3D打印仿生CACC促进H型血管形成研究

标题：3D Biomimetic Calcified Cartilaginous Callus that Induces Type H Vessels Formation and Osteoclastogenesis

期刊影响因子：

Advanced Science 的2022年影响因子为 15.1（2023年最新数据请以JCR公布为准）。

概要：

本研究通过3D打印技术构建了一种仿生钙化软骨骨痂（CACC）支架（PCL/HA-SF-DFO，简称PHS），用于促进大段骨缺损的修复。该支架模拟了天然骨修复过程中的关键结构：

• 多孔结构：模拟软骨基质降解形成的孔隙；
• 含羟基磷灰石（HA）：模拟钙化软骨基质；
• SF-DFO复合物：实现DFO的缓慢释放，诱导H型血管形成。

研究证实PHS能显著促进血管生成、破骨细胞分化和骨吸收，并通过破骨细胞分泌的CTHRC1因子促进BMSCs的成骨分化。动物实验中，PHS显著促进了大鼠股骨大段骨缺损的再生，并增强了内固定螺钉的骨整合。

使用英格恩（Engreen）产品的实验部分

在小干扰RNA（siRNA）转染实验中，作者使用了Entranster-R4000转染试剂（产品编号：4000-4，由Engreen Biosystem公司提供）对破骨前体细胞进行siRNA转染，以敲低 Cthrc1 基因表达，验证其在成骨耦合中的作用。

实验亮点：

1. 双锚定药物释放系统：通过SF将DFO锚定在HA上，再复合于PCL中，实现DFO的缓慢释放（12周仅释放64.2%），避免了突释现象。
2. 多机制协同促骨再生：
   • 促进H型血管形成（CD31+EMCN+）；
   • 促进破骨细胞分化和吸收功能；
   • 通过破骨细胞分泌CTHRC1促进BMSCs成骨分化。
3. 3D打印精准仿生结构：采用熔融沉积成型技术，构建具有理想孔隙（200–400 μm）和力学性能的支架。
4. 系统性体内外验证：
   • 体外：HUVEC成管实验、CAM血管生成实验、破骨细胞诱导与吸收实验、共培养实验；
   • 体内：大鼠大段骨缺损模型、免疫荧光、micro-CT、组织学染色、双荧光标记等。
5. 临床转化潜力：支架不仅能促进骨再生，还能增强内固定螺钉的稳定性，尤其适用于骨质疏松患者的骨修复。