▲團隊利用3D列印技術打造客製化骨支架，促進血管新生與骨骼再生。（圖／記者游瓊華翻攝）
記者游瓊華／台中報導
中國醫藥大學附設醫院近期成功開發「3D列印白蘚皮－矽酸鈣複合支架」，結合中藥抗發炎、3D列印與奈米外泌體調控技術，有望為骨缺損與骨重建治療帶來新突破。研究成果也已刊登於國際生物奈米技術頂尖期刊《Journal of Nanobiotechnology》。
大面積骨缺損治療長期面臨修復困難，尤其在重大創傷、骨腫瘤切除或嚴重感染後，患者往往因局部長期慢性發炎，導致血管難以新生、骨組織不易修復，甚至需反覆接受補骨手術與長期復健。中醫大附醫指出，這項研究由院長周德陽率領骨科部醫師林宗立，以及異種移植轉譯研發中心副主任謝明佑等團隊共同完成。
團隊針對大面積骨缺損治療中「發炎難控制、血管不易生成」的瓶頸，導入中藥與智慧生醫材料技術，希望打造更接近人體自然修復機制的再生環境。周德陽表示，目前臨床上常見的自體骨移植雖然修復效果佳，但受限於可取得骨量有限，患者還需額外接受取骨手術，增加疼痛與感染風險。
至於一般合成骨材，雖具生物相容性，但缺乏主動調控發炎反應與促進血管新生能力，一旦植入區域持續處於慢性發炎狀態，即使補入骨材，也可能因血液供應不足而影響修復效果。為突破治療限制，研究團隊利用3D列印技術，將具有抗發炎特性的中藥「白蘚皮」萃取物，融入可釋放鈣與矽離子的矽酸鈣支架中，開發出兼具骨支撐與免疫調控功能的「3D列印白蘚皮－矽酸鈣複合支架」。
林宗立表示，骨修復不只是單純把骨頭「填滿」，更重要的是建立有利再生的微環境。新型支架透過3D列印客製化設計，可依患者骨缺損位置打造適合結構，並具備多孔性與生物活性，有助細胞附著、血管新生與新骨長入。研究團隊進一步指出，支架植入後釋放的活性成分，可調控局部免疫反應，將原本具有破壞性的「促發炎型巨噬細胞」轉化為有助修復的「促修復型巨噬細胞」。
謝明佑說明，經誘導後的M2巨噬細胞，會大量分泌富含「miR-21」微小RNA的外泌體，這些奈米級訊息載體進入幹細胞後，可抑制阻礙組織修復的相關基因，進一步啟動血管新生與骨骼再生機制。
動物實驗結果顯示，該複合支架植入後，不僅能有效降低局部發炎，也促進大量新生微血管形成，加速骨組織修復與成熟。在兔子大面積骨缺損模型中，新生骨生成與骨整合表現均明顯優於傳統材料。
周德陽強調，這項研究展現中西醫結合在再生醫學領域的創新潛力，也為智慧生醫材料與無細胞再生療法提供新方向。未來「3D列印白蘚皮－矽酸鈣複合支架」有望應用於大面積骨缺損與骨重建治療，降低患者二次手術風險，提供更多元且精準的骨再生治療選擇。
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