提起骨头,人们对其第一印象恐怕就是——硬!但即便坚硬如骨头,也会因外伤撞击等因素而缺损,虽说骨头具有一定再生修复能力,但这一过程较为漫长,患者往往极为痛苦。怎么做才能够尽量缩短这一时间呢?答案或许就在
类器官身上。
再生医学网获悉,近日,来自浙江大学的欧阳宏伟研究团队基于在
3D打印和类器官领域的研究积累,通过数字光处理打印技术,实现负载有骨髓间充质干细胞的水凝胶微球的高效生产和BMSC在微球中的聚集凝结;在软骨诱导培养基中诱导分化3周后,构建出与发育过程中相似的骨痂类器官,且具有与发育中软骨内成骨相似的细胞构成,并实现了4周内快速原位骨再生。
首先,基于目前已经建立的数字光处理3D打印技术平台成功打印出含有hBMSCs的GelMA水凝胶微球,且该微球能够在体外长期培养并保持良好的细胞活性和细胞伸展。
此外,RNA-seq分析结果显示负载有hBMSCs的水凝胶微球在诱导过程中表现出软骨内成骨阶段特异性基因表达模式,以及细胞增殖和分化同时存在的状态,这与发育性软骨内成骨的不同细胞组分和行为高度相似。
将
骨痂类器官注射到裸鼠皮下四周之后,有明显的骨化和血管化出现。
最后,在兔子的长骨缺损修复实验中,骨痂类器官仅在4周内就有效地促进了新骨再生,在以往类似缺损的修复通常需要2-3个月。
综上所述,该研究提出了一种基于水凝胶微球的3D培养系统,该培养系统具有出色的BMSCs体外软骨分化能力,并且实现了干细胞在转录水平上增殖和分化同时存在的状态,它高度概括了参与软骨内成骨过程中的干祖细胞的组成和行为。原位植入后,通过推进软骨内成骨的再生过程,4周内实现快速骨修复,远短于常规骨缺损愈合时间,这说明根据发育或再生过程构建的骨痂类器官是促进骨缺损快速再生的有效策略。
类器官作为
干细胞技术的延伸应用,自其概念问世起就备受医学界人士青睐,被广泛地应用于医学各领域,并发挥出强大的作用。对此,
再生医学网表示,随着该项研究成果的问世,相信将彻底改写骨再生修复的发展史,真正实现超速骨再生。
关键字:骨痂类器官,骨再生,干细胞,再生医学,3D打印
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