中南大学赵瑞波：乳酸功能化 3D 打印 PCL/nHA 支架驱动 BMSC 成骨

来源：EFL生物3D打印与生物制造

大尺寸骨缺损的修复面临巨大临床挑战，自体移植和异体移植存在供体短缺、免疫并发症及感染风险等问题，组织工程策略虽有潜力，但在实现持续成骨诱导并与宿主微环境代谢兼容方面仍未达标。  

来自中南大学的赵瑞波教授团队研发了一种乳酸功能化的3D打印聚己内酯/纳米羟基磷灰石支架（PCL/nHA/SL），该支架将结构支撑与代谢-表观遗传调节相结合，能促进骨髓间充质干细胞（BMSC）的黏附、增殖和成骨分化，通过诱导STAT1的赖氨酸乳酸化修饰，改变其亚细胞定位，释放RUNX2以激活成骨转录程序，在体内可驱动大尺寸缺损处的功能性骨再生。  

相关工作以“Lactate-functionalized 3D-printed PCL/nHA scaffold drives BMSC osteogenesis via metabolic-epigenetic crosstalk”为题发表在《Materials Today Bio》上。

研究要点
支架制备与优化
制备 3D 打印 PCL/nHA/SL 支架，筛选出 1% 乳酸为最优浓度，评估其生物相容性。

成骨分化能力验证
检测支架对 BMSC 矿化、ALP 活性及成骨标志物的提升作用。

乳酸化修饰机制探究
通过蛋白组学发现 STAT1-K193 乳酸化，明确其为成骨调控关键靶点。

STAT1 乳酸化功能验证
证实 K193 乳酸化调控 STAT1 亚细胞定位，解除对 RUNX2 的抑制。

体内骨再生效果评估
在大鼠颅骨缺损模型中，验证支架促进功能性骨再生的能力。

文章来源：https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2025.102101