3D打印黑磷支架能够促进骨缺损修复

9月4日，记者从中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称深圳先进院）获悉，该院研究员赖毓霄团队采用低温沉积3D打印技术，研发了一种可降解高分子复合黑磷的多功能仿生多孔支架，首次探讨了黑磷支架在植入骨组织中引起的免疫响应功能。该支架能够通过调控免疫系统影响免疫微环境，从而有效促进骨缺损修复，具有广阔的临床应用前景。相关研究成果近日发表在《先进科学》上。

3D打印技术因其可制造出具有复杂结构和良好生物相容性的可植入骨支架，在骨科领域引起广泛关注。黑磷作为一种新型二维材料，已经在催化能源、光电器件和肿瘤治疗等领域得到应用。“我们使用低温沉积3D打印技术开发了一种可降解高分子乳酸—乙醇酸（PLGA）结合黑磷（BP）的多功能仿生多孔支架PLGA/BP支架，并证明了黑磷具有调控巨噬细胞极化及调节骨免疫微环境和骨再生的作用。”深圳先进院副研究员姚振宇说。

赖毓霄团队发现，PLGA/BP支架具有良好的生物相容性、生物降解性和力学性能，且黑磷的降解产物PO_４^3-对骨组织矿化具有重要意义。与此同时，研究团队观察到PLGA/BP支架可以招募巨噬细胞，并促进它们向M2型巨噬细胞极化。这有助于抑制骨损伤区早期炎症反应，并创造良好的骨免疫环境，从而促进骨髓间充质干细胞的分化和骨再生。

赖毓霄介绍，在体内研究中，通过一项针对类固醇相关性骨坏死（SAON）大鼠的实验，团队提出一种以临床挑战为导向的骨免疫调节和成骨治疗方法，利用适当的骨修复材料对SAON骨缺损进行填充和修复。实验结果显示，采用3D打印的PLGA/BP支架能够诱导M2型巨噬细胞的增加，促使大鼠机体产生适合骨整合的免疫微环境，加速其骨组织的形成和修复。