学与工程系赖盈至共同通讯在
Advanced Science（IF=14.1）
在线发表题为
Electrical-Stimulation Hydrogel Electronic Skin for Sustainable Hybrid Biomechanical–Electromagnetic Energy Harvesting and Accelerating Wound Healing
的研究论文。
本研究将明胶基外层基质与两性离子导电内层复合，制备出一种复合型自供电电刺激电子皮肤（HSESES）。该电子皮肤可同时收集人体运动产生的生物机械能、周边电器释放的环境电磁能，实时持续输出电刺激，加速组织再生与创面愈合。
生理环境下，复合型自供电电刺激电子皮肤可高效捕获生物机械能（输出电压33.8V、功率3.2µW）与电磁能（输出电压±13V、功率7.72µW）。通过收集两类复合能源，该电子皮肤产生的外源性电刺激能够构建安全稳定的外电场，并与机体内源电场协同作用，促进细胞迁移、增殖与组织再生，加速创面修复。
大鼠体内实验证实，该电子皮肤可显著加快创面闭合速度；组织学检测结果显示，创面上皮有序再生、胶原大量沉积，且新生血管生成显著增多。
本研究证实，基于复合可持续能量收集的HSESES具备良好生物医用潜力，同时拓展了自供电可穿戴设备的设计思路。
历经一个多世纪的相关研究与临床技术发展，创面愈合依旧是全球医疗与再生医学领域亟待攻克的重大难题。组织修复分为炎症期、增殖期、重塑期三个序贯且相互重叠的生理阶段。
然而现有治疗手段无法适配多个愈合阶段的动态需求，易引发手术并发症、药物毒性、耐药性等问题。电刺激（ES）是一种无创、非药物治疗手段，可调控机体生理修复进程。ES通过调控钠钾离子跨膜迁移、促进生长因子表达，诱导细胞增殖、迁移与组织再生，模拟并放大内源电场介导的创面修复效应；同时治疗过程生物相容性佳、免疫原性极低。
但现有电刺激设备体积笨重、必须外接电源或电池，且需要专业人员操作，应用受限。因此，下一代智能创面护理技术亟需小型化、自驱动、柔性化、长效稳定且生物相容的电刺激发生装置。
摩擦纳米发电机（TENG）依靠接触起电与静电感应协同耦合效应，可将各类机械能高效转化为电能。近年已有研究将摩擦纳米发电机与电刺激疗法结合，构建自驱动体系促进创面修复。除此之外，将超声、光热治疗等其他刺激方式与电刺激联用，也可有效提升创面愈合效率。
尽管相关研究取得一定进展，现有方案仍存在感染风险、机械柔性不足、原位应用受限等缺陷。尤其该类设备仅依靠持续、大幅度人体运动发电，易对创面造成二次损伤，输出稳定性差。因此，需将摩擦纳米发电机与另一套能量收集体系复合，弥补单一摩擦发电的固有缺陷，满足临床电刺激治疗需求。
环境电磁能（EM）广泛存在于现代生活环境中，属于可持续清洁能源，回收利用该能源具备广阔应用前景。高效捕获并转化环境废弃电磁能，既能提升自驱动系统的供电稳定性与适用性，也可缓解电磁污染带来的环境负担。
目前电磁能量收集技术已有大量技术研究，但将其应用于生物医学创面修复的报道十分稀少。与此同时，开发可同步高效收集生物机械能（BM）与电磁能、且生物相容性达标、适配人体临床使用的功能材料仍存在巨大挑战。
ES下的体内伤口愈合评估（图源自
Advanced Science
）
本研究构建复合型自供电电刺激电子皮肤（HSESES），可同步收集生物机械能与环境电磁能，持续输出高效电刺激。该柔性电子皮肤采用三明治夹层结构，外层为明胶基质，芯层为两性离子导电聚合物。
本研究首次通过HSESES实现生物机械能与电磁能双源能量收集，为高效创面修复提供可持续新方案。该器件收集生物机械能可输出33.8V电压，收集电磁能可输出±13V电压，解决传统摩擦纳米发电机的核心短板，拓展其生物医用场景。初步生物相容性实验证实该器件具备良好生物安全潜力。
体外细胞实验与大鼠体内动物实验综合结果证明，双源复合电刺激可显著提升创面修复疗效。综上，HSESES具备稳定的能量收集能力与优异的生物治疗效果；双源复合刺激带来的优越创面修复效果，验证了该电子皮肤在新一代长效自驱动生物医用电子设备中的实际应用价值。
参考消息：https://doi.org/10.1002/advs.75940
