压电材料在医学领域的研究进展

彭杰,郑占申,戚孟春,杨怡蕊,闵孝捷,宋晓宇,陈明月（华北理工大学材料科学与工程学院）

摘要： 生物电现象广泛出现在生物体中，其与组织重塑和生长密切相关。压电材料可通过压电效应释放电信号刺激组织的活性，从而促进细胞的增殖分化，其不仅制作简单、成本低、换能效率高，而且具有良好的生物学性能。本文旨在综述压电材料在医学领域的研究进展，重点探讨其在组织再生、伤口修复、神经修复及柔性医疗器件中的应用。通过总结压电材料的发展历程、制备方法及在生物医学领域的应用，分析其在医学领域的应用现状，并对未来的发展方向进行展望。首先，回顾了压电材料的发展历程，从1880 年居里兄弟发现石英晶体的压电效应，到现代多种压电材料的广泛应用。其次，详细介绍了5 种常用的压电材料的制备方法，包括Sol-gel 法、共沉淀法、水热法、盐分解法和氧化物混合烧结法，并指出这些方法的各有优势，以及分别适用于不同类型的压电材料制备。在医学应用方面，分析了压电材料在骨组织工程、皮肤伤口修复、神经修复及柔性压电器件中的具体应用，并结合相关研究文献，探讨了其作用机制和实际应用效果。然而，目前压电材料在医学应用中仍面临一些挑战，如电信号的频率和振幅难以调节、柔性压电器件的输出性能不稳定等，未来需要进一步研究，以提高压电材料的性能和临床转化率。本综述为压电材料在医学领域的应用提供了全面的参考，有助于推动压电材料在组织再生、伤口修复、神经修复及柔性医疗器件等方面的研究和应用，并且通过深入分析压电材料的制备方法和应用效果，为未来的材料设计和临床应用提供了理论依据和技术支持，具有重要的科学意义和应用价值。

关键词： 压电材料；压电效应；生物电现象；生物相容性；骨组织工程；皮肤伤口修复；神经修复；柔性压电器件