原创 3D生物打印构建神经活性的骨组织工程仿生支架——王金武教授、戴尅戎院士团队聚焦神经调控骨修复研究
2023年06月01日 【健康号】 王金武     阅读 960

3D生物打印构建神经活性的骨组织工程仿生支架——王金武教授、戴尅戎院士团队聚焦神经调控骨修复研究

神经对骨修复具有重要的调控作用,然而骨组织工程的研究中很少涉及神经和骨交流的深入探究,所设计的组织工程骨通常缺乏神经活性。施万细胞被证实可以通过旁分泌的外泌体促进骨修复,这可能是神经调控骨修复的重要途径。因此,上海交通大学医学院附属第九人民医院骨科王金武教授、戴尅戎院士团队针对施万细胞外泌体促进骨修复的可能作用方式及分子生物学机制进行了探究,并使用GelMASilMA组成的混合水凝胶负载BMSCs和施万细胞外泌体制成生物墨水,通过生物3D打印制造出神经活性的仿生支架。

王金武教授介绍,高效的骨再生需要来自神经系统的调节。然而,当前的研究对于骨修复过程中神经-骨之间的交流作用方式和机制不明确,并且很少有研究尝试通过增强神经系统的调节作用促进骨再生修复。在发现周围神经系统中的神经胶质细胞——施万细胞来源的外泌体具有极佳的促骨修复的效果和巨大的组织工程应用潜力后,以施万细胞外泌体为研究对象,对施万细胞如何通过外泌体调节骨修复及相关的机制进行深入探讨,并对外泌体结合3D生物打印技术应用于骨组织工程的效果进行了探究。

研究图例:A. 周围神经系统通过施万细胞调控骨修复微环境。B. 神经活性仿生支架的制备。C. 施万细胞外泌体通过其负载丰富的miRNAs调控骨修复机制。D. 仿生支架有效促进骨修复。

研究发现,施万细胞外泌体中富含的miRNAs可以通过调控TGFβ信号通路来促进BMSCs的成骨分化;同时构建的仿生支架可以通过负载的外泌体来模拟施万细胞介导的神经-骨交流来发挥施万细胞对骨再生微环境的调节作用,以增强在骨修复过程中神经系统的功能,有效促进骨修复。研究强调了施万细胞外泌体在施万细胞调节骨再生微环境中的关键作用,并为通过增强神经系统的调节作用来促进神经血管化骨再生的组织工程构建提供了新的策略。本研究提出的方法可能是改善本身伴有神经功能障碍的骨缺损修复效果的有效途径。团队于2023年2月13日,在著名学术期刊《生物活性材料》(Bioactive Materials)在线发表了该研究成果,题为Bioprinted constructs that simulate nerve–bone crosstalk to improve microenvironment for bone repair。王金武教授骨科硕士王天畅为论文第一作者,研究方向为生物3D打印、骨修复的神经调控。项目依托于王金武教授主持的十四五国家重点研发计划“纳米前沿”专项——“基于仿生纳米材料的关节软骨修复技术及植入体研发”(2022YFA1207500)、国家自然科学基金(820724126)、转化医学国家重大基础设施-转化医学协同创新课题(TMSK-2020-118)以及临港实验室“求索杰出青年计划”开放课题(LG-QS-202206-04)的资助。

参考链接: https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2023.02.013


提示x

您已经顶过了!

确认
''
|
请选择举报原因
垃圾广告信息
色情低俗内容
违规有害信息
侵犯隐私、虚假谣传