骨骼并不是沉默的“承重结构”。走路、奔跑甚至轻微运动产生的机械力，都能在骨组织中转化为微弱电信号，持续调控细胞成骨与骨重塑。因此，如何在骨缺损区域重新建立这种电生理微环境，成为促进骨再生的重要突破口。传统压电陶瓷和压电聚合物，如钛酸钡和聚偏氟乙烯，虽具有较强的压电性能，但通常难以在体内降解，长期植入可能带来潜在的生物安全风险。相比之下，蚕丝蛋白来源天然，兼具良好的生物相容性、可降解性和加工性能，其β-折叠晶区还具有本征压电活性，是构建可降解电活性骨修复材料的理想候选。然而，天然蚕丝蛋白的压电响应相对有限，产生的电信号强度及传递效率尚难满足骨修复需求。因此，如何增强蚕丝蛋白的本征压电性能，并实现电信号的高效传输，成为提升其骨再生活性的关键。

  近期，北京化工大学蔡晴、喻盈捷教授团队提出了“化学交联构建结构、物理交联激活功能”的双交联策略。研究首先利用冷冻光聚合构建具有贯穿大孔结构的丝素蛋白冷冻凝胶，通过化学交联保证支架的结构稳定性；随后采用乙醇诱导丝素蛋白形成β-折叠晶区，通过物理交联激活其本征压电性。在此基础上，团队进一步原位聚合PEDOT导电网络，构建压电-导电一体化支架 PiezoC-SF。在超声刺激下，该支架的局部电信号可被进一步放大，促进骨缺损修复。这项研究工作系统研究了电活性蚕丝蛋白在骨缺损修复中的应用，为功能性蚕丝蛋白的开发提供了新思路。该研究将蚕丝蛋白从传统的结构支撑材料，进一步拓展为可响应机械刺激、主动输出电信号的生物活性骨修复支架，为提高天然高分子的压电性能提供了新思路，也为可降解电活性骨修复材料的开发提供了新的材料策略。

  2026年7月8日，该工作以“Dual-Crosslinked Piezoelectric-Conductive Silk Fibroin Scaffold for Bone Regeneration”为题发表在《Advanced Functional Materials》上（Adv. Funct. Mater. 2026, DOI: 10.1002/adfm.76716）。

图1. 压电-导电蚕丝支架的化学与物理双交联制备机制。

图2. 压电-导电蚕丝支架的材料性能表征。

图3. 压电-导电蚕丝支架的体内颅骨修复评价。

  该工作是团队近期在可降解电活性生物材料领域取得的系列进展之一。针对传统压电材料体内难降解、长期生物安全性不足等关键问题，团队构建了涵盖纳米颗粒、微球、静电纺丝膜、水凝胶及多孔支架等多种形态的可降解压电生物材料体系，并进一步引入金属离子协同调控（Matter 2025, 8, 102366, Biomaterials 2026, 329, 123938），提升材料的电活性与组织再生功能。相关体系已在颅骨缺损（Bioact. Mater. 2023, 25, 399; Adv. Healthc. Mater. 2023, 12, 2300927）、截断骨损伤（Bioact. Mater. 2026, 61, 743）、软骨损伤（Adv. Mater. 2024, 36, 2409400；Adv. Sci. 2026, DOI: 10.1002/advs.75611）、脊髓损伤（Sci. Adv. 2026, DOI: 10.1126/sciadv.aeg0515）及牙周炎（ACS Appl. Mater. Interfaces.2025, 17, 23707）等多个小动物和大动物疾病模型中得到验证，展现出优异的组织修复效果。该系列研究为突破压电生物材料的降解性与安全性瓶颈、拓展其在复杂组织再生中的应用提供了系统性的材料策略，也为可降解电活性生物材料的进一步应用转化奠定了基础。

  原文链接： https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.76716