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，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。相關研究成果近日發(fā)表在《先進科學》上。

3D打印技術因其可制造出具有復雜結構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注。黑磷作為一種新型二維材料，已經在催化能源、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打印技術開發(fā)了一種可降解高分子乳酸—乙醇酸（PLGA）結合黑磷（BP）的多功能仿生多孔支架PLGA/BP支架，并證明了黑磷具有調控巨噬細胞極化及調節(jié)骨免疫微環(huán)境和骨再生的作用。”深圳先進院副研究員姚振宇說。

賴毓霄團隊發(fā)現，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干細胞的分化和骨再生。

賴毓霄介紹，在體內研究中，通過一項針對類固醇相關性骨壞死（SAON）大鼠的實驗，團隊提出一種以臨床挑戰(zhàn)為導向的骨免疫調節(jié)和成骨治療方法，利用適當的骨修復材料對SAON骨缺損進行填充和修復。實驗結果顯示，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。