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可注射生物支架和生物打印技术的应用2022-01-19 08:51:39

3D生物打印技术用于精确分配细胞负载的生物材料,用于构建复杂的三维功能活体组织或人造器官。传统的立体平版印刷术(SLA)是骨骼工程中最早的3D打印技术之一。立体平版印刷术的高制造精度允许在微米级和纳米级上生产结构,使用的许多光固化系统表现出差的生物降解速率和生物相容性。

生物打印技术和骨工程油墨材料的发展是骨缺损修复三维支架研究的重点。到目前为止,已经开发出了几种生物打印方法,包括基于喷墨的生物打印,基于挤压的生物打印,以及基于激光的生物打印。对于骨骼工程来说,3D生物打印的主要优势在于它可以制造细胞分布可控的支架。目前很多学者正在运用3D打印技术改善支架的机械性能和生物相容性,促进骨髓间充质干细胞黏附、生长和分化,促进血管向内生长、骨组织形成,同时还可以改进生物降解、生物活性。Yan等通过表面氨解和逐层组装技术来控制去氧胺的释放,促进了成骨相关基因的表达,促进缺损部位骨再生,在节段性骨缺损的治疗中具有巨大的临床应用潜力。目前,具有快速血管化能力和骨诱导生物活性的3D生物打印支架将是临床上理想的骨替代物。
 
可注射生物支架可以更好地模拟天然骨的结构和力学性能,同时精确匹配缺陷的骨缺损形状。通过多种生物活性物质对支架进行修饰,利用热敏聚合物纳米水凝胶与骨基质蛋白2发生双重作用,实现骨基质蛋白2的持续递送和可注射骨再生。Chen等打破了传统的步骤多、耗时长的固定化策略,通过化学修饰技术制备了壳聚糖-P24/羟基磷灰石(CS-P24/HA)控释支架,其支架复合骨髓间充质干细胞能稳定释放P24长达90 d,CS-P24/HA可诱导骨髓间充质干细胞的体外和体内成骨分化,进而提高组织工程骨支架的骨修复效果。近年来,被称为新型脂质体的类固醇可以诱导骨髓间充质干细胞成骨分化,促进骨再生,未来可以将药物封装到功能性非磷脂双层结构中,以提高现有治疗药物的临床疗效,这对治疗感染性骨缺损具有重大的意义。
 
出自《骨髓间充质干细胞复合支架材料治疗骨缺损:研究现状及前景展望》作者池玉磊,卜宪敏,查玉梅。