近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院生物醫(yī)學(xué)與健康工程研究所轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究與發(fā)展中心研究員賴(lài)毓霄團(tuán)隊(duì)，圍繞骨肉瘤治療的臨床難題，探討了金屬鎂抗腫瘤、光熱、促成骨的多重功能，采用低溫沉積3D打印技術(shù)研發(fā)出一種含鎂可降解高分子多功能多孔仿生支架，賦予其近紅外光熱效應(yīng)抑制腫瘤復(fù)發(fā)，并序貫釋放鎂離子有效促進(jìn)骨缺損修復(fù)。相關(guān)研究成果以Multifunctionalmagnesium incorporated scaffolds by 3D-Printing for comprehensive postsurgicalmanagement of osteosarcoma為題，發(fā)表在Biomaterials上。

骨肉瘤(OS)是惡性原發(fā)性骨腫瘤，易發(fā)生肺部轉(zhuǎn)移、惡性程度高、預(yù)后差?，F(xiàn)有治療骨腫瘤手段如外科保肢手術(shù)治療、新輔助化療(術(shù)前化療+外科治療+術(shù)后化療)等，無(wú)法平衡治療與修復(fù)之間的矛盾，如手術(shù)切除后的大面積骨缺損若無(wú)法修復(fù)，致殘致畸率較高，影響病患的術(shù)后生活質(zhì)量。因此，如何早期干預(yù)骨腫瘤并有效防止術(shù)后復(fù)發(fā)，減少放/化療的嚴(yán)重毒副作用及骨腫瘤組織切除術(shù)后殘留腫瘤細(xì)胞的消融和術(shù)后大面積骨缺損的修復(fù)及再生，是提高骨腫瘤術(shù)后生存率的有效辦法，也是當(dāng)前惡性骨腫瘤臨床治療中富有挑戰(zhàn)性的重要問(wèn)題，需要尋找新型的治療策略是解決骨腫瘤臨床問(wèn)題的關(guān)鍵。賴(lài)毓霄團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性的構(gòu)建了一種骨腫瘤治療-骨缺損修復(fù)一體化活性生物材料，在金屬鎂顆粒與PLGA聚合物的復(fù)合材料體系基礎(chǔ)上，構(gòu)建出具有“抑制腫瘤+促進(jìn)成骨+力學(xué)適配”一體化活性支架。研究以3D打印技術(shù)為橋梁，實(shí)現(xiàn)宏觀/微觀多重結(jié)構(gòu)仿生、力學(xué)適配及組成可控的復(fù)合多孔支架的精準(zhǔn)制造，通過(guò)材料學(xué)、影像學(xué)、組織學(xué)、分子生物學(xué)等手段，探討了鎂復(fù)合多功能支架的組成結(jié)構(gòu)與其降解性能、光熱性能、體內(nèi)降解的產(chǎn)物與抑制腫瘤及促進(jìn)成骨之間的生物學(xué)機(jī)制。

低溫3D打印鎂復(fù)合多功能支架用于骨肉瘤術(shù)后治療及骨缺損修復(fù)的研究路線圖

鎂復(fù)合多功能支架具有良好的生物相容性和降解可控性，通過(guò)一系列的光熱實(shí)驗(yàn)證明了在近紅外激光照射下，金屬鎂顆粒具有良好的近紅外光熱效果，鎂復(fù)合多功能支架能在近紅外光響應(yīng)條件下快速實(shí)現(xiàn)殘余腫瘤的消融，有效抑制了腫瘤復(fù)發(fā)，且釋放的鎂離子能夠促進(jìn)后期的骨再生，進(jìn)而賦予支架抑制腫瘤復(fù)發(fā)和缺損骨修復(fù)的雙功能。研究發(fā)現(xiàn)，鎂復(fù)合多功能支架可激活成骨細(xì)胞的AKT和β-catenin通路，上調(diào)成骨細(xì)胞相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子Runx2、Osterix的表達(dá)和晚期OPN、OPG、OCN蛋白的表達(dá)，為研發(fā)多功能活性生物材料用于骨肉瘤術(shù)后防復(fù)發(fā)治療及骨修復(fù)再生提供新思路與新方法，頗具有臨床應(yīng)用前景。

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