生物医用手术缝合线能够直接闭合伤口、提供力学支撑、缩短愈合时间以防止感染、出血、裂开和渗漏等并最大限度地减少炎症。然而，传统缝合线由于力学性能不足、电学精度不足和不稳定，缺乏感知物理和化学活动或手术伤口微生物环境的能力，限制了其作为术后伤口修复和监测的应用。苏州大学李刚教授团队报道了一种用于监测手术伤口愈合情况的还原氧化石墨烯导电功能医用蚕丝缝合线。利用 3-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷（CA）、氧化石墨烯（GO）和抗坏血酸（AA）来开发导电丝基手术缝合线（CA-rGSFS）。 CA-rGSFS 表面具有连续的还原氧化石墨烯（rGO）薄膜，可与蚕丝纤维素形成牢固的氢键。 拉曼分析证实了 rGO 的还原过程，显示出 D 峰与 G 峰之比增强。 值得注意的是，CA-rGSFS 具有优异的机械性能和高效的电子传输性能，其拉伸强度和导电率分别为 2089.72 ± 1.20 cN 和 130.30 ± 11.34 S/m，符合《美国药典》（USP）对 2-0 缝合线的要求。该缝合线表现出优异的电导率，展示了快速响应和循环重复稳定性，即使在不同的拉伸应变和湿度条件下，电阻变化也能保持均匀，具有传感稳定性。此外，在模拟生理盐水、胃液和肠液中，该缝合线也表现出优异的稳定性。这种CA-rGSFS在稳定和连续感应伤口变化方面具有巨大潜力，从而有利于术后诊断、康复锻炼和监测等方面的应用。它将有助于减少术后住院干预，为未来的临床外科领域开辟了新的可能性。
 
  
Fig 1. CA-rGSFS制备示意图及GO溶液表征。(a)CA-rGSFS制备过程示意图；(b)SFS、CA-GSFS、CA-rGSFS照片及CA与GO结合示意图；(c)GO溶液的紫外吸收光谱；(d)GO的红外光谱；(e)GO的拉曼光谱；(f)GO溶液的粒径。
 

Fig 2 . SFS、CA-GSFS和CA-rGSFS的表征。(a)SFS、CA-GSFS和CA-rGSFS的FTIR光谱；(b)CArGSFS的电导率；(c)CA-GSFS和CA-rGSFS的拉曼光谱；(d)CA-GSFS拉曼光谱的拟合峰；(e)CA-rGSFS拉曼光谱的拟合峰；(f)CA-GSFS和CA-rGSFS的D峰和G峰之比和FWHM；(g)CA-rGSFS(100和20μm)不同涂覆时间的SEM图像。
 

Fig 3. SFS、CA-SFS 和 CA-rGSFS 的结构和物理变化表征。SFS (a) 和 (b) CA-SFS 的解卷积 FTIR 光谱；(c) SFS 和 CA-SFS 的构象变化；(d) SFS、CA-rGSFS4、6 和 8 的直径；(e) SFS、CA-rGSFS4、6 和 8 的 TG 曲线；(f) SFS、CA-rGSFS4、6 和 8 的拉结拉伸强度。
 
 
Fig 4. CA-rGSFS 缝合线的机电性能。在 (a) 干燥和 (b) 潮湿环境中，缝合线在应变水平为 3%、5% 和 7% 以及频率为 0.1 Hz 时的动态稳定性；(c) 缝合线在应变水平为 3%、5% 和 7% 时的静态稳定性。在施加 3% 循环应变、频率为 0.1 Hz 和 3000 次循环的情况下，(d) CA-rGSFS4、(e) CA-rGSFS6 和 (f) CA-rGSFS8 的电响应。
 

Fig 5. CA-rGSFS 在伤口愈合传感网络中的应用。CA-rGSFS 在 (a) 肠道和 (b) 胃环境中不同应变（3%、5% 和 7%）下的阻力变化；(c) 定制拉伸模块的照片和传输到计算机的数据；(d) 在定制拉伸模块上测试的 CA-rGSFS 的照片；(e) 演示利用缝合线和大数据诊断系统进行高级伤口管理的远程护理点传感系统的概念验证。
 
      相关研究工作由苏州大学Gang Li和香港理工大学ZeYu Zhao于2024年联合在线发表在《Science China Technological Sciences》期刊上，A reduced graphene oxide-coated conductive surgical silk suture targeting microresistance sensing changes for wound healing，原文链接：https://doi.org/10.1007/s11431-024-2710-5

转自《石墨烯研究》公众号