组织工程和电疗是两种重要的促进组织修复的方法。由于这两种方法对设备的要求不同,因此如何实现它们的集成仍有待探索。摩擦纳米发电机(TENGs)在开发自供电设备等方面表现出了巨大的潜力。然而,由于TENGs对水分较为敏感,因此其必须在体内进行封装,由此也导致现有的TENGs无法作为与周围细胞发生直接相互作用的组织工程支架。有鉴于此,东华大学覃小红教授、游正伟教授、上海交通大学雷东教授和周广东教授提出了摩擦电支架(TESs)的概念。
本文要点:
(1)聚癸二酸甘油酯是一种可生物降解、相对疏水的弹性体,可作为TESs的基质。研究发现,多层多孔TESs中的每个疏水微孔都能有效地作为TENGs的防潮工作单元。集成的大量微孔也可确保TESs能够在体内实现无封装的电疗。此外,原本疏水的TESs也可通过表面侵蚀降解转化为亲水表面,使其能够发挥组织工程支架的作用。
(2)实验结果表明,种植软骨细胞的TESs能够在裸鼠皮下植入后产生致密、大的成熟软骨。在骨软骨缺损兔模型中,植入的TES能够有效地促进透明软骨再生,并实现完全的软骨愈合。综上所述,该研究工作开发了一种新型的电子生物医学装置,其在多种体内应用领域中具有广阔的发展前景。
Bin Luo. et al. An Encapsulation-Free and Hierarchical Porous Triboelectric Scaffold with Dynamic Hydrophilicity for Efficient Cartilage Regeneration. Advanced Materials. 2024
DOI: 10.1002/adma.202401009
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202401009