骨、軟骨及牙周缺損修復(fù)是目前臨床上面臨的最具有挑戰(zhàn)性的問題之一，雖然組織工程方法為解決這類問題提供了新方法，但是傳統(tǒng)的組織工程支架材料因結(jié)構(gòu)與功能單一，在組織工程應(yīng)用中仍然存在諸多問題。中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員常江與吳成鐵帶領(lǐng)的研究小組在過去三年中，通過與昆士蘭科技大學(xué)和浙江大學(xué)合作，在多功能介孔生物活性玻璃組織工程支架的設(shè)計(jì)、制備與應(yīng)用中取得了系列重要研究進(jìn)展。最近，該研究小組成功制備了含Li的介孔生物活性玻璃支架，并與浙江大學(xué)合作研究了其在關(guān)節(jié)缺損修復(fù)中的作用，發(fā)現(xiàn)該類材料不僅能夠促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨下骨的修復(fù)，同時(shí)還能夠促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨缺損的愈合與再生，充分體現(xiàn)了該類材料修復(fù)骨-軟骨的雙向功能特性，相關(guān)的研究機(jī)理涉及該類材料不僅活化了骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的Wnt/β-catenin信號(hào)通路，而且激活了軟骨細(xì)胞的自噬功能（圖1）。目前該研究成果被Advanced Functional Materials接收。該類材料不僅能夠用于骨-軟骨修復(fù)，同時(shí)還能夠顯著地誘導(dǎo)牙周膜干細(xì)胞的成骨成牙分化，有望用于牙周缺損修復(fù)與再生。（Biomaterials. 2012;33:6370-9）

　　介孔生物活性玻璃支架不僅能夠促進(jìn)骨的修復(fù)，還能夠誘導(dǎo)干細(xì)胞成血管化。該小組通過引入誘導(dǎo)低氧壓(HIF)的營養(yǎng)元素，促進(jìn)了干細(xì)胞的VEGF分泌與基因表達(dá)，提高的成血管化潛力，相關(guān)結(jié)果陸續(xù)發(fā)表在Biomaterials期刊上。(Biomaterials. 2013;34(2):422-33. Biomaterials. 2012;33(7):2076-85.) (圖2)

　　介孔生物玻璃不僅具有成骨促進(jìn)性能，而且含有有序結(jié)構(gòu)的納米介孔孔道結(jié)構(gòu)。該研究團(tuán)隊(duì)利用介孔生物活性玻璃的這些特點(diǎn)，成功地將不同功能性藥物裝載進(jìn)入介孔生物玻璃支架的介孔孔道中，通過藥物的緩慢釋放與支架本身的活性組成協(xié)同促進(jìn)干細(xì)胞的成骨、成血管化分化。通過此類研究，將藥物傳輸巧妙地運(yùn)用到組織工程應(yīng)用中去，賦予了組織工程支架的多功能性。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于Biomaterials, Acta Biomater和J Mater Chem B 。(Biomaterials 2011;32(29):7068-78. Biomaterials. 2013;34:422-33. Acta Biomater. 2013;9:9159-68. J. Mater. Chem. B, 2013;1 :2710-2718) 

　　上述研究成果近兩年的發(fā)表論文已被引用250余次，受到了國際同行的好評(píng)。該研究得到了中組部青年千人計(jì)劃與上海市浦江人才計(jì)劃等基金支持。 

圖1. 介孔生物活性玻璃支架智能地修復(fù)了軟骨及軟骨下骨

圖2. 低氧壓模擬的介孔生物活性玻璃(hypoxia-mimicking MBG)支架促進(jìn)了干細(xì)胞成血管化因子的分泌