Stretchable and body conformable electronics for emerging wearable therapies

Abstract

Wearable therapy represents a research frontier where material science, electrical engineering, and medical disciplines intersect, offering significant potential for remote and portable healthcare. Unlike conventional approaches that rely on rigid materials, the ability to stretch is crucial for therapeutic devices to achieve enhanced mechanical adaptability. Moreover, the conformable integration of these devices into the body is pivotal in establishing reliable interfaces for long-term treatment. These emerging devices provide an attractive platform for developing new therapeutic protocols that do not disrupt daily activities. This review comprehensively overviews recent progress in stretchable and body-conformable electronics for wearable therapeutic applications. The discussion begins with the design and fabrication of these devices through structural designs and material innovation. The therapeutic mechanisms adopted by these devices are then systematically explored. Furthermore, the article delineates the crucial characteristics of wearable therapeutic devices, such as biocompatibility, secure skin attachment, and effective moisture management. This review article is poised to inspire innovative device designs and treatment protocols for future medical technology.

Keywords

body conformable / physiotherapy / stretchable electronics / transdermal drug delivery / wearable electronics / wearable therapies

References

[1] a) R. L. Bashshur, T. G. Reardon, G. W. Shannon, Annu. Rev. Public Health 2000, 21, 613;b) A. Awad, S. J. Trenfield, T. D. Pollard, J. J. Ong, M. Elbadawi, L. E. McCoubrey, A. Goyanes, S. Gaisford, A.W. Basit, Adv. Drug Deliv. Rev. 2021, 178, 113958;c) Y. Zhou, X. Zhao, J. Xu, Y. Fang, G. Chen, Y. Song, S. Li, J. Chen, Nat. Mater. 2021, 20, 1670;d) X. Zhao, Y. Zhou, J. Xu, G. Chen, Y. Fang, T. Tat, X. Xiao, Y. Song, S. Li, J. Chen, Nat. Commun. 2021, 12, 6755; e) Z. Che, X. Wan, J. Xu, C. Duan, T. Zheng, J. Chen, Nat. Commun. 2024, 15, 1873.

[2] a) M. S. Wijsenbeek, C. C. Moor, K. A. Johannson, P. D. Jackson, Y. H. Khor, Y. Kondoh, S. K. Rajan, G. C. Tabaj, B. E. Varela, P. van der Wal, R. N. van Zyl-Smit, M. Kreuter, T. M. Maher, Lancet Respir. Med. 2023, 11, 97;b) E. R. Dorsey, E. J. Topol, Lancet 2020, 395, 859;c) J. E. Hollander, B. G. Carr, N. Engl. J. Med. 2020, 382, 1679.

[3] a) L. W. Stevenson, H. J. Ross, L. D. Rathman, J. P. Boehmer, J. Am. Coll. Cardiol. 2023, 81, 2272;b) R. Wootton, BMJ 2001, 323, 557.

[4] a) D. C. Christodouleas, B. Kaur, P. Chorti, ACS Cent. Sci. 2018, 4, 1600;b) J. Kim, A. S. Campbell, B. E.-F. de Ávila, J. Wang, Nat. Biotechnol. 2019, 37, 389;c) Y. Shi, Z. Zhang, Q. Huang, Y. Lin, Z. Zheng, J. Semicond. 2023, 44, 021601;d) X. Zhao, Y. Zhou, Y. Song, J. Xu, J. Li, T. Tat, G. Chen, S. Li, J. Chen, Nat. Mater. 2024, 23, 703;e) J. Yin, S. Wang, T. Tat, J. Chen, Nat. Rev. Bioeng. 2024, 2, 541.

[5] Y. Li, K. Chen, Y. Pang, J. Zhang, M. Wu, Y. Xu, S. Cao, X. Zhang, S. Wang, Y. Sun, X. Ning, X. Wang, D. Kong, ACS Nano 2023, 17, 19925.

[6] a) J. A. Rogers, T. Someya, Y. Huang, Science 2010, 327, 1603;b) Z. Ma, D. Kong, L. Pan, Z. Bao, J. Semicond. 2020, 41, 041601;c) A. Libanori, G. Chen, X. Zhao, Y. Zhou, J. Chen, Nat. Electron. 2022, 5, 142;d) Y. Zhou, X. Zhao, J. Xu, G. Chen, T. Tat, J. Li, J. Chen, Sci. Adv. 2024, 10, eadj8567.

[7] a) S. Wang, J. Y. Oh, J. Xu, H. Tran, Z. Bao, Acc. Chem. Res. 2018, 51, 1033;b) Y. Lin, W. Qiu, D. Kong, Sensors Diagn. 2024, 3, 1442.

[8] A. Libanori, J. Soto, J. Xu, Y. Song, J. Zarubova, T. Tat, X. Xiao, S. Z. Yue, S. J. Jonas, S. Li, J. Chen, Adv. Mater. 2023, 35, 2206933.

[9] a) M. Liu, T. Ward, D. Young, H. Matos, Y. Wei, J. Adams, K. Yang, Sens. Actuators A 2020, 303, 111701;b) S. Choi, J. Park, W. Hyun, J. Kim, J. Kim, Y. B. Lee, C. Song, H. J. Hwang, J. H. Kim, T. Hyeon, D. H. Kim, ACS Nano 2015, 9, 6626.

[10] J. Xu, T. Tat, J. Yin, D. Ngo, X. Zhao, X. Wan, Z. Che, K. Chen, L. Harris, J. Chen, Matter 2023, 6, 2235.

[11] a) X. Ma, X. Wu, S. Cao, Y. Zhao, Y. Lin, Y. Xu, X. Ning, D. Kong, Adv. Sci. 2023, 10, 2205343; b) G. Chen, X. Xiao, X. Zhao, T. Tat, M. Bick, J. Chen, Chem. Rev. 2021, 122, 3259.

[12] a) M. Tan, Y. Xu, Z. Gao, T. Yuan, Q. Liu, R. Yang, B. Zhang, L. Peng, Adv. Mater. 2022, 34, 2108491; b) S. M. Iqbal, I. Mahgoub, E. Du, M. A. Leavitt, W. Asghar, npj Flexible Electron. 2021, 5, 9.

[13] J. Manikkath, J. A. Subramony, Adv. Drug Deliv. Rev. 2021, 179, 113997.

[14] a) H. Lee, T. K. Choi, Y. B. Lee, H. R. Cho, R. Ghaffari, L. Wang, H. J. Choi, T. D. Chung, N. Lu, T. Hyeon, S. H. Choi, D. H. Kim, Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 566;b) X. Li, X. Huang, J. Mo, H. Wang, Q. Huang, C. Yang, T. Zhang, H. J. Chen, T. Hang, F. Liu, L. Jiang, Q. Wu, H. Li, X. Xie, Adv. Sci. 2021, 8, 2100827.

[15] Z. Suo, MRS Bull. 2012, 37, 218.

[16] a) K. J. Yu, Z. Yan, M. Han, J. A. Rogers, npj Flexible Electron. 2017, 1, 4; b) Z. Xue, H. Song, J. A. Rogers, Y. Zhang, Y. Huang, Adv. Mater. 2020, 32, 1902254.

[17] D. H. Kim, J. Xiao, J. Song, Y. Huang, J. A. Rogers, Adv. Mater. 2010, 22, 2108.

[18] D. H. Kim, J. A. Rogers, Adv. Mater. 2008, 20, 4887.

[19] A. Lamoureux, K. Lee, M. Shlian, S. R. Forrest, M. Shtein, Nat. Commun. 2015, 6, 8092.

[20] D.-H. Kim, N. Lu, R. Ma, Y.-S. Kim, R.-H. Kim, S. Wang, J. Wu, S. M. Won, H. Tao, A. Islam, K. J. Yu, T. i. Kim, R. Chowdhury, M. Ying, L. Xu, M. Li, H. J. Chung, H. Keum, M. McCormick, P. Liu, Y. W. Zhang, F. G. Omenetto, Y. Huang, T. Coleman, J. A. Rogers, Science 2011, 333, 838.

[21] Z. Liu, M. Yu, J. Lv, Y. Li, Z. Yu, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 13487.

[22] J. A. Fan, W.-H. Yeo, Y. Su, Y. Hattori, W. Lee, S.-Y. Jung, Y. Zhang, Z. Liu, H. Cheng, L. Falgout, M. Bajema, T. Coleman, D. Gregoire, R. J. Larsen, Y. Huang, J. A. Rogers, Nat. Commun. 2014, 5, 3266.

[23] D.-H. Kim, J. Song, W. M. Choi, H.-S. Kim, R.-H. Kim, Z. Liu, Y. Y. Huang, K.-C. Hwang, Y.-w. Zhang, J. A. Rogers, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 18675.

[24] J. Lee, J. Wu, M. Shi, J. Yoon, S.-I. Park, M. Li, Z. Liu, Y. Huang, J. A. Rogers, Adv. Mater. 2011, 23, 986.

[25] a) T. Q. Trung, N. E. Lee, Adv. Mater. 2017, 29, 1603167; b) J. C. Yang, J. Mun, S. Y. Kwon, S. Park, Z. Bao, S. Park, Adv. Mater. 2019, 31, 1904765.

[26] D. C. Kim, H. J. Shim, W. Lee, J. H. Koo, D. H. Kim, Adv. Mater. 2020, 32, 1902743.

[27] a) S. Chen, H.-Z. Wang, R.-Q. Zhao, W. Rao, J. Liu, Matter 2020, 2, 1446;b) J. Qi, S. Yang, Y. Jiang, J. Cheng, S. Wang, Q. Rao, X. Jiang, Chem. Rev. 2024, 124, 2081;c) T. Fang, Y. Sun, D. Kong, ACS Appl. Bio Mater. 2024.

[28] S. Choi, S. I. Han, D. Kim, T. Hyeon, D.-H. Kim, Chem. Soc. Rev. 2019, 48, 1566.

[29] a) Y. Zhao, S. Zhang, T. Yu, Y. Zhang, G. Ye, H. Cui, C. He, W. Jiang, Y. Zhai, C. Lu, X. Gu, N. Liu, Nat. Commun. 2021, 12, 4880; b) Y. Wang, C. Zhu, R. Pfattner, H. Yan, L. lin, S. Chen, F. Molina-Lopez, F. Lissel, J. Liu, N. I. Rabiah, Z. Chen, J. W. Chung, C. Linder, M. F. Toney, B. Murmann, Z Bao. Sci. Adv. 2017, 3, e1602076.

[30] S. Lin, H. Yuk, T. Zhang, G. A. Parada, H. Koo, C. Yu, X. Zhao, Adv. Mater. 2016, 28, 4497.

[31] S. Wang, Y. Nie, H. Zhu, Y. Xu, S. Cao, J. Zhang, Y. Li, J. Wang, X. Ning, D. Kong, Sci. Adv. 2022, 8, eabl5511.

[32] A. Chakraborty, S. Alexander, W. Luo, N. Al-Salam, M. Van Oirschot, S. H. Ranganath, S. Chakrabarti, A. Paul, Interdiscip. Med. 2023, 1, e20230008.

[33] B. Lu, H. Yuk, S. Lin, N. Jian, K. Qu, J. Xu, X. Zhao, Nat. Commun. 2019, 10, 1043.

[34] Z. Zhang, Y. Wang, S. Jia, C. Fan, Nat. Photonics 2024, 18, 114.

[35] a) C. Lim, Y. J. Hong, J. Jung, Y. Shin, S.-H. Sunwoo, S. Baik, O. K. Park, S. H. Choi, T. Hyeon, J. H. Kim, S. Lee, D. H. Kim, Sci. Adv. 2021, 7, eabd3716; b) Z. Zhu, R. Li, T. Pan, Adv. Mater. 2018, 30, 1705122.

[36] S. Liu, Y. Rao, H. Jang, P. Tan, N. Lu, Matter 2022, 5, 1104.

[37] J.-W. Jeong, W.-H. Yeo, A. Akhtar, J. J. Norton, Y.-J. Kwack, S. Li, S.-Y. Jung, Y. Su, W. Lee, J. Xia, H. Cheng, Y. Huang, W. Choi, T. Bretl, J. A. Rogers, Adv. Mater. 2013, 25, 6776.

[38] Q. Wang, Y. Li, Y. Lin, Y. Sun, C. Bai, H. Guo, T. Fang, G. Hu, Y. Lu, D. Kong, Nano-Micro Lett. 2024, 16, 87.

[39] M. D. Gray, P. C. Lyon, C. Mannaris, L. K. Folkes, M. Stratford, L. Campo, D. Y. Chung, S. Scott, M. Anderson, R. Goldin, R. Carlisle, F. Wu, M. R. Middleton, F. V. Gleeson, C. C. Coussios, Radiology 2019, 291, 232.

[40] a) C. Tei, T. Shinsato, M. Miyata, T. Kihara, S. Hamasaki, J. Am. Coll. Cardiol. 2007, 50, 2169;b) R.-Q. Qi, J. Zhou, B. Xiao, H. Xu, S. Qiao, P. Zhu, L. Xia, Y. Yang, L. Zhang, H. Yan, C. He, Y. Sun, X. Niu, Y. Zhang, L. Fu, X. Wang, H. D. Chen, S. Li, X. H. Gao, J. Am. Acad. Dermatol. 2022, 87, 1443.

[41] a) R. J. Cremer, P. Perryman, D. Richards, Lancet 1958, 271, 1094;b) L. R. Atkinson, G. J. Escobar, J. I. Takayama, T. B. Newman, Pediatrics 2003, 111, e555.

[42] a) S. S. Lucky, K. C. Soo, Y. Zhang, Chem. Rev. 2015, 115, 1990;b) I. S. Raja, C. Kim, N. Oh, J.-H. Park, S. W. Hong, M. S. Kang, C. Mao, D.-W. Han, Biomaterials 2024, 309, 122623.

[43] F. L. L Ong, C. H. Loh, C. C. Oh, JAAD Int. 2023, 11, 59.

[44] a) G.-H. Lee, H. Moon, H. Kim, G. H. Lee, W. Kwon, S. Yoo, D. Myung, S. H. Yun, Z. Bao, S. K. Hahn, Nat. Rev. Mater. 2020, 5, 149;b) M. S. White, M. Kaltenbrunner, E. D. Głowacki, K. Gutnichenko, G. Kettlgruber, I. Graz, S. Aazou, C. Ulbricht, D. A. Egbe, M. C. Miron, Z. Major, M. C. Scharber, T. Sekitani, T. Someya, S. Bauer, N. S. Sariciftci, Nat. Photonics 2013, 7, 811.

[45] S. Sirolli, D. Guarnera, L. Ricotti, A. Cafarelli, Adv. Mater. 2024, 36, 2310110.

[46] M. Maisels, J. Perinatol. 2015, 35, 671.

[47] S. Choi, Y. Jeon, J. H. Kwon, C. Ihm, S. Y. Kim, K. C. Choi, Adv. Sci. 2022, 9, 2204622.

[48] S. Y. Lee, S. Jeon, Y. W. Kwon, M. Kwon, M. S. Kang, K.-Y. Seong, T.-E. Park, S. Y. Yang, D.-W. Han, S.W. Hong, K. S. Kim, Sci. Adv. 2022, 8, eabn1646.

[49] M. A. Triana, A. A. Restrepo, R. J. Lanzafame, P. Palomaki, Y. Dong, J. Phys. Mater. 2020, 3, 032002.

[50] X. Zhou, Q. Zhou, Z. He, Y. Xiao, Y. Liu, Z. Huang, Y. Sun, J. Wang, Z. Zhao, X. Liu, B. Zhou, L. Ren, Z. Chen, X. Zhang, Nano-Micro Lett. 2024, 16, 156.

[51] C. Glorieux, S. Liu, D. Trachootham, P. Huang, Nat. Rev. Drug Discov. 2024, 23, 583.

[52] a) C. Lian, M. Piksa, K. Yoshida, S. Persheyev, K. J. Pawlik, K. Matczyszyn, I. D. Samuel, npj Flexible Electron. 2019, 3, 18; b) Z. Xue, W. Chou, Y. Xu, Z. Cheng, X. Ren, T. Sun, W. Tong, Y. Xie, J. Chen, N. Zhang, X. Sheng, Y. Wang, H. Zhao, J. Yang, H. Ding, Biosens. Bioelectron. 2024, 261, 116467;c) H.-Y. Fan, Z.-L. Zhu, W.-L. Zhang, Y.-J. Yin, Y.-L. Tang, X.-H. Liang, L. Zhang, Eur. J. Med. Chem. 2020, 199, 112394.

[53] Y. Jeon, I. Noh, Y. C. Seo, J. H. Han, Y. Park, E. H. Cho, K. C. Choi, ACS Nano 2020, 14, 15688.

[54] Z. Gong, Z. Xiang, X. OuYang, J. Zhang, N. Lau, J. Zhou, C. C. Chan, Materials 2019, 12, 3311.

[55] P. Avci, A. Gupta, M. Sadasivam, D. Vecchio, Z. Pam, N. Pam, M. R. Hamblin, Semin. Cutan. Med. Surg. 2013, 32, 41.

[56] a) M. Suh, S. Curto, P. Prakash, G. van Rhoon, in Wearable Bioelectronics (Eds: O. Parlak, A. Salleo, A. Turner), Elsevier 2020, Ch. 6; b) S. Michlovitz, L. Hun, G. N. Erasala, D. A. Hengehold, K. W. Weingand, Arch. Phys. Med. Rehabil. 2004, 85, 1409.

[57] a) D. I. Moon, G. Plečkaitytė, T. Choi, M. L. Seol, B. Kim, D. Lee, J. W. Han, M. Meyyappan, Adv. Healthcare Mater. 2020, 9, 1901575; b) M. Kang, H. Jeong, S.-W. Park, J. Hong, H. Lee, Y. Chae, S. Yang, J.-H. Ahn, Sci. Adv. 2022, 8, eabm6693.

[58] Y. Liu, D. Xu, C. Ge, C. Gao, Y. Wei, Z. Chen, Z. Su, K. Liu, W. Xu, J. Fang, Adv. Sci. 2024, 11, 2305312.

[59] P. S. Pillai, B. Athira, H. Varghese, S. Agarwal, B. Kumar, R. Alagirusamy, A. Das, K. P. Surendran, A. Chandran, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2023, 34, 1261.

[60] X. Sun, T. Wu, M. Duan, B. Yuan, X. Zhu, H. Wang, J. Liu, Adv. Healthcare Mater. 2023, 12, 2202872.

[61] J. R. Melamed, R. S. Edelstein, E. S. Day, ACS Nano 2015, 9, 6.

[62] a) Y. Hou, P. Zhang, D. Wang, J. Liu, W. Rao, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 27984;b) C. Yang, X. Ma, X. Zhou, Y. Lin, W. Huang, X. Chen, Q. Wang, Q. Lu, Y. Xu, X. Ning, D. Kong, ACS Mater. Lett. 2024, 6, 3124.

[63] N. Datta, S. G. Ordóñez, U. Gaipl, M. Paulides, H. Crezee, J. Gellermann, D. Marder, E. Puric, S. Bodis, Cancer Treat. Rev. 2015, 41, 742.

[64] M. Verdes, K. Mace, L. Margetts, S. Cartmell, Curr. Opin. Biotechnol. 2022, 75, 102710.

[65] a) E. Kim, S. Kim, Y. W. Kwon, H. Seo, M. Kim, W. G. Chung, W. Park, H. Song, D. H. Lee, J. Lee, S. Lee, I. Jeong, K. Lim, J. Park, Interdiscip. Med. 2023, 1, e20230003; b) G. Conta, A. Libanori, T. Tat, G. Chen, J. Chen, Adv. Mater. 2021, 33, 2007502.

[66] a) Z. Zhang, Z. Zhu, P. Zhou, Y. Zou, J. Yang, H. Haick, Y. Wang, ACS Nano 2023, 17, 17634;b) S.-H. Sunwoo, K.-H. Ha, S. Lee, N. Lu, D.-H. Kim, Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. 2021, 12, 359;c) W. Tang, Y. Zhou, S. Chen, S. Yu, Y. Yang, J. Lin, S. Yin, Y. Ma, B. Hu, ACS Mater. Lett. 2021, 3, 1385.

[67] a) X. Huang, C. Chen, X. Ma, T. Zhu, W. Ma, Q. Jin, R. Du, Y. Cai, M. Zhang, D. Kong, M. Wang, J. Ren, Q. Zhang, X. Jia, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2302846; b) L. Feng, Q. Chen, H. Cheng, Q. Yu, W. Zhao, C. Zhao, Adv. Healthcare Mater. 2022, 11, 2201049.

[68] a) Y. Xiang, J. Dai, L. Xu, X. Li, J. Jiang, J. Xu, Life Sci. 2021, 287, 120117;b) G. Sirago, M. A. Pellegrino, R. Bottinelli, M. V. Franchi, M. V. Narici, Ageing Res. Rev. 2023, 83, 101810.

[69] a) F. Jin, T. Li, Z. Wei, R. Xiong, L. Qian, J. Ma, T. Yuan, Q. Wu, C. Lai, X. Ma, F. Wang, Y. Zhao, F. Sun, T. Wang, Z. Q. Feng, Nat. Commun. 2022, 13, 5302; b) L. Wang, C. Lu, S. Yang, P. Sun, Y. Wang, Y. Guan, S. Liu, D. Cheng, H. Meng, Q. Wang, J. He, H. Hou, H. Li, W. Lu, Y. Zhao, J. Wang, Y. Zhu, Y. Li, D. Luo, T. Li, H. Chen, X. Sheng, W. Xiong, X. Wang, J. Peng, L. Yin, Sci. Adv. 2020, 6, eabc6686; c) F. Jin, T. Li, T. Yuan, L. Du, C. Lai, Q. Wu, Y. Zhao, F. Sun, L. Gu, T. Wang, Z. Feng, Adv. Mater. 2021, 33, 2104175.

[70] H. Wang, J. Wang, T. He, Z. Li, C. Lee, Nano Energy 2019, 63, 103844.

[71] N. RaviChandran, M. Y. Teo, A. McDaid, K. Aw, Sensors 2023, 23, 2982.

[72] a) G. Thakral, J. LaFontaine, B. Najafi, T. K. Talal, P. Kim, L. A. Lavery, Diabet. Foot Ankle 2013, 4, 22081;b) Y. Zhou, X. Ma, C. Yu, Y. Tian, Q. Liang, M. Xin, P. Sun, F. Liu, D. Chao, X. Jia, C. Wang, G. Lu, ACS Nano 2024, 18, 15681;c) X. Xiao, X. Xiao, A. Nashalian, A. Libanori, Y. Fang, X. Li, J. Chen, Adv. Healthcare Mater. 2021, 10, 2170097.

[73] C. Wang, X. Jiang, H.-J. Kim, S. Zhang, X. Zhou, Y. Chen, H. Ling, Y. Xue, Z. Chen, M. Qu, L. Ren, J. Zhu, A. Libanori, Y. Zhu, H. Kang, S. Ahadian, M. R. Dokmeci, P. Servati, X. He, Z. Gu, W. Sun, A. Khademhosseini, Biomaterials 2022, 285, 121479.

[74] Q. Wu, C. Yang, W. Chen, K. Chen, H. j. Chen, F. Liu, D. Liu, H. Lin, X. Xie, W. Chen, Adv. Sci. 2022, 9, 2202506.

[75] V. R. Krishnamurthi, A. Rogers, J. Peifer, I. I. Niyonshuti, J. Chen, Y. Wang, Appl. Environ. Microbiol. 2020, 86, e01015.

[76] a) L. Mei, Z. Zhang, Ultrasound Med. Biol. 2021, 47, 2839;b) B. Fu, D. Shan, C. Pu, L. Guo, H. Xu, C. Peng, in IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 73, IEEE 2024, pp. 1–12.

[77] H. Huang, R. S. Wu, M. Lin, S. Xu, in IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, Vol. 71, IEEE 2023, pp. 713–729.

[78] Y. Feng, Q. Zhang, H. Li, Q. Qi, Z. Tong, D. Rong, Z. Zhou, Nanotechnology 2023, 34, 195502.

[79] W. Lyu, Y. Ma, S. Chen, H. Li, P. Wang, Y. Chen, X. Feng, Adv. Healthcare Mater. 2021, 10, 2100785.

[80] F. Zou, Y. Luo, W. Zhuang, T. Xu, Adv. Mater. 2024, 36, 2409528.

[81] T. Karve, A. Dandekar, V. Agrahari, M. M. Peet, A. K. Banga, G. F. Doncel, Adv. Drug Deliv. Rev. 2024, 210, 115326.

[82] a) M. R. Prausnitz, R. Langer, Nat. Biotechnol. 2008, 26, 1261;b) M. R. Prausnitz, S. Mitragotri, R. Langer, Nat. Rev. Drug Discov. 2004, 3, 115.

[83] Y. Song, J. Min, W. Gao, ACS Nano 2019, 13, 12280.

[84] C. Sun, N. Bu, X. Hu, Intell. Pharm. 2023, 1, 183.

[85] G. Xu, Y. Lu, C. Cheng, X. Li, J. Xu, Z. Liu, J. Liu, G. Liu, Z. Shi, Z. Chen, F. Zhang, Y. Jia, D. Xu, W. Yuan, Z. Cui, S. S. Low, Q. Liu, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2100852.

[86] a) M. Ikram, M. P. Mahmud, Drug Deliv. Translational Res. 2023, 13, 54;b) S. Fu, S. Yi, Q. Ke, K. Liu, H. Xu, ACS Nano 2023, 17, 19652.

[87] X. Qin, H. Shi, Z. Wen, B. Chu, H. Li, H. Wang, Y. He, X. Sun, Adv. Healthcare Mater. 2024, 13, 2303474.

[88] S. Bagherifard, A. Tamayol, P. Mostafalu, M. Akbari, M. Comotto, N. Annabi, M. Ghaderi, S. Sonkusale, M. R. Dokmeci, A. Khademhosseini, Adv. Healthcare Mater. 2016, 5, 175.

[89] P. Mostafalu, G. Kiaee, G. Giatsidis, A. Khalilpour, M. Nabavinia, M. R. Dokmeci, S. Sonkusale, D. P. Orgill, A. Tamayol, A. Khademhosseini, Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1702399.

[90] K. B. Ita, Curr. Drug Deliv. 2015, 12, 645.

[91] P. Zhu, I. Simon, I. Kokalari, D. S. Kohane, A. Y. Rwei, Adv. Drug Deliv. Rev. 2024, 208, 115275.

[92] C. C. Yu, A. Shah, N. Amiri, C. Marcus, M. O. G. Nayeem, A. K. Bhayadia, A. Karami, C. Dagdeviren, Adv. Mater. 2023, 35, 2300066.

[93] a) Z. Ge, W. Guo, Y. Tao, S. Li, X. Li, W. Liu, X. Meng, R. Yang, R. Xue, Y. Ren, Adv. Healthcare Mater. 2024, 13, 2401371; b) X. Li, T. Tat, J. Chen, Trends Chem. 2021, 3, 765.

[94] Y. Zhou, X. Jia, D. Pang, S. Jiang, M. Zhu, G. Lu, Y. Tian, C. Wang, D. Chao, G. Wallace, Nat. Commun. 2023, 14, 297.

[95] a) M. R. Prausnitz, V. G. Bose, R. Langer, J. C. Weaver, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1993, 90, 10504;b) N. A Charoo, Z. Rahman, M. A Repka, S. N Murthy, Curr. Drug Deliv. 2010, 7, 125.

[96] X. Xu, L. Guo, H. Liu, Z. Zhou, S. Li, Q. Gu, S. Ding, H. Guo, Y. Yan, Y. Lan, W. Wei, J. Zhang, C. Liu, Y. Su, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2311144.

[97] N. Ren, C. Hang, X. Liu, X. Jiang, Nano Lett. 2022, 22, 7554.

[98] a) P. Makvandi, R. Jamaledin, G. Chen, Z. Baghbantaraghdari, E. N. Zare, C. Di Natale, V. Onesto, R. Vecchione, J. Lee, F. R. Tay, P. Netti, V. Mattoli, A. Jaklenec, Z. Gu, R. Langer, Mater. Today 2021, 47, 206;b) R. Jamaledin, C. K. Yiu, E. N. Zare, L. N. Niu, R. Vecchione, G. Chen, Z. Gu, F. R. Tay, P. Makvandi, Adv. Mater. 2020, 32, 2002129.

[99] Y.-C. Kim, J.-H. Park, M. R. Prausnitz, Adv. Drug Deliv. Rev. 2012, 64, 1547.

[100] J. M. Loh, Y. J. L. Lim, J. T. Tay, H. M. Cheng, H. L. Tey, K. Liang, Bioact. Mater. 2024, 32, 222.

[101] C. Wang, G. He, H. Zhao, Y. Lu, P. Jiang, W. Li, Adv. Mater. 2024, 36, 2311246.

[102] L. Fonacier, D. Frankel, S. Mawhirt, Ann. Allergy Asthma Immunol. 2022, 128, 629.

[103] A. Miyamoto, S. Lee, N. F. Cooray, S. Lee, M. Mori, N. Matsuhisa, H. Jin, L. Yoda, T. Yokota, A. Itoh, M. Sekino, H. Kawasaki, T. Ebihara, M. Amagai, T. Someya, Nat. Nanotechnol. 2017, 12, 907.

[104] a) S. Yao, Y. Zhu, Nanoscale 2014, 6, 2345;b) H. Zhao, Y. Zhou, S. Cao, Y. Wang, J. Zhang, S. Feng, J. Wang, D. Li, D. Kong, ACS Mater. Lett. 2021, 3, 912.

[105] a) H. Jin, N. Matsuhisa, S. Lee, M. Abbas, T. Yokota, T. Someya, Adv. Mater. 2017, 29, 1605848; b) Y. Li, S. Wang, J. Zhang, X. Ma, S. Cao, Y. Sun, S. Feng, T. Fang, D. Kong, ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 13713.

[106] L. Han, L. Yan, K. Wang, L. Fang, H. Zhang, Y. Tang, Y. Ding, L.-T. Weng, J. Xu, J. Weng, Y. Liu, F. Ren, X. Lu, NPG Asia Mater. 2017, 9, e372.

[107] J. Deng, H. Yuk, J. Wu, C. E. Varela, X. Chen, E. T. Roche, C. F. Guo, X. Zhao, Nat. Mater. 2021, 20, 229.

[108] S. Chun, W. Son, D. W. Kim, J. Lee, H. Min, H. Jung, D. Kwon, A.-H. Kim, Y.-J. Kim, S. K. Lim, C. Pang, C. Choi, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 16951.

[109] J. Pinnagoda, R. Tupkek, T. Agner, J. Serup, Contact Dermatitis 1990, 22, 164.

[110] a) Q. Huang, Z. Zheng, ACS Nano 2022, 16, 15537;b) Y. Li, Y. Sun, Q. Lu, Y. Lu, D. Kong, Adv. Sens. Res. 2024, 3, 2300195.

[111] T. Ma, Y. Lin, X. Ma, J. Zhang, D. Li, D. Kong, Nano Res. 2023, 16, 10412.

[112] a) Y. Wang, J. Wang, S. Cao, D. Kong, J. Mater. Chem. C 2019, 7, 9748;b) Y. J. Fan, P. T. Yu, F. Liang, X. Li, H. Y. Li, L. Liu, J. W. Cao, X. J. Zhao, Z. L. Wang, G. Zhu, Nanoscale 2020, 12, 16053;c) Y. Wang, T. Yokota, T. Someya, NPG Asia Mater. 2021, 13, 22; d) Q. Li, G. Chen, Y. Cui, S. Ji, Z. Liu, C. Wan, Y. Liu, Y. Lu, C. Wang, N. Zhang, Y. Cheng, K. Q. Zhang, X. Chen, ACS Nano 2021, 15, 9955.

[113] B. Zhang, J. Li, J. Zhou, L. Chow, G. Zhao, Y. Huang, Z. Ma, Q. Zhang, Y. Yang, C. K. Yiu, F. Chun, X. Huang, Y. Gao, P. Wu, S. Jia, H. Li, D. Li, Y. Liu, K. Yao, R. Shi, Z. Chen, B. L. Khoo, W. Yang, F. Wang, Z. Zheng, Z. Wang, X. Yu, Nature 2024, 628, 84.

[114] S. Wang, J. Xu, W. Wang, G.-J. N. Wang, R. Rastak, F. Molina-Lopez, J. W. Chung, S. Niu, V. R. Feig, J. Lopez, T. Lei, S.-K. Kwon, Y. Kim, A. M. Foudeh, A. Ehrlich, A. Gasperini, Y. Yun, B. Murmann, J. B.-H. Tok, Z. Bao, Nature 2018, 555, 83.

[115] D. Guo, T. Pan, F. Li, W. Wang, X. Jia, T. Hu, Z. Wang, M. Gao, G. Yao, Z. Huang, Z. Peng, Y. Lin, Adv. Mater. 2024, 36, 2402221.

RIGHTS & PERMISSIONS

2024 The Author(s). Interdisciplinary Medicine published by Wiley-VCH GmbH on behalf of Nanfang Hospital, Southern Medical University.