中国科学院1区TOP期刊《Chemical Engineering Journal》在线刊登了我校科技成果孵化中心陆地以及云南省第一人民医院骨科陆声教授的最新研究成果题目为“Wnt3a loaded deformable hydrogel acts as a 3D culture platform for in situ recruitment of stem cells to efficiently repair bone defects via the asymmetric division”的研究论文。该文利用壳聚糖(CS)制备了可使骨髓间充质干细胞(BMSCs)自由增殖渗透的三维网络水凝胶。在该治疗平台上，负载的生物生长因子Wnt3a以不对称细胞分裂(ACD)的方式促进骨祖细胞的分化，从而加速骨形成。在这种“智能生物材料”的作用下，可变形的水凝胶中可以快速富集干细胞，并在小鼠颅骨上观察到高效的骨再生，为临床上骨缺损相关疾病的治疗提供了新的思路。
创伤和某些疾病(如关节炎、肿瘤、畸形等)引起的骨缺损在世界范围内仍然是一个重大的临床挑战，其发病率的上升引起了人们的极大关注。在所有临床治疗手段中，自体骨移植仍是公认的金标准，然而，供体来源不足和供体部位并发症的障碍仍然存在。更重要的是，移植过程中的侵入性操作往往会给患者带来不可弥补的伤害，远远不能满足临床的需求。近年来，基于生物材料的组织工程技术已成为骨再生领域的研究热点。为此，该研究提出了一种基于干细胞原位募集的合理设计，以规避这些棘手的问题。
为了制备一个先进的组织工程平台，有效的促进细胞智能分化治疗骨缺损，该研究筛选小肽S-PE作为中心信号平台，在仿生3D介质中募集来自全身的骨祖细胞。重要的是，水凝胶的热响应性相变可使其填充不规则的缺陷区域，并保持一个动态补充的干细胞池，从而通过wnt3a诱导的ACD快速实现骨形成。根据设计的策略，所制备的可注射水凝胶具有体温(37℃)触发凝胶化、适宜的细胞生态位环境、BMSCs原位募集、增加局部细胞数量、加速骨形成以及良好的的生物相容性和生物降解性能。此研究所体现的细胞原位募集，维持细胞增殖分化平衡，和无创治疗的概念将扩展到骨修复领域之外，可在不久的将来成为一种临床转化的方法，具有巨大的潜力。
昆明医科大学科技成果孵化中心陆地教授和云南省第一人民医院骨科陆声教授为本文的共同通讯作者，骨科博士研究生彭志和昆明医科大学青年教师牛世伟为本文的共同第一作者。本研究工作得到国家自然科学基金、云南省科技厅和云南省教育厅的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.136163
