电刺激可增强细胞活性，并促进组织再生和修复。然而，如何实现针对特定细胞、可维持稳定的能量供应的精准细胞电刺激治疗仍是一项严峻的挑战。有鉴于此，首都医科大学张明珠教授和上海交通大学崔文国研究员构建了力-电转换水凝胶微球（Piezo@CR MPs），其可通过局部电刺激诱导特异性干细胞聚集，并促进软骨分化。

本文要点：

（1）研究者将钛酸钡（BT）纳米颗粒嵌入透明质酸甲基丙烯酸酯水凝胶MPs中，并通过π-π偶联和静电力将干细胞募集肽（CR）结合到聚多巴胺（pDA）包覆层上。Piezo@CR MPs可将压力（超声）转化为电刺激，以指导骨髓间充质干细胞定植和软骨形成。体外研究发现，定向迁移的干细胞能够覆盖Piezo@CR MP的表面，产生高达451 mV的电输出，以增强软骨分化。

（2）在兔骨软骨缺损模型中，Piezo@CR MPs可有效促进软骨再生。在大鼠骨关节炎模型中，Piezo@CR MPs能够减少软骨变性，改善行为结果。实验结果表明，Piezo@CR MPs可通过驱动胞外钙内流和激活p38丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路等机制促进软骨再生。综上所述，该研究构建的Piezo@CR MPs能够实现精确细胞类型的电刺激疗法，有望为治疗软骨损伤和退变开辟一条新的途径。

Zeyu Han. et al. Precise Cell Type Electrical Stimulation Therapy Via Force-electric Hydrogel Microspheres for Cartilage Healing. Advanced Materials. 2024

DOI: 10.1002/adma.202414555

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202414555