上海硅酸盐所在3D打印生物医用材料研究中取得系列进展

　　如何制备出兼具治疗骨肿瘤和修复骨缺损的生物材料是一项很大的挑战。近期，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员吴成铁与常江带领的研究小组首次提出将骨组织工程与光热治疗相结合的思想，在制备用于治疗与修复骨肿瘤缺损的光热功能化的生物活性陶瓷支架的研究中取得了新进展。该研究通过3D打印技术制备出生物陶瓷与氧化石墨烯复合支架，在超低功率近红外光下可使支架温度迅速升高，且其光热性能可控。在体外骨肿瘤细胞杀伤率达到90%。在小鼠体内植入该功能化的支架并进行光照后，有效地抑制了裸鼠皮下肿瘤生长，而对照组肿瘤体积随天数持续增大。同时，该支架还能显著促进骨间充质干细胞的增殖与成骨分化，并诱导体内新生骨组织的长入，从而赋予了3D打印生物陶瓷支架抗肿瘤和骨修复的双功能性，在骨肿瘤的治疗与修复中具有潜在的应用。目前该研究成果被Advanced Functional Materials 接收（该论文第一作者为在读博士生马红石）。审稿人高度评价了该项研究：“这是一项设计很好的研究，具有明显的创新性，解决了传统生物支架不能兼具肿瘤治疗与骨修复的问题。”目前，该成果已经申请了专利一项。

　　另外，该研究小组通过三年的探索，成功解决了传统3D打印生物陶瓷支架大孔尺度与大孔结构可控性不高的问题。近期，该小组还采用3D打印方法成功制备出具有多级尺度、复杂结构的生物陶瓷支架，包括生物陶瓷空心管状堆积的多孔支架以及大孔-介孔组合的多孔支架（见图5），这些新型的支架材料更好地模拟了人体组织复杂结构，其成骨、成血管化性能显著提高。相关结果于最近分别发表在ACS Applied Materials & Interfaces, Nanoscale 和Acta Biomaterialia 等期刊上。

　　相关研究工作得到了中组部青年千人计划、科技部“863”计划以及所创新重点项目支持。