科技日報：3D打印黑磷支架 能夠促進(jìn)骨缺損修復(fù)

2023年9月4日，記者從中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（以下簡稱深圳先進(jìn)院）獲悉，該院研究員賴毓霄團(tuán)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(fù)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(yīng)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(jìn)骨缺損修復(fù)，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》上。

3D打印技術(shù)因其可制造出具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和良好生物相容性的可植入骨支架，在骨科領(lǐng)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(lǐng)域得到應(yīng)用。“我們使用低溫沉積3D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(xì)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(jìn)院副研究員姚振宇說。

賴毓霄團(tuán)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(xué)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(tuán)隊觀察到PLGA/BP支架可以招募巨噬細(xì)胞，并促進(jìn)它們向M2型巨噬細(xì)胞極化。這有助于抑制骨損傷區(qū)早期炎癥反應(yīng)，并創(chuàng)造良好的骨免疫環(huán)境，從而促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)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(shí)驗，團(tuán)隊提出一種以臨床挑戰(zhàn)為導(dǎo)向的骨免疫調(diào)節(jié)和成骨治療方法，利用適當(dāng)?shù)墓切迯?fù)材料對SAON骨缺損進(jìn)行填充和修復(fù)。實(shí)驗結(jié)果顯示，采用3D打印的PLGA/BP支架能夠誘導(dǎo)M2型巨噬細(xì)胞的增加，促使大鼠機(jī)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(fù)。