阮長順研究團隊制備出促成骨性生物可降解哌嗪基聚氨酯 3D 支架

中國科學院深圳先進技術研究院人體組織與器官退行性研究中心阮長順研究團隊與重慶大學生物工程學院羅彥鳳團隊在 3D 打印生物可降解哌嗪基聚氨酯支架的研究取得進展。相應成果為“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構、與骨組織匹配的力學性能、良好的生物相容性和促進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新骨再生，為大段骨缺損的臨床修復提供新的思路。3D 打印技術為個性化定制聚合物支架的物理結構方面提供了新的可靠方法，但個性化骨再生的 3D 打印生物可降解聚合物支架的化學和生物學性能依然面臨巨大挑戰。該研究基于自主研發的具有良好促成骨性能的哌嗪基聚氨酯材料，結合 3D 打印技術，制備出具有均勻連通孔結構、與骨組織匹配的力學性能、良好生物相容性和本體促進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。

與傳統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性能、促進成骨細胞的增殖和向成骨分化與礦化；在體內能夠促進骨組織的原位再生，且具有哌嗪含量依賴性，這與哌嗪含量對支架的力學性能、親疏水性及氮元素的含量影響密切相關；在體外對哌嗪促進成骨能力進一步表征發現其最優濃度為 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