分專業(yè)
瑞金醫(yī)院鄧廉夫團(tuán)隊(duì)構(gòu)建可血管化的3D打印支架促進(jìn)骨修復(fù)
骨修復(fù)重建過程被認(rèn)為具有多階段的生物級聯(lián)反應(yīng)，依據(jù)其組織學(xué)優(yōu)勢表現(xiàn)，基本可分為血腫期、纖維性/軟骨性骨痂期、骨性骨痂期和骨痂塑形/改建期等四個時期。
骨損傷后，隨修復(fù)的進(jìn)展，纖維/軟骨性骨痂將被骨性骨痂逐漸代替，血管侵入是啟動骨替代過程的標(biāo)志性事件。有效血供的再恢復(fù)，對維持并保證骨塑建/骨改建過程有序進(jìn)行至關(guān)重要。
目前，用于骨修復(fù)的可生物降解的3D打印支架在骨組織工程中雖然得到了廣泛的研究，但是存在血管誘導(dǎo)和骨誘導(dǎo)活性較弱的缺陷，進(jìn)而無法實(shí)現(xiàn)模擬骨修復(fù)過程中血管侵入的生理過程達(dá)到最佳的骨修復(fù)效果。
上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院/上海市傷骨科研究所鄧廉夫教授團(tuán)隊(duì)，長期致力于低氧誘導(dǎo)因子1-α(HIF-1α)信號通路對血管化和骨發(fā)生發(fā)育調(diào)控作用的研究。近期，該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了能夠激活HIF-1α信號通路的可降解3D打印支架，來解決骨修復(fù)支架血管化和骨誘導(dǎo)活性不足的難點(diǎn)。
該團(tuán)隊(duì)通過自組裝的方法構(gòu)建了負(fù)載去鐵胺(DFO)的3D打印聚己內(nèi)酯(PCL)骨修復(fù)支架。體內(nèi)外研究表明，構(gòu)建的3D打印支架具有優(yōu)異的血管化和成骨活性，能夠快速的促進(jìn)大鼠股骨遠(yuǎn)端巨大骨缺損的修復(fù)。利用DFO來激活HIF-1α信號通路，不僅對血管化和骨發(fā)生發(fā)育的偶聯(lián)具有重要調(diào)控作用，同時還證實(shí)了其對成骨前體細(xì)胞向成骨細(xì)胞的分化成熟也有影響。
該研究設(shè)計(jì)通過靶向調(diào)控HIF-1α信號通路，構(gòu)建了一種兼顧血管化和骨誘導(dǎo)活性的3D打印骨修復(fù)支架，實(shí)現(xiàn)了3D打印支架能夠模擬并促進(jìn)生理狀態(tài)下骨修復(fù)重建過程中血管化的關(guān)鍵步驟，為功能化3D打印支架的構(gòu)建提供了新的思路和轉(zhuǎn)化前景。