中科院長春應化所再生醫學材料課題組利用含稀土離子的納米材料成功制備了一種可降解、體內可MRI示蹤的新型組織工程支架和骨科植入材料。該研究通過合成一種GdPO4?H2O納米束，與聚乳酸－聚羥基乙酸共聚物（PLGA）和納米羥基磷灰石（n-HA）復合，得到的復合材料支架能夠引導骨骼生成，并能夠利用MRI和CT等臨床常規影像技術對植入材料和新骨生成進行實時跟蹤觀察，解決了以往高分子組織工程植入材料不能體內示蹤的難題。該研究工作最近發表于國際知名雜志Advanced Healthcare
Materials（Advanced
Healthcare Materials, 2016, DOI: 10.1002/adhm.201600249），目前影響因子為5.76。該研究成果已經申請中國發明專利（201410522351.9）。
稀土元素釓（Gd）的化合物及其納米粒子是一種低毒或無毒T1成像增強劑，在臨床上已經廣泛應用的含Gd核磁成像增強劑有如Gd-DTPA（馬根維顯；磁顯葡胺）、Mn-DPDP（錳福地匹三鈉）等。課題組針對骨骼修復的需要，合成了一種純六方晶相的磷酸釓（GdPO4?H2O）納米材料，其中Gd離子可提供MRI信號，而磷酸根（PO43＋）已被認為對骨生長具有誘導活性。這種長1微米，直徑30 nm納米棒排列組成的GdPO4?H2O納米束，在與PLGA/n-HA骨修復材料復合后，在體內可產生有效的MRI信號，用于示蹤觀察植入物的動態變化過程。同時，隨著材料降解和新骨生成，其CT信號逐漸由弱變強。通過MRI和CT的雙示蹤，既可監視植入支架的變化過程，又可監測到新骨的形成過程，這一新技術為組織工程植入材料的臨床術后診斷提供有效手段。GdPO4?H2O納米材料的引入，彌補了高分子可降解組織工程支架體內不可示蹤的缺陷。經過生物學檢測和評估，發現摻入GdPO4?H2O的復合材料具有較好的生物相容性，還可明顯促進骨鈣素（OCN）的分泌，有利于鈣沉積和骨礦化作用。
在取得上述研究成果的基礎上，該課題組正在進一步深入研究此項技術的臨床應用可行性。
全文詳見： http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.201600249/full
Scheme 1. Schematic illustration of GdPO4·H2O and GdPO4 nanobundles synthesis and their application in biodegradable bone implants for MR and CT tracing.
Figure 1E.Morphologic analysis of GdPO4·H2O (a–d) and GdPO4 (e–h) nanobundles with SEM (a and e), TEM (b and f), HRTEM (c and g), and SAED (d and h) images
Figure 4. A) T1 MRI images (a–d) and their parametric mapping (e–h) of rabbit radius defects implanted with different materials for 0, 2, and 8 weeks.B) X-ray CT images (a–d) and 3D reconstruction CT images (e–h) of rabbit radius defects implanted with different materials for 0, 2, and 8 weeks.C) H&E and Masson trichrome staining of cross sections of rabbit radius defects implanted for 8 weeks. Bar = 200 μm.