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3D打印多功能支架材料研究获重要进展

时间:2021-11-25 01:00 点击次数:
  本文摘要:目前临床上对于实体瘤的化疗,一般来说使用以手术手术居多,化疗、超声辅的综合疗法。手术手术大部分骨肿瘤的组织之后,在原发灶部位不会导致大块的组织病变,多达人体治愈范围,因而必须植入的组织工程支架展开诱导修缮。同时,由于手术很难几乎清理肿瘤细胞,为避免肿瘤发作,临床一般来说不会利用传统化疗和超声手段,而超声和化疗对病人不会导致相当大的毒副作用。

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目前临床上对于实体瘤的化疗,一般来说使用以手术手术居多,化疗、超声辅的综合疗法。手术手术大部分骨肿瘤的组织之后,在原发灶部位不会导致大块的组织病变,多达人体治愈范围,因而必须植入的组织工程支架展开诱导修缮。同时,由于手术很难几乎清理肿瘤细胞,为避免肿瘤发作,临床一般来说不会利用传统化疗和超声手段,而超声和化疗对病人不会导致相当大的毒副作用。为解决问题该问题,中国科学院上海硅酸盐研究所吴成铁研究员与常江研究员率领的研究团队明确提出建构兼备肿瘤化疗和的组织再造双功能特性的3D打印机的组织工程支架,近期获得了系列性最重要进展。

该团队使用3D打印机和原位生长结合的方式,制取了有序大孔结构生物陶瓷的支架,并在支架表面原位生长二硫化钼纳米片(图1),彰显支架在近红外太阳光下很快加剧的特性。这种制取方式不仅使得二硫化钼纳米片十分平稳地把持在陶瓷支架的外层,而且可以对支架的光热性能和成骨活性展开有效地调控。将支架植入肿瘤部位,融合将近红外光太阳光展开化疗,有效地诱导了肿瘤的生长,而其他对照组的肿瘤生长不不受诱导。同时,体内骨修缮实验指出这种填充支架维持了生物陶瓷支架原先的优良成骨活性,且证实一段时间的激光太阳光会影响长年的新骨再造(图2),在骨肿瘤的化疗与修缮中展现出出有极大的应用于潜力。

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目前该研究成果被Nature出版发行集团的期刊NPGAsiaMaterials,AM2016556R接管(该论文第一作者为在读博士生王小成)。该团队利用多巴胺原位单体与3D打印机生物支架表面矿化的特点,在3D打印机的Ca-P-Si生物陶瓷支架表面上诱导出有一层自均匀分布装配的聚多巴胺/Ca-P纳米层(图3),使其兼备光热抗肿瘤的疗效及修缮大块骨缺损的能力。诱导后的支架表面粗糙度及亲水性的提升,以及纳米层中所含的OH、NH2-生物活性基团需要增进骨间充质干细胞黏附和细胞分裂。其次,诱导出有的纳米层需要增进Ca-P矿化,不利于营养物质的导电,进而增进骨间充质干细胞的分化及体内成骨。

同时,诱导后的支架在808nm近红外光太阳光下,能构建较慢加剧,进而利用其较好的光热效果,能有效地杀掉肿瘤细胞,诱导裸鼠体内肿瘤生长。该成果早已申请专利一项,涉及研究成果公开发表在Biomaterials.2016;111:138-148.(该论文第一作者为在读生马红石),该工作被MaterialsToday以新闻亮点形式报导(图4)。

最近,该团队利用活性营养元素制取了超细的制备了超强小尺度的CuCoS2纳米晶(~10nm),其光热切换效率能超过73%,具备十分优良的光热效应,能有效地杀掉肿瘤,同时因为Cu等活性元素可以增进血管化,有可能是一类新型的兼备“骨修缮”与“肿瘤化疗”的双功能生物活性纳米材料(AdvFunctMater2017DOI:10.1002/adfm.201606218)。

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