该研究的主要作者包括Shuna Gao、Yu Rao、Xiaowei Wang、Qingxiang He、Mingchen Yang、Yuxuan Wang、Yuting Zhou、Jiangna Guo和Feng Yan。研究机构包括苏州大学化学化工与材料科学学院、江苏省新型功能高分子材料工程实验室、江苏省先进负碳技术重点实验室、苏州软材料与新能源重点实验室，以及东华大学材料科学与工程学院。该研究于2024年10月31日发表在《Advanced Functional Materials》期刊上。

该研究的学术背景涉及生物医学工程和材料科学领域，特别是伤口愈合和抗菌材料的研究。伤口愈合过程中，内源性电场（Endogenous Electric Field, EEF）的减弱会阻碍伤口修复。因此，开发一种能够恢复EEF并具有抗菌功能的伤口敷料具有重要意义。本研究旨在设计一种自供电的柔性热电敷料，利用伤口与外部环境的自然温差，将热能转化为电能，重塑受损的EEF，并通过释放单宁酸（Tannic Acid, TA）发挥抗菌和抗氧化作用，加速伤口愈合。

研究流程分为以下几个步骤：首先，通过光交联丙烯酰胺（AM）和2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸钠盐（AMPS-Na）制备热电水凝胶，并负载不同浓度的TA，形成PAATn系列水凝胶。接着，以PAAT2为基础，使用碳布和碳化无纺布作为电流收集器，构建热电装置PTED2，作为自供电的伤口敷料。敷料通过伤口与环境的温差产生热电势，重塑EEF，并释放TA发挥抗菌和抗氧化作用。在体外实验中，研究评估了水凝胶的抗菌、抗氧化性能及其对细胞增殖和迁移的影响。在体内实验中，研究通过小鼠模型验证了敷料对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）感染伤口的治疗效果。

在体外抗菌实验中，PAATn系列水凝胶对MRSA和大肠杆菌（E. coli）表现出显著的抗菌活性，且随着TA含量的增加，抗菌效果增强。PAAT2对MRSA的抑制率接近100%，PAAT4则几乎完全杀灭MRSA。通过活/死染色和扫描电镜（SEM）观察，进一步证实了水凝胶对细菌的杀灭作用。此外，水凝胶对生物膜的形成和成熟生物膜的清除也表现出显著效果。在抗氧化实验中，PAATn系列水凝胶通过释放TA有效清除活性氧（ROS），表现出良好的抗氧化能力。

在体外生物相容性实验中，PAATn系列水凝胶对小鼠成纤维细胞（L929）的存活率较高，表明其具有良好的生物相容性。热电装置PTED2产生的电场促进了L929细胞的增殖和迁移，显示出其在伤口愈合中的潜力。在抗炎实验中，PAATn系列水凝胶通过释放TA抑制了炎症因子的表达，进一步验证了其抗炎作用。

在体内实验中，研究通过小鼠模型验证了PTED2对MRSA感染伤口的治疗效果。结果显示，PTED2显著加速了伤口愈合，减少了炎症反应和细菌感染。通过热电势监测，研究发现PTED2能够稳定地重塑伤口EEF，促进细胞增殖和胶原沉积。此外，PTED2还显著促进了血管生成，进一步加速了伤口愈合。

该研究的结论是，基于热电水凝胶的自供电柔性敷料能够通过温差产生稳定的热电势，重塑受损的EEF，并通过释放TA发挥抗菌和抗氧化作用，显著加速伤口愈合。这种敷料无需外部电源或刺激，具有良好的生物相容性和应用前景，为耐药菌感染伤口的治疗提供了一种新的策略。

该研究的亮点在于首次将热电材料应用于伤口敷料，利用自然温差实现自供电，并通过多重机制（抗菌、抗氧化、EEF重塑）加速伤口愈合。此外，研究还开发了一种新型的热电水凝胶材料，具有良好的机械性能和生物相容性，为未来生物医学材料的开发提供了新的思路。

该研究不仅在科学上具有创新性，还为临床伤口治疗提供了一种高效、便捷的解决方案，具有重要的应用价值。