大量的基础研究表明，3D打印技术在组织工程和再生医学方面具有广阔的应用前景，特别是在利用各种生物材料制作不同的骨缺损修复支架方面，具有相当大的优势。3D打印的骨支架，不仅与真正的骨组织的孔径、孔隙率和连通性相似，而且还能促进细胞粘附和增殖，并为新骨生成提供空间。
然而，并非所有的骨修复材料都能与3D打印技术兼容。在使用3D打印技术制作支架时，关键是要考虑不同材料的生物学特性和打印设备的兼容性，如喷嘴直径、溶液粘度等打印因素。因此，寻找一种具有良好生物相容性的材料，将其与3D打印技术相结合，制备一种3D打印骨支架，用以骨缺损的修复，将对骨组织工程产生重要启发。
图为：文章首页
羟基磷灰石（HA）因其优异的生物相容性和骨传导性而被广泛用作骨修复材料，来源于骨髓间充质干细胞(BMSCs)的小细胞外囊泡(sEVs)，可以调节骨代谢并刺激干细胞的成骨分化。基于此，博辉瑞进联合天津医科大学第二医院、天津医科大学口腔医学院、天津中诺口腔医院、首都医科大学附属北京朝阳医院专家团队，结合BMSCs-sEVs和3D-HA支架的生物活性，设计了一种功能化骨再生支架 (3D H-P-sEVs) ，该支架利用融合肽的靶向性来提高sEVs的负载效率。
图为：3D-HA功能化支架的制备及骨再生大鼠颅骨缺损模型植入示意图
在本项研究中，重点考察了3D H-P-sEVs支架的结构、力学性能和体外降解性能。在大鼠颅骨损伤模型中，3D H-P-sEVs支架表现出良好的生物相容性，显著增加了成骨相关基因和蛋白的表达，具有有意义的骨整合效果。研究证实，3D H-P-sEVs支架通过融合肽-外泌体的结合为骨再生修复提供了一种创新的复合支架选择，提高了成骨性能。
图为：3D-HA和功能化3D-HA支架的表征
图为：3D-HA、H-sEVs、H-P1-sEVs和H-P2-sEVs支架上的细胞附着、增殖和形态
图为：3D-HA、H-sEVs、H-P1-sEVs和H-P2-sEVs支架体外成骨分化的研究
图为：与成骨相关的蛋白质的免疫荧光测定
图为：体内3D-HA和功能化3D-HA支架的骨再生
近日，该研究成果已获材料科学领域权威期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》收录，文章标题《Functionalized 3D Hydroxyapatite Scaffold by Fusion Peptides-Mediated Small Extracellular Vesicles of Stem Cells for Bone Tissue Regeneration》,影响因子9.5。
博辉瑞进自主研发、具有自主知识产权的骨填充修复材料技术平台，采用脱细胞外基质凝胶与羟基磷灰石复合，具有骨引导的同时，提高了骨填充材料的生物相容性。SIS凝胶中含有生物活性因子，可促进血管再生，进一步促进骨修复，SIS凝胶的相关研究已经发表多篇SCI论文（Cell Proliferation ，2022，Volume55.，Journal of Materials Chemistry B，2022, 10, 6279-6286.，ACS Applied Materials & Interfaces，2022, 14, 38525-38540.）。同时，羟基磷灰石颗粒表面具有多孔结构，促进细胞长入，有助于新骨的生成，羟基磷灰石的相关研究也已经发表在Advanced Functional Materials, 2024: 2315382.，ACS Applied Materials & Interfaces, 2024.业界权威期刊上。博辉瑞进骨填充修复材料在口腔颌面外科、神经外科及四肢脊柱外科均有潜在的应用前景，相关产品正在注册取证过程中。
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