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  骨是一種高度血管化和神經(jīng)支配的組織。骨骼中的神經(jīng)組織影響骨相關(guān)細(xì)胞的行為，是骨修復(fù)的重要調(diào)節(jié)因素，發(fā)揮著獨(dú)特的神經(jīng)支配骨再生作用。創(chuàng)傷性骨缺損會激活缺損區(qū)域受損的交感神經(jīng)系統(tǒng)，進(jìn)而釋放的兒茶酚胺影響骨修復(fù)進(jìn)程。因此，開發(fā)具有抑制骨缺損區(qū)域兒茶酚胺釋放功能的3D生物打印支架對于骨缺損治療具有重要意義。

  近期，東華大學(xué)何創(chuàng)龍教授團(tuán)隊(duì)基于交感神經(jīng)釋放的兒茶酚胺在骨缺損修復(fù)中的潛在影響，利用3D生物打印技術(shù)構(gòu)建了一種具有緩釋硝苯地平和成骨誘導(dǎo)活性的水凝膠支架（SGL-NP@Eth）。通過向生物墨水中添加鋰皂石，改善了生物墨水的可打印性，并提高了支架的力學(xué)強(qiáng)度和促成骨活性，增強(qiáng)了支架的骨再生性能（圖1）。為了賦予支架抑制骨缺損區(qū)域兒茶酚胺釋放的功能，利用醇質(zhì)體（Eth）裝載抑制兒茶酚胺釋放的阻滯劑硝苯地平（NP）得到硝苯地平醇質(zhì)體（NP@Eth），而NP@Eth均勻分散于生物墨水中減弱了NP前期的突釋行為，延長了NP從支架中持續(xù)釋放的時間（圖2）。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，SGL-NP@Eth支架可以抑制神經(jīng)細(xì)胞PC12釋放兒茶酚胺的行為，并通過上調(diào)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）相關(guān)成骨基因的表達(dá)（RUNX2、Osterix、OPN和Col1a）和促進(jìn)礦物基質(zhì)形成來增強(qiáng)骨的生成。另外，SGL-NP@Eth支架能夠通過抑制骨髓單核細(xì)胞（BMMCs）相關(guān)破骨基因Ctsk和TRAP的表達(dá)來抑制破骨細(xì)胞的生成（圖3）。大鼠顱骨缺損模型結(jié)果顯示，SGL-NP@Eth支架表現(xiàn)出最佳的骨修復(fù)效果。綜上所述，本研究基于神經(jīng)支配骨再生的調(diào)控策略，證實(shí)3D生物打印制備的SGL-NP@Eth支架能夠抑制破骨分化和促進(jìn)骨再生，這為研究神經(jīng)支配對骨修復(fù)的調(diào)節(jié)作用提供了新的思路。 

 圖4 體內(nèi)兒茶酚胺釋放的抑制作用和骨再生性能評價