骨損傷在臨床上很常見，嚴(yán)重的骨缺損無法自愈。此類缺損的臨床治療“金標(biāo)準(zhǔn)”仍然依賴于自體/異體或人工骨移植物的移植。然而，存在缺陷，例如供體限制、免疫排斥、感染風(fēng)險(xiǎn)和骨整合不良，最終可能因異質(zhì)性瘢痕再生、延遲愈合甚至不愈合而導(dǎo)致二次手術(shù)。盡管基于生物活性材料和干細(xì)胞移植的再生策略盛行，但臨界尺寸顱骨缺損的全層重建仍然具有挑戰(zhàn)性。
另一種策略是通過招募和授權(quán)內(nèi)源性干/祖細(xì)胞來原位遞送可溶性因子，以實(shí)現(xiàn)更有效的組織修復(fù)。事實(shí)上，通過重組生長因子利用內(nèi)源性干細(xì)胞進(jìn)行組織再生已被廣泛研究，它可以避免外源性干細(xì)胞移植所需的提取、純化、擴(kuò)增和質(zhì)量控制的復(fù)雜過程。雖然骨再生過程中的體內(nèi)干/祖細(xì)胞也是高度異質(zhì)的，但通過靶向具有成骨潛力的特定干細(xì)胞亞群的原位擴(kuò)增來使用可溶性因子的生物醫(yī)學(xué)工程策略仍然具有挑戰(zhàn)性。
為了克服這些障礙，由浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院歐陽紅偉教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)了一種 3D 打印的水凝膠支架，該支架與優(yōu)化的 NS 混合物相結(jié)合，用作原位細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，不僅可以誘導(dǎo)強(qiáng)大的MSCs 體外擴(kuò)增，但也實(shí)現(xiàn)了體內(nèi)臨界大小顱骨缺損的全層再生。這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然通訊》上。
值得注意的是，通過單細(xì)胞 RNA 分析，他們發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)系統(tǒng)的植入可以極大地促進(jìn)特定 Msx1+ 骨骼干細(xì)胞 (SSC) 亞群的原位募集和擴(kuò)增。此外，增強(qiáng)的骨再生伴隨著與 Msx1+ 骨骼干細(xì)胞 (SSC) 亞群密切相關(guān)的軟骨內(nèi)骨化。這項(xiàng)研究說明了通過含有可溶性因子的組織工程支架進(jìn)行原位干細(xì)胞擴(kuò)增的節(jié)省時(shí)間和再生功效，以實(shí)現(xiàn)更有效的骨再生。
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