压电活性骨水泥

应力产电促骨长

这种骨水泥在机械应力下产生电信号，主动促进骨细胞分化和界面整合。

Wang, Zhen · Luo, Siwei · Yang, Long · Wu, Zhanyu · Zhang, Chike · Jianxiang, Teng · Zou, Zihao · 叶川

ACS Applied Materials & Interfaces 2024

参数信息

开路电压
37.109 V
ALP蛋白表达提升
1.74
RUNX-2蛋白表达提升
2.31
骨生长增量（非运动组）
4.67
骨生长增量（运动组）
4.64
钙离子内流增加
1.41

技术优势

应力产电

PMMA与15 wt% BaTiO₃复合骨水泥在仿生力学应力下产生37.109 V开路电压，通过压电效应将机械能转化为电信号，刺激骨再生。

成骨分化增强

在0.65 Hz、20 min电刺激条件下，ALP和RUNX-2蛋白表达分别提升1.74倍和2.31倍，表明该材料能有效激活成骨相关基因和蛋白。

体内促骨长

术后第二个月，非运动组和运动组的骨生长增量分别达4.67倍和4.64倍，证实该骨水泥在体内能显著促进骨长入。

钙内流激活

电刺激30 min时钙离子内流增加1.41倍，且通过激活钙敏感受体促进BMSCs成骨分化，阐明了压电刺激的作用机制。

应用场景