近年來,骨組織工程的研究已經在世界范圍內的各科研機構蓬勃開展,在體內合成型技術路線和體外培養型技術路線上均取得了進展。 今天將主要介紹骨組織工程的技術路線與成果展示。
骨支架
清華大學熊卓和第四軍醫大學利用PLLA/TCP復合材料,PLLA與TCP的質量比為7:3,制造支架的開放孔隙的孔隙率為80%,大孔孔徑約為500 μm,微孔孔徑約為5 μm。支架的外形為直徑5mm、長15mm的圓柱形;生長因子為rhBMP-2。結果顯示術后4周,骨缺損區有不均勻的低密度骨痂顯影;術后8周,骨痂顯影密度增高,骨痂外層形成皮質骨輪廓,與缺損斷端連接;術后12周,骨痂密度進一步增高,中心區出現與植入支架輪廓一致的高密度區,周圍皮質骨輪廓清晰,與斷端連接良好;術后24周,骨痂塑型完好,骨痂皮質骨與缺損兩斷端的皮質骨完全融合成一體,骨痂中心區密度降低。
含鎂支架
賴博士等 利用低溫沉積3D打印出PLGA/TCP/Mg體系的支架,宏觀空隙有450μm,微觀空隙在2.5-90μm之間,Mg的加入可以極大提高支架的力學性能,15%wt的Mg其力學強度可以達到104Mpa,而且保證良好的生物學性能可以促進并誘導細胞增殖分化成骨組織。
Hongbin Fan等利用低溫沉積3D打印出PLGA支架,形成PLGA-gelatin/chondroitin/hyaluronate (PLGA-GCH)混合體系支架,然后種植MSCs來進行軟骨重建研究(具體參數請參考原文)。PLGA-GCH可以模擬ECM作為軟骨組織工程支架,MSCs種植后可以保留其軟骨形成能力,從而保證了良好的軟骨重建能力和減少退化性能。
總結
雖然現階段在骨支架的研究已經取得了不小的進展,涉及的領域也更多,但是支架仍然面對力學性能不足,表面親水性仍需提升的問題,還需改善支架結構對細胞增殖分化的誘導性和引導性(支架結構需要更加復雜、仿生)。