IF 19！Janus 压电纤维支架，利用超声触发电响应药物释放，用于双谱系诱导和肌腱-骨界面再生中的免疫微环境重塑

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肩袖撕裂（RCT）是一种常见的运动损伤。目前的手术干预常导致愈合效果不佳，且无法再生复杂且异质的腱骨界面。压电材料将超声波产生的微机械能量转换为电信号，提供了克服传统电刺激疗法在肌肉骨骼组织修复中局限性的潜在手段。此外，主动且可控的药物释放在现代再生策略中变得越来越重要。我们开发了一种 Janus 双层纤维支（KZP@PS/PSPM），具有电旋和氧化聚合的双相诱导和免疫调节能力。在超声波照射下，PSPM 纤维膜将机械能转化为电信号，刺激骨髓间充质干细胞（BMSC）的骨质分化。同时，上层的 KZP@PS 层将机械能转化为电信号，激活聚苯胺（PANI）的电化学还原，并诱导应激反应性释放 KZF，KZF 分泌锌离子（Zn 2 ⁺）和卡尔托菌素（KGN），以促进免疫调节和软骨生成。该过程通过上调 ERK1 和 PI3K–Akt 信号通路，进一步增强了骨生成和软骨分化。在肩袖损伤模型中，KZP@PS/PSPM 复合支架显著降低了早期炎症标志物，并显著改善了肌腱与骨骼的愈合。通过协同“超声-电”与“电-药物释放”，这一 Janus 双层支架实现了双相诱导和免疫调节，为应对腱骨界面再生复杂挑战提供了新策略。

类似研究思路

1.压电生物材料在组织修复中的广泛应用思路，例如利用聚偏氟乙烯或铌酸钾钠制备的纳米纤维膜，通过日常机械活动（如步行）产生的应变转化为电信号，以促进骨缺损或神经损伤的再生，这类研究注重材料压电系数的优化及其与细胞膜电位的相互作用，为本工作中的能量转换设计提供了基础借鉴。

2.Janus或多层功能化结构在生物材料中的设计思路，如在皮肤创伤愈合中采用上层含抗菌银纳米粒子、下层负载生长因子的双层水凝胶，或在骨-软骨界面工程中构建化学成分渐变的梯度支架，这些案例均通过空间分隔实现多重功能协同，启发研究人员在解决其他界面再生挑战时采用类似的分层策略以平衡不同组织类型的需求。

3.刺激响应性药物释放系统在再生医学中的拓展思路，例如利用近红外光触发水凝胶中血管内皮生长因子的释放以加速伤口愈合，或借助磁场调控磁性纳米颗粒携带的干细胞归巢，这些方法均强调外部刺激与内部释放的联动。本工作通过电化学还原机制将压电效应与药物控释结合，进一步丰富了响应性体系的范畴，可激励类似研究在心血管或神经再生领域探索“能量-药物”协同新路径。

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Advanced Functional Materials ( IF 19 )

Pub Date : 2025-12-22

DOI: 10.1002/adfm.202525687

Chengzhi Liang,  Fanrong Ai,  Huajun Pan,  Fengyang Cui,  Hang Fu,  PinKai Wang,  Yudan Zhu,  Weixiang Xiong,  Dewei Qiu,  Jun Tao