Simultaneous Regeneration of Bone and Nerves Through Materials and Architectural Design: Are We There Yet?
Source abstract
Abstract
Bilateral communication between bone and nerves is crucial for optimal repair of large bone defects as well as repair of peripheral nerves within the skeleton. However, simultaneous regeneration of bone and nerves is an issue that has long been overlooked in prior literature. Incongruous or even contradictory requirements or regeneration environments for bone and nerves make simultaneous regeneration of multiple tissues challenging. The present review commences with introducing natural crosstalk between bone and nerves, highlighting the rationale for simultaneous regeneration of bone and nerves. These issues will pave the way for the development of inspirational materials design concepts that capitalize on the principles of osteoconduction, osteoinduction, neuroconduction, neuroinduction, and neuroattraction. Potential strategies based on selection of appropriate scaffolds, acellular biological factors and architectural design will be addressed.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Bone Tissue Engineering Materials · Tissue Engineering and Regenerative Medicine · Graphene and Nanomaterials Applications
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
National Clinical Research Center for Oral Diseases & State Key Laboratory of Military Stomatology & Shaanxi Key Laboratory of Stomatology School of Stomatology The Fourth Military Medical University Xi'an Shaanxi 710032 China
The Graduate School Augusta University Augusta GA 30912 USA
Funding
National Natural Science Foundation of China
References (100+)
Show source-provided references
1. 10.1016/j.tig.2017.05.00610.1016/j.tig.2017.05.006 ↗
2. 10.1002/wdev.7310.1002/wdev.73 ↗
3. 10.1002/jor.2417010.1002/jor.24170 ↗
4. 10.3389/fbioe.2020.0006110.3389/fbioe.2020.00061 ↗
5. 10.3390/jcm811199810.3390/jcm8111998 ↗
6. 10.1007/s10856-020-06364-y10.1007/s10856-020-06364-y ↗
7. 10.1177/107110071351143410.1177/1071100713511434 ↗
8. 10.1002/lary.2755110.1002/lary.27551 ↗
9. 10.1080/03602532.2019.167186010.1080/03602532.2019.1671860 ↗
10. 10.3109/03008207.2015.102734110.3109/03008207.2015.1027341 ↗
11. 10.1016/j.bioactmat.2017.05.00710.1016/j.bioactmat.2017.05.007 ↗
12. 10.1016/j.biomaterials.2019.11933410.1016/j.biomaterials.2019.119334 ↗
13. 10.1016/j.arth.2019.04.02410.1016/j.arth.2019.04.024 ↗
14. 10.1002/jor.2445410.1002/jor.24454 ↗
15. 10.3390/ma1109151610.3390/ma11091516 ↗
16. 10.1016/j.bone.2016.06.01310.1016/j.bone.2016.06.013 ↗
17. 10.1002/adhm.20180143310.1002/adhm.201801433 ↗
18. 10.1186/s12951-019-0570-310.1186/s12951-019-0570-3 ↗
19. 10.1038/s41598-019-41779-w10.1038/s41598-019-41779-w ↗
20. 10.1126/science.160.3825.32710.1126/science.160.3825.327 ↗
21. 10.1126/science.351805910.1126/science.3518059 ↗
22. 10.1016/j.neulet.2007.08.05510.1016/j.neulet.2007.08.055 ↗
23. Artico M. · Int. J. Mol. Med. · 2002 · 10 · 77
24. 10.1016/j.ydbio.2016.07.00510.1016/j.ydbio.2016.07.005 ↗
25. 10.1242/dev.13336310.1242/dev.133363 ↗
26. 10.1088/1748-6041/5/5/05500210.1088/1748-6041/5/5/055002 ↗
27. 10.5507/bp.2014.05010.5507/bp.2014.050 ↗
28. 10.1155/2014/28187210.1155/2014/281872 ↗
29. 10.1073/pnas.120606110910.1073/pnas.1206061109 ↗
30. 10.1126/science.aah545410.1126/science.aah5454 ↗
31. 10.1016/j.autneu.2013.05.00510.1016/j.autneu.2013.05.005 ↗
32. 10.1016/j.celrep.2016.08.00210.1016/j.celrep.2016.08.002 ↗
33. Heffner M. A. · J. Musculoskeletal Neuronal Interact. · 2014 · 14 · 1
34. 10.1016/0165-1838(95)00139-510.1016/0165-1838(95)00139-5 ↗
35. 10.1371/journal.pone.016167510.1371/journal.pone.0161675 ↗
36. 10.1073/pnas.190003811610.1073/pnas.1900038116 ↗
37. Maycas M. · Histol. Histopathol. · 2017 · 32 · 751
38. 10.1152/physiol.00061.201410.1152/physiol.00061.2014 ↗
39. 10.1177/019262331773870810.1177/0192623317738708 ↗
40. 10.1152/physrev.00014.201710.1152/physrev.00014.2017 ↗
41. 10.1155/2014/59602310.1155/2014/596023 ↗
42. 10.1038/s41598-018-27432-y10.1038/s41598-018-27432-y ↗
43. 10.3892/mmr.2016.502310.3892/mmr.2016.5023 ↗
44. Jia S. · Exp. Ther. Med. · 2019 · 18 · 1039
45. 10.3892/mmr.2017.686610.3892/mmr.2017.6866 ↗
46. 10.1186/s13075-016-0961-x10.1186/s13075-016-0961-x ↗
47. 10.1016/j.intimp.2015.05.01210.1016/j.intimp.2015.05.012 ↗
48. 10.1016/j.peptides.2015.02.00110.1016/j.peptides.2015.02.001 ↗
49. 10.1089/scd.2019.014810.1089/scd.2019.0148 ↗
50. 10.1016/j.biopha.2018.04.04410.1016/j.biopha.2018.04.044 ↗
51. 10.1089/scd.2019.014810.1089/scd.2019.0148 ↗
52. 10.1002/jcp.2604210.1002/jcp.26042 ↗
53. 10.1186/1741-7015-9-6610.1186/1741-7015-9-66 ↗
54. 10.1097/00003086-199806000-0002810.1097/00003086-199806000-00028 ↗
55. 10.1016/0306-4522(93)90588-710.1016/0306-4522(93)90588-7 ↗
56. 10.1111/nyas.1412010.1111/nyas.14120 ↗
57. 10.7150/ijms.3188310.7150/ijms.31883 ↗
58. 10.1172/JCI12842810.1172/JCI128428 ↗
59. 10.1016/j.matbio.2014.06.00710.1016/j.matbio.2014.06.007 ↗
60. 10.1016/j.stem.2019.01.00610.1016/j.stem.2019.01.006 ↗
61. 10.1016/j.stem.2018.10.02410.1016/j.stem.2018.10.024 ↗
62. 10.1016/j.celrep.2019.08.02110.1016/j.celrep.2019.08.021 ↗
63. 10.1007/s11064-017-2365-y10.1007/s11064-017-2365-y ↗
64. 10.33549/physiolres.93266810.33549/physiolres.932668 ↗
65. 10.1016/j.abb.2008.11.01210.1016/j.abb.2008.11.012 ↗
66. 10.1074/jbc.M113.48130910.1074/jbc.M113.481309 ↗
67. 10.1359/jbmr.1997.12.11.180510.1359/jbmr.1997.12.11.1805 ↗
68. 10.1016/j.jchemneu.2015.12.00110.1016/j.jchemneu.2015.12.001 ↗
69. 10.1007/s00441-009-0871-110.1007/s00441-009-0871-1 ↗
70. 10.1016/j.febslet.2010.01.00110.1016/j.febslet.2010.01.001 ↗
71. 10.1016/j.cbi.2016.03.02510.1016/j.cbi.2016.03.025 ↗
72. 10.1006/bbrc.2000.315110.1006/bbrc.2000.3151 ↗
73. Pereira da Silva J. A. · J. Rheumatol. · 1990 · 17 · 1592
74. 10.1016/j.neuroscience.2018.01.04710.1016/j.neuroscience.2018.01.047 ↗
75. 10.1371/journal.pone.014084810.1371/journal.pone.0140848 ↗
76. 10.1016/j.jbspin.2012.03.00310.1016/j.jbspin.2012.03.003 ↗
77. 10.1016/j.bone.2012.01.02310.1016/j.bone.2012.01.023 ↗
78. 10.1007/s40520-013-0101-210.1007/s40520-013-0101-2 ↗
79. 10.1016/j.celrep.2013.04.01110.1016/j.celrep.2013.04.011 ↗
80. 10.1523/JNEUROSCI.4748-12.201310.1523/JNEUROSCI.4748-12.2013 ↗
81. 10.1038/s41467-018-08097-710.1038/s41467-018-08097-7 ↗
82. 10.1615/CritRevEukaryotGeneExpr.201501246910.1615/CritRevEukaryotGeneExpr.2015012469 ↗
83. 10.1088/1758-5090/8/4/04500710.1088/1758-5090/8/4/045007 ↗
84. 10.3390/bioengineering603008610.3390/bioengineering6030086 ↗
85. 10.1016/j.actbio.2012.08.04010.1016/j.actbio.2012.08.040 ↗
86. 10.1007/s10439-017-1805-910.1007/s10439-017-1805-9 ↗
87. 10.1080/03008207.2018.149973210.1080/03008207.2018.1499732 ↗
88. 10.1016/j.actbio.2009.03.00910.1016/j.actbio.2009.03.009 ↗
89. 10.4103/1673-5374.24923910.4103/1673-5374.249239 ↗
90. 10.1021/acsnano.8b0164810.1021/acsnano.8b01648 ↗
91. 10.1111/boc.20180000310.1111/boc.201800003 ↗
92. 10.1016/j.joms.2013.04.03710.1016/j.joms.2013.04.037 ↗
93. 10.1016/j.pneurobio.2015.06.00110.1016/j.pneurobio.2015.06.001 ↗
94. 10.1016/0141-5425(88)90109-410.1016/0141-5425(88)90109-4 ↗
95. 10.1007/s12015-016-9654-810.1007/s12015-016-9654-8 ↗
96. 10.2217/rme-2018-007910.2217/rme-2018-0079 ↗
97. 10.1186/s13287-019-1517-110.1186/s13287-019-1517-1 ↗
98. Wang H. · Mol. Med. Rep. · 2020 · 21 · 1640
99. Jeon H. J. · Int. J. Mol. Med. · 2017 · 40 · 1860
100. 10.1002/syn.2209310.1002/syn.22093 ↗