2023 用于细胞命运的电活性生物材料和系统测定和组织再生：设计和应用(英)
这篇综述深入探讨了电活性生物材料及其系统在细胞命运决定和组织再生中的设计和应用。文章首先介绍了内源性生物电和压电现象，以及它们在组织/器官发育和再生中的关键作用。
随后，综述讨论了电活性生物材料的设计原理，重点在于模拟动态细胞微环境以及通过电刺激介导的途径。文中系统地回顾了电活性生物材料在调节干细胞命运和组织再生方面的最新进展，主要包括神经再生、骨组织工程和心脏组织工程。
具体而言，综述涵盖了以下几个主要方面：
1. **内源性生物电和压电性：** 介绍了膜电位、动作电位以及组织中的内源性电场，以及压电生物大分子和组织中的压电效应。
2. **电活性生物材料的设计：** 讨论了导电生物材料、压电生物材料以及电响应生物材料的设计，旨在模仿天然生物电，并用于调控细胞行为和组织功能。
3. **电刺激途径：** 重点介绍了直接电刺激、以及基于导电和压电生物材料的电刺激。同时，也讨论了可植入式能量收集器（IEHs）的应用，以实现自供电电刺激。
4. **组织再生应用：** 详细阐述了电活性生物材料在神经再生、骨组织工程和心脏组织工程中的应用，包括材料选择、电刺激参数以及细胞反应和组织修复机制。
5. **电活性生物材料的类型：** 涵盖了碳基生物材料（石墨烯、碳纳米管等）、金属/金属氧化物、导电聚合物以及压电陶瓷、压电聚合物和压电复合材料。
6. **电响应生物材料：** 探讨了电刺激响应性生物材料，如何通过改变自身的物理化学性质（如氧化还原状态、疏水/亲水性、表面配体构象、机械性能）来适应细胞微环境。
最后，综述强调了模拟天然组织微环境的重要性，并总结了电活性生物材料面临的挑战和未来发展方向，特别强调了临床转化所面临的问题。总的来说，这份文档全面总结了电活性生物材料在组织工程和再生医学领域的最新进展，并展望了未来的研究方向和临床应用前景。
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