AHM | TOMID张超课题组3D打印微球-水凝胶支架通过可编程释放NGF/BMP-2 模拟肽促进神经支配骨再生

         骨受到丰富的感觉神经支配，不仅负责疼痛的传递，还影响骨的发育。感觉神经元通过分泌神经递质/神经肽，作用于外周血管、免疫细胞以及骨髓间充质干细胞，促进血管化，调节骨代谢和重塑。骨缺损发生时，神经首先对微环境的变化做出反应，神经生长因子 （NGF）在第1-3天表达增强，在愈合早期指导神经支配，骨形态发生蛋白 （BMPs）则在骨愈合过程中持续表达，可诱导成骨分化。尽管骨组织工程已经取得了巨大进展，但神经网络的重建仍然是一个挑战，从而导致骨修复受限。

         针对上述问题，中山大学张超、南方医科大学廖立琼等人通过 3D 打印设计并构建了一种模拟 NGF 和 BMP 动态释放性能的微球-水凝胶支架。支架能够实现NGF 模拟肽的快速释放以及BMP-2 模拟肽的长期持续释放，旨在骨缺损早期恢复神经对骨的支配作用。NGF 模拟肽的快速释放可在体外显著促进嗜铬细胞瘤细胞的分化以及雪旺细胞的轴突延长及迁移。同时，NGF/BMP-2 模拟肽的共同递送可以协同增强降钙素基因相关肽依赖性信号通路介导的骨髓间充质干细胞的成骨分化。此外，该支架加速了神经网络重建，并有效增强了体内新骨的再生。总之，这种 3D 打印的微球-水凝胶支架可以模拟天然生长因子的阶段性适配释放，并为神经支配骨再生提供了一种有效的策略。

        该工作以“3D Printed Microsphere-Hydrogel Scaffold Facilitates Restoration of Reinnervation in Bone Regeneration through Programmable Release of NGF/BMP-2 Mimetic Peptides”为题，发表于《Advanced Healthcare Materials》。TOMID博士生张鑫与深圳市药品检验研究院王书晗为共同第一作者，中山大学张超教授、南方医科大学廖立琼副教授为论文的通讯作者。论文作者还包括中山大学博士生杨茜雯、硕士生陈安孛（现为东南大学博士生）、硕士生董树澳。中山大学生物医学工程学院为论文第一单位。本研究得到了国家自然科学基金项目和广州市重点研发计划项目的资助。

论文信息：Xin Zhang, Shuhan Wang, Qianwen Yang, Anbei Chen, Shuao Dong, Liqiong Liao, Chao Zhang. 3D Printed Microsphere-Hydrogel Scaffold Facilitates Restoration of Reinnervation in Bone Regeneration through Programmable Release of NGF/BMP-2 Mimetic Peptides, Advanced Healthcare Materials, https://doi.org/10.1002/adhm.202501594

供稿：张鑫

终审：张超