Materials Today | 华中科技大学张胜民教授团队报道生物能量活性支架系统实现定制化骨科应用

近日，华中科技大学张胜民教授团队在国际材料科学权威期刊Materials Today 发表题为“A highly versatile bioenergetic-active scaffold system for customized orthopedic applications”的研究论文，该研究报道了一种高度通用的生物能量活性支架系统，为难治性骨缺损修复提供了定制化解决方案。

难治性骨缺损的修复仍然是临床面临的重大挑战。通过生物材料调控细胞能量状态促进组织再生，为应对上述挑战提供了全新策略。张胜民教授团队设计了一类高度通用的“生物墨水”（Bioink），实现了定制化生物能量活性支架的快速3D打印。这些支架具有可调的力学性能和降解特质，并通过调控细胞能量状态促进组织修复与再生。

针对骨软骨缺损，该研究3D打印了一种仿生梯度生物能量活性支架，实现了高质量透明软骨的再生和骨软骨界面的重建，获得了与天然骨软骨组织相媲美的生理结构与力学性能；针对大段股骨缺损，该工作定制了一种力学自适应性生物能量活性支架，实现了大段骨缺损的骨桥接和皮质骨重建。上述定制化生物能量活性支架系统通过支架仿生设计和细胞能量调控，无需额外的生长因子和活细胞，成功修复了两种难治性骨缺损，展现了巨大转化潜能。

生物能量活性材料是张胜民教授团队在国际上原创提出并命名的一类再生医学材料，2020年获登Science Advances封面，并于2024年列入四年一届的世界生物材料大会专题论坛，获得国际公认。2024年10月该团队的生物能量活性外泌体工作再次发表于Science Advances，这种高能态外泌体可通过调控靶细胞能量状态显著促进关节软骨再生及稳态维持。此次发表于Materials Today的生物能量活性材料3D打印定制化工作是迈向临床转化的又一个里程碑进展。

华中科技大学生命科学与技术学院和医疗器械监管科学研究院博士生张鑫为论文第一作者，张胜民教授和杜莹莹副教授为共同通讯作者。

该研究得到了国家自然科学基金项目(82130061，32171331，31870960)，中国科协青年人才托举工程 (YESS20200077)等支持。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702124002827

原文链接：

https://life.hust.edu.cn/info/1886/11344.htm

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