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【產(chǎn)通社，2月20日訊】中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所（Shanghai Institute of Ceramics of the Chinese Academy of Sciences，SICCAS）官網(wǎng)消息，目前臨床上對于實(shí)體瘤的治療，通常采用以手術(shù)切除為主，化療、放療為輔的綜合療法。手術(shù)切除大部分骨腫瘤組織之后，在原發(fā)灶部位會造成大塊組織缺損，超過人體自愈范圍，因而需要植入組織工程支架進(jìn)行誘導(dǎo)修復(fù)。同時，由于手術(shù)很難完全清除腫瘤細(xì)胞，為防止腫瘤復(fù)發(fā)，臨床通常會借助傳統(tǒng)化療和放療手段，而放療和化療對病人會造成很大的毒副作用。為解決該問題，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所吳成鐵研究員與常江研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)提出構(gòu)建兼具腫瘤治療和組織再生雙功能特性的3D打印組織工程支架，近期取得了系列性重要進(jìn)展。
該團(tuán)隊(duì)采用3D打印和原位生長相結(jié)合的方式，制備了有序大孔結(jié)構(gòu)生物陶瓷的支架，并在支架表面原位生長二硫化鉬納米片，賦予支架在近紅外照射下迅速升溫的特性。這種制備方式不僅使得二硫化鉬納米片非常穩(wěn)定地依附在陶瓷支架的外層，而且可以對支架的光熱性能和成骨活性進(jìn)行有效調(diào)控。將支架植入腫瘤部位，結(jié)合近紅外光照射進(jìn)行治療，有效抑制了腫瘤的生長，而其他對照組的腫瘤生長不受抑制。同時，體內(nèi)骨修復(fù)實(shí)驗(yàn)表明這種復(fù)合支架保持了生物陶瓷支架原有的優(yōu)良成骨活性，且證實(shí)短暫的激光照射不會影響長期的新骨再生，在骨腫瘤的治療與修復(fù)中表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。目前該研究成果被Nature出版集團(tuán)的期刊NPG Asia Materials, AM2016556R接收（該論文第一作者為在讀博士生王小成）。
該團(tuán)隊(duì)利用多巴胺原位聚合與3D打印生物支架表面礦化的特點(diǎn)，在3D打印的Ca-P-Si生物陶瓷支架表面上誘導(dǎo)出一層自均勻組裝的聚多巴胺/Ca-P納米層，使其兼具光熱抗腫瘤的療效及修復(fù)大塊骨缺損的能力。誘導(dǎo)后的支架表面粗糙度及親水性的提高，以及納米層中含有的OH、NH2-生物活性基團(tuán)能夠促進(jìn)骨間充質(zhì)干細(xì)胞粘附和增殖。其次，誘導(dǎo)出的納米層能夠促進(jìn)Ca-P礦化，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸附，進(jìn)而促進(jìn)骨間充質(zhì)干細(xì)胞的分化及體內(nèi)成骨。同時，誘導(dǎo)后的支架在808nm近紅外光照射下，能實(shí)現(xiàn)快速升溫，進(jìn)而利用其良好的光熱效果，能有效殺死腫瘤細(xì)胞，抑制裸鼠體內(nèi)腫瘤生長。該成果已經(jīng)申請專利一項(xiàng)，相關(guān)研究成果發(fā)表在Biomaterials. 2016; 111: 138-148.（該論文第一作者為在讀生馬紅石），該工作被Materials Today以新聞亮點(diǎn)形式報道。最近，該團(tuán)隊(duì)利用活性營養(yǎng)元素制備了超細(xì)的合成了超小尺度的CuCoS2 納米晶（~10nm），其光熱轉(zhuǎn)換效率能達(dá)到73%，具有非常優(yōu)良的光熱效應(yīng)，能有效殺死腫瘤，同時因?yàn)镃u等活性元素可以促進(jìn)血管化，可能是一類新型的兼具“骨修復(fù)”與“腫瘤治療”的雙功能生物活性納米材料（Adv Funct Mater 2017 DOI: 10.1002/adfm.201606218）。
此外，該團(tuán)隊(duì)還與同濟(jì)大學(xué)合作，探索了細(xì)胞生物打印。該團(tuán)隊(duì)采用酶引發(fā)聚合溫和的高強(qiáng)度超分子-高分子復(fù)合水凝膠與干細(xì)胞進(jìn)行結(jié)合，通過原位3D打印，成功實(shí)現(xiàn)了干細(xì)胞在酶鉸鏈的高強(qiáng)度水凝膠支架中的高效存活，為干細(xì)胞原位3D打印開辟了新方法（Chem Sci 2016;7:2748-2752）。
目前相關(guān)研究已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了部分技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，獲得企業(yè)橫向支持300余萬元。相關(guān)研究工作得到了中組部青年千人計劃、科技部重點(diǎn)研發(fā)計劃，中科院青年拔尖人才以及國家自然基金支持。查詢進(jìn)一步信息，請?jiān)L問官方網(wǎng)站 http://www.sic.cas.cn。（Lisa WU, 365PR Newswire） （完）
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