皮肤是我们身体最大的器官，它不仅能保护我们免受外界伤害，如机械刺激、温度变化和紫外线辐射等，还能保持体内的温度和湿度，排泄废物并提供感觉功能。

然而，由于感染、慢性疾病或严重创伤，有些皮肤伤口难以自行愈合，给患者带来了巨大的痛苦和经济负担。

皮肤    

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传统方法的局限性

目前，常用的皮肤伤口处理方法主要是手术缝合或传统敷料，这些方法虽然能有效封闭创口并止血，但它们也有一些显著的缺点。比如，缝合和钉子可能导致创口感染，并且拆除时会给患者带来疼痛。因此，科学家们一直在探索更好的替代方法。

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自然界的启示

自然界为我们提供了许多灵感。例如，贻贝、蛞蝓（鼻涕虫）和蜘蛛等生物的天然粘合机制，为我们开发新型医用粘合剂提供了宝贵的思路。

贻贝的黏附机理

贻贝能在潮湿的岩石表面牢牢粘附，这归功于其分泌的特殊蛋白质。科学家们受其启发，开发出含有类似成分的仿生粘合剂，这种粘合剂不仅具有很强的粘附力，还能在潮湿环境中保持稳定。

贻贝分泌黏附蛋白

蛞蝓的防御机制

蛞蝓在受到威胁时会分泌大量粘液，使自己粘在岩石或土壤表面，防止被捕食者带走。受此启发，研究人员开发了一种双层结构的胶粘剂。这种胶粘剂能牢固粘附在组织表面，并具有很高的韧性和柔韧性，有助于伤口愈合。

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前沿研究

近年来，科学家们还通过将多种仿生材料结合起来，开发出性能更为优越的医用粘合剂。例如，将海藻酸钠和明胶与金属离子结合，制成的水凝胶不仅具有足够的机械强度和粘性，还能加速伤口愈合。同时，基于多巴胺的仿生材料，也展现了出色的粘附性能和生物相容性。

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仿生技术的未来研发方向

仿生学是一种前景广阔的伤口管理技术，在治疗其它疾病和症状方面也具有潜力。其中，以下几种应用方向的前景值得重点关注。

（1）仿生伤口敷料在促进伤口愈合方面大有可为。传统的伤口敷料主要侧重于密闭伤口、吸收渗出物和保持湿润环境，因此在支持复杂的伤口愈合过程方面存在局限性。然而，通过在传统敷料中加入胶原蛋白、糖胺聚糖或透明质酸等ECM成分，可以积极促进上皮细胞化、血管生成和胶原蛋白沉积，从而增强整个伤口愈合过程。

（2）生物医学领域可以从模仿动物、植物和人类等各种生物体内的成分或微米和纳米结构中获益匪浅。基于这些仿生成分或结构的材料具有许多优点，包括良好的生物相容性和生物可降解性、高靶向效率、低毒性以及抗氧化和抗炎特性。

（4）未来研究的重点将是开发在功能和特性上接近人类皮肤的电子皮肤，这种电子皮肤包括机械感受器，并且具有良好的柔软度、弹性、自愈能力和环境适应性。在此基础上，甚至可以开发出在某些方面优于人类皮肤的电子皮肤。此外，将使用机器学习算法的人工智能集成到电子皮肤中进行独立的数据分析，可以帮助我们了解用户的个性化健康状况，从而制定精确的个性化治疗方案。最后，考虑到人们对环境的日益关注，开发可持续和可回收的电子皮肤也将成为未来研究的一个重要方向。

（a）人类触觉感知系统；（b-f）电子皮肤的各种应用：（b）基于摩擦纳米发电机（TENG）的可植入生物医学器件；（c）柔性应变传感器在医疗机器人和假肢中的应用；（d）实时生物和健康信号监测；（e）用于慢性伤口管理的无线智能绷带的总体设计