一种无线、对位置不敏感且参数可配置的电刺激平台，适用于多种治疗应用

促进身体自我修复的温和电火花

设想用微小、无痛的电脉冲来治疗顽固的皮肤伤口或受损神经，而不是依赖药物或笨重的设备。本研究介绍了一种薄型无线贴片与植入式系统，能够在没有电池、导线或对皮肤严格定位的情况下安全地向体内发送受控电刺激脉冲以加速修复。研究展示了经过精细调节的电信号如何在保持患者活动自由的同时促进组织更快愈合。

为什么医生关注微弱电脉冲

医生早已知道，小幅电刺激可以影响细胞的生长、迁移与相互通讯。这类刺激已被用于缓解疼痛、帮助脊髓损伤者恢复运动、心脏起搏以及促进受损组织再生。但现有医疗器械常依赖穿过皮肤的导线或笨重电池，这会增加感染风险、使用不适并需要频繁维护。许多设备也仅为单一用途设计，难以灵活适配不同患者或病症。

为组织构建无线“供能垫”

团队设计了由两部分组成的无线系统：外部发射线圈和放置于皮肤表面或皮下的小型柔性接收器。能量通过这些线圈之间的磁场在空间中传输，原理类似无线手机充电器。在接收器内部，一组简单电路将输入信号提升到约15伏峰峰值、平滑处理以保持输出稳定，并将其整形成脉冲。最终形成一个微小、无电池的刺激器，能够以广泛的强度、频率和开—关模式提供可调脉冲，以满足不同的医疗需求。

即便错位也能工作

在现实生活中，外部线圈并不会始终完美位于植入设备正上方，特别是在行走、睡眠或改变体位时。许多早期系统在线圈仅偏移几毫米或倾斜少许角度时就会急剧失效。在这里，研究者加入了智能稳压器和多级升压电路，使输出脉冲在接收器横移或上下移动超过一厘米以及旋转数十度时仍能保持近乎恒定。系统不是让错位改变脉冲强度，而是主要改变其可工作的距离范围，从而提高治疗的可靠性。

对安全性与细胞行为的检验

在动物试验之前，科学家们先检查了材料与脉冲是否会损害细胞。多种培养细胞在刺激器表面生长良好，数日内几乎未见死细胞。大鼠体内将该柔性设备置于皮下并未引发强烈炎症、升高局部温度或降低正常活动能力。在培养皿中施加电刺激时，与伤口修复相关的皮肤细胞增殖更多并更快地爬动以闭合人工划痕，而神经细胞及神经簇则生长出更长、更复杂的突起，这些对信号传递至关重要。

帮助伤口闭合与神经恢复

随后团队在大鼠中评估无线脉冲能否在活体组织中加速修复。在一种近似人类愈合过程的皮肤伤口模型中，每隔一天接受短时刺激的动物伤口闭合速度比自然愈合的动物快约四分之一。新生皮层更厚、炎症更轻且毛细血管更多。在坐骨神经损伤的另一个模型中，将植入刺激器置于受损神经周围并从体外供能可改善神经再生、保持肌肉体积，并在四周后使步态评分更佳。经治疗的大鼠步行更接近健康动物，后肢步幅更有力且协调性更好。

对未来医疗的潜在意义

这项工作表明，一种薄型、无线且对位置宽容的电刺激贴片或植入物能够安全地向多种组织提供有用的脉冲，并在动物中加速皮肤与神经的愈合。尽管当前系统仍处于原型阶段，尚未达到临床应用，但其可调参数以及免于电池和精确对位的特性，指向了未来医生能够为各种损伤和慢性病定制温和电疗的新治疗途径。

引用: Ye, Z., Wang, Y., Zhao, K. et al. A wireless, position-insensitive electrical stimulation platform with adequate and configurable parameters for diverse therapeutic applications. npj Flex Electron 10, 64 (2026). https://doi.org/10.1038/s41528-026-00577-x

关键词: 无线电刺激, 伤口愈合, 神经再生, 柔性电子学, 生物电子疗法