综述：电活性支架用于组织再生的研究综述：材料设计、制备工艺、生物响应机制与转化挑战

《BioMedical Engineering OnLine》：Structure–property relationships and biological performance of electroactive biomaterial scaffolds for tissue regeneration

　　

摘要

电活性生物材料代表了功能生物材料的一个新兴分支，其能够在再生基质中将电传导性与机械强度或结构完整性相整合。本文综述在结构—性质—功能范式下讨论了电活性支架，重点关注材料组成、支架架构、界面化学、导电性、机械顺应性、生物降解行为以及刺激方式对细胞效应的影响。综述讨论了导电聚合物、压电复合材料、离子活性水凝胶、基于碳的纳米材料及混合系统在电荷传输、生物相容性、生物可降解性、电化学稳定性及转化局限性方面的特性。根据可重复性、可扩展性及组织类型特异性设计属性，评估了静电纺丝、增材制造（3D打印）、光刻图形化和水凝胶杂化等制备技术。本文还探讨了支架特征与细胞粘附、增殖、谱系分化、离子通道活性、细胞骨架组织及基因表达之间的机制相关性。此外，综述还包括临床前证据、临床试验现状、监管分类、制造限制及财务考量。总之，电活性支架为组织再生提供了令人兴奋的机会；然而，要实现转化，仍需更加严格的定量报告、长期安全性的验证、标准化支架制备方案的建立以及对转化的现实评估。