3D打印黑磷支架再革新 重塑骨免疫调控与促进骨再生
发布时间：2023/9/1 9:38:19编辑：Ma Liang
已有3151人关注
8月31日，记者从中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称深圳先进院）获悉，该院赖毓霄研究团队在骨缺损治疗方向取得重大突破。团队采用低温沉积3D打印技术研发了一种可降解高分子复合黑磷的多功能仿生多孔支架，首次研究了黑磷支架在植入骨组织中引起的免疫响应功能。该支架能够通过调控免疫系统影响免疫微环境从而有效促进骨缺损修复，具有广阔的临床应用前景。
骨缺损治疗是临床上亟待解决的重大挑战之一，3D打印技术因其可制造出具有复杂结构和良好生物相容性的可植入骨支架，在骨科领域引起广泛关注。
深圳先进院实验员龙晶介绍，目前植入骨支架在与宿主组织结合方面仍存在一定的挑战，在骨支架的设计中，不仅需要考虑力学性能和生物相容性，还需要考虑其在骨再生过程中对免疫反应的调节作用。
据悉，黑磷作为一种新型的二维材料，已经在催化能源、光电器件和肿瘤治疗等领域得到了广泛应用，但对于黑磷在骨再生领域尤其是骨免疫微环境调节方面的作用仍需进一步研究。
“我们使用低温沉积3D打印技术开发了一种可降解高分子乳酸-乙醇酸（PLGA）结合黑磷（BP）的多功能仿生多孔支架，并证明了黑磷具有调控巨噬细胞极化及对骨免疫微环境和骨再生的调节作用。”深圳先进院副研究员姚振宇说。
低温3D打印黑磷支架用于骨免疫调控及促进骨缺损修复的研究路线图。受访者供图
研究中，深圳先进院赖毓霄团队发现，PLGA/BP支架具有良好的生物相容性、生物降解性和力学性能，且黑磷的降解产物PO43-对骨组织矿化具有重要意义。与此同时，研究团队观察到PLGA/BP支架可以招募巨噬细胞，并促进它们向M2型极化（免疫反应），这种极化状态有助于抑制骨损伤区早期炎症反应，并创造良好的骨免疫环境，从而促进骨髓间充质干细胞的分化和骨再生。
“通过对人骨髓间充质干细胞（hBMSC）的转录组学分析，我们筛选并证明了PLGA/BP支架可以通过激活PI3K-AKT信号通路促进IBSP和SPP1的表达。”深圳先进院研究员赖毓霄介绍，在体内研究中，通过一项针对类固醇相关性骨坏死（SAON）大鼠的实验，提出一种以临床挑战为导向的骨免疫调节和成骨治疗方法，利用适当的骨修复材料对SAON骨缺损进行填充和修复。
实验结果显示，采用3D打印的PLGA/BP支架能够诱导M2型巨噬细胞的增加，促使机体产生适合骨整合的免疫微环境，加速骨组织的形成和修复效果，表明黑磷支架在骨科领域具有良好的应用前景，为开发骨修复生物材料在再生医学应用上提供了一种有效策略。
另悉，该研究于近日发表在材料科学领域顶级期刊Advanced Science上。研究得到国家自然科学基金、中国科学院跨学科创新团队、广东省自然科学基金、深圳市自然科学基金基础研究等相关项目的资助。研究也得到了深圳先进院、香港中文大学秦岭教授、深圳先进院材料界面中心喻学峰研究员的大力支持。
- 中国首个人源干细胞国家标准发布 发布时间：2023/9/25 9:45:22
- 9月23日，第四届中国干细胞与再生医学协同创新平台大会暨首届金凤干细胞论坛在西部（重庆）科学城举行。大会为我国首个人源干细胞国家标准《生物样本库多能干细胞管理技术规范》（GB/T 42466-2023
- 干细胞研究发展如火如荼，未来十年将迎来发展“黄金期” 发布时间：2023/7/26 10:40:45
- 干细胞研究新技术与新工具的开发，对解决由器官损伤、衰老等导致的器官功能障碍至关重要。近年来，干细胞研究发展如火如荼。 干细胞研究的不断突破赋予了再生医学新的视角和发展方向，随着3D打印、基因
- 高导电金属凝胶可实现室温3D打印 发布时间：2023/7/6 9:54:16
- 据5日《物质》杂志报道，包括美国北卡罗莱纳州立大学研究人员在内的一个团队开发了一种金属凝胶，这种凝胶具有很高的导电性，可在室温下打印三维（3D）固态物体。这项技术为制造各种各样的电子元件和设备打开了大
- 3D打印首次在线虫体内造电路，有望用于脑机接口领域 发布时间：2023/4/12 10:27:47
- 据英国《新科学家》杂志网站10日报道，英国科学家开发了一种技术，利用激光在生物体内3D打印出导电电路，这项技术未来有望用于创建和维护人体植入物或脑机接口。相关研究刊发于最新一期《先进材料技术》杂志。显
- 全新3D打印智能隐形眼镜问世 发布时间：2023/2/16 9:22:16
- 智能隐形眼镜是一种像普通隐形眼镜一样附着在人眼上的产品，但可以提供各种信息，其对晶状体的研究也将助力诊断和治疗。此次，韩国蔚山国立科学技术研究院（UNIST）和韩国电工研究院（KERI）合
- 中国科学技术大学提出热固性材料的新型3D打印方法 发布时间：2023/1/30 9:23:30
- 1月29日从中国科学技术大学获悉，该校工程科学学院机器人与智能装备所李木军副教授、近代力学系王柳特任教授与其他合作者合作，提出了一种原位双重加热（ISDH）策略，成功实现了对具有多种流变性质和功能特性
广告
人物访谈
新闻排行周月
- 1.重磅！北京发布50条重大措施，推动首都高质量发展取得新突破
- 2.三部门推进畜禽粪污资源化利用标准体系建设 涉及气体管控、检测方法
- 3.1—7月份工业企业利润数据公布 仪器仪表行业增长12.4%
- 4.药企智能制造转型升级下，药机行业智能化水平也将加速提升！
- 5.新方法实现中红外光室温探测
- 6.建设智能协同的监测体系，生态环境部印发《关于深化气候适应型城市建设试点的通知》
- 7.核安全重中之重！日本核污染水排放后，检测设备大公开！
- 8.生态环境部：海洋环境监管数字化智能化水平提升
- 9.科研人员对核电厂放射性废油清洁解控提出新解决办法
- 10.三部门开展环境基础设施建设水平提升行动 加强监测设施建设
相关新闻