电活性仿生骨膜的双功能突破：磺化聚苯胺/聚吡咯共修饰聚己内酯支架促进电驱动骨-神经协同再生

针对现有仿生骨膜材料绝缘性且忽视神经重建的局限，广东工业大学团队通过原位氧化聚合法开发了SP/PPy共修饰PCL电活性复合膜。该材料导电性达220 S m?1，抗菌率98.56%，使rBMSCs活性提升至108.2%，电刺激下ALP活性增加150.5%，PC-12细胞轴突生长延长6.473 μm，为神经-骨复合再生提供新策略。

　　

骨损伤修复是涉及骨组织、血管和神经协同再生的复杂过程，而传统仿生骨膜材料往往"重骨轻神经"，绝缘特性更限制了电刺激疗法的应用。现有材料如聚己内酯（PCL）虽具生物相容性，但疏水表面导致导电聚合物聚吡咯（PPy）沉积不均，且生理环境下导电性骤降。如何构建兼具电活性、抗菌性和多组织调控能力的仿生骨膜，成为再生医学领域亟待突破的瓶颈。

广东工业大学的研究团队创新性地采用磺化聚苯胺（SP）作为"分子桥梁"，通过原位氧化聚合在PCL表面构建导电网络。SP不仅改善材料亲水性，其离子自掺杂特性更协同PPy将导电性提升至220 S m^?1，突破传统导电聚合物在生理pH下的失效难题。实验显示，该复合材料机械强度提升20.41%，对金黄色葡萄球菌抑制率达98.56%，远超临床抗菌标准。更引人注目的是其电刺激响应性：施加电刺激后，大鼠骨髓间充质干细胞（rBMSCs）的碱性磷酸酶（ALP）活性激增150.5%，PC-12细胞的轴突平均生长量增加6.473 μm，首次实现骨与神经再生的双向精准调控。

关键技术包括：1）静电纺丝制备PCL纳米纤维膜；2）原位氧化聚合法构建SP/PPy导电网络；3）采用大鼠骨髓间充质干细胞和PC-12细胞模型评估生物活性；4）通过电化学工作站施加可控电刺激（ES）。

【SEM和EDS分析】扫描电镜显示SP修饰使PCL纤维直径从245 nm增至339 nm，PPy沉积后形成微米级导电岛结构。元素图谱证实硫元素均匀分布，验证SP成功锚定PPy。

【导电性能】四探针测试表明SP-PPy-PCL导电性达220 S m^?1，是纯PPy修饰体系的3.2倍，归因于SP的离子自掺杂效应拓宽了载流子迁移通道。

【抗菌机制】材料表面正电荷破坏细菌膜电位，联合活性氧爆发效应，对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）仍保持95%以上抑制率。

【细胞响应】电刺激激活Ca²⁺信号通路，同步上调成骨基因（Runx2、OCN）和神经生长因子（NGF、BDNF）表达，首次实现"一材双效"调控。

这项发表于《Applied Surface Science》的研究，通过分子设计破解了导电聚合物生物相容性与稳定性不可兼得的困境。所构建的多层仿生骨膜不仅模拟天然骨膜的导电微环境，更通过电化学-力学耦合效应指导细胞定向分化。其创新点在于：①首创SP/PPy协同掺杂策略，解决绝缘基底导电改性难题；②建立电刺激参数-细胞响应定量关系，为精准医疗提供工具；③开辟"神经-骨同步再生"的新研究方向。该技术有望应用于创伤性骨缺损、脊髓损伤等复杂病例，为构建下一代智能生物材料提供范式。