作者：山东省文登整骨医院骨关节三科    蔡柯

电活性高分子材料（EAPs）是一类在施加电场或化学刺激时能够产生形变、发电或改变其电学特性的高分子材料。1957年，日本学者Yasuda首次观察并记录了骨组织的压电效应，即在机械应力作用下产生电势的现象，从而证实了骨组织是一种天然的生物电活性材料。2007年，由意大利科学家Guarino和Ambrosio团队发表了聚吡咯涂层支架用于骨再生的开创性研究，此举开创了电活性骨修复材料研究的先河。这一具有里程碑意义的研究成果证明了电刺激能够显著促进成骨细胞的增殖与分化，为骨修复领域带来了全新的视角。

电活性高分子材料在骨科领域展现出显著的应用价值和潜力。首先，在骨折愈合与骨缺损修复方面，电活性材料能够响应人体机械负荷产生微电流，模拟天然骨的应力电势，从而激活成骨细胞的分化。导电高分子支架在外加电场下可定向调控干细胞的分化，显著提升骨再生效率。其次，电活性材料为骨科置入物功能优化提供创新解决方案。传统金属置入物易导致应力遮挡效应，而智能骨钉／骨板通过电活性特性实现动态调节。在抗感染方面，导电高分子能通过电化学调控释放抗生素或成骨因子，在治疗感染性骨缺损的同时促进新骨形成。再次，电活性材料使术后监测与个性化治疗成为可能。植入式压电传感器可实时监测骨愈合的力学或电学信号，通过无线传输数据帮助医生精准评估康复进度。智能石膏系统集成了柔性压电传感器和电刺激模块，能够根据患者活动数据自动调节电刺激参数，实现个性化康复治疗。这种闭环调控系统显著提升了骨折愈合的可靠性和效率，减少二次手术风险。最后，电活性材料在特殊骨科疾病治疗中展现出独特价值。例如对于骨质疏松症，脉冲电磁场设备通过抑制破骨细胞活性来增加骨密度，临床数据显示患者骨密度年提升量达5％～8％；在骨肿瘤术后修复中，导电高分子支架既能修复骨缺损，又能通过电热效应清除残留肿瘤细胞，实现治疗与修复的双重功效。

目前，电活性骨修复材料正在蓬勃发展并朝着可降解化、智能化以及多功能化方向迈进。可降解材料的应用可避免二次手术需要；利用ＡＩ算法调节电活性聚合物的电刺激参数，可以实现针对个体的骨疾病治疗方案，有望攻克复杂损伤治疗难题；而4D打印技术将促进动态支架的发展，使其能够根据骨再生的微环境自动调整结构，以适应骨生长在不同阶段的需求。展望未来，随着材料科学、生物电子学和人工智能等多学科的深入融合，电活性骨修复材料极有可能成为骨科诊疗领域的一场革命性变革，进而推动智能医疗的发展，并为精准医疗开辟新的道路。

来源：实用骨科杂志2025年7月第31卷第7期

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