亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Stimuli-responsive gyroid Scaffolds: hierarchical architecture and electric stimulation promote bone regeneration

小旋翼机 再生(生物学) 材料科学 刺激 电刺激 生物医学工程 医学 神经科学 心理学 细胞生物学 复合材料 生物 共聚物 聚合物
作者
Rafael Resende Assis Silva,Frederico Barbosa,Guilherme Ferreira,Carlos Ureña,Eduardo Henrique Backes,José M. Inácio,José António Belo,Rui Igreja,João C. Silva,L. H. C. Mattoso,Elvira Fortunato,Henrique Almeida,Rodrigo Martins,Caio G. Otoni
出处
期刊:Materials Today [Elsevier BV]
卷期号:88: 186-200 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.mattod.2025.06.013
摘要

• Stimuli-responsive gyroid scaffolds were created via sacrificial templating. • Corona discharge poling enhanced electric field intensity via charge trapping. • Electric field responsiveness to mechanical stimuli enhances cytoskeletal alignment. • Ultrasound stimulation boosts metabolic activity, gene expression, and mineralization. • Ultrasound and porosity synergized, enhancing calcium deposition and cell alignment. Osteoporotic fractures in older adults place a significant burden on healthcare systems due to prolonged healing times and escalating costs. Innovative approaches closely mimicking the human bone microenvironment are paramount for advancing bone tissue regeneration. This study leverages a sacrificial template methodology to develop hierarchical 3D porous gelatin-NaNbO 3 @PDMS scaffolds with gyroid structures mimicking cancellous bone architecture, tailored for enhanced stimuli-responsive biological performance. Modulating porosity levels (∼0%, 18 %, and 63 %) enables macro-to-micro pore transitions, highlighting how porosity and zero-curvature surfaces impact critical properties for bioactive scaffold applications. Under simulated physical activity pressures, lower scaffold porosity enhances structural integrity, mechanical stability, and damping capacity, driven by reduced thickness plastic deformation. Corona discharge poling generates electrically charged stimuli-responsive scaffolds, enhancing electric field intensity through charge trapping. Combined with ultrasound stimulation (50 and 250 mW·cm −2 ), it boosts metabolic activity, gene expression, and mineralization, increasing calcium deposition by up to 1200 % compared to unstimulated controls. Finite element analysis reveals that the 63 % porosity scaffolds generate a sixfold stronger electric field than its 18 % counterpart, enhancing stimuli-responsive cell alignment, with ultrasound stimulation boosting it by ∼10 %. These discoveries in zero-curvature geometries and stimuli-responsive systems redefine bone regeneration strategies by mimicking bone anisotropy through electric field stimulation, offering transformative insights for advanced biomaterials in implants and physiotherapy.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
清爽瑛完成签到,获得积分10
19秒前
刻苦绿蕊完成签到,获得积分10
21秒前
沉静的安珊完成签到,获得积分10
42秒前
乐正怡完成签到 ,获得积分0
42秒前
隐形曼青的应助被佳析陈采纳,获得10
54秒前
54秒前
1分钟前
想人陪的飞鸟完成签到,获得积分10
1分钟前
舒服的荧完成签到,获得积分10
1分钟前
殷勤的岱周完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
佳析陈发布了新的文献求助10
1分钟前
小二郎的应助被科研通管家采纳,获得10
1分钟前
JL完成签到 ,获得积分10
1分钟前
orixero的应助被佳析陈采纳,获得10
1分钟前
茶缸子完成签到,获得积分10
1分钟前
茶缸子01完成签到,获得积分10
1分钟前
2分钟前
自然的雨琴完成签到,获得积分10
2分钟前
佳析陈发布了新的文献求助10
2分钟前
自然谷波完成签到,获得积分10
2分钟前
忘忧Aquarius完成签到,获得积分0
2分钟前
如意涵雁完成签到,获得积分10
2分钟前
无私的迎蓉完成签到,获得积分10
2分钟前
陈桂芳完成签到,获得积分10
3分钟前
ZYD完成签到 ,获得积分10
3分钟前
时尚靖琪完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
脑洞疼的应助被科研通管家采纳,获得10
3分钟前
null的应助被科研通管家采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
Harrison发布了新的文献求助10
3分钟前
zxc99975发布了新的文献求助10
3分钟前
369ninja发布了新的文献求助10
3分钟前
笑点低的丹蝶完成签到,获得积分10
4分钟前
友好怜菡完成签到,获得积分10
4分钟前
香蕉觅云的应助被zihanhhh采纳,获得10
4分钟前
一道精致的灰完成签到 ,获得积分10
4分钟前
伶俐的秀发完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
The Basics of Practical Optimization, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7970178
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9436540
关于积分的说明 21043134
捐赠科研通 7546633
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3373138
关于科研通互助平台的介绍 2508019
邀请新用户注册赠送积分活动 2405716