Piezoelectric stimulation enhances bone regeneration in alveolar bone defects through metabolic reprogramming of macrophages

细胞生物学 再生(生物学) 重编程 压电 材料科学 间充质干细胞 刺激 生物医学工程 化学 细胞 生物 生物化学 神经科学 医学 复合材料
作者
Baiyan Sui,Tingting Ding,Xingyi Wan,Yuxiao Chen,Xiaodi Zhang,Yuanbo Cui,Jie Pan,Linlin Li,Xin Liu
出处
期刊:Exploration [Wiley]
卷期号:4 (6) 被引量:22
标识
DOI:10.1002/exp.20230149
摘要

Abstract Immunomodulation has emerged as a promising strategy for promoting bone regeneration. However, designing osteoimmunomodulatory biomaterial that can respond to mechanical stress in the unique microenvironment of alveolar bone under continuous occlusal stress remains a significant challenge. Herein, a wireless piezoelectric stimulation system, namely, piezoelectric hydrogel incorporating BaTiO 3 nanoparticles (BTO NPs), is successfully developed to generate piezoelectric potentials for modulating macrophage reprogramming. The piezoelectric stimulation reprograms macrophages towards the M2 phenotype, which subsequently induces osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs). RNA sequencing analysis reveals that piezoelectricity‐modulated macrophage M2 polarization is closely associated with metabolic reprogramming, including increased amino acid biosynthesis and fatty acid oxidation. The composite hydrogel with excellent biocompatibility exhibits immunomodulatory and osteoinductive activities. In a rat model of alveolar bone defects, the piezoelectric hydrogel effectively promotes endogenous bone regeneration at the load‐bearing sites. The piezoelectric‐driven osteoimmunomodulation proposed in this study not only broadens understanding of the mechanism underlying piezoelectric biomaterials for tissue regeneration but also provides new insights into the design and development of next‐generation immunomodulatory biomaterials.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
NexusExplorer应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
刚刚
领导范儿应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
刚刚
Rondab应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
刚刚
刚刚
Rondab应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
刚刚
Rondab应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
1秒前
Rondab应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
1秒前
Rondab应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
1秒前
1秒前
LiChard完成签到 ,获得积分10
2秒前
Corilla发布了新的文献求助10
8秒前
健忘的金完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
月光入梦完成签到 ,获得积分10
18秒前
victory_liu完成签到,获得积分10
20秒前
阿曾完成签到 ,获得积分10
20秒前
幽默艳完成签到,获得积分10
24秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
李爱国应助小鱼女侠采纳,获得10
27秒前
raiychemj完成签到,获得积分10
36秒前
Shan5完成签到,获得积分10
38秒前
gyx完成签到 ,获得积分10
43秒前
初陽应助小鱼女侠采纳,获得10
44秒前
46秒前
zz发布了新的文献求助10
49秒前
52秒前
飞快的冰淇淋完成签到 ,获得积分10
52秒前
帅气的宽完成签到 ,获得积分10
56秒前
王迪迪完成签到 ,获得积分10
58秒前
zz完成签到,获得积分10
1分钟前
小鱼女侠发布了新的文献求助30
1分钟前
JuliaWang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
米扎艾尔完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
大个应助陈少华采纳,获得10
1分钟前
凉凉完成签到,获得积分10
1分钟前
maclogos完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Social Research Methods (4th Edition) by Maggie Walter (2019) 2390
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4008711
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3548365
关于积分的说明 11298818
捐赠科研通 3283040
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1810290
邀请新用户注册赠送积分活动 885976
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 811218