利用骨的自然电促进再生

根据该杂志欧洲杯足球竞彩的一篇评论,一些材料有望通过增强其天然电性能来促进骨再生欧洲杯线上买球新材料科学与技术欧洲杯足球竞彩

摩擦电纳米发电机(左)和压电材料(右)正在被研究,以提高骨的自然愈合性能。欧洲杯足球竞彩版权:年来

一些固体,包括骨头、釉质和石英,在变形时形成电场。这种性质被称为压电效应,当机械力把原子推得更近或更远时,就会发生这种现象,打破电子平衡,导致材料的正反两面出现正电荷和负电荷。

科学家在1957年发现骨头是一种压电材料。从那时起,他们发现当骨胶原纤维相互滑动时就会产生压电。这会导致电荷的积累和微小电流的产生,打开骨细胞中的钙离子通道。这触发了一系列信号通路,最终促进骨形成。

压电是骨基质的几种力学响应之一,允许骨细胞对其环境的变化作出反应台湾国立清华大学的生物医学工程师林宗宏(Zong-Hong Lin)和台湾长功纪念医院的医生高富成(Fu-Cheng Kao)解释道。

研究人员正在寻求利用这种特性来改善骨再生和修复。例如,他们正在探索制造微型自供电发电机的材料,这种发电机可以植入欧洲杯足球竞彩骨骼内部或外部,以刺激其自然愈合过程。

一些研究小组在使用所谓的摩擦电纳米发电机时,显著加速了小鼠胚胎骨形成细胞的增殖和分化。当两种材料分离后又重新接触时,就会产生电流。欧洲杯足球竞彩这些纳米发电机已经用聚二甲基硅氧烷、氧化铟、铝和聚四氟乙烯等材料进行了测试。欧洲杯足球竞彩他们显示出治疗骨质疏松症和骨质疏松相关骨折的潜力。

另一方面,压电纳米发电机是将电极连接到柔性衬底上的压电材料上,并在施加力时产生电流。这些纳米发电机也被证明可以促进人类成骨细胞的增殖。

除了纳米发电机,压电聚合物具有良好的人体组织生物相容性,在严重骨折中作为可吸收螺钉和大头针显示出了希望,有助于避免第二次手术取出它们。

与聚合物相比,压电陶瓷提供更强的电流,但也可能是有毒的。钛酸钡、羟基磷灰石和氧化锌等非铅陶瓷是骨支架的主要候选材料,可促进骨生长和再生,也可作为人工骨替代品。

Lin和他的同事们预计,进一步的研究将导致基于压电的组织工程和骨再生应用。

来源:http://nthu-en.web.nthu.edu.tw/

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