用于治疗不规则形状临界尺寸骨缺损的可重构4D打印支架

供稿人：严峻腾，连芩 供稿单位：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室

以支架为基础的组织工程技术已广泛应用于治疗骨临界尺寸缺损，但在不规则形状缺损中植入支架、通过微创手术植入支架等挑战仍然存在于组织工程领域。因此，需要定制具有可重构能力的生物活性骨组织工程支架，既能方便支架植入，又能完美地适应形状不规则的骨缺损。

最近发表在期刊《Biofabrication》上的一篇文献中，来自香港大学机械工程学院王敏教授的团队采用4D打印技术，将黑磷纳米片和成骨肽融合到β-磷酸三钙/聚(乳酸-co-三甲基碳酸酯)(TCP/P(DLLA-TMC))纳米复合支架中，构建了光热响应型形状记忆骨组织工程支架。

图1支架的形状记忆周期及形变适应

当根据需要对定制支架进行近红外照射时，支架温度迅速升高到45℃，可以实现支架形状的重构，便于支架植入，精确贴合不规则骨缺损,见图1。一旦植入完成，支架温度迅速下降到37℃，支架表现出与人松质骨相当的力学性能。改善骨缺损部位的成骨是通过脉冲肽释放支架启动的。

通过显微计算机断层扫描和组织化学分析，可重构支架在大鼠颅骨缺损和改善新骨形成中的紧密结合得到了证明。本研究为临床治疗不规则骨缺损提供了一种简便的方法。


参考文献：
1.Wang C, Yue H, Liu J, Zhao Q, et al. Advanced reconfigurable scaffolds fabricated by 4D printing for treating critical-size bone defects of irregular shapes. Biofabrication 2020 Aug 18;124(4)