目的 不规则的临界骨缺损修复仍然是临床医学面临的一个重大挑战，自然骨组织固有的电生理微环境的丧失阻碍了骨的自我修复。本研究开发了一种自供电的柔性植入式仿生电刺激系统，并探究了其促进成骨分化机制。

方法 以纤维素纳米晶体（CNC）为纳米增强填料，聚偏二氟乙烯（PVDF）为基体，通过静电纺丝技术设计了一种具有三维纤维交联网络结构、优异的摩擦电特性和力学特性的CNC/PVDF柔性杂化纸（CPHP），以 CPHP 为 TENG 摩擦电负层并且采用导电胶布作为摩擦电正性材料从而制造摩擦电纳米发电机（TENG）。以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为衬底，溅射Au薄膜为交指电极，聚二甲基硅氧烷(PDMS)为封装材料制成柔性交指电极敷料。通过活死染色和CCK-8实验评估生物安全性和最佳电刺激频率。在此基础上，我们采用细胞黏附、伤口愈合、碱性磷酸酶染色和茜素红染色实验探究电刺激对骨髓间充质干细胞的影响。使用转录组测序技术探究仿生电刺激促进 BMSC 成骨分化的分子机制，随后通过RT-qPCR 检测和Western Blot 检测进一步验证。设计大鼠颅骨缺损模型，采用 micro-CT和组织学染色等方法观察不同组骨缺损的修复效果，利用免疫荧光染色技术评估不同组的成骨相关蛋白表达情况。

结果 成功制成自供电的柔性植入式仿生电刺激系统。柔性电极敷料可紧密贴合任意形状的缺损骨组织表面，摩擦电纳米发电机利用大鼠日常肌肉运动的自然生物力学特性产生与生理神经反馈信号密切相关的仿生电信号；植入电极具有良好的生物安全性；仿生电信号能显著促进大鼠骨髓间充质干细胞的贴壁、迁移、增殖和分化；转录组测序结果中基因本体(Gene Ontology，GO)富集分析显示，与胶原纤维组装、骨骼系统发育、细胞粘附相关的生物过程显著富集，Wnt受体活性、骨形态发生蛋白（BMP）受体结合、钙离子结合等分子功能显著富集，京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析显示，调控干细胞多能性的信号通路、Wnt信号通路、TGF-β信号通路、甲状旁腺激素合成、分泌与作用等通路显著富集；RT-qPCR 检测和Western Blot 检测，进一步证实仿生电信号通过激活BMP2/SMAD通路有效地促进大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化；在大鼠颅骨缺损模型中，micro-CT结果显示仿生电刺激能够有效促进骨再生；H&E 和Masson 染色结果显示仿生电刺激具有良好的促成骨特性；免疫荧光染色结果表明仿生电刺激促进成骨相关蛋白的高表达。

结论 柔性电极敷料具有良好的生物安全性；仿生电刺激通过调节BMP2/SMAD通路促进BMSC的成骨分化；仿生电刺激系统促进不规则的临界骨缺损自我修复。