超声促渗概述 经皮给药在医疗领域具有悠久的应用历史。为加速药物递送，常用策略包括化学增效剂、离子导入及超声促渗等技术。超声促渗利用超声波推动药物穿透皮肤，与传统方法相比，能够在较大分子量范围内提升渗透性，理论上可达到纳米级别的尺度。一般分为低频超声促渗（20–100 kHz）与高频超声促渗（≥0.7 MHz），二者均依赖空化效应。低频促渗多在皮肤表层产生作用，而高频促渗则可作用于皮肤内部区域。 面部保健与可穿戴应用的前景 将超声促渗技术应用于面部保健具有显著潜力，因为面部健康关乎各年龄段人群的生活质量。基于此原理，可开发集成超声促渗功能的可穿戴面部保健设备。然而，在实际应用中还面临几大挑战：需要与皮肤实现高度贴合的适形性，避免探头与皮肤之间的空气间隙大幅降低传播效率；希望实现长时间免手持、便于日常生活使用；同时，面部区域的曲面与广范围覆盖对器件的柔性、可靠性提出较高要求。 可拉伸电子面膜（SEFM） 为解决上述难题，研究团队提出了一种介可拉伸电子面膜（SEFM），作为面部保健的平台，集成多类传感器与执行器，能够实现超声促渗及药物递送功能。为克服工艺与力学挑战，器件采用半表面连接的平面柔性基底结构，并结合单面软压（SSSP）封装工艺，实现对脸部的良好适形。通过有限元分析与实验测试，系统在机械、热、电以及超声波工作特性方面均取得良好表现。动物实验显示，该系统能加速透明质酸（HA）的释放；在人脸测试中，SEFM还能提升皮肤含水量，验证了其促进药物递送与保湿效果的潜力。 SEFM的结构与工作原理 SEFM呈类人脸与耳钩式佩戴设计，佩戴前需将药物面膜预先敷于面部区域。主体为多层夹层结构，外部与内部分别由可拉伸的硅基树脂材料包覆，内部嵌入以压电阵列为核心的可伸缩岛-桥网状电子电路。超声促渗的作用机制主要包括：超声引发的空化效应在角质层间隙形成气泡，促进角质层脂质双层的破坏与重组，从而增强皮肤通透性；伴随的热效应也有助于增加药物动能、提升扩散速率、促进毛囊及汗腺的开口，提升治疗区域的血流，从而进一步促进递药效率。 SEFM的设计与制造要点 - 制造流程：在Cu/PI/Cu三层复合膜上进行分层光刻与湿法腐蚀，18 μm/100 μm/18 μm 的厚度分布用于控制热损耗并优化电气性能。较厚的铜层有助于提升结构的热管理与柔韧性，较厚的PI层则提高了材料的延展性与疲劳寿命。 - 进一步的多层结构通过光刻、腐蚀、通孔打孔与铜沉积等步骤完成，随后将压电元件翻转并焊接到层压膜上，最终通过激光切割形成可拉伸的岛型网状电路。 - 连接层与封装：设计了与脸部贴合的硅树脂层，并采用单面软压封装（SSSP）技术实现对器件的贴合性与舒适性。为提升桥联结构的延展性与稳定性，采用有机-无机复合材料，并通过四柱结构设计实现声场的均一性与更高的总声功率。 - 器件性能优化：单面结构设计使器件的硬度接近皮肤的力学量级，较之双面结构具有优势；复合结构相比单一无机层具有更高的破坏应变（超过25%），从而显著提升可拉伸性与耐久性。 SEFM的性能与验证 - 力学、热、压电与超声性能通过有限元分析与实验验证，结果表明单面结构与SSSP封装有效提升了与皮肤接触的柔顺性与稳定性，同时保持必要的压电驱动能力。 - 动物实验显示，SEFM可显著加速HA的经皮释放；在人脸试验中，皮肤含水量提升约20%，说明该装置具有实际的递药与保湿效能。 - 综合来看，SEFM在面部保健领域具有显著的应用潜力，能够在单一平台上实现传感、监测与主动治疗的多功能集成。 结论与展望 可拉伸电子面膜为面部保健提供了一种新型、多功能的可穿戴平台，具备传感、驱动与药物递送的协同能力。通过整合纳米/微传感器、光动力、超声波、射频及加热等执行器，SEFM实现了信号监测与主动护理的综合应用EMC易倍官网。其内嵌的超声促渗组件（压电驱动阵列）还能显著提升药物递送效率，展现出在面部保健领域的巨大应用潜力与市场前景。