无需外部刺激即可动态调控干细胞命运的智能电活性材料受到了越来越多的关注。与此同时，非侵入性电刺激已成为一种限制性较小的方法，引起了人们对其潜在生物医学应用的极大兴趣。在复杂的微环境中，细胞和材料之间复杂的相互作用包括底物反应、离子交换和膜电位变化。然而，智能材料影响干细胞的机制尚未完全阐明。

近期，香港城市大学胡金莲教授团队利用静电纺丝技术制备了包括无序和高度定向聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维的仿骨微环境。定向退火PVDF（AA）和随机退火PVDV（RA）膜呈现出高比例的β相。通过比较用这些PVDF纳米纤维培养的骨髓间充质干细胞（BMSCs）的成骨能力、钙活性和F-肌动蛋白分布，可以推测干细胞通过重塑电纺丝膜上的细胞骨架自主调控其分化。与AA相比，电刺激、更大的粘附面积和活性钙流入支持BMSCs在RA上更强的成骨能力。总体而言，该机制可为骨组织工程支架的设计和制备提供基础理论，有助于细胞和微环境的进一步研究。

图1.退火定向和无规PVDF纳米纤维的制备示意图，以及BMSCs在纳米纤维上分化的机制。

图2.PVDF纳米纤维的形态与表征。

图3.PVDF纳米纤维的压电性能。

图4.附着在PVDF纳米纤维上的细胞的定性和定量分析。

图5.AA和RA上BMSCs的成骨分化。

图6.RA上的成骨和钙变化机制优于AA。

该工作以“Stem Cell Self-Triggered Regulation and Differentiation on Polyvinylidene Fluoride Electrospun Nanofibers”为题发表在《Advanced Functional Materials》（DOI:10.1002/adfm.202309270）上。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202309270