“傷口都快一個(gè)月了，怎么還沒好，是不是感染了？” 生活中，不少人遭遇過傷口愈合緩慢的困擾，更別提糖尿病足、燒傷等復(fù)雜傷口，愈合周期動(dòng)輒數(shù)月甚至數(shù)年，不僅給患者帶來身心痛苦，還造成沉重經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。而現(xiàn)在，浙江大學(xué)的最新研究帶來了轉(zhuǎn)機(jī) —— 通過將人工智能（AI）與生物電子學(xué)結(jié)合，開發(fā)出能智能監(jiān)測(cè)并促進(jìn)傷口愈合的系統(tǒng)，不僅讓愈合速度大幅提升，還降低了約 30% 的治療成本。這一成果發(fā)表在 Cell 子刊 Cell Biomaterials 上，有望徹底革新傷口護(hù)理模式。

傳統(tǒng)治療 “力不從心”：復(fù)雜傷口成臨床難題

在臨床上，復(fù)雜且難以愈合的傷口是一大棘手問題。這類傷口細(xì)菌密度高，感染風(fēng)險(xiǎn)大，尤其是金黃色葡萄球菌感染的傷口，膿液積聚更是雪上加霜。據(jù)臨床研究，超 60% 的慢性傷口會(huì)出現(xiàn)膿液，耐藥菌感染時(shí)治療失敗率超 45%。膿液的高粘度和復(fù)雜成分，形成物理化學(xué)屏障，阻礙藥物擴(kuò)散，使抗生素難以起效。

傳統(tǒng)治療方法，如施用高劑量抗生素、沖洗引流膿液等，效果并不理想。四周內(nèi)僅 28%-35% 的感染能完全清除，高劑量抗生素還易催生細(xì)菌耐藥性。更關(guān)鍵的是，傳統(tǒng)手段缺乏對(duì)傷口微環(huán)境動(dòng)態(tài)變化的監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，而傷口愈合是個(gè)復(fù)雜過程，涉及炎癥反應(yīng)、細(xì)胞遷移、組織再生等，微環(huán)境的時(shí)空變化直接決定修復(fù)效果。如何實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并精準(zhǔn)調(diào)控這一復(fù)雜微環(huán)境，成為亟待解決的科學(xué)問題。

AI 如何讓傷口愈合 “開加速掛”？

浙江大學(xué)俞夢(mèng)飛研究員、賀永教授等組成的研究團(tuán)隊(duì)，開發(fā)出一套閉環(huán)自適應(yīng)系統(tǒng)，核心是將基于機(jī)器學(xué)習(xí)的決策與再生生物電子學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了三大關(guān)鍵功能：

1. 像 “智能攝像頭” 一樣，精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)傷口狀態(tài)

系統(tǒng)配備攝像設(shè)備，能獲取高分辨率傷口圖像。利用卷積網(wǎng)絡(luò)提取局部與全局特征，多尺度注意力模塊（MSA）聚焦關(guān)鍵區(qū)域，生成預(yù)測(cè)性愈合特征圖，直觀呈現(xiàn)傷口面積變化和愈合分布。結(jié)合卷積與上采樣操作，捕捉傷口長(zhǎng)期和大尺度變化，為個(gè)性化治療提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

2. 用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法，動(dòng)態(tài)優(yōu)化治療參數(shù)

隨著傷口愈合進(jìn)程推進(jìn)，其微環(huán)境不斷變化，治療策略也需相應(yīng)調(diào)整。系統(tǒng)中的強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法，如同智能大腦，能根據(jù)監(jiān)測(cè)到的傷口狀態(tài)，動(dòng)態(tài)優(yōu)化治療參數(shù)，確保治療始終 “對(duì)癥下藥”。例如，在感染初期，算法判斷需強(qiáng)力抗菌，就會(huì)調(diào)高治療強(qiáng)度；隨著炎癥減輕，算法自動(dòng)降低強(qiáng)度，避免過度治療。

3. 電刺激液態(tài)金屬，精準(zhǔn)釋放鎵離子

治療過程中，系統(tǒng)通過電刺激液態(tài)金屬復(fù)合材料，調(diào)節(jié)釋放鎵離子（Ga3+）。在感染初期，高電流脈沖（4 毫安）迅速釋放大量鎵離子，實(shí)現(xiàn)廣譜抗菌；隨著傷口進(jìn)入愈合階段，AI 控制器自動(dòng)將刺激強(qiáng)度降至 0 - 2 毫安，促進(jìn)組織再生。這種精準(zhǔn)調(diào)控，既能高效殺菌，又能減少對(duì)正常細(xì)胞的損傷。

在小鼠感染性創(chuàng)傷模型實(shí)驗(yàn)中，使用該系統(tǒng)治療的傷口，14 天閉合率高達(dá) 95.8%，遠(yuǎn)高于其他對(duì)照組。組織學(xué)分析顯示，創(chuàng)口免疫細(xì)胞浸潤(rùn)減少、膠原纖維密度增加，血管新生明顯增強(qiáng)，炎癥反應(yīng)也得到有效調(diào)控。

臨床應(yīng)用前景廣闊：家庭智能護(hù)理不再是夢(mèng)

這一研究成果，不僅在實(shí)驗(yàn)室表現(xiàn)出色，更展現(xiàn)出巨大臨床應(yīng)用潛力：

1. 降低治療成本，減輕患者負(fù)擔(dān)

與傳統(tǒng)治療相比，新系統(tǒng)降低約 30% 成本。一方面，減少高劑量抗生素使用，避免耐藥性帶來的后續(xù)高昂治療費(fèi)用；另一方面，自動(dòng)掃描 - 治療 - 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將臨床就診頻率從每周一次降至每月一次，節(jié)省患者往返醫(yī)院的時(shí)間和交通成本。

2. 革新家庭智能傷口護(hù)理模式

長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，該技術(shù)有望讓家庭智能傷口護(hù)理成為現(xiàn)實(shí)?；颊咴诩屹N上智能生物電子敷料，系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)傷口并反饋數(shù)據(jù)給醫(yī)生，醫(yī)生遠(yuǎn)程調(diào)整治療方案，實(shí)現(xiàn) “云端” 治療。這對(duì)行動(dòng)不便的患者，尤其是糖尿病足等慢性傷口患者，意義重大，能大幅提升生活質(zhì)量。

3. 拓展至多種復(fù)雜傷口治療

除普通創(chuàng)傷，其框架可擴(kuò)展用于治療糖尿病足潰瘍、燒傷等復(fù)雜傷口，甚至為神經(jīng)和心肌等組織再生領(lǐng)域提供新研究范式。例如，在糖尿病足治療中，精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)和調(diào)控能改善局部血液循環(huán)，促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)，降低截肢風(fēng)險(xiǎn)。

浙江大學(xué)的這項(xiàng)研究，開創(chuàng)了生物電子學(xué) - AI - 再生的新范式，為傷口治療帶來曙光。從實(shí)驗(yàn)室走向臨床，或許不久后，AI 助力傷口愈合將成為日常醫(yī)療的一部分，讓患者告別漫長(zhǎng)痛苦的愈合過程?？萍颊谧寕谧o(hù)理變得更智能、更高效，而這只是醫(yī)療領(lǐng)域 AI 應(yīng)用的冰山一角，未來，還會(huì)有更多驚喜等待我們。