韩国汉阳大学的研究人员开发出一种人工智能引导的微针贴片，该贴片能在体温下改变形状，以促进慢性糖尿病伤口的愈合。
这一设备由Hyun-Do Jung副教授领导的团队研发，结合了4D打印、仿生学、脱氧核糖核酸（DNA）纳米技术和表面工程，用于提供再生治疗和抗菌保护。
该设备的灵感来源于茅膏菜（Drosera capensis）这种食虫植物，这种植物以其通过协调运动和粘附来捕捉猎物的能力而闻名。
研究人员旨在通过开发形状记忆微针来复制这些动作，这些微针在应用于组织后会主动弯曲。
这些结构采用4D打印技术制造，使材料能够对环境刺激做出反应；在这种情况下，材料会在生理温度下改变形状。
为了优化微针的性能，研究团队应用了机器学习（ML）模型，预测材料组成和制造条件将如何影响形状恢复。
这种方法减少了重复实验的需求。研究发现，在机器学习方法中，高斯过程回归对材料行为的预测最为准确和可靠。
Jung博士表示："这项研究通过使用人工智能将自然启发的原则转化为功能性生物医学设备，超越了传统的仿生学。"
"这项研究的关键点不仅在于它受到自然的启发，还在于人工智能帮助将生物灵感转化为可预测、可编程且具有临床相关性的伤口愈合技术。"
在实验室测试中，微针在37°C下迅速恢复到预设的弯曲形态，促进伤口闭合并确保与组织的接触。
该贴片还具有粘附性DNA纳米粒子以支持组织再生，以及用于抗菌的锌涂层表面。
实验表明，该贴片能持续释放DNA，产生积极的细胞反应，并对大肠杆菌（Escherichia coli）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）具有显著的抗菌效果。
预临床试验表明，与标准治疗方法相比，该贴片能更快闭合伤口并增强再生效果。
在临床使用前还需要进一步评估。研究人员建议，该技术可能在未来应用中引领能适应人体环境的智能伤口贴片和医疗植入物。
研究人员开发了应用于组织后会主动弯曲的形状记忆微针。图片来源：kirov1976/Shutterstock.com。
【全文结束】