Role of Inorganic Amorphous Constituents in Highly Mineralized Biomaterials and Their Imitations
Source abstract
Abstract
A highly mineralized biomaterial is one kind of biomaterial that usually possesses a high content of crystal minerals and hierarchical microstructure, exhibiting excellent mechanical properties to support the living body. Recent studies have revealed the presence of inorganic amorphous constituents (IAC) either during the biomineralization process or in some mature bodies, which heavily affects the formation and performance of highly mineralized biomaterials. These results are surprising given the preceding intensive research into the microstructure design of these materials. Herein, we highlight the role of IAC in highly mineralized biomaterials. We focused on summarizing works demonstrating the presence or phase transformation of IAC and discussed in detail how IAC affects the formation and performance of highly mineralized biomaterials. Furthermore, we described some imitations of highly mineralized biomaterials that use IAC as the synthetic precursor or final strengthening phase. Finally, we briefly summarized the role of IAC in biomaterials and provided an outlook on the challenges and opportunities for future IAC and IAC-containing bioinspired materials researches.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Bone Tissue Engineering Materials · Calcium Carbonate Crystallization and Inhibition · Dental materials and restorations
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
School of Chemistry, Beihang University, Beijng 100191, China
Funding
Ministry of Science and Technology of the People's Republic of China · China Postdoctoral Science Foundation · National Natural Science Foundation of China
References (92)
Show source-provided references
1. 10.1126/science.125895010.1126/science.1258950 ↗
2. 10.1038/s41586-020-2433-310.1038/s41586-020-2433-3 ↗
3. 10.1038/nmat90610.1038/nmat906 ↗
4. 10.1038/nmat408910.1038/nmat4089 ↗
5. 10.1126/science.114317610.1126/science.1143176 ↗
6. 10.1126/science.aaf899110.1126/science.aaf8991 ↗
7. 10.1038/s41427-018-0009-610.1038/s41427-018-0009-6 ↗
8. 10.1021/cr800442210.1021/cr8004422 ↗
9. 10.1016/j.msec.2017.03.21410.1016/j.msec.2017.03.214 ↗
10. 10.1016/j.tca.2007.07.01810.1016/j.tca.2007.07.018 ↗
11. 10.1016/j.ijfatigue.2009.08.00710.1016/j.ijfatigue.2009.08.007 ↗
12. 10.1038/ijos.2014.2110.1038/ijos.2014.21 ↗
13. 10.1038/nature2141010.1038/nature21410 ↗
14. 10.1126/science.111699410.1126/science.1116994 ↗
15. 10.1002/adma.20170290310.1002/adma.201702903 ↗
16. 10.1002/adma.20130347010.1002/adma.201303470 ↗
17. 10.1016/j.jbiomech.2003.12.01210.1016/j.jbiomech.2003.12.012 ↗
18. 10.1038/nmat391510.1038/nmat3915 ↗
19. 10.1038/s43246-020-00078-y10.1038/s43246-020-00078-y ↗
20. 10.1557/JMR.2001.034010.1557/JMR.2001.0340 ↗
21. 10.1016/j.jmbbm.2016.07.02910.1016/j.jmbbm.2016.07.029 ↗
22. 10.1016/j.matt.2022.02.02310.1016/j.matt.2022.02.023 ↗
23. 10.1002/adma.20150431310.1002/adma.201504313 ↗
24. 10.1002/adma.20190156110.1002/adma.201901561 ↗
25. 10.1126/science.abj334310.1126/science.abj3343 ↗
26. 10.1002/adma.20160083910.1002/adma.201600839 ↗
27. 10.1002/adma.20200108610.1002/adma.202001086 ↗
28. 10.1002/adfm.20200821610.1002/adfm.202008216 ↗
29. 10.1002/adfm.20190488010.1002/adfm.201904880 ↗
30. 10.1038/s41467-020-19174-110.1038/s41467-020-19174-1 ↗
31. 10.1126/science.aaw898810.1126/science.aaw8988 ↗
32. 10.1002/adma.20030038110.1002/adma.200300381 ↗
33. 10.1111/j.1469-185X.1927.tb01402.x10.1111/j.1469-185X.1927.tb01402.x ↗
34. 10.1242/jcs.s2-40.160.46910.1242/jcs.s2-40.160.469 ↗
35. 10.1126/science.227.4682.5110.1126/science.227.4682.51 ↗
36. 10.1016/j.jsb.2009.02.00110.1016/j.jsb.2009.02.001 ↗
37. 10.1126/science.110228910.1126/science.1102289 ↗
38. 10.1126/science.110567510.1126/science.1105675 ↗
39. 10.1021/jacs.5b0793110.1021/jacs.5b07931 ↗
40. 10.1126/sciadv.170076510.1126/sciadv.1700765 ↗
41. 10.1016/j.actbio.2010.07.02310.1016/j.actbio.2010.07.023 ↗
42. 10.1016/j.jsb.2009.03.00310.1016/j.jsb.2009.03.003 ↗
43. 10.1016/S1369-7021(10)70016-X10.1016/S1369-7021(10)70016-X ↗
44. 10.1002/adma.20160078610.1002/adma.201600786 ↗
45. 10.1016/j.actbio.2014.03.02210.1016/j.actbio.2014.03.022 ↗
46. 10.1073/pnas.050257710210.1073/pnas.0502577102 ↗
47. 10.1073/pnas.110924310910.1073/pnas.1109243109 ↗
48. 10.1021/acs.cgd.1c0086510.1021/acs.cgd.1c00865 ↗
49. 10.1016/j.jsb.2020.10763010.1016/j.jsb.2020.107630 ↗
50. 10.1126/science.121876410.1126/science.1218764 ↗
51. 10.1126/science.119352210.1126/science.1193522 ↗
52. 10.1038/s41586-019-1871-210.1038/s41586-019-1871-2 ↗
53. 10.1021/acs.nanolett.9b0283810.1021/acs.nanolett.9b02838 ↗
54. 10.1021/acs.nanolett.0c0006610.1021/acs.nanolett.0c00066 ↗
55. 10.1002/adem.20098004210.1002/adem.200980042 ↗
56. 10.1038/s41586-021-03658-110.1038/s41586-021-03658-1 ↗
57. 10.1126/science.111225510.1126/science.1112255 ↗
58. 10.1126/science.abg191510.1126/science.abg1915 ↗
59. 10.1016/j.jmbbm.2007.05.00110.1016/j.jmbbm.2007.05.001 ↗
60. 10.1007/s10856-021-06583-x10.1007/s10856-021-06583-x ↗
61. 10.1073/pnas.080335410510.1073/pnas.0803354105 ↗
62. 10.1007/s00223-002-1032-710.1007/s00223-002-1032-7 ↗
63. 10.1126/sciadv.abl965310.1126/sciadv.abl9653 ↗
64. 10.1038/s41467-018-05006-w10.1038/s41467-018-05006-w ↗
65. 10.1038/ncomms1009710.1038/ncomms10097 ↗
66. 10.1073/pnas.170789011410.1073/pnas.1707890114 ↗
67. 10.1016/j.jsb.2013.01.01010.1016/j.jsb.2013.01.010 ↗
68. 10.1179/09506600322500583610.1179/095066003225005836 ↗
69. 10.1016/j.actbio.2009.12.04110.1016/j.actbio.2009.12.041 ↗
70. 10.1021/cr800443h10.1021/cr800443h ↗
71. 10.3389/fphys.2015.0005710.3389/fphys.2015.00057 ↗
72. 10.1038/nmat471910.1038/nmat4719 ↗
73. 10.1016/j.jmbbm.2010.05.00110.1016/j.jmbbm.2010.05.001 ↗
74. 10.1002/adma.20190706710.1002/adma.201907067 ↗
75. 10.1002/adma.20210372710.1002/adma.202103727 ↗
76. 10.1038/ncomms183910.1038/ncomms1839 ↗
77. 10.1038/s41467-018-04942-x10.1038/s41467-018-04942-x ↗
78. 10.1016/j.corsci.2021.10967010.1016/j.corsci.2021.109670 ↗
79. 10.1002/adma.20200208010.1002/adma.202002080 ↗
80. 10.1039/C5TB00163C10.1039/C5TB00163C ↗
81. 10.1016/j.actbio.2013.04.00410.1016/j.actbio.2013.04.004 ↗
82. 10.1177/228080001982779810.1177/2280800019827798 ↗
83. 10.1126/sciadv.aaw956910.1126/sciadv.aaw9569 ↗
84. 10.1002/adma.20140492610.1002/adma.201404926 ↗
85. 10.1021/cm052150k10.1021/cm052150k ↗
86. 10.1038/ncomms197010.1038/ncomms1970 ↗
87. 10.1021/acsami.1c0457510.1021/acsami.1c04575 ↗
88. 10.1002/adma.20150551110.1002/adma.201505511 ↗
89. 10.1016/j.matt.2019.09.01210.1016/j.matt.2019.09.012 ↗
90. 10.1021/acsnano.2c0068810.1021/acsnano.2c00688 ↗
91. 10.1016/j.addr.2014.10.00510.1016/j.addr.2014.10.005 ↗
92. 10.1021/am406064510.1021/am4060645 ↗