暨南大學(xué)：3D打印支架中構(gòu)筑類骨ECM微環(huán)境，促進(jìn)骨再生

來源：暨南大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院

2022年12月26日，南極熊獲悉，暨南大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院羅丙紅教授團(tuán)隊(duì)在《ACS Nano》（影響因子18.027）上發(fā)表了題為“Bone ECM-like 3D Printing Scaffold with Liquid Crystalline and Viscoelastic Microenvironment for Bone Regeneration”的重要研究成果（圖1）。

在骨缺損處植入3D打印支架是個(gè)性化骨缺損修復(fù)的有效策略。作為決定骨組織工程成功與否的關(guān)鍵因素，支架材料應(yīng)兼有適宜的骨再生微環(huán)境和優(yōu)異的力學(xué)性能。事實(shí)上，最理想的成骨微環(huán)境無疑是天然骨細(xì)胞外基質(zhì)（ECM），它具有獨(dú)特的液晶態(tài)和粘彈性特征。然而，如何將類骨ECM微環(huán)境與具有優(yōu)異力學(xué)性能的三維支架有機(jī)結(jié)合始終是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

羅丙紅教授團(tuán)隊(duì)構(gòu)筑了一類全新的仿生骨組織工程支架材料，將類骨ECM微環(huán)境和強(qiáng)韌的3D打印支架完美結(jié)合。該團(tuán)隊(duì)首先通過3D打印和晶須LBL自組裝，獲得了一類具有突出力學(xué)性能的3D打印支架；隨后，首次設(shè)計(jì)了一種具有類骨ECM液晶態(tài)和粘彈性的天然多糖復(fù)合液晶水凝膠，并將其引入到強(qiáng)韌的3D打印支架中，從而在三維支架中仿生構(gòu)筑類骨ECM微環(huán)境，同時(shí)，利用復(fù)合液晶水凝膠封裝和緩釋血管生成因子，這一獨(dú)特的微環(huán)境賦予支架優(yōu)異的成骨和血管生成活性，有效促進(jìn)了新骨的重建。該研究為設(shè)計(jì)具有類骨ECM微環(huán)境和優(yōu)異力學(xué)性能的骨組織工程支架材料開創(chuàng)了一種新的途徑。

△受天然骨ECM啟發(fā)的3D打印仿生血管化骨組織工程支架的設(shè)計(jì)思路

暨南大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院羅丙紅教授為論文唯一通訊作者，化學(xué)與材料學(xué)院2021級(jí)博士生劉坤為論文第一作者。該研究工作得到了國家面上項(xiàng)目、省面上項(xiàng)目和省科技計(jì)劃項(xiàng)目等的大力支持。

論文全文鏈接：DOI:10.1021/acsnano.2c08699