近日，中國科學院深圳先進技術研究院生物醫學與健康工程研究所轉化醫學研究與發展中心研究員賴毓霄團隊，圍繞骨肉瘤治療的臨床難題，探讨了金屬鎂抗腫瘤、光熱、促成骨的多重功能，采用低溫沉積3D打印技術研發出一種含鎂可降解高分子多功能多孔仿生支架，賦予其近紅外光熱效應抑制腫瘤複發，并序貫釋放鎂離子有效促進骨缺損修複。相關研究成果以Multifunctional magnesium incorporated scaffolds by 3D-Printing for comprehensive postsurgical management of osteosarcoma為題，發表在Biomaterials上。

骨肉瘤（OS）是惡性原發性骨腫瘤，易發生肺部轉移、惡性程度高、預後差。現有治療骨腫瘤手段如外科保肢手術治療、新輔助化療(術前化療 外科治療 術後化療)等，無法平衡治療與修複之間的矛盾，如手術切除後的大面積骨缺損若無法修複，緻殘緻畸率較高，影響病患的術後生活質量。因此，如何早期幹預骨腫瘤并有效防止術後複發，減少放/化療的嚴重毒副作用及骨腫瘤組織切除術後殘留腫瘤細胞的消融和術後大面積骨缺損的修複及再生，是提高骨腫瘤術後生存率的有效辦法，也是當前惡性骨腫瘤臨床治療中富有挑戰性的重要問題，需要尋找新型的治療策略是解決骨腫瘤臨床問題的關鍵。賴毓霄團隊創新性的構建了一種骨腫瘤治療-骨缺損修複一體化活性生物材料，在金屬鎂顆粒與PLGA聚合物的複合材料體系基礎上，構建出具有“抑制腫瘤 促進成骨 力學适配”一體化活性支架。研究以3D打印技術為橋梁，實現宏觀/微觀多重結構仿生、力學适配及組成可控的複合多孔支架的精準制造，通過材料學、影像學、組織學、分子生物學等手段，探讨了鎂複合多功能支架的組成結構與其降解性能、光熱性能、體内降解的産物與抑制腫瘤及促進成骨之間的生物學機制。

鎂複合多功能支架具有良好的生物相容性和降解可控性，通過一系列的光熱實驗證明了在近紅外激光照射下，金屬鎂顆粒具有良好的近紅外光熱效果，鎂複合多功能支架能在近紅外光響應條件下快速實現殘餘腫瘤的消融，有效抑制了腫瘤複發，且釋放的鎂離子能夠促進後期的骨再生，進而賦予支架抑制腫瘤複發和缺損骨修複的雙功能。研究發現，鎂複合多功能支架可激活成骨細胞的AKT和β-catenin通路，上調成骨細胞相關轉錄因子Runx2、Osterix的表達和晚期OPN、OPG、OCN蛋白的表達，為研發多功能活性生物材料用于骨肉瘤術後防複發治療及骨修複再生提供新思路與新方法，頗具有臨床應用前景。

研究工作得到國家自然科學基金、中科院創新交叉團隊項目、深圳市戰略性新興産業發展專項資金“創新鍊 産業鍊”融合專項扶持計劃和深圳科創委員會基礎研究項目的支持。

低溫3D打印鎂複合多功能支架用于骨肉瘤術後治療及骨缺損修複的研究路線圖

來源：中國科學院深圳先進技術研究院

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