近日，张兴栋院士团队樊渝江教授和孙勇研究员课题组在Nature Communications上发表题为“An instantly fixable and self-adaptive scaffold for skull regeneration by autologous stem cell recruitment and angiogenesis”的研究论文。论文共同第一作者为博士后卢恭恭、博士生徐扬；华西医院神经外科惠旭辉教授，华西口腔医院颌面外科罗恩教授，生医学院/生材中心蒋青教授，四川医疗器械生物材料和制品检验中心梁洁教授等专家共同参与了该项研究。
由脑外伤引起的大面积颅骨缺损的修复在临床上仍具挑战性。当前，无细胞功能支架重建颅骨缺损面临干细胞来源有限、支架可拉伸性较差和不匹配的界面融合等问题而发展受阻。此外，传统颅骨成形术中的附加器械，如颅骨锁或骨钉，增加了手术的复杂性和成本。因此，寻找在颅骨切除术后可立即植入并固定于缺损部位的柔性可降解生物材料已成为国内外学者研究的新方向。这对于颅脑外伤患者颅骨缺损的再生修复，避免二次开颅手术并降低并发症风险具有重要意义。
图1. HCLS通过募集和保留内源性干细胞快速启动成骨和成血管实现颅骨重建
樊渝江教授和孙勇研究员课题组开发了一种即刻粘附的柔性再生支架（HCLS），在不使用辅助固定器械和外源性生长因子/细胞的情况下，可通过柔性变形和自粘附有效固定于缺损界面，适应颅内压变化的同时保持支架结构的完整性。该支架具有仿生骨基质的杂化交联网络结构，良好的力学匹配和界面整合，可通过柔性变形对外界应力做出响应（图2）。同时，其提供的适当基质微环境调控巨噬细胞M2极化，其较高的孔隙率、相互连通的多孔结构以及功能性的官能团，确保了内源性干细胞的浸润、迁移以及血管长入。研究结果表明，该支架在裸鼠皮下实现了显著的异位矿化和血管生成，在兔(Φ=9 mm)和比格犬(Φ=15 mm)颅骨缺损模型中，分别实现了97%和72%的新生骨覆盖面积。本研究全面评估了一种被广泛考虑的无细胞/因子再生方法的可行性，将为临床上颅骨切除术和颅骨成形术后的即刻修复提供潜在有效的策略。
图2 HCLS通过组织粘附、钙离子螯合和柔性变形，实现良好的力学匹配与界面整合，引导颅骨再生
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-30243-5
