上海交大医学院附属瑞金医院邓廉夫教授团队构建可血管化的3D打印支架促进骨修复
骨修复重建过程被认为具有多阶段的生物级联反应，依据其组织学优势表现，基本可分为血肿期、纤维性/软骨性骨痂期、骨性骨痂期和骨痂塑形/改建期等四个时期。骨损伤后，随修复的进展，纤维/软骨性骨痂将被骨性骨痂逐渐代替，血管侵入是启动骨替代过程的标志性事件。有效血供的再恢复，对维持并保证骨塑建/骨改建过程有序进行至关重要。目前，用于骨修复的可生物降解的3D打印支架在骨组织工程中虽然得到了广泛的研究，但是存在血管诱导和骨诱导活性较弱的缺陷，进而无法实现模拟骨修复过程中血管侵入的生理过程达到最佳的骨修复效果。
上海交通大学医学院附属瑞金医院/上海市伤骨科研究所邓廉夫教授团队长期致力于低氧诱导因子1-α（HIF-1α）信号通路对血管化和骨发生发育调控作用的研究。近期，该团队构建了能够激活HIF-1α信号通路的可降解3D打印支架来解决骨修复支架血管化和骨诱导活性不足的难点。该团队通过自组装的方法构建了负载去铁胺（DFO）的3D打印聚己内酯（PCL）骨修复支架。体内外研究表明构建的3D打印支架具有优异的血管化和成骨活性，能够快速的促进大鼠股骨远端巨大骨缺损的修复。利用DFO来激活HIF-1α信号通路，不仅对血管化和骨发生发育的偶联具有重要调控作用，同时还证实了其对成骨前体细胞向成骨细胞的分化成熟也有影响。该研究设计通过靶向调控HIF-1α信号通路，构建了一种兼顾血管化和骨诱导活性的3D打印骨修复支架，实现了3D打印支架能够模拟并促进生理状态下骨修复重建过程中血管化的关键步骤，为功能化3D打印支架的构建提供了新的思路和转化前景。
图1. 表面负载DFO的3D打印PCL支架。
图2. 可血管化3D打印支架大鼠股骨远端骨缺损部位的骨修复和血管生成评价。
研究成果以“Vascularized 3D printed scaffolds for promoting bone regeneration”为题，发表于Biomaterials 2019;190–191:97-110上。论文第一作者为燕宇飞、陈皓、张宏博；论文通讯作者为齐进、崔文国、邓廉夫。该项目获得国家自然科学基金等项目资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.10.033
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