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  10月17日，北京大學(xué)第三醫(yī)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)研究所余家闊教授團(tuán)隊(duì)在Advanced Materials（IF 25.809）發(fā)表題為“Biomimetic nanosilica- collagen scaffolds for in situ bone regeneration: towards a cell-free,one-step surgery”（“用于原位骨再生的納米硅-膠原仿生支架：向無(wú)細(xì)胞、一步式植入手術(shù)邁進(jìn)”）的研究成果。這是余家闊教授團(tuán)隊(duì)繼今年在Science Translational Medicine（IF16.71）發(fā)表組織工程半月板最新研究成果之后，本年度的另一個(gè)再生醫(yī)學(xué)研究成果。

  該研究成果顯示，可通過(guò)一種穩(wěn)健可靠的生物硅化法，對(duì)骨膠原支架進(jìn)行表面修飾，從而獲得既具有均勻、穩(wěn)定骨誘導(dǎo)表面，又具有強(qiáng)大成骨活性的硅化多孔膠原成骨支架。該成骨新方案的研制成功，為臨床治療運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷的巨大骨缺損提供了一種具有臨床轉(zhuǎn)化潛力的技術(shù)手段。

  2003年起，余家闊團(tuán)隊(duì)開(kāi)始進(jìn)行外周血干細(xì)胞和再生醫(yī)學(xué)、組織工程支架和組織工程產(chǎn)品修復(fù)膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)損傷的研究，至今已有16年。在外周血干細(xì)胞作為種子細(xì)胞、組織工程支架、細(xì)胞和支架復(fù)合、組織工程軟骨、組織工程半月板和組織工程骨修復(fù)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷和骨關(guān)節(jié)傷病領(lǐng)域都進(jìn)行了有意義的探索。

  但至今為止的組織工程骨的方案多因細(xì)胞質(zhì)控、生物活性調(diào)節(jié)成分等因素不利于臨床轉(zhuǎn)化。為解決這些問(wèn)題，利用受者的內(nèi)源性細(xì)胞進(jìn)行原位組織再生是一種具有良好前景的手段。這種策略要求生物支架能有效地將宿主干細(xì)胞或祖細(xì)胞招募到損傷部位，同時(shí)為招募細(xì)胞分化成骨提供合適的微環(huán)境。

  本研究通過(guò)對(duì)豬脫鈣松質(zhì)骨（DCB）膠原支架進(jìn)行簡(jiǎn)便易行的表面硅化修飾處理，獲得了具有穩(wěn)健骨誘導(dǎo)活性的納米硅-膠原（nSC）支架。這種穩(wěn)健、有效、簡(jiǎn)單的支架表面修飾方法能仿生天然骨的生物化學(xué)成分和生物物理結(jié)構(gòu)，從而再造新骨再生過(guò)程中的細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）微環(huán)境，使其有利于招募宿主MSC進(jìn)行原位骨修復(fù)。這種修飾方法既溫和又穩(wěn)定，且具有很好的生物滲透性，有潛力應(yīng)用于制備大體積、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多孔組織工程骨支架，在治療巨大骨缺損中具有良好的臨床轉(zhuǎn)化前景。

  北京大學(xué)第三醫(yī)院王少杰（余家闊2017屆博士畢業(yè)生，畢業(yè)后回廈門(mén)大學(xué)附屬中山醫(yī)院關(guān)節(jié)外科與運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)科工作）、江東、張正政（余家闊2017屆博士畢業(yè)生，畢業(yè)后回廣州中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院關(guān)節(jié)與運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)中心工作）為該論文的并列第一作者；北京大學(xué)第三醫(yī)院余家闊教授，中科院化學(xué)研究所高分子物理與化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王星副研究員，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院布萊根婦女醫(yī)院施進(jìn)軍教授為該論文的通訊作者。本次研究成果的取得，再次體現(xiàn)了醫(yī)工結(jié)合、醫(yī)化結(jié)合、學(xué)科交叉合作的優(yōu)勢(shì)，并得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金、國(guó)家高技術(shù)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。

  論文鏈接 https://doi.org/10.1002/adma.201904341