期刊来源

Bioactive Materials 

标题

Ultrasonic-driven force-electric nanodomains orchestrate lysosome-to-mitochondria functional cascade to accelerate bone regeneration 

研究思路

本文针对现有压电骨修复材料仅能在细胞膜外侧传递机电信号、难以精准调控胞内成骨相关细胞器的局限，制备超细铌酸锂压电纳米颗粒，结合超声刺激构建胞内力电微区；从材料理化表征、细胞摄取与亚细胞器响应、成骨分化分子通路、体内颅骨缺损修复多层级开展验证，解析胞内力电信号调控溶酶体 - 线粒体串扰进而促成骨的完整机制。

 创新点

①突破传统胞外压电刺激模式，实现压电信号直接作用于胞内细胞器；②证实超细粒径与本征压电性是胞内力电调控两大必备物理条件；③阐明超声激活纳米颗粒诱导温和可逆溶酶体扰动，建立溶酶体 - 线粒体级联调控轴；④转录组锁定 PI3K–AKT–Ibsp 为核心成骨介导通路；⑤构建 HA/GelMA 复合水凝胶载体实现体内长效超声响应力电刺激。 

材料开发

（1）材料：采用脉冲激光气相蒸发法制备平均粒径～15 nm 超细 LiNbO₃纳米颗粒；复配羟基磷灰石、GelMA 光交联水凝胶构建可植入复合支架；设置大尺寸 LiNbO₃、立方相无压电钛酸钡、四方相压电钛酸钡作为对照材料。 （2）功能：超细 LiNbO₃具备稳定三方压电晶体结构，超声下可产生生物适配毫伏级局域电势；纳米颗粒经胞吞富集于溶酶体，超声激活后诱发可控溶酶体质子稳态改变，提升线粒体活性，激活下游成骨转录程序；复合水凝胶具备良好细胞黏附性、可降解性与缓释纳米颗粒能力。

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