这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是对该研究的详细介绍：

主要作者及研究机构

该研究由Yuandong Qin、Shiyu Jia、Xiao-Lei Shi、Shaojingya Gao、Jiangqi Zhao、Huangshui Ma、Yanxing Wei、Qinlin Huang、Lei Yang、Zhi-Gang Chen和Qiang Sun共同完成。研究团队来自多个机构，包括四川大学华西口腔医院、南方医科大学口腔医院、昆士兰科技大学等。该研究于2025年4月17日发表在《ACS Nano》期刊上，卷号为19，页码范围为15924-15940。

学术背景

该研究的主要科学领域是组织工程与再生医学，特别是伤口愈合。皮肤作为人体最大的器官，承担着保护、免疫、温度调节、感觉和废物排泄等重要功能。皮肤伤口（如手术、创伤、烧伤或代谢紊乱导致的伤口）对人类健康构成了重大挑战。伤口愈合涉及多种信号分子，调控再上皮化、血管化、基质重塑等过程。内源性电场（endogenous electric field, EEF）在细胞信号传导、神经再生和伤口修复中起着关键作用。然而，现有的电刺激（electrical stimulation, ES）疗法通常依赖专业设备、外部电源和训练有素的人员，限制了其在长期或家庭护理中的实用性。因此，开发自供电的生物电子系统成为了一种创新的替代方案。

研究目标

该研究的目标是开发一种基于热电水凝胶的自供电电刺激装置，用于加速伤口愈合。研究团队设计了一种新型的Ag2Se@GelMA热电水凝胶，利用皮肤与周围环境之间的温差产生电能，从而增强内源性电场，促进细胞增殖、迁移和血管生成，最终加速伤口愈合。

详细工作流程

研究分为以下几个步骤：

1. Ag2Se纳米颗粒的合成
   首先，研究团队通过已建立的方法合成了Ag2Se纳米颗粒（nanoparticles, NPs）。这些NPs具有均匀的形态，平均粒径为150纳米。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等技术对Ag2Se NPs进行了表征，确认了其化学纯度和晶体结构。

2. Ag2Se@GelMA水凝胶的制备
   将Ag2Se NPs与明胶甲基丙烯酸酯（GelMA）水凝胶前体混合，通过光交联过程形成Ag2Se@GelMA复合水凝胶。研究团队通过SEM观察了水凝胶的微观结构，并通过能量色散X射线光谱（EDS）确认了Ag2Se NPs在水凝胶基质中的均匀分布。

3. 热电性能测试
   研究团队测量了Ag2Se@GelMA水凝胶的热电性能，包括塞贝克系数（Seebeck coefficient, S）、电导率（σ）和功率因子（power factor, PF）。结果表明，随着Ag2Se浓度的增加，水凝胶的S和σ显著提高，1.0 wt%的Ag2Se@GelMA水凝胶具有最佳的热电性能，其S为~1080 μV/K，σ为~0.9 mS/cm。

4. 体外生物实验
   研究团队进行了系统的体外实验，评估了Ag2Se@GelMA水凝胶对人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的细胞毒性、迁移和血管生成的影响。通过活/死细胞染色、划痕愈合实验、血管生成相关蛋白（VEGF和vWF）的免疫荧光染色和Western blot分析，证实了Ag2Se@GelMA水凝胶在电刺激下显著促进了HUVECs的增殖、迁移和血管生成。

5. 机制研究
   研究团队进一步探讨了Ag2Se@GelMA水凝胶促进伤口愈合的分子机制。通过荧光染料Fluo-3 AM检测细胞内Ca2+水平，发现电刺激激活了电压门控钙离子通道（voltage-gated calcium channels, VGCCs），导致细胞内Ca2+水平升高，进而激活了Ca2+/CaMKKβ/AMPK/Nrf2信号通路，增强了线粒体功能和血管生成。

6. 体内实验
   研究团队在小鼠模型中进行了体内实验，评估了Ag2Se@GelMA水凝胶对伤口愈合的效果。通过测量伤口闭合率、组织学分析（H&E染色和Masson染色）以及血管生成相关蛋白的免疫荧光染色，证实了Ag2Se@GelMA水凝胶显著加速了伤口愈合，促进了再上皮化和血管生成。

主要结果

1. Ag2Se@GelMA水凝胶的制备与表征
   研究团队成功制备了Ag2Se@GelMA水凝胶，并通过多种技术手段对其进行了详细表征。水凝胶具有良好的热电性能和生物相容性。

2. 体外生物实验
   Ag2Se@GelMA水凝胶在电刺激下显著促进了HUVECs的增殖、迁移和血管生成，相关蛋白（VEGF和vWF）的表达显著上调。

3. 机制研究
   电刺激通过激活VGCCs，提高了细胞内Ca2+水平，进而激活了Ca2+/CaMKKβ/AMPK/Nrf2信号通路，增强了线粒体功能和血管生成。

4. 体内实验
   在小鼠模型中，Ag2Se@GelMA水凝胶显著加速了伤口愈合，促进了再上皮化和血管生成，伤口闭合率显著高于对照组。

结论

该研究开发了一种新型的Ag2Se@GelMA热电水凝胶，能够利用皮肤与周围环境的温差产生电能，增强内源性电场，促进细胞增殖、迁移和血管生成，从而加速伤口愈合。该研究为伤口愈合提供了一种自供电、高效且舒适的治疗方案，具有广泛的组织工程和再生医学应用潜力。

研究亮点

1. 自供电热电水凝胶：Ag2Se@GelMA水凝胶能够利用温差产生电能，无需外部电源，具有自供电特性。
2. 高效伤口愈合：水凝胶通过增强内源性电场，显著促进了细胞增殖、迁移和血管生成，加速了伤口愈合。
3. 分子机制揭示：研究团队详细揭示了Ag2Se@GelMA水凝胶促进伤口愈合的分子机制，即通过激活Ca2+/CaMKKβ/AMPK/Nrf2信号通路，增强线粒体功能和血管生成。

其他有价值的内容

研究团队还评估了Ag2Se@GelMA水凝胶的生物相容性，证实其在体内外均具有良好的生物安全性，进一步支持了其在临床中的应用潜力。