Micromotion‐Driven “Mechanical‐Electrical‐Pharmaceutical Coupling” Bone‐Guiding Membrane Modulates Stress‐Concentrating Inflammation Under Diabetic Fractures

材料科学 生物医学工程 骨愈合 压电 炎症 纳米技术 复合材料 医学 外科 免疫学
作者
Junhao Sui,Yijin Hou,Chen Ding,Zhong Zheng,Mengchen Chen,Huiqi Yu,Lu Liu,Rong Liu,Xiaochen Zhang,Shuogui Xu,Hao Zhang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (32): e2505061-e2505061 被引量:20
标识
DOI:10.1002/adma.202505061
摘要

The use of piezoelectric materials to convert micromechanical energy at the fracture site into electrical signals, thereby modulating stress-concentrated inflammation, has emerged as a promising treatment strategy for diabetic fractures. However, traditional bone-guiding membranes often face challenges in diabetic fracture repair due to their passive and imprecise drug release profiles. Herein, a piezoelectric polyvinylidene fluoride (PVDF) fibrous membrane is fabricated through electrospinning and oxidative polymerization to load metformin (Met) into a polypyrrole (PPy) coating (Met-PF@PPy), creating a "mechanical-electrical-pharmaceutical coupling" system. In a micromotion mechanical environment, Met-PF@PPy converts mechanical energy into electrical signals, activating the electrochemical reduction of PPy and triggering stress-responsive Met release. The generated electrical signals suppress inflammation through M1-to-M2 macrophage polarization and simultaneously enhance osteogenesis. Simultaneously, Met inhibits the NF-κB pathway to reduce pro-inflammatory cytokines while activating the AMPK pathway to promote osteogenesis and angiogenesis. In a diabetic mouse femoral fracture model, Met-PF@PPy significantly reduces inflammatory markers, enhances vascularization, and increases bone mineral density and bone volume fraction by over 30%. This "force-electric-drug coupling" strategy provides an innovative approach for active regulation in diabetic fracture repair and offers a versatile platform for advancing piezoelectric materials in regenerative medicine.
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
celinewu完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
Jasper应助cc采纳,获得30
5秒前
wen发布了新的文献求助10
6秒前
慕青应助xinxinxue采纳,获得10
7秒前
彧辰完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
思源应助傲娇的菲鹰采纳,获得10
10秒前
今后应助四时见采纳,获得10
11秒前
小辛发布了新的文献求助20
11秒前
小了完成签到 ,获得积分10
12秒前
深情安青应助Eternity采纳,获得10
13秒前
meimei发布了新的文献求助10
16秒前
小蘑菇应助我来何忧采纳,获得10
17秒前
17秒前
18秒前
21秒前
xinxinxue完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
yyz发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
如意山晴完成签到 ,获得积分10
23秒前
shJ发布了新的文献求助10
24秒前
钰小憨发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
陈瑞发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
xinxinxue发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
朴素若枫发布了新的文献求助10
30秒前
32秒前
Eternity发布了新的文献求助10
32秒前
ABC的风格完成签到,获得积分10
33秒前
solitude发布了新的文献求助10
34秒前
谦让的牛排完成签到 ,获得积分10
35秒前
郝晶关注了科研通微信公众号
35秒前
ABC的风格发布了新的文献求助10
36秒前
思源应助artx001采纳,获得20
36秒前
这个好困发布了新的文献求助10
38秒前
朴素若枫完成签到,获得积分10
38秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(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
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
The Immune System (Fifth Edition) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6568403
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8347927
关于积分的说明 17885498
捐赠科研通 5695586
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2944128
邀请新用户注册赠送积分活动 1920026
关于科研通互助平台的介绍 1796147