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针对上述问题，苏州大学附属第二医院贾鹏/刘涛团队开发了一种由创面渗出液激活的EGCG载药离子电渗贴片系统（EMPB），用于靶向调控RISI中的铁死亡。该系统的核心设计包括：以锌电池作为原位电源，利用创面渗出液激活后输出低强度直流微电流，将EGCG的递送从被动扩散转变为电辅助主动转运，避免了传统离子电渗所需的外接电源；同时设计了集成的MXene/PVA多孔水凝胶，兼具电池阴极和治疗层功能——PVA给予药物运输的水合通道，高导电性MXene增强电子传输效率，而负载的EGCG顺利获得激活NRF2/SLC7A11/GPX4抗氧化轴发挥抗铁死亡作用。顺利获得将导电电极与药物储库整合为单体结构，减少了传统层叠设计中的界面阻抗和离子传输损耗。研究顺利获得体外辐射损伤表皮细胞模型和体内大鼠RISI模型系统评估了该自供能生物电子贴片调控铁死亡、炎症和组织修复的能力，证明其能够有效抑制铁死亡并加速创面愈合，展现出良好的临床转化前景。该文章于2026年5月31日以《An Integrated Zn Battery-Powered Iontophoresis Patch Enhances Healing of Radiation-Induced Skin Injury by Inhibiting Ferroptosis》为题发表于《Advanced Functional Materials》（DOI:10.1002/adfm.76191）。

方案1. EMPB在RISI治疗中的治疗机制示意图。(A) 顺利获得冻融策略制备载有EGCG的MXene/PVA水凝胶，形成可载药和传输电信号的导电多孔网络。(B) 将EMPB应用于放射性皮肤损伤，伤口渗出液激活锌水凝胶系统，产生直流微电场，从而实现EGCG的主动局部递送。(C) 原位产生的微电信号增强EGCG向伤口床的释放，顺利获得调节氧化还原稳态和GPX4相关的抗氧化防御通路，共同减少活性氧的积累，抑制炎症细胞因子的产生，并抑制表皮细胞的铁死亡，从而加速伤口愈合。

（1）EMPB的制备和表征

电离辐射诱导的铁死亡是RISI难愈的重要机制。EMPB以PVA为水凝胶基质、MXene为导电填料构建复合网络，顺利获得氢键作用抑制MXene堆叠并形成三维导电结构，再负载EGCG形成功能层。SEM显示各配方水凝胶均呈互连多孔结构，EMP较MP孔壁更致密，提示EGCG增强网络稳定性（图1A,B）。EDS元素映射证实C、N、O、Ti均匀分散，表明MXene整合良好且无聚集。FTIR光谱呈现多组分叠加特征及峰位移，提示各组分成功整合并形成分子间相互作用（图1C）。Raman光谱同时检出MXene振动峰与EGCG特征峰，进一步证实复合结构形成（图1D）。XPS显示O 1s谱中MXene相关峰从532.04 eV移至531.92 eV，提示EGCG与MXene存在界面相互作用（图1E,F）。EGCG释放实验表明，EMP较EGCG/PVA释放更缓慢持久；10天质量保留率更高，提示结构稳定性改善。力学测试显示EMP拉伸强度及弹性模量均高于PVA和MP（图1G,H）。流变学显示G′显著高于G″，呈弹性主导凝胶态（图1I）。溶胀试验显示EMP溶胀过程更可控、平衡溶胀比更稳定（图1J）。

图1. EMP的表征。 (A,B)交联材料的SEM图像和EDS元素分布图。比例尺：50 µm。(C)PVA、EGCG、MXene/PVA和EGCG/MXene/PVA的FTIR光谱。(D)MXene/PVA和EGCG/MXene/PVA的拉曼光谱。(E,F)C 1s区和O 1s区的XPS光谱。(G)不同水凝胶的拉伸应力-应变曲线。(H)水凝胶的弹性模量和韧性。(I)EGCG/MXene/PVA的应变扫描流变分析。(J)PVA、MXene/PVA和EGCG/MXene/PVA随时间的溶胀行为。

（2）EMPB的电化学性能

电化学性能测试表明，MXene的引入显著提高了水凝胶电极的导电性能，表现为电流响应明显增强；进一步负载EGCG后，EMP水凝胶电极的电流响应进一步升高，表明其具有更优异的电子传输能力（图2A）。EIS结果显示，EMP水凝胶电极具有更低的界面阻抗和电荷转移阻力，其Nyquist曲线半圆直径明显小于MP和PVA组。在低频区（0.01Hz），EMP和MP组的界面阻抗均低于PVA组，表明MXene构建的导电网络有利于离子传输和电荷转移（图2B–D）。离子电导率测试结果表明，EMP和MP组均显著高于PVA组。虽然EMP组离子电导率略低于MP组，但仍保持较高水平，说明EGCG的引入未明显影响水凝胶内部离子传输能力（图2E）。循环伏安测试显示，EMPB电极在不同扫描速率下均表现出较高的电流密度，其面电容达到14.62 mF/cm²，明显高于PVA组的3.282 mF/cm²。经过500次充放电循环后，EMPB仍保持98.14%的初始电容，表现出良好的电化学稳定性（图2F）。在0.5 V脉冲电压作用下，EMPB电极能够快速产生电流响应，刺激电流密度达到3.86 mA/cm²，电荷注入容量（CIC）达到261 μC/cm²。经过500次刺激循环后，CIC仍保持初始值的96%，表明其具有稳定的电荷注入能力（图2G,H）。锌电池工作机制如图2I所示。组装后的EMPB器件表现出稳定的开路电压和短路电流，并在10–500 Ω负载范围内保持稳定放电性能。在10 Ω负载条件下，可持续工作约650 min，显示出良好的自供电能力和持续供能性能（图2J–L）。染料示踪实验结果表明，对照组中染料扩散缓慢，15 min后仍主要分布于液面附近；而EMPB处理后，染料在1 min内即出现明显向下迁移，5 min时已广泛分布于整个体系中（图2M,N）。定量分析显示，EMPB组2 min时累计释放量超过50%，10 min时接近80%；对照组同期仅约40%，表明EMPB能够显著促进物质传输效率（图2O）。

图2. EMPB的电化学性能、自供电输出和离子导入释放性能。(A) PVA、MXene/PVA和EGCG/MXene/PVA水凝胶的电流-电位( I-V )曲线。(B,C) 不同水凝胶的奈奎斯特图及其对应的高频放大图。(D) 水凝胶的波特图。(E) PVA、MXene/PVA和EGCG/MXene/PVA水凝胶的离子电导率和电导率。(F) 水凝胶在不同扫描速率下的循环伏安(CV)曲线。(G) 脉冲电刺激期间的电压和相应的电流密度波形。(H) 500次循环的电荷注入容量，插图显示了第1次和第500次循环的电流密度波形。(I) 自供电锌基电池系统的工作原理示意图。 （J，K）贴片的开路电压和短路电流。（L）系统在不同外部负载电阻下的放电电位曲线。（M，N）对照组（0-15分钟）和贴片组（0-5分钟）体外渗透过程的照片。（O）对照组和贴片组的累积释放百分比曲线。

（3）EMPB对HaCaT细胞的生物学效应

间充质干细胞来源外泌体在组织修复和再生医学中发挥关键作用。为探究TEAD1介导的外泌体产量增加是否贡献于修复功能，建立OE-TEAD1和sh-TEAD1 ADSC细胞系，分离并鉴定其外泌体（图3A,B）。定量分析显示，OE-TEAD1显著增加ADSC-Exos分泌，sh-TEAD1则显著减少（图3C）。

对对照组和OE-TEAD1 ADSC细胞系进行蛋白质组学分析，OE-TEAD1组上调蛋白主要富集于PPAR信号通路、细胞外泌体、含胶原细胞外基质、皮肤表皮结构成分、细胞骨架及细胞外空间等通路（图3D-F）。外泌体蛋白质组学分析显示，583个鉴定蛋白中仅39个（6.7%）差异表达，其中RAB11、CD9和SNAP23显著上调，整体外泌体蛋白组成未发生广泛改变（图3G-I）。

体外功能实验表明，OE-TEAD1 ADSC-Exos显著促进HaCaT细胞增殖、迁移及创面愈合，并增强HUVEC血管形成能力；sh-TEAD1 ADSC-Exos则无上述促进作用（图3J-O）。对接受外泌体处理的HaCaT细胞和HUVECs进行蛋白质组学分析，OE-TEAD1 ADSC-Exos处理组HaCaT细胞上调蛋白富集于细胞增殖、层粘连蛋白结合及细胞黏附通路（图3P,Q）；HUVECs上调蛋白则富集于细胞周期调控、细胞分裂及细胞黏附通路（图3R,S）。上述结果表明，TEAD1顺利获得增强ADSC-Exos分泌并调控其生物活性，促进创面愈合和血管生成所需的细胞增殖、迁移及黏附等关键过程。

图3. EMPB对HaCaT细胞的生物学效应。(A) HaCaT细胞的活/死细胞染色结果。比例尺：200 µm。(B) 不同处理组的CCK-8检测结果。(C) 划痕愈合率统计。(D) 克隆形成实验的代表性图像。(E) 不同处理组HaCaT细胞迁移图像。比例尺：500 µm。(F) 不同处理组大鼠主要器官的代表性H&E染色图像。比例尺：50 µm。ns（无统计学意义），* p  < 0.05，** p  < 0.01，*** p  < 0.001，**** p  < 0.0001。

（4）EMPB 可减轻辐射诱导的氧化应激和铁死亡

电离辐射可直接损伤细胞DNA并顺利获得水的辐解产生自由基，诱导氧化应激；过量活性氧（ROS）积累引发慢性氧化应激，破坏细胞稳态并阻碍组织再生。这些损伤信号可触发多种细胞死亡通路，其中铁死亡顺利获得放大氧化损伤在辐射损伤中发挥核心作用——电离辐射促进ROS过量积累并顺利获得扩大不稳定Fe²⁺池扰乱铁稳态，使细胞易于发生铁死亡。为系统评估EMP和EMPB的辐射防护效果，对HaCaT细胞检测了细胞内ROS、不稳定Fe²⁺、GPX4表达及γ-H2AX信号。X射线照射后ROS水平较对照组显著升高；MP、EMP及EMPB处理均显著降低细胞内ROS，其中EMPB的ROS清除效果优于MP和EMP（图4A,D）。FerroOrange探针检测显示，X射线处理诱导Fe²⁺病理性积累，EMPB干预逐步缓解该异常Fe²⁺过载（图4B,E）。X射线显著降低HaCaT细胞GPX4蛋白表达，EMP和EMPB处理显著恢复GPX4水平（图4C,F）。γ-H2AX染色显示，辐射后EMP和EMPB处理组荧光强度较单纯辐射组明显降低，提示X射线诱导的DNA损伤得到缓解。上述结果表明EMPB可减轻角质形成细胞中的辐射相关氧化应激和铁死亡相关表型。

图4. EMPB可减轻氧化应激诱导的铁死亡。(A,D) 使用DCFH-DA探针定量HaCaT细胞中的ROS水平。比例尺：100 µm。(B,E) 使用FerroOrange荧光探针评估HaCaT细胞内Fe²⁺的积累。比例尺：100 µm。(C,F) GPX4的免疫荧光及其平均荧光强度。比例尺：10 µm。ns（无统计学意义），* p  < 0.05，** p  < 0.01，*** p  < 0.001，**** p  < 0.0001。

电离辐射顺利获得过量产生ROS导致氧化还原失衡，是放射性皮肤损伤发生和加重的主要因素。EMPB顺利获得主动释放EGCG降低ROS，建立支持RISI组织再生的平衡氧化还原微环境。定量检测显示，X射线辐射抑制GPX4和SLC7A11转录、增加ACSL4和NOX1表达，破坏抗铁死亡防御系统；EMP和EMPB均显著上调GPX4和SLC7A11 mRNA水平、下调ACSL4和NOX1 mRNA水平，提示铁死亡程序受到抑制，其中EMPB对GPX4和SLC7A11表达的恢复效果优于MP和EMP（图5A–D）。透射电镜显示，X射线组线粒体呈现铁死亡相关改变，EMP处理后异常明显缓解，EMPB处理效果更显著，线粒体结构保存更完整（图5E）。Western blotting显示X射线辐射降低NRF2、SLC7A11和GPX4蛋白水平，EMP和EMPB显著恢复该通路关键组分表达，EMPB组上调作用最强（图5F–I）。EMPB较EMP更强的生物学效应归因于增强的EGCG递送与自发电刺激的双重贡献：EMPB引入由创面渗出液激活的微电场，促进电渗介导的EGCG转运并给予电刺激，提高EGCG局部生物利用度，顺利获得生物电信号促进细胞迁移。机制上，EMPB顺利获得强化NRF2/SLC7A11/GPX4抗氧化轴、恢复抗铁死亡标志物表达、抑制促铁死亡因子、减少ROS积累及限制Fe²⁺蓄积，维持辐射应激下线粒体的功能稳态。

图5. EMPB顺利获得恢复NRF2/SLC7A11/GPX4轴并抑制脂质过氧化信号通路来减轻辐射诱导的铁死亡。(A–D)采用RT-qPCR分析定量GPX4、SLC7A11、ACSL4和NOX1的mRNA表达水平。(E)不同组线粒体形态的TEM图像。比例尺：4和1 µm。(F–I)采用Western blot分析检测NRF2、GPX4和SLC7A11的蛋白表达水平。ns（无统计学意义），* p  < 0.05，** p  < 0.01，*** p  < 0.001，**** p  < 0.0001。

（5）EMPB 加速 RISI 伤口愈合并改善组织重建

EMPB在体外证实可抑制铁死亡、保护DNA损伤并促进细胞迁移后，顺利获得大鼠RISI模型进一步评估MP、EMP和EMPB的治疗效果。各材料于指定时间点开始局部应用，每两天更换一次，并于第1、3、7、14天记录创面外观，第14天取材进行组织学分析（图6A）。各辐照治疗组未出现与治疗相关的异常体重下降，但体重仍低于未辐照对照组（图6B）。大鼠背部皮肤创面接受30 Gy X射线照射后，X射线组创面愈合缓慢，至第14天仍未完全闭合；EMPB组创面至第14天基本恢复，皮肤再生明显改善，提示EMPB较其他处理加速RISI创面愈合和组织再生（图6C）。第14天取材的H&E染色显示，EMP和EMPB组皮肤结构更完整、炎性细胞浸润减少，EMPB组组织修复范围大于EMP组；X射线和MP组则呈现明显角化不全和显著炎性浸润，提示愈合不完全（图6E）。Masson三色染色显示EMPB组胶原沉积增加、胶原纤维排列更致密（图6E–G）。上述结果支持EMPB具有更优的修复效果，这可能归因于其减轻辐射诱导的过量ROS积累、铁死亡和局部炎症的能力。

图6. EMPB治疗对体内RISI的影响。(A) 动物治疗方案示意图。(B) 各组体重定量分析。(C) 不同治疗组（对照组、X射线组、MP组、EMP组、EMPB组）在第1、3、7和14天的外观图像。比例尺：20 mm。(D) 伤口面积定量分析。(E) H&E染色和Masson染色图像显示皮肤组织结构和胶原排列，比例尺：50 µm。(F,G) 炎症细胞数量和胶原沉积的定量分析。(H) 各治疗组的图例。ns（无统计学意义），* p  < 0.05，** p  < 0.01，*** p  < 0.001，**** p  < 0.0001。（6）TEAD1增强BMSC-外泌体分泌，促进神经突再生和神经修复。

免疫组化染色显示EMPB组GPX4表达显著恢复，与体外结果一致，提示其可增强辐照皮肤组织中局部抗铁死亡防御系统（图7A,C）。CD31染色评估创面血管新生显示，X射线和MP组新生血管信号微弱，EMPB组CD31阳性染色最显著，提示EMPB可能顺利获得缓解铁死亡相关微血管功能障碍促进血管生成（图7A,B）。免疫荧光检测不同处理组创面TNF-α、IL-1β、IL-6和ROS水平显示，EMP和EMPB组上述指标均低于X射线和MP组，EMPB组抑制效果最显著，表明EMPB可有效减轻创面炎症和氧化应激以促进RISI组织修复（图7D–H）。EMPB在RISI模型中的治疗效果与其抗铁死亡活性相关：顺利获得恢复GPX4表达，减轻氧化损伤和慢性炎症，从而在RISI修复过程中支持血管重塑和细胞外基质重建。

图7. 材料处理对组织血管生成、铁死亡和炎症细胞因子的影响。(A) 不同组别中 CD31 和 GPX4 的免疫组织化学图像，比例尺：50 µm。(B,C) CD31 和 GPX4 免疫组织化学的定量分析。(D) IL-1β 免疫荧光的定量分析。(E) 不同组别中 IL-1β、TNF-α、IL-6 和 DHE 的免疫荧光染色图像，比例尺：50 µm。(F–H) TNF-α、IL-6 和 DHE 免疫荧光的定量分析。( n  = 3，ns（无统计学意义），* p  < 0.05，** p  < 0.01，*** p  < 0.001，**** p  < 0.0001)。

（6）EMPB促进RISI再生的机制

对EMPB处理组和X射线组皮肤组织进行RNA测序分析。火山图显示EMPB处理诱导了广泛的转录组重塑，共鉴定出1236个上调基因和951个下调基因（|log2FC| ≥ 1, p < 0.05）（图8B）。热图显示两组代表性差异表达基因（DEGs）表达模式存在明显分离，尤其在氧化应激相关基因中（图8A）。EMPB组较X射线组GPX4和SLC7A11上调、ACSL4下调，提示其增强谷胱甘肽依赖性脂质过氧化物清除并降低铁死亡易感性（图8A）。KEGG和GO分析显示DEGs显著富集于铁死亡、炎症反应、细胞因子信号、ECM-受体相互作用、细胞黏附、基质重塑和血管生成等通路（图8E,F）。基因集富集分析（GSEA）显示铁死亡和细胞因子-细胞因子受体相互作用通路在X射线组富集、在EMPB组受抑（图8C,D），表明EMPB可抑制辐射触发的铁死亡和炎症相关转录程序。GSEA还提示EMPB组VEGF信号通路呈上升趋势，与组织水平CD31阳性信号增强一致（图7A），提示EMPB可能支持血管生成相关反应并促进辐照皮肤微血管网络恢复。RNA-seq分析表明EMPB顺利获得协调调控关键基因和通路支持RISI修复，特征为抑制铁死亡和炎症的同时促进血管生成相关过程。

图8. RNA-seq结果分析。(A)差异表达基因热图。(B)EMPB组和X射线组差异表达基因火山图。(C,D)基因集富集分析(GSEA)。(E,F)KEGG和GO通路富集分析。