用于治療不規(guī)則形狀臨界尺寸骨缺損的可重構4D打印支架

供稿人：嚴峻騰，連芩 供稿單位：西安交通大學機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室

以支架為基礎的組織工程技術已廣泛應用于治療骨臨界尺寸缺損，但在不規(guī)則形狀缺損中植入支架、通過微創(chuàng)手術植入支架等挑戰(zhàn)仍然存在于組織工程領域。因此，需要定制具有可重構能力的生物活性骨組織工程支架，既能方便支架植入，又能完美地適應形狀不規(guī)則的骨缺損。

最近發(fā)表在期刊《Biofabrication》上的一篇文獻中，來自香港大學機械工程學院王敏教授的團隊采用4D打印技術，將黑磷納米片和成骨肽融合到β-磷酸三鈣/聚(乳酸-co-三甲基碳酸酯)(TCP/P(DLLA-TMC))納米復合支架中，構建了光熱響應型形狀記憶骨組織工程支架。

圖1支架的形狀記憶周期及形變適應

當根據(jù)需要對定制支架進行近紅外照射時，支架溫度迅速升高到45℃，可以實現(xiàn)支架形狀的重構，便于支架植入，精確貼合不規(guī)則骨缺損,見圖1。一旦植入完成，支架溫度迅速下降到37℃，支架表現(xiàn)出與人松質骨相當?shù)牧�學性能。改善骨缺損部位的成骨是通過脈沖肽釋放支架啟動的。

通過顯微計算機斷層掃描和組織化學分析，可重構支架在大鼠顱骨缺損和改善新骨形成中的緊密結合得到了證明。本研究為臨床治療不規(guī)則骨缺損提供了一種簡便的方法。


參考文獻：
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)