中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院人體組織與器官退行性研究中心阮長(zhǎng)順研究團(tuán)隊(duì)與重慶大學(xué)生物工程學(xué)院羅彥鳳團(tuán)隊(duì)在 3D 打印生物可降解哌嗪基聚氨酯支架的研究取得進(jìn)展。相應(yīng)成果為“Ma YF, Hu N, Liu J, et al.Threedimensional printing of biodegradable piperazinebasedpolyurethane-urea scaffolds with enhanced osteogenesis for bone regeneration [J].ACS Applied Materials ＆ Interfaces, 2019, 11(9): 9415-9424(3D打印生物可降解哌嗪基聚氨酯支架促骨組織再生的研究)”。

具有均勻連通的孔結(jié)構(gòu)、與骨組織匹配的力學(xué)性能、良好的生物相容性和促進(jìn)成骨性能的生物可降解聚合物支架可代替骨缺損組織功能并原位誘導(dǎo)新骨再生，為大段骨缺損的臨床修復(fù)提供新的思路。3D 打印技術(shù)為個(gè)性化定制聚合物支架的物理結(jié)構(gòu)方面提供了新的可靠方法，但個(gè)性化骨再生的 3D 打印生物可降解聚合物支架的化學(xué)和生物學(xué)性能依然面臨巨大挑戰(zhàn)。該研究基于自主研發(fā)的具有良好促成骨性能的哌嗪基聚氨酯材料，結(jié)合 3D 打印技術(shù)，制備出具有均勻連通孔結(jié)構(gòu)、與骨組織匹配的力學(xué)性能、良好生物相容性和本體促進(jìn)成骨性能的生物可降解聚合物支架，旨在為骨組織再生研究提供新的理論基礎(chǔ)。

與傳統(tǒng)的生物可降解聚乳酸相比，該研究所制備的促成骨性生物可降解哌嗪基聚氨酯 3D 支架，在體外具有與骨組織相匹配的力學(xué)性能、促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖和向成骨分化與礦化；在體內(nèi)能夠促進(jìn)骨組織的原位再生，且具有哌嗪含量依賴性，這與哌嗪含量對(duì)支架的力學(xué)性能、親疏水性及氮元素的含量影響密切相關(guān)；在體外對(duì)哌嗪促進(jìn)成骨能力進(jìn)一步表征發(fā)現(xiàn)其最優(yōu)濃度為 0.5 mmol/L 。

該研究為骨組織再生提供了理想的生物可降解支架，為骨缺損治療提供了新曙光。

3D 打印用于骨再生的促成骨性生物可降解哌嗪基聚氨酯支架示意圖