亚洲精品一区二区三区在线_91原创国产_日本69视频_久久av综合_日韩电影在线一区_一区二区三区久久

熱門標簽-網站地圖-注冊-登陸-手機版-投稿 3D打印網,中國3D打印行業門戶網!
當前位置:主頁 > 3D打印案例 > 正文

3D打印仿生陶瓷支架用于腫瘤防治與骨修復

時間:2025-05-29 09:59 來源:EFL生物3D打印與生物制造 作者:admin 閱讀:

       骨肉瘤是一種好發于青少年的惡性骨腫瘤,5年總體生存率低于20%。當前主要治療手段為保肢手術聯合放化療,但存在兩大核心問題:一是手術難以徹底清除殘留腫瘤細胞,易導致復發,而放化療副作用顯著;二是腫瘤侵襲常造成嚴重骨缺損,自體修復能力有限,易引發功能障礙。    
     針對上述痛點,廣東工業大學的何福坡、廣東省科學院生物與醫學工程研究所的吳婷婷和陸特良以及廣東省人民醫院的張余研究團隊合作,開發了一種具有光熱/化學動力學效應和離子調控功能的3D打印仿生陶瓷支架。該支架以鋅摻雜β-磷酸三鈣陶瓷為基體,表面包覆負載鐵離子和Ti₃C₂ MXene的多巴胺修飾透明質酸水凝膠膜。在腫瘤微環境中,水凝膠快速降解釋放鐵離子,通過消耗谷胱甘肽和誘導羥基自由基生成,協同近紅外光觸發的光熱效應,誘導腫瘤細胞鐵死亡;腫瘤清除后,鋅、鐵離子持續釋放促進間充質干細胞成骨分化和內皮細胞血管生成,實現血管化骨組織再生。    
       相關研究以“3D㏄rinted Biomimetic Ceramic Scaffolds with Photothermal/Chemodynamic Effects and Ionic Microenvironment for Preventing Tumor Recurrence and Promoting Vascularized Bone Reconstruction”為題,發表在《Advanced Functional Materials》上。廣東省科學院生物與醫學工程研究所陸特良為第一作者

 

圖1. ZnTP@Fe/TC支架用于骨肉瘤光熱/化學動力學消融及血管化骨重建的示意圖。


研究內容
1. Ti₃C₂的制備及Fe/TC的化學動力學活性,通過X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)及元素 mapping等表征手段,研究了多層Ti₃C₂的結構與組成;利用鄰菲羅啉顯色法、TMB羥基自由基檢測及DTNB谷胱甘肽消耗實驗,分析了Fe³⁺與Ti₃C₂的相互作用及ROS生成能力。結果表明,酸性條件下Ti₃C₂可將Fe³⁺還原為Fe²⁺,觸發Fe³⁺/Fe²⁺氧化還原循環,顯著提升Fenton反應效率,促進·OH生成并消耗GSH,誘導腫瘤細胞鐵死亡。      

 

圖2. Ti₃C₂(TC)的制備及Fe/TC的化學動力學活性表征。   


2. ZnTP@Fe/TC支架的構建與性能,采用化學沉淀法合成鋅摻雜β-磷酸三鈣(ZnTP)陶瓷粉末,通過擠出式3D打印技術制備多孔支架,結合負壓浸潤法包覆多巴胺修飾透明質酸(HA-DA)水凝膠膜并負載Fe³⁺和Ti₃C₂。通過FTIR、NMR、SEM及EDS等手段驗證支架結構,利用pH響應降解實驗和近紅外光熱測試評估其腫瘤微環境響應性。結果顯示,HA-DA水凝膠在酸性條件下快速降解并釋放鐵離子,支架在808 nm激光照射下可升溫至55°C以上,且光熱穩定性良好。      
 

圖3. 功能化仿生支架ZnTP@Fe/TC的構建與表征。   


3. 體外抗腫瘤效果及機制,通過CCK8法、活/死細胞染色及流式細胞術,研究了支架對人骨肉瘤143B細胞的殺傷能力;利用DCFH-DA熒光探針、ELISA及C11-BODIPY染色,分析了ROS積累、谷胱甘肽(GSH)消耗、脂質過氧化(LPO)及鐵死亡相關蛋白表達。結果表明,ZnTP@Fe/TC在近紅外光下通過光熱(PTT)與化學動力學(CDT)協同作用,顯著提升腫瘤細胞凋亡率(34.1%)和ROS水平,下調GPX4表達并誘導鐵死亡。      
 

圖4. 功能化仿生支架的體外抗腫瘤性能分析。   


4. 體內抗腫瘤及骨修復效果,通過裸鼠皮下腫瘤模型和大鼠顱骨缺損模型,結合H&E染色、TUNEL凋亡檢測、Ki67增殖標記及Micro-CT重建,評估了支架的體內抗腫瘤效率和血管化骨再生能力。結果顯示,ZnTP@Fe/TC+NIR組腫瘤清除率顯著提高,且顱骨缺損處新骨體積(BV/TV)和血管密度顯著高于對照組,鋅、鐵離子協同促進成骨分化和血管生成。      
 

圖 5. 功能化仿生支架的體內抗腫瘤分析。

 

圖 6. 功能化仿生支架的體外成骨和血管生成性能分析。

 

圖 7. 功能化仿生支架介導的體內血管生成分析。
圖 8. 功能化仿生支架介導的顱骨缺損修復分析。


研究結論
本研究開發了一種通過3D打印磷酸鈣陶瓷支架包覆HA-DA水凝膠膜負載鐵離子和Ti₃C₂的功能化仿生支架。HA-DA-Fe水凝膠膜可響應腫瘤微環境快速降解,釋放的鐵離子與GSH反應消耗谷胱甘肽,同時Ti₃C₂將Fe³⁺還原為Fe²⁺,通過Fenton反應生成·OH,降低GPX4表達,促使ROS積累和LPO生成,誘導腫瘤細胞鐵死亡。ZnTP@Fe/TC支架結合光熱與化學動力學療法,展現出顯著的抗骨肉瘤效果。此外,支架釋放的鋅和鐵離子可促進人臍靜脈內皮細胞血管化及骨髓間充質干細胞成骨分化,加速體內血管化和新骨再生,利于骨缺損重建。本研究表明,這種負載納米顆粒和金屬離子的仿生陶瓷支架在預防腫瘤復發和治療腫瘤相關骨缺損方面具有應用潛力。

文章來源:

https://doi.org/10.1002/adfm.202418438


 

(責任編輯:admin)

weixin
評論
發表評論
請自覺遵守互聯網相關的政策法規,嚴禁發布色情、暴力、反動的言論。
評價:
主站蜘蛛池模板: 中文国产成人精品久久一区 | 国产日韩久久久久69影院 | 欧美日韩亚洲视频 | 九九热这里有精品 | 日韩国产欧美一区二区三区在线 | 国产日产欧美精品一区二区三区 | 国产精品免费观看网站 | 最新大黄网站免费 | 国产日本在线视频 | 五月天色综合 | 国产精品久久网 | 国产午夜在线观看 | 免费精品国产日韩热久久 | 另类区| 欧美极品另类xxx | 亚洲免费在线 | 免费亚洲网站 | 免费一级淫片 | 一级毛片免费的 | 久久se精品一区二区国产 | 久久成人国产精品二三区 | 日韩欧美国产综合 | 亚洲欧美日韩在线2020 | 亚洲国产成人精品一区二区三区 | 国产日韩欧美精品在线 | 国产偷窥女洗浴在线观看 | 热综合一本伊人久久精品 | 国产日韩欧美中文 | 国内精品久久久久久中文字幕 | 毛片网此 | 日韩欧美精品一区二区 | 日韩亚洲欧美视频 | 成人看的一级毛片 | 亚洲精国产一区二区三区 | 国产不卡视频在线播放 | 在线观看亚洲 | 91在线一区二区 | 亚洲视频五区 | 国产91精品黄网在线观看 | 国产精品一区二区久久不卡 | 欧美国产日韩在线 |