综述：再生医学中的电活性纳米平台：机制、设计策略及转化应用

《Journal of Nanobiotechnology》：Electroactive nanoplatforms in regenerative medicine: mechanisms, design strategies, and translational applications

　　

摘要

生物电信号传导是组织再生中一个基础却常被忽视的调控层面。损伤后生物电微环境的破坏仍然是有效组织修复的关键障碍，而目前的电刺激策略在很大程度上依赖外部或植入式设备，受到空间精度有限、侵入性高以及适应性差等限制。近期的电活性纳米平台能够在再生微环境中原位生成、传递并动态调控生物电线索。本综述首先阐述了生物电调控的多尺度机制，随后根据信号产生与转导模式对导电、压电、摩擦电及磁电纳米材料进行了分类。我们进一步提出了一个以平台为导向的设计框架，将电活性组分与水凝胶、纤维支架、颗粒系统、微针、3D打印支架、类器官以及生物电子界面相结合。在皮肤、骨、软骨、神经及心脏修复中的组织特异性应用展示了电输出、机械性能、结构、降解性及生物功能应如何与再生需求相匹配。总体而言，电活性纳米平台正从被动的电介质演变为可重构再生生物电微环境的可编程界面。

图文摘要

生物电信号传导是组织再生中一个基础却常被忽视的调控层面。损伤后生物电微环境的破坏仍然是有效组织修复的关键障碍，而目前的电刺激策略在很大程度上依赖外部或植入式设备，受到空间精度有限、侵入性高以及适应性差等限制。近期的电活性纳米平台能够在再生微环境中原位生成、传递并动态调控生物电线索。本综述首先阐述了生物电调控的多尺度机制，随后根据信号产生与转导模式对导电、压电、摩擦电及磁电纳米材料进行了分类。我们进一步提出了一个以平台为导向的设计框架，将电活性组分与水凝胶、纤维支架、颗粒系统、微针、3D打印支架、类器官以及生物电子界面相结合。在皮肤、骨、软骨、神经及心脏修复中的组织特异性应用展示了电输出、机械性能、结构、降解性及生物功能应如何与再生需求相匹配。总体而言，电活性纳米平台正从被动的电介质演变为可重构再生生物电微环境的可编程界面。

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