IF 27.4！压电异质结作为杀菌骨再生植入物

文章标题：Piezoelectric Heterojunctions as Bacteria‐Killing Bone‐Regenerative Implants

文章精选：

异质结广泛应用于能量转换、环境修复和光电检测，但在再生医学领域尚未得到充分探索。特别是压电异质结在组织再生中从未被研究。本研究展示了压电异质结的开发，通过光-细胞力-电耦合促进骨再生的同时消灭病原菌。具体而言，由压电纳米晶体(Bi2WO6)装饰TiO2纳米线制成的异质结阵列(TiO2/Bi2WO6)被制备成生物相容性植入物。在近红外光照射下，压电异质结产生活性氧物种和热量，分别通过光动力和光热治疗杀死细菌。同时，生长在植入物上的干细胞的机械力触发异质结产生电场，进一步促进成骨以实现骨整合。异质结通过细胞诱导的局部电场有效抑制术后复发性感染，同时促进骨整合。因此，压电异质结代表了一种有前景的抗菌组织再生植入物。

创新点：

1. 首次将压电异质结应用于组织再生

2. 实现了光-力-电三重耦合效应

3. 开发了多功能协同的智能植入物

4. 建立了新型抗菌-再生一体化策略

科研启发：

1. 跨领域技术融合可产生创新性突破

2. 材料设计应注重多功能协同作用

3. 生物材料研究要关注临床实际需求

4. 机理研究对材料开发具有重要指导意义

思路延伸：

1. 探索其他类型压电材料组合

2. 研究不同光源激发效果

3. 开发新型异质结结构

4. 优化材料制备工艺

5. 扩展到其他组织修复应用

6. 深入研究细胞-材料相互作用

7. 发展智能响应性植入系统

8. 探索产业化生产方案

文章来源：

Adv. Mater.
Pub Date  : 2024-10-26
DOI : 10.1002/adma.202413171

Youzhun Fan, Jinxia Zhai, Zhengao Wang, Zhaoyi Yin, Haoyan Chen, Maofei Ran, Zurong Zhu, Yubin Ma, Chengyun Ning, Peng Yu, Chuanbin Mao