‘威9国际真人’上海硅酸盐所在3D打印组织工程支架研究中取得系列进展
目前临床上对于实体瘤的化疗，一般来说使用以手术手术居多，化疗、超声辅的综合疗法。手术手术大部分骨肿瘤的组织之后，在原发灶部位不会导致大块的组织病变，多达人体治愈范围，因而必须植入的组织工程支架展开诱导修缮。 同时，由于手术很难几乎清理肿瘤细胞，为避免肿瘤发作，临床一般来说不会利用传统化疗和超声手段，而超声和化疗对病人不会导致相当大的毒副作用。
目前临床上对于实体瘤的化疗，一般来说使用以手术手术居多，化疗、超声辅的综合疗法。手术手术大部分骨肿瘤的组织之后，在原发灶部位不会导致大块的组织病变，多达人体治愈范围，因而必须植入的组织工程支架展开诱导修缮。
同时，由于手术很难几乎清理肿瘤细胞，为避免肿瘤发作，临床一般来说不会利用传统化疗和超声手段，而超声和化疗对病人不会导致相当大的毒副作用。为解决问题该问题，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员吴成铁与常江率领的研究团队明确提出建构兼备肿瘤化疗和的组织再造双功能特性的3D打印机的组织工程支架，近期获得系列进展。
该团队使用3D打印机和原位生长结合的方式，制取了有序大孔结构生物陶瓷的支架，并在支架表面原位生长二硫化钼纳米片（图1），彰显支架在近红外太阳光下很快加剧的特性。这种制取方式不仅使得二硫化钼纳米片十分平稳地把持在陶瓷支架的外层，而且可以对支架的光热性能和成骨活性展开有效地调控。将支架植入肿瘤部位，融合将近红外光太阳光展开化疗，有效地诱导了肿瘤的生长，而其他对照组的肿瘤生长不不受诱导。
同时，体内骨修缮实验指出这种填充支架维持了生物陶瓷支架原先的优良成骨活性，且证实一段时间的激光太阳光会影响长年的新骨再造（图2），在骨肿瘤的化疗与修缮中展现出出有极大的应用于潜力。目前该研究成果被大自然出版发行集团的期刊《亚洲材料》（NPGAsiaMaterials,AM2016556R）接管，第一作者为在读博士生王小成。图1.3D打印机制取的具备二硫化钼纳米片层的生物陶瓷多孔支架，支架具备优良的光热特性与成骨活性。
显陶瓷支架AKT(a)及有所不同二硫化钼含量的填充支架0.05MS-AKT(b)、0.1MS-AKT(c)及0.2MS-AKT(d)的形貌。图2.兔子股骨缺损部位植入3D打印机的二硫化钼标记的生物陶瓷支架(a，b)和显陶瓷支架(c，d)八周后，在支架内部和周围构成大量新生骨组织(e，f)。
该团队利用多巴胺原位单体与3D打印机生物支架表面矿化的特点，在3D打印机的Ca-P-Si生物陶瓷支架表面上诱导出有一层自均匀分布装配的聚多巴胺/Ca-P纳米层（图3），使其兼备光热抗肿瘤的疗效及修缮大块骨缺损的能力。诱导后的支架表面粗糙度及亲水性的提升，以及纳米层中所含的OH、NH2-生物活性基团需要增进骨间充质干细胞黏附和细胞分裂。
其次，诱导出有的纳米层需要增进Ca-P矿化，不利于营养物质的导电，进而增进骨间充质干细胞的分化及体内成骨。同时，诱导后的支架在808nm近红外光太阳光下，能构建较慢加剧，进而利用其较好的光热效果，能有效地杀掉肿瘤细胞，诱导裸鼠体内肿瘤生长。该成果早已申请专利一项，涉及研究成果公开发表在《生物材料》（Biomaterials.2016;111:138-148），第一作者为在读生马红石。该工作被《今日材料》（MaterialsToday）以新闻亮点形式报导。
最近，该团队利用活性营养元素制取了超强小尺度CuCoS2纳米晶(~10nm)，其光热切换效率能超过73%，具备十分优良的光热效应，能有效地杀掉肿瘤，同时因为Cu等活性元素可以增进血管化，有可能是一类新型的兼备“骨修缮”与“肿瘤化疗”的双功能生物活性纳米材料（AdvFunctMater2017DOI:10.1002/adfm.201606218）。此外，该团队还与同济大学合作，探寻了细胞生物打印机。该团队使用酶引起单体保守的高强度超强分子-高分子填充水凝胶与干细胞展开融合，通过原位3D打印机，顺利构建了干细胞在酶铰链的高强度水凝胶支架中的高效存活，为干细胞原位3D打印机修筑了新方法（ChemSci2016；7:2748-2752)。目前涉及研究早已构建了部分技术移往转化成，取得企业纵向反对300余万元。
涉及研究工作获得了中组部青年千人计划、科技部重点研发计划、中科院青年高级教师人才以及国家大自然基金反对。图3.(a)依序为显生物陶瓷支架，2mg/mL,4mg/mL,6mg/mL多巴胺诱导的生物陶瓷支架照片；显生物陶瓷(b)和4mg/mL多巴胺诱导的生物陶瓷支架(c)的显微照片；显生物陶瓷支架(d),4mg/mL多巴胺诱导的生物陶瓷支架(e)的SEM结果；4mg/mL多巴胺诱导的生物陶瓷支架断面SEM(h)以及断面能谱(i)。
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