Neuronal differentiation and tissue engineering strategies for central neurous system injury repair

Abstract

Central nervous system (CNS) injury can cause devastating neurological dysfunction in patients, permanently impairing their ability to take care of themselves and reducing their quality of life. At present, neural tissue engineering is the most promising way to treat this disease. However, there are still many challenges and obstacles in the process of correctly structuring tissue engineering. The successful development of tissue engineering relies on three key components: biological scaffold materials, seed cells, and various growth factors. In summary, this review provides a systematic analysis of scaffold materials differentiation strategies for inducing diverse stem cells into neuro-like cells. The synthesized findings not only accelerate regenerative medicine approaches but also provide the critical solutions for CNS injury treatment and advance therapeutic development, offering important references for future research and clinical translation.

Keywords

biological scaffold materials / central nervous system / growth factors / neural tissue engineering / seed cells

References

[1] J. K. Lappalainen, F. D. Tschopp, S. Prakhya, M. Mcgill, A. Nern, K. Shinomiya, S.-Y. Takemura, E. Gruntman, J. H. Macke, S. C. Turaga, Nature 2024, 634, 1132.

[2] B. Ocón, M. Xiang, Y. Bi, S. Tan, K. Brulois, A. Ayesha, M. Kunte, C. Zhou, M. Lajevic, N. Lazarus, F. Mengoni, T. Sharma, S. Montgomery, J. E. Hooper, M. Huang, T. Handel, J. R. D. Dawson, I. Kufareva, B. A. Zabel, J. Pan, E. C. Butcher, Nature 2024, 635, 736.

[3] H. G. Lee, J. M. Rone, Z. Li, C. F. Akl, S. W. Shin, J. H. Lee, L. E. Flausino, F. Pernin, C. C. Chao, K. L. Kleemann, L. Srun, T. Illouz, F. Giovannoni, M. Charabati, L. M. Sanmarco, J. E. Kenison, G. Piester, S. E. J. Zandee, J. P. Antel, V. Rothhammer, M. A. Wheeler, A. Prat, I. C. Clark, F. J. Quintana, Nature 2024, 627, 865.

[4] D. Liu, M. Rahman, A. Johnson, R. Amo, I. Tsutsui-Kimura, Z. A. Sullivan, N. Pena, M. Talay, B. L. Logeman, S. Finkbeiner, L. Qian, S. Choi, A. Capo-Battaglia, I. Abdus-Saboor, D. D. Ginty, N. Uchida, M. Watabe-Uchida, C. Dulac, Nature 2025, 640, 1000.

[5] L. G. Todorov, K. Oonuma, T. G. Kusakabe, M. S. Levine, L. A. Lemaire, Nature 2024, 635, 912.

[6] I. Fyfe, Nat. Rev. Neurol. 2025, 21, 125.

[7] S. Vanherle, M. Loix, V. E. Miron, J. J. A. Hendriks, J. F. J. Bogie, Nat. Rev. Neurosci. 2025, 26, 214.

[8] A. Allahham, G. Rowe, A. Stevenson, M. W. Fear, A. Vallence, F. M. Wood, Burns & Trauma 2024, 12, tkad037.

[9] F. J. O'brien, Mater. Today 2011, 14, 88.

[10] Z. C. Guo, A. A. Poot, D. W. Grijpma, Eur. Polym. J. 2021, 149, 110388.

[11] H. Cheng, Y. Huang, H. Q. Yue, Y. B. Fan, A. Faroni, Stem Cells Int. 2021, 2021, 14.

[12] L. F. Jiang, S. Jones, X. F. Jia, Int. J. Mol. Sci. 2017, 18, 94.

[13] S. Mashayekhan, M. Hajiabbas, A. Fallah, Nature 2013, 640.

[14] G. Q. Daley, D. T. Scadden, Cell 2008, 132, 544.

[15] S. Izzy, T. Yahya, O. Albastaki, H. Abou-El-Hassan, M. Aronchik, T. Cao, M. G. De Oliveira, K. J. Lu, T. G. Moreira, P. Da Silva, M. L. Boucher, L. C. Beauchamp, D. S. Leserve, W. N. Brandao, A. Carolina Durão, T. Lanser, F. Montini, J. H. Lee, J. D. Bernstock, M. Kaul, G. Pasquarelli-Do-Nascimento, K. Chopra, R. Krishnan, R. Mannix, R. M. Rezende, F. J. Quintana, O. Butovsky, H. L. Weiner, Nat. Neurosci. 2025, 28, 499.

[16] R. Miikkulainen, Science 2025, 387.

[17] R. S. Tuan, G. Boland, R. Tuli, Arthritis Res. Ther. 2003, 5, 32.

[18] H. J. Rippon, A. E. Bishop, Cell Proliferation 2004, 37, 23.

[19] A. J. Engler, S. Sen, H. L. Sweeney, D. E. Discher, Cell 2006, 126, 677.

[20] P. W. Zandstra, A. Nagy, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2001, 3, 275.

[21] K. A. Kilian, B. Bugarija, B. T. Lahn, M. Mrksich, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 4872.

[22] A. Solanki, S. Shah, K. A. Memoli, S. Y. Park, S. Hong, K. B. Lee, Small 2010, 6, 2509.

[23] C. D. Luzzani, S. G. Miriuka, Stem Cell Rev. Rep. 2016, 13, 68.

[24] M. S. Vieira, A. K. Santos, R. Vasconcellos, V. a. M. Goulart, R. C. Parreira, A. H. Kihara, H. Ulrich, R. R. Resende, Biotechnol. Adv. 2018, 36, 1946.

[25] S. Oh, K. S. Brammer, Y. S. J. Li, D. Teng, A. J. Engler, S. Chien, S. Jin, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 2130.

[26] N. Nuti, C. Corallo, B. M. Chan, M. Ferrari, B. Gerami-Naini, Stem Cell Rev. Rep. 2016, 12, 511.

[27] C. E. Johnson, B. E. Crawford, M. Stavridis, G. Ten Dam, A. L. Wat, G. Rushton, C. M. Ward, V. Wilson, T. H. Van Kuppevelt, J. D. Esko, A. Smith, J. T. Gallagher, C. L. R. Merry, Stem Cells 2007, 25, 1913.

[28] D. C. Kraushaar, S. Dalton, L. Wang, Chin. Herb. Med. 2013, 394, 741.

[29] R. Dai, Y. Hang, Q. Liu, S. Zhang, L. Wang, Y. Pan, H. Chen, J. Mater. Chem. B 2019, 7, 4161.

[30] K. Takahashi, K. Tanabe, M. Ohnuki, M. Narita, T. Ichisaka, K. Tomoda, S. Yamanaka, Cell 2007, 131, 861.

[31] B. Reid, M. Zhao, Adv. Wound Care 2014, 3, 184.

[32] L. Gao, M. Zhao, P. Li, J. Kong, Z. Liu, Y. Chen, R. Huang, J. Chu, J. Quan, R. Zeng, Hum. Cell 2017, 30, 11.

[33] K. Zheng, G. Feng, J. Zhang, J. Xing, D. Huang, M. Lian, W. Zhang, W. Wu, Y. Hu, X. Lu, X. Feng, Int. J. Neurosci. 2020, 131, 625.

[34] A. Baser, M. Skabkin, S. Kleber, Y. Dang, G. S. Gülcüler Balta, G. Kalamakis, M. Göpferich, D. C. Ibañez, R. Schefzik, A. S. Lopez, E. L. Bobadilla, C. Schultz, B. Fischer, A. Martin-Villalba, Nature 2019, 566, 100.

[35] Y. W. Chen, S. H. Chiou, T. T. Wong, H. H. Ku, H. T. Lin, C. F. Chung, S. H. Yen, C. L. Kao, Transplant. Proc. 2006, 38, 1616.

[36] A. S. Bobbs, A. V. Saarela, T. A. Yatskievych, P. B. Antin, J. Biol. Chem. 2012, 287, 38505.

[37] Z. Li, X. Guo, J. Guan, Biomacromolecules 2012, 13, 1956.

[38] C. E. Schmidt, V. R. Shastri, J. P. Vacanti, R. Langer, J. Appl, Biol. Sci. 1997, 94, 8948.

[39] J. Li, Master Thesis, Naval Medical University 2016.

[40] Y. S. Du, Master Thesis, Jilin University 2021.

[41] A. Lavorato, S. Raimondo, M. Boido, L. Muratori, G. Durante, F. Cofano, F. Vincitorio, S. Petrone, P. Titolo, F. Tartara, A. Vercelli, D. Garbossa, Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 572.

[42] K. Quintiliano, T. Crestani, D. Silveira, V. E. Helfer, A. Rosa, E. Balbueno, D. Steffens, G. P. Jotz, D. A. Pilger, P. Pranke, Cell. Reprogram. 2016, 18, 369.

[43] G. Thrivikraman, G. Madras, B. Basu, Biomaterials 2014, 35, 6219.

[44] H. Y. Kim, T. J. Kim, L. Kang, Y. J. Kim, M. K. Kang, J. Kim, J. H. Ryu, T. Hyeon, B. W. Yoon, S. B. Ko, B. S. Kim, Biomaterials 2020, 243, 119942.

[45] Y. P. Feng, J. Wang, S. X. Ling, Z. Li, M. S. Li, Q. Y. Li, Z. R. Ma, S. J. Yu, Neural Regener. Res. 2014, 9, 1968.

[46] Y. Xia, H. Yang, S. Li, S. Zhou, L. Wang, Y. Tang, C. Cheng, R. Haag, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2010145.

[47] S. Y. Park, B. S. Kang, S. Hong, Nanomedicine 2013, 8, 715.

[48] N. Gnanasegaran, V. Govindasamy, S. Musa, N. H. Kasim, Int. J. Med. Sci. 2014, 11, 391.

[49] H. E. S. Marei, A. El-Gamal, A. Althani, N. Afifi, A. Abd-Elmaksoud, A. Farag, C. Cenciarelli, C. Thomas, H. Anwarul, J. Cell. Physiol. 2017, 233, 936.

[50] G. Liu, T. Zhan, Y. Pan, D. Zhang, H. Zheng, B. Xu, T. Li, C. Dong, Y. Cheng, J. Bioenerg, Biomembr 2023, 55, 195.

[51] O. Machon, M. Backman, O. Machonova, Z. Kozmik, T. Vacik, L. Andersen, S. Krauss, Dev. Biol. 2007, 311, 223.

[52] R. N. Munji, Y. Choe, G. Li, J. A. Siegenthaler, S. J. Pleasure, J. Neurosci. 2011, 31, 1676.

[53] M. Takeyasu, T. Nozaki, M. Daito, Pediatr. Dent. J. 2006, 16, 154.

[54] G. Y. Chen, H. C. Feng, Chinese Modern Doctor 2023, 61, 126.

[55] J. Fu, X. G. Li, F. L. Jin, Y. Z. Dong, H. Y. Zhou, A. Alhaskawi, Z. W. Wang, J. T. Lai, C. J. Yao, S. H. A. Ezzi, V. G. Kota, M. H. a. H. Abdulla, B. Chen, H. Lu, Front. Neurol. 2023, 13, 1098857.

[56] M. R. Gancheva, K. Kremer, J. Breen, A. Arthur, A. Hamilton-Bruce, P. Thomas, S. Gronthos, S. Koblar, Stem Cell Rev. Rep. 2024, 20, 797.

[57] J. P. Ge, Y. Q. Ju, Z. G. Xue, Y. Feng, X. F. Huang, H. W. Liu, S. L. Zhao, Public Libr. Sci. 2013, 8, 81332.

[58] J. Li, Z. Rao, Y. Zhao, Y. Xu, L. Chen, Z. Shen, Y. Bai, Z. Lin, Q. Huang, J. Endodont. 2020, 46, 1438.

[59] C. Liu, F. Q. Hu, G. L. Jiao, Y. Guo, P. Zhou, Y. N. Zhang, Z. Zhang, J. Yi, Y. G. You, Z. Z. Li, H. Wang, X. S. Zhang, J. Nanobiotechnol. 2022, 20, 65.

[60] S. Farhang, M. Soleimani, M. Ostadsharif, N. Ghasemi, Dent. Res. J. 2021, 18, 57.

[61] K. Haastert, Z. Ying, C. Grothe, F. Gómez-Pinilla, Neurosci. Lett. 2008, 443, 179.

[62] S. Reed, B. Wu, Ann. Biomed. Eng. 2014, 42, 1528.

[63] F. Yu, S. Cheng, J. Lei, Y. Hang, Q. Liu, H. Wang, L. Yuan, J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2020, 31, 1623.

[64] I. Kakizaki, T. Kobayashi, S. Tamura, H. Akagi, K. Takagaki, Biochem. Biophys. Res. Commun. 2021, 570, 169.

[65] K. Schurig, A. Zieris, A. Herman, U. Freudenberg, S. Heidel, M. Grimmer, A. Storch, C. Werner, Biomaterials 2015, 67, 205.

[66] H. Schliephake, Clin. Implant Dent. R. 2015, 17, 247.

[67] S. A. Antonov, E. S. Manuilova, O. V. Dolotov, A. G. Kobylyansky, D. R. Safina, I. A. Grivennikov, Bull. Exp. Biol. Med. 2017, 162, 679.

[68] T. A. Kapur, M. S. Shoichet, J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2003, 14, 383.

[69] B. Premdjee, A. S. Andersen, M. Larance, K. W. Conde-Frieboes, R. J. Payne, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 5336.

[70] L. Su, X. Lv, J. Xu, D. Yin, H. Zhang, Y. Li, J. Zhao, S. Zhang, J. Miao, Int. J. Biochem. Cell Biol. 2009, 41, 916.

[71] J. Xu, H. Wang, T. Liang, X. Cai, X. Rao, Z. Huang, G. Sheng, Mol. Biol. Rep. 2012, 39, 789.

[72] S. J. Park, S. Kim, S. Y. Kim, N. L. Jeon, J. M. Song, C. Won, D. H. Min, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 34634.

[73] Z. Wang, J. Wang, F. Wang, Y. Wang, P. Cao, Bangl. J. Pharmacol. 2015, 10, 40.

[74] M. Hao, Z. X. Zhang, C. Liu, Y. Tian, J. Z. Duan, J. L. He, Z. Y. Sun, H. Xia, S. Zhang, S. H. Wang, Y. H. Sang, G. G. Xing, H. Liu, Adv. Mater. 2021, 33, 2100895.

[75] L. Wang, W. J. Zhou, H. R. Yang, F. Liu, Y. Kong, W. H. Wang, H. Zhao, W. J. Ma, Y. H. Sang, F. Yi, H. Liu, C. Liu, A. J. Hao, J. C. Qiu, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2208835.

[76] S. Zhang, Q. Liu, W. J. Zhou, T. T. Zhao, J. P. Shi, N. Ren, J. G. Wang, F. J. Shan, H. L. Wang, J. Wang, C. H. Sun, Z. N. Wang, A. J. Hao, H. Liu, S. P. Wang, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2406797.

[77] M. Hao, D. P. Zhang, W. H. Wang, Z. J. Wei, J. Z. Duan, J. L. He, X. H. Kong, Y. H. Sang, S. Q. Feng, H. Liu, Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2203492.

[78] M. Hao, L. Chen, J. L. He, X. L. Zhao, H. Xia, X. Chen, L. Y. Yu, J. C. Qiu, S. Q. Feng, Y. H. Sang, H. X. Zhou, H. Liu, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2214869.

[79] D. Xu, D. Wu, M. Qin, L. R. Nih, C. Y. Liu, Z. Cao, J. Ren, X. J. Chen, Z. L. He, W. H. Yu, J. Q. Guan, S. Q. Duan, F. Liu, X. S. Liu, J. Li, D. Harley, B. Xu, L. H. Hou, I. S. Y. Chen, J. Wen, W. Chen, S. Pourtaheri, Y. F. Lu, Adv. Mater. 2019, 31, 1900727.

[80] B. B. Zhang, W. Yan, Y. J. Zhu, W. T. Yang, W. J. Le, B. D. Chen, R. R. Zhu, L. M. Cheng, Adv. Mater. 2018, 30, 1705694.

[81] Y. Liu, J. Zhang, Y. Sun, X. Zhou, K. Yuan, Z. Cui, Mater. Express 2020, 10, 1149.

[82] M. Han, H. Yang, X. Lu, Y. Li, Z. Liu, F. Li, Z. Shang, X. Wang, X. Li, J. Li, H. Liu, T. Xin, Nano Lett. 2022, 22, 6391.

[83] H. R. Yang, M. Han, J. Li, H. Ke, Y. Kong, W. H. Wang, L. Wang, W. Ma, J. Qiu, X. Wang, T. Xin, H. Liu, ACS Nano 2022, 16, 14503.

[84] S. Kargozar, M. Mozafari, Mater. Today Proc. 2018, 5, 15492.

[85] R. Zhu, Z. Q. Sun, C. P. Li, S. Ramakrishna, K. Chiu, L. M. He, Exp. Neurol. 2019, 319, 112963.

[86] W. Guo, X. Zhang, X. Yu, S. Wang, J. Qiu, W. Tang, L. Li, H. Liu, Z. L. Wang, ACS Nano 2016, 10, 5086.

[87] L. Zhou, L. Fan, X. Yi, Z. Zhou, C. Liu, R. Fu, C. Dai, Z. Wang, X. Chen, P. Yu, D. Chen, G. Tan, Q. Wang, C. Ning, ACS Nano 2018, 12, 10957.

[88] R. Guo, M. Xiao, W. Zhao, S. Zhou, Y. Hu, M. Liao, S. Wang, X. Yang, R. Chai, M. Tang, Acta Biomater. 2022, 139, 105.

[89] L. Ye, H. Ji, J. Liu, C. H. Tu, M. Kappl, K. Koynov, J. Vogt, H. J. Butt, Adv. Mater. 2021, 33, 2102981.

[90] H. R. Yang, Y. Su, Z. Y. Sun, B. J. Ma, F. Liu, Y. Kong, C. H. Sun, B. Y. Li, Y. H. Sang, S. H. Wang, G. Li, J. C. Qiu, C. Liu, Z. X. Geng, H. Liu, Adv. Sci. 2022, 9, 2202376.

[91] Z. J. Guo, C. H. Sun, H. R. Yang, H. Y. Gao, N. Liang, J. Wang, S. Hu, N. Ren, J. B. Pang, J. G. Wang, N. Meng, L. Han, H. Liu, Adv. Sci. 2022, 9, 2104424.

[92] H. Gao, C. Sun, S. Shang, B. Sun, M. Sun, S. Hu, H. Yang, Y. Hu, Z. Feng, W. Zhou, C. Liu, J. Wang, H. Liu, ACS Nano 2023, 17, 16204.

[93] Z. C Feng, Q. Liu, W. Wang, S. Zhang, M. Dong, S. Hu, A. Yin, L. Meng, A. Wang, X. Yu, J. Wang, N. Ren, C. Sun, H. Liu, Sci. China Mater. 2023, 66, 2504.

[94] Z. R. Liu, M. J. Cai, X. D. Zhang, X. Yu, S. Wang, X. Y. Wan, Z. L. Wang, L. L. Li, Adv. Mater. 2021, 33, 2106317.

[95] R. T. Zhang, S. W. Han, L. L. Liang, Y. K. Chen, B. J. Sun, N. Liang, Z. C. Feng, H. X. Zhou, C. H. Sun, H. Liu, J. G. Wang, Nano Energy 2021, 87, 106192.

[96] L. L. Liang, C. H. Sun, R. T. Zhang, S. W. Han, J. G. Wang, N. Ren, H. Liu, Nano Energy 2021, 90, 16634.

[97] X. H. Lu, C. H. Sun, L. Chen, Z. C. Feng, H. Y. Gao, S. Hu, M. W. Dong, J. G. Wang, W. J. Zhou, N. Ren, H. X. Zhou, H. Liu, Small 2022, 18, 2107236.

[98] W. Wang, K. Li, B. Xia, W. Ma, Y. Li, J. Zhang, L. Wang, M. Lei, B. Li, Q. Wang, H. Zhao, G. Li, J. Qiu, H. Liu, Nano Energy 2024, 120, 103181.

[99] S. Zhang, Y. Hang, J. Wu, Z. Tang, X. Li, S. Zhang, L. Wang, J. L. Brash, H. Chen, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 22066.

[100] S. Zhang, M. Hao, W. Gao, F. Liu, J. Duan, Y. Kong, D. Liu, H. Liu, Nanoscale 2020, 12, 9833.

[101] Q. Wang, H. Wang, Y. Ma, X. Cao, H. Gao, Biomater. Sci. 2022, 10, 6061.

[102] M. Farokhi, F. Mottaghitalab, M. R. Saeb, S. Shojaei, N. K. Zarrin, S. Thomas, S. Ramakrishna, Macromol. Biosci. 2021, 21, 2000123.

[103] X. Y. Yao, Z. W. Yan, X. Wang, H. Q. Jiang, Y. Qian, C. Y. Fan, Regener. Biomater. 2021, 8, 1.

[104] G. Shin, A. M. Gomez, R. Al-Hasani, Y. R. Jeong, J. Kim, Z. Xie, A. Banks, S. M. Lee, S. Y. Han, C. J. Yoo, J.-L. Lee, S. H. Lee, J. Kurniawan, J. Tureb, Z. Guo, J. Yoon, S.-I. Park, S. Y. Bang, Y. Nam, M. C. Walicki, V. K. Samineni, A. D. Mickle, K. Lee, S. Y. Heo, J. G. Mccall, T. Pan, L. Wang, X. Feng, T.-I. Kim, J. K. Kim, Y. Li, Y. Huang, R. W. Gereau, J. S. Ha, M. R. Bruchas, J. A. Rogers, Neuron 2017, 93, 509.

[105] R. Das, E. J. Curry, T. T. Le, G. Awale, Y. Liu, S. Y. Li, J. Contreras, C. Bednarz, J. Millender, X. N. Xin, D. Rowe, S. Emadi, K. W. H. Lo, T. D. Nguyen, Nano Energy 2020, 76, 105028.

[106] Z. R. Liu, J. H. Nie, B. Miao, J. D. Li, Y. B. Cui, S. Wang, X. D. Zhang, G. R. Zhao, Y. B. Deng, Y. H. Wu, Z. Li, L. L. Li, Z. L. Wang, Adv. Mater. 2019, 31, 1807795.

[107] D. K. Piech, B. C. Johnson, K. Shen, M. M. Ghanbari, K. Y. Li, R. M. Neely, J. E. Kay, J. M. Carmena, M. M. Maharbiz, R. Muller, Nat. Biomed. Eng. 2020, 4, 207.

[108] H. Zhang, Joshua C. Chen, Benjamin W. Avants, Yan He, Amanda Singer, Jacob T. Robinson, K. Yang, in IEEE International Solid-State Circuits Conference, IEEE, San Francisco 2020, 510.

[109] L. Wang, J. Du, Q. Liu, D. S. Wang, W. H. Wang, M. Lei, K. Y. Li, Y. W. Li, A. J. Hao, Y. H. Sang, F. Yi, W. J. Zhou, H. Liu, C. B. Mao, J. C. Qiu, Nat. Commun. 2024, 15, 7223.

[110] R. S. Hsu, S. J. Li, J. H. Fang, I. C. Lee, L. Chu, Y. C. Lo, Y. J. Lu, Y. Y. Chen, S. H. Hu, Nat. Commun. 2022, 13, 5172.

[111] C. Cha, S. R. Shin, N. Annabi, M. R. Dokmeci, A. Khademhosseini, ACS Nano 2013, 7, 2891.

[112] S. Y. Park, J. Park, S. H. Sim, M. G. Sung, K. S. Kim, B. H. Hong, S. Hong, Adv. Mater. 2011, 23, 263.

[113] J. Kim, K. Yang, J. S. Lee, Y. H. Hwang, H. J. Park, K. I. Park, D. Y. Lee, S. W. Cho, Macromol. Biosci. 2017, 17, 1600540.

[114] B. Guo, P. X. Ma, Biomacromolecules 2018, 19, 1764.

[115] H. Kumar, N. C. Frey, L. Dong, B. Anasori, Y. Gogotsi, V. B. Shenoy, ACS Nano 2017, 11, 7648.

[116] J. Pang, R. G. Mendes, A. Bachmatiuk, L. Zhao, H. Q. Ta, T. Gemming, H. Liu, Z. Liu, M. H. Rummeli, Chem. Soc. Rev. 2019, 48, 72.

[117] Y. Xia, T. S. Mathis, M. Q. Zhao, B. Anasori, A. Dang, Z. Zhou, H. Cho, Y. Gogotsi, S. Yang, Nature 2018, 557, 409.

[118] K. Rasool, M. Helal, A. Ali, C. E. Ren, Y. Gogotsi, K. A. Mahmoud, ACS Nano 2016, 10, 3674.

[119] W. W. Yu, X. Q. Jiang, M. Cai, W. Zhao, D. X. Ye, Y. Zhou, C. Zhu, X. L. Zhang, X. F. Lu, Z. Y. Zhang, Nanotechnology 2014, 25, 165102.

[120] H. Zhang, J. Y. Xia, X. L. Pang, M. Zhao, B. Q. Wang, L. L. Yang, H. S. Wan, J. B. Wu, S. Z. Fu, Mater. Sci. Eng., C 2017, 73, 537.

[121] A. Singer, S. Dutta, E. Lewis, Z. Y. Chen, J. C. Chen, N. Verma, B. Avants, A. K. Feldman, J. O'malley, M. Beierlein, C. Kemere, J. T. Robinson, Neuron 2020, 107, 631.

[122] Q. Cai, Y. Z. Shi, D. Y. Shan, W. K. Jia, S. Duan, X. L. Deng, X. P. Yang, Mat. Sci. Eng. C-mater. 2015, 55, 166.

[123] A. T. Semeano, F. A. Tofoli, J. C. Corrêa-Velloso, A. P. De Jesus Santos, Á. Oliveira-Giacomelli, R. R. Cardoso, M. A. Pessoa, E. L. Da Rocha, G. Ribeiro, M. F. R. Ferrari, L. V. Pereira, Y. D. Teng, D. F. S. Petri, H. Ulrich, Stem Cell Rev. Rep. 2022, 18, 1337.

[124] S. Shah, P. T. Yin, T. M. Uehara, S. T. D. Chueng, L. Yang, K. B. Lee, Adv. Mater. 2014, 26, 3673.

[125] L. Wang, Y. F. Duan, S. J. Lu, J. F. Sun, J. Funct. Biomater. 2023, 14, 58.

[126] Y. Polo, J. Luzuriaga, S. Gonzalez De Langarica, B. Pardo-Rodríguez, D. E. Martínez-Tong, C. Tapeinos, I. Manero-Roig, E. Marin, J. Muñoz-Ugartemendia, G. Ciofani, G. Ibarretxe, F. Unda, J.-R. Sarasua, J. R. Pineda, A. Larrañaga, Nanoscale 2023, 15, 4488.

[127] Y. Polo, J. Luzuriaga, J. Iturri, I. Irastorza, J. L. Toca-Herrera, G. Ibarretxe, F. Unda, J. R. Sarasua, J. R. Pineda, A. Larrañaga, Nanomed-nanotechnol 2021, 31, 102314.

[128] T. Aydin, C. Gurcan, H. Taheri, A. Yilmazer, Sci. Transl. Med. 2018, 129.

[129] Z. Ghemari, S. Belkhiri, S. Saad, J. Comput. Electron. 2024, 23, 448.

[130] S. H. Huang, X. H. Zhao, C. L. Hao, Z. X. Ma, H. Wang, A. J. Zhang, W. Z. H. Zhang, L. Li, W. M. Zhang, Chem. Eng. J. 2024, 482, 148950.

[131] H. Y. Zheng, Y. J. Li, D. P. He, P. Wen, S. L. Yan, Sens. Actuators, A 2024, 372, 115374.

[132] S. Mohith, A. R. Upadhya, K. P. Navin, S. M. Kulkarni, M. Rao, Smart Mater. Struct. 2020, 30, 013002.

[133] H. Jin, X. Gao, K. Ren, J. Liu, L. Qiao, M. Liu, W. Chen, Y. He, S. Dong, Z. Xu, F. Li, IEEE Trans. Ultrason. Eng. 2022, 69, 3057.

[134] P. Muralt, J. Am. Ceram. Soc. 2008, 91, 1385.

[135] A. H. Rajabi, M. Jaffe, T. L. Arinzeh, Acta Biomater. 2015, 24, 12.

[136] A. Khorsand Zak, S. T. Yazdi, M. E. Abrishami, A. M. Hashim, J. Aust. Ceram. Soc. 2024, 60, 723.

[137] G. G. Genchi, L. Ceseracciu, A. Marino, M. Labardi, S. Marras, F. Pignatelli, L. Bruschini, V. Mattoli, G. Ciofani, Adv. Healthcare Mater. 2016, 5, 1808.

[138] E. C. James, E. Tomaskovic-Crook, J. M. Crook, Adv. Sci. 2024, 11, 2470239.

[139] S. Han, D. Zhang, Y. Kao, X. Zhou, X. Guo, W. Zhang, M. Liu, H. Chen, X. Kong, Z. Wei, H. Liu, S. Feng, ACS Nano 2024, 18, 32517.

[140] K. Chelakara Satyanarayana, K. Bolton, Polymer 2012, 53, 2927.

[141] M. Hoop, X. Z. Chen, A. Ferrari, F. Mushtaq, G. Ghazaryan, T. Tervoort, D. Poulikakos, B. Nelson, S. Pané, Sci. Rep. 2017, 7, 4028.

[142] J. Nie, L. Zhu, W. Zhai, A. Berbille, L. Li, Z. L. Wang, ACS Appl. Electron. Mater. 2021, 3, 2136.

[143] C. Wang, S. Wang, D. D. Kang, Y. Dong, BMEMat 2023, 1, 12039.

[144] M. P. Prabhakaran, J. R. Venugopal, S. Ramakrishna, Biomaterials 2009, 30, 4996.

[145] S. W. Han, Master Thesis, University of Jinan 2021.

[146] X. D. Zhang, X. Cui, D. C. Wang, S. Wang, Z. R. Liu, G. R. Zhao, Y. Zhang, Z. Li, Z. L. Wang, L. L. Li, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1900372.

[147] N. Yang, C. Cao, X. Lv, T. Zhang, J. Shao, X. Song, W. Wang, P. Chen, W. Huang, X. Dong, BMEMat 2023, 1, 12005.

[148] Y. Jiang, R. Parameswaran, X. Li, J. L. Carvalho-De-Souza, X. Gao, L. Meng, F. Bezanilla, G. M. G. Shepherd, B. Tian, Nat. Protoc. 2019, 14, 1339.

[149] M. Silverå Ejneby, L. Migliaccio, M. Gicevičius, V. Đerek, M. Jakešová, F. Elinder, E. D. Głowacki, Adv. Mater. Technol. 2020, 5, 1900860.

[150] X. Zhang, H. Li, L. Tang, B. Zhu, W. Yang, M. Li, Y. Zhao, Photochem. Photobiol. 2023, 100, 646.

Rights & permissions

2025 The Author(s). BMEMat published by John Wiley & Sons Australia, Ltd on behalf of Shandong University.