Non-mulberry silk fibroin functionalization enhances charge-transfer efficiency in aligned polypyrrole-silk composites for electrically stimulated neurite outgrowth
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Electroconductive biomaterials (ECBs) replicate the natural bioelectrical environment of nerve tissue, promoting action potential propagation after injury and enhancing nerve regeneration through therapeutic electrical stimulation (ES). We present a highly electroactive Faradaic ECB with exceptional electrical conductivity and charge density, alongside low electrochemical impedance. These ECBs trigger action potentials at low stimulation voltages by regulating redox reactions through their intrinsic reversible behavior, thereby preventing electrode degradation and tissue damage. Our biohybrid scaffold consists of aligned microfibrous matrices of polypyrrole (PPy) and Bombyx mori silk fibroin (BmSF), functionalized with Antheraea assamensis silk fibroin (AaSF) rich in the cell-affinitive RGD tripeptide. Serving as an anionic dopant for PPy, AaSF significantly enhances the scaffold’s electrical properties (∼9.18 mS cm -1 ) and charge-transfer efficiency (∼25.27 Ω). The scaffolds exhibit superior charge injection capacity at low potentials compared to conventional bioelectrodes (e.g., 0.46 mC cm -2 at 50 mV). Under pulsed ES at 50 mV cm -1 , these scaffolds support remarkable neurite outgrowth of dorsal root ganglion (DRG) neurons up to 830 μm (7 days). Notably, higher current densities and voltages decrease the rate of neurite outgrowth, highlighting the importance of optimizing ES parameters to effectively evoke functional action potentials without causing any neuronal damage. Biocompatibility assessments reveal that AaSF functionalization improves cellular behavior while minimizing immunomodulatory responses. Enhanced neuronal and glial differentiation is attributed to better cell communication facilitated by excellent adhesion and increased conductivity. In essence, this study provides a strategy for selecting optimal ES parameters for electrically excitable tissues using established electrochemical techniques. The fabricated biohybrid scaffolds hold significant promise as smart nerve guidance channels (NGCs) for future nerve regeneration therapies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».