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  近日，北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院、生物醫(yī)學(xué)工程高精尖中心樊瑜波教授團(tuán)隊(duì)于生物材料頂級期刊《Biomaterials》(IF: 10.273) 在線發(fā)表了題為“Simultaneous Nano- and Microscale Structural Control of Injectable Hydrogels via the Assembly of Nanofibrous Protein Microparticles for Tissue Regeneration”的研究論文。該研究報(bào)道了一種新型仿生微納結(jié)構(gòu)可注射型水凝膠，并探索了該材料在骨修復(fù)中的應(yīng)用。

  我國每年因交通事故和生產(chǎn)安全事故所致創(chuàng)傷骨折、脊柱退行性疾病及骨腫瘤、骨結(jié)核等骨科疾病，造成骨缺損或功能障礙患者超過300萬人。通過生物材料填充骨缺損并刺激新生骨形成已經(jīng)成為了臨床上治療骨丟失的常用手段。近年來，可注射型骨修復(fù)材料成為骨修復(fù)材料領(lǐng)域中一個(gè)重要的新型研究方向。通過將修復(fù)材料直接注射到病患部位的微創(chuàng)植入方式，可以顯著減輕病人的痛苦，縮短手術(shù)時(shí)間。同時(shí)，可注射型材料能原位成型來填充各種形狀不規(guī)則的骨缺損，大大簡化了手術(shù)操作。

  然而，目前的可注射型生物材料仍然具有成骨活性不高的缺陷，在臨床上的應(yīng)用受到限制。該研究首次提出了將天然細(xì)胞外基質(zhì)中的微納結(jié)構(gòu)引入可注射生物材料以提高其生物活性的思路，在國際上首次成功研制了具有仿膠原的納米纖維結(jié)構(gòu)和連通微孔結(jié)構(gòu)的可注射水凝膠材料MANF (Microparticle Assembled Nano-Fibrous hydrogels)。研究者發(fā)現(xiàn)仿生的微納結(jié)構(gòu)材料可以極大地促進(jìn)人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨活性，并在動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中促進(jìn)血管新生。隨后研究者將MANF水凝膠注射到大鼠顱骨缺損，發(fā)現(xiàn)該材料可以顯著提高骨的再生能力，相比對照組動(dòng)物骨愈合程度提高了220%以上。此外，MANF水凝膠具有良好的生物相容性和生物降解性，有利于材料的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化和臨床應(yīng)用。

  北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院助理教授侯森（北航卓百博士后出站）為該論文第一作者，樊瑜波教授和美國密歇根大學(xué)Peter X. Ma教授為通訊作者。參與該項(xiàng)研究工作的研究人員還包括北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院副教授牛旭峰、助理教授李林昊、助理教授周瑾等。研究工作得到了國家自然科學(xué)基金青年基金、重大儀器研制和群體項(xiàng)目的支持。

  論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961219305575