通过反向压电效应增强骨再生，一种机械刺激的新型应用方法

严重的骨损伤对患者的生活产生毁灭性的影响，包括工作能力的限制和高昂的费用。骨科植入物可以在一定程度上帮助愈合超出骨骼自然再生能力的骨折或大骨缺损。自体移植和同种异体移植是常用的标准植入物，但如供体部位并发症、可移植骨的数量有限和高费用等缺点导致对合成骨移植替代品的需求增加。然而，复制生物骨的复杂生理特性，更不用说重现其复杂的组织功能了，这是一项挑战。为了设计能够与自然骨愈合过程相似的生物相容性植入物，大量努力导致了对压电智能材料的研究，因为骨骼具有天然的压电特性。压电材料通过对机械应力的反应积累电荷，模拟生物电信号（通过直接压电效应）或通过响应电刺激（通过反向压电效应）来提供机械刺激，从而促进骨再生。虽然这两种效果都是有益的，但反向压电效应可以通过改善愈合缺损的机械反应来应对因应力屏蔽和不动而导致的骨萎缩。机械刺激通过激活增加骨形成和减少骨吸收的细胞通路，对骨再生产生积极影响。本综述将强调反向压电效应增强骨再生的潜力，通过讨论有益细胞通路的激活、压电生物材料的特性，以及使用无线控制更有效施用反向压电效应的潜力。