医工交叉再出新成果｜附属中心医院禹铭杨团队在智能创面压力监测水凝胶绷带领域连发两篇高水平 TOP 期刊论文

近日，我校附属中心医院创伤与组织修复外科禹铭杨团队联合化工学院贺高红教授、姜晓滨教授团队围绕创面界面压力定量监测智能导电水凝胶绷带开展医工交叉研究，取得系列成果，两篇论文先后发表于国际权威TOP期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一区，IF=12.3）与《Journal of Colloid & Interface Science》（中科院一区，IF=9.6）。

研究背景

创面包扎界面压力是决定压迫治疗效果、调控创面力学微环境的核心参数，压力过高或过低均会阻碍组织修复，对糖尿病足溃疡等慢性创面尤为不利。

传统绷带难以实时反馈创面承受压力，临床缺少可连续读取界面压力的器件。团队建立水凝胶电学响应与包扎力学行为的定量关联，实现界面压力量化监测。

研究主要成果

《Journal of Colloid & Interface Science》研究构建双层结构高弹性导电水凝胶绷带（CHB），采用分步刮涂‑紫外光聚合工艺制备（图1）

图1 CHB的组成、网络结构与双层制备过程。

其感知层以 PAM 共价骨架，PVA动态氢键网络耗散能量，PEDOT:PSS 构筑连续导电通路；低交联黏附层提升绷带与皮肤的贴合性能。材料展现出优异综合力学性能：断裂应变最高可达 690%，200% 应变下 5000 次拉伸循环无明显塑性变形，150% 应变释放后回弹时间仅 8 ms；电学滞后系数低于 5%，拉伸速率在 60‑300 mm/min 区间信号稳定。细胞毒性实验、人体皮肤贴敷验证材料具备良好生物相容性，同时保留不错的透湿与界面黏附能力。（图2）

图2 基于拉普拉斯定律的电阻—界面压力转换模型及实验验证。

基于圆柱包覆薄膜微元受力平衡，团队引入拉普拉斯定律P=T/(W⋅r)，分别标定电阻‑应变近线性关系、拉力‑应变三次多项式关系，结合体积守恒的宽度收缩关系，建立由电阻信号向界面压力转换的解析模型。对照商业压力传感器测试，理论计算压力与实测压力线性回归斜率达 1.05，工作应变区间内相对误差控制在 13% 以内，实现电阻信号到创面界面压力的定量换算，为智能绷带压力监测打下力学理论基础。

论文题目：Highly elastic conductive hydrogel bandage with a Laplace's law‑based framework for quantitative interface pressure monitoring

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2026.141466