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  骨修復(fù)重建過(guò)程被認(rèn)為具有多階段的生物級(jí)聯(lián)反應(yīng)，依據(jù)其組織學(xué)優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)，基本可分為血腫期、纖維性/軟骨性骨痂期、骨性骨痂期和骨痂塑形/改建期等四個(gè)時(shí)期。骨損傷后，隨修復(fù)的進(jìn)展，纖維/軟骨性骨痂將被骨性骨痂逐漸代替，血管侵入是啟動(dòng)骨替代過(guò)程的標(biāo)志性事件。有效血供的再恢復(fù)，對(duì)維持并保證骨塑建/骨改建過(guò)程有序進(jìn)行至關(guān)重要。目前，用于骨修復(fù)的可生物降解的3D打印支架在骨組織工程中雖然得到了廣泛的研究，但是存在血管誘導(dǎo)和骨誘導(dǎo)活性較弱的缺陷，進(jìn)而無(wú)法實(shí)現(xiàn)模擬骨修復(fù)過(guò)程中血管侵入的生理過(guò)程達(dá)到最佳的骨修復(fù)效果。

  上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院/上海市傷骨科研究所鄧廉夫教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于低氧誘導(dǎo)因子1-α（HIF-1α）信號(hào)通路對(duì)血管化和骨發(fā)生發(fā)育調(diào)控作用的研究。近期，該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了能夠激活HIF-1α信號(hào)通路的可降解3D打印支架來(lái)解決骨修復(fù)支架血管化和骨誘導(dǎo)活性不足的難點(diǎn)。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)自組裝的方法構(gòu)建了負(fù)載去鐵胺（DFO）的3D打印聚己內(nèi)酯（PCL）骨修復(fù)支架。體內(nèi)外研究表明構(gòu)建的3D打印支架具有優(yōu)異的血管化和成骨活性，能夠快速的促進(jìn)大鼠股骨遠(yuǎn)端巨大骨缺損的修復(fù)。利用DFO來(lái)激活HIF-1α信號(hào)通路，不僅對(duì)血管化和骨發(fā)生發(fā)育的偶聯(lián)具有重要調(diào)控作用，同時(shí)還證實(shí)了其對(duì)成骨前體細(xì)胞向成骨細(xì)胞的分化成熟也有影響。該研究設(shè)計(jì)通過(guò)靶向調(diào)控HIF-1α信號(hào)通路，構(gòu)建了一種兼顧血管化和骨誘導(dǎo)活性的3D打印骨修復(fù)支架，實(shí)現(xiàn)了3D打印支架能夠模擬并促進(jìn)生理狀態(tài)下骨修復(fù)重建過(guò)程中血管化的關(guān)鍵步驟，為功能化3D打印支架的構(gòu)建提供了新的思路和轉(zhuǎn)化前景。

圖1. 表面負(fù)載DFO的3D打印PCL支架。

圖2. 可血管化3D打印支架大鼠股骨遠(yuǎn)端骨缺損部位的骨修復(fù)和血管生成評(píng)價(jià)。

  研究成果以“Vascularized 3D printed scaffolds for promoting bone regeneration”為題，發(fā)表于Biomaterials 2019;190–191:97-110上。論文第一作者為燕宇飛、陳皓、張宏博；論文通訊作者為齊進(jìn)、崔文國(guó)、鄧廉夫。該項(xiàng)目獲得國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.10.033