这篇文档属于类型b，即一篇综述文章。以下是对该文档的详细介绍：
本文由Cen Chen、Xue Bai、Yahui Ding和In-Seop Lee共同撰写，发表于2019年的《Biomaterials Research》期刊。Cen Chen和Xue Bai来自浙江理工大学生命科学与医学学院，Yahui Ding来自浙江省人民医院心血管内科，In-Seop Lee则来自韩国延世大学自然科学研究所。
本文的主题是电刺激（electrical stimulation, ES）作为一种新型工具在组织工程中调节细胞行为的应用。文章综述了电刺激在再生医学和组织工程中的最新进展，重点讨论了电刺激对细胞排列、迁移、增殖和分化的影响，并总结了用于传递电刺激的材料和技术。
再生医学和组织工程是结合了医学、细胞与分子生物学、材料科学和生物工程的新兴领域，旨在修复或替代受损组织或器官。组织工程中的三大关键要素包括种子细胞（seed cell）、支架（scaffold）和刺激因子（stimulating factor）。电刺激作为一种物理刺激因子，近年来受到广泛关注，因其在疾病治疗、伤口愈合和机制研究中的显著实验表现而显示出巨大潜力。电刺激能够激活多种细胞内信号通路，影响细胞内微环境，从而调控细胞的迁移、增殖和分化。
为了在组织再生或功能恢复中提供电刺激，研究人员开发了多种材料用于制造支架。这些材料包括金属生物材料（如铂、金）、导电聚合物（如聚吡咯、聚苯胺）和碳材料（如石墨烯、碳纳米管）。尽管这些材料在导电性和生物相容性方面表现出色，但仍存在一些问题，如金属材料的氧化和腐蚀、导电聚合物的物理稳定性等。文章总结了这些材料的导电性、优缺点及其在组织工程中的应用。
电刺激的传递方法主要包括直接耦合（direct coupling）、电容耦合（capacitive coupling）和电磁场耦合（inductive coupling）。直接耦合是最常用的方法，但其生物相容性不足，可能导致温度升高、pH变化和有害副产物的生成。电容耦合则更为生物安全，能够提供均匀的电场，但其电压较高且治疗时间较长。电磁场耦合通过电磁场模拟人体内的自然电位传递，但其治疗时间长且资源消耗大。文章还讨论了电刺激的波形、频率和强度等参数对细胞行为的影响。
电刺激在细胞排列和迁移中起着重要作用。研究表明，电刺激能够引导细胞沿电场方向排列，不同类型的细胞对电场的响应不同。例如，心肌细胞和平滑肌细胞倾向于平行于电场方向排列，而骨髓间充质干细胞和内皮细胞则倾向于垂直于电场方向排列。电刺激还能诱导细胞迁移，这种现象被称为电趋化（electrotaxis）。不同细胞类型对电刺激的迁移方向不同，如神经干细胞和内皮祖细胞向阴极迁移，而骨髓间充质干细胞和成纤维细胞向阳极迁移。文章还探讨了电刺激诱导细胞迁移的机制，包括表皮生长因子受体（EGFR）、PI3K/Akt信号通路和钙离子通道的参与。
电刺激不仅影响细胞迁移，还显著影响细胞增殖和分化。适当的电刺激能够促进细胞增殖，通常在低强度（<1 V/cm）的连续刺激下效果最佳。高强度电刺激（>100 V/cm）在短时间内也能促进细胞增殖，但过高的强度会导致细胞死亡。电刺激还能诱导细胞分化，如神经前体细胞和骨髓间充质干细胞在电刺激下分化为神经元或成骨细胞。文章总结了电刺激诱导细胞增殖和分化的具体条件及其在组织工程中的应用。
本文综述了电刺激在组织工程和再生医学中的应用，详细讨论了电刺激对细胞行为的影响及其机制。通过总结最新的研究成果，本文为电刺激在组织工程中的进一步应用提供了理论依据和技术支持。文章还指出了未来研究的方向，如开发安全有效的分区型支架结合电刺激，以及研究低风险电刺激方法在可穿戴设备中的应用。这些研究将为再生医学和组织工程领域带来新的突破。
本文全面综述了电刺激在组织工程中的应用，涵盖了电刺激的材料、传递方法及其对细胞行为的影响。通过详细讨论电刺激的机制和应用，本文为再生医学和组织工程领域的研究人员提供了重要的参考和指导。