مکانیک ساختارهای هوشمند

مکانیک ساختارهای هوشمند

زخمپوش‌های پیشرفته هیدروژلی هوشمند: مروری بر راهبردهای پاسخگو به محرک‌ها و کاربردهای بالینی

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان
گروه مهندسی پزشکی، دانشگاه میبد، میبد، ایران
چکیده
زخم‌های پوستی، به‌ویژه زخم‌های مزمن و دیابتی، چالش‌های بالینی قابل‌توجهی ایجاد می‌کنند که نیازمند توسعه راهکارهای درمانی پیشرفته هستند. هیدروژل‌های هوشمند به‌عنوان نسل جدید پانسمان‌های زخم، با قابلیت پاسخگویی به محرک‌های محیطی مانند نور، دما، pH، گلوکز و گونه‌های فعال اکسیژن (ROS)، امیدهای تازه‌ای در تسریع بهبود زخم و مدیریت کارآمد آن ایجاد کرده‌اند. این مقاله به بررسی سیستماتیک انواع زخم‌پوش‌های هیدروژلی هوشمند و عملکرد آنها در مطالعات تجربی می‌پردازد. نتایج مطالعات نشان می‌دهد که هیدروژل‌های حساس به نور با استفاده از نانوذرات فتوترمال و فتودینامیک، اثرات ضدباکتریایی قوی و رهایش کنترل‌شده دارو را فراهم می‌کنند. هیدروژل‌های پاسخگو به دما، مانند پلی(N-ایزوپروپیلاکریل آمید)، با انقباض در دمای بدن، به بسته شدن زخم کمک می‌کنند. هیدروژل‌های حساس به pH با تغییر رنگ و رهایش دارو در محیط اسیدی یا قلیایی، امکان تشخیص و درمان همزمان را فراهم می‌سازند. در زخم‌های دیابتی، هیدروژل‌های حساس به گلوکز با رهایش کنترل‌شده انسولین و تنظیم سطح قند خون، بهبودی زخم را تا 4/91% تسریع بخشیده‌اند. هیدروژل‌های پاسخگو به ROS نیز با خنثی‌سازی رادیکال‌های آزاد، استرس اکسیداتیو را کاهش داده و تشکیل بافت جدید را تقویت می‌کنند. فناوری‌های نوین مانند هیدروژل‌های خودترمیم‌شونده و مجهز به سنسورهای هوشمند، امکان پایش لحظه‌ای زخم و تطابق با حرکات بدن را فراهم ساخته‌اند. این فناوری‌ها با ادغام هوش مصنوعی ، مدیریت دقیق‌تر زخم‌های مزمن را ممکن ساخته‌اند. به طور کلی، هیدروژل‌های هوشمند با ویژگی‌های منحصر به فرد، پتانسیل بالایی برای تحول در درمان زخم‌های پیچیده دارند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Advanced Smart Hydrogel-Based Wound Dressings: A Review of Stimuli-Responsive Strategies and Clinical Applications

نویسندگان English

Alireza sabzevari
Zahra sadat seyyedzadeha
Biomedical Engineering Department, Meybod University, Meybod, Iran
چکیده English

Chronic and diabetic wounds represent a major clinical challenge, necessitating innovative therapeutic strategies. Smart hydrogels have emerged as a transformative class of wound dressings capable of dynamically responding to environmental stimuli—such as light, temperature, pH, glucose, and reactive oxygen species (ROS)—thereby enabling accelerated healing and enhanced wound management. This review systematically evaluates the diverse categories of smart hydrogel dressings and their demonstrated efficacy in experimental studies. Key findings highlight that light-responsive hydrogels, incorporating photothermal and photodynamic nanoparticles, exhibit robust antibacterial activity and spatiotemporally controlled drug release. Thermo-sensitive hydrogels, such as poly(N-isopropylacrylamide), promote wound contraction and closure via temperature-dependent structural changes. pH-responsive systems integrate real-time diagnostic capabilities with on-demand therapeutic release through colorimetric indicators and pH-triggered mechanisms. Notably, glucose-responsive hydrogels have achieved 91.4% faster diabetic wound healing by modulating insulin release and glycemic control. ROS-scavenging hydrogels mitigate oxidative stress while fostering tissue regeneration through free radical neutralization. Furthermore, breakthroughs in self-healing hydrogels and sensor-integrated smart systems facilitate real-time wound monitoring and adaptive responses to physiological movements. The incorporation of artificial intelligence further refines precision wound management. Collectively, smart hydrogels represent a paradigm shift in the treatment of complex wounds, offering multifunctional, stimuli-responsive solutions with significant translational potential.

کلیدواژه‌ها English

Smart hydrogel
Wound dressing
Stimuli-responsive
Wound healing
Nanomaterials