科技日報：3D打印黑磷支架 能夠促進骨缺損修復

2023年9月4日，記者從中國科學院深圳先進技術(shù)研究院（以下簡稱深圳先進院）獲悉，該院研究員賴毓霄團隊采用低溫沉積3D打印技術(shù)，研發(fā)了一種可降解高分子復合黑磷的多功能仿生多孔支架，首次探討了黑磷支架在植入骨組織中引起的免疫響應功能。該支架能夠通過調(diào)控免疫系統(tǒng)影響免疫微環(huán)境，從而有效促進骨缺損修復，具有廣闊的臨床應用前景。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在《先進科學》上。

3D打印技術(shù)因其可制造出具有復雜結(jié)構(gòu)和良好生物相容性的可植入骨支架，在骨科領域引起廣泛關(guān)注。黑磷作為一種新型二維材料，已經(jīng)在催化能源、光電器件和腫瘤治療等領域得到應用�！拔覀兪褂玫蜏爻练e3D打印技術(shù)開發(fā)了一種可降解高分子乳酸—乙醇酸（PLGA）結(jié)合黑磷（BP）的多功能仿生多孔支架PLGA/BP支架，并證明了黑磷具有調(diào)控巨噬細胞極化及調(diào)節(jié)骨免疫微環(huán)境和骨再生的作用�！鄙钲谙冗M院副研究員姚振宇說。

賴毓霄團隊發(fā)現(xiàn)，PLGA/BP支架具有良好的生物相容性、生物降解性和力學性能，且黑磷的降解產(chǎn)物PO_４^3-對骨組織礦化具有重要意義。與此同時，研究團隊觀察到PLGA/BP支架可以招募巨噬細胞，并促進它們向M2型巨噬細胞極化。這有助于抑制骨損傷區(qū)早期炎癥反應，并創(chuàng)造良好的骨免疫環(huán)境，從而促進骨髓間充質(zhì)干細胞的分化和骨再生。

賴毓霄介紹，在體內(nèi)研究中，通過一項針對類固醇相關(guān)性骨壞死（SAON）大鼠的實驗，團隊提出一種以臨床挑戰(zhàn)為導向的骨免疫調(diào)節(jié)和成骨治療方法，利用適當?shù)墓切迯筒牧蠈�SAON骨缺損進行填充和修復。實驗結(jié)果顯示，采用3D打印的PLGA/BP支架能夠誘導M2型巨噬細胞的增加，促使大鼠機體產(chǎn)生適合骨整合的免疫微環(huán)境，加速其骨組織的形成和修復。