骨肉瘤是一種高侵襲性的惡性骨腫瘤，好發(fā)于青少年群體，致死率高且術后易復發(fā)。當前傳統(tǒng)治療手段在清除殘余腫瘤細胞和修復骨缺損方面面臨巨大挑戰(zhàn)，亟需開發(fā)一種多功能骨修復智能材料，實現(xiàn)抗腫瘤及促骨再生雙重功能。

近日，廣東省科學院生物與醫(yī)學工程研究所醫(yī)學材料團隊聯(lián)合廣東省人民醫(yī)院、廣東工業(yè)大學科研團隊，創(chuàng)新設計了一箭雙雕的“智能支架”，該支架由鋅摻雜β-磷酸三鈣（Zn-TCP）陶瓷基體和負載Ti₃C₂ MXene/鐵離子的仿生水凝膠膜構(gòu)成。

研究團隊通過3D打印技術構(gòu)建多孔陶瓷基體，并利用多巴胺修飾的透明質(zhì)酸水凝膠作為抗腫瘤載體和修飾材料。在近紅外光照射下，Ti₃C₂ MXene可響應近紅外輻照快速升溫殺死腫瘤細胞，同時催化鐵離子發(fā)生芬頓反應，產(chǎn)生活性氧自由基（OH），誘導腫瘤細胞鐵死亡，實現(xiàn)了近紅外光調(diào)控的光熱治療與化學動力治療的協(xié)同增效。透明質(zhì)酸-多巴胺水凝膠膜可響應腫瘤微環(huán)境快速降解，釋放的鐵離子與腫瘤內(nèi)的抗氧化物質(zhì)（谷胱甘肽）發(fā)生反應，使抗氧化劑被消耗，進一步強化治療效果。此外，支架持續(xù)釋放的鋅、鐵離子可刺激成骨分化和血管生成，加速缺損部位的血管化骨重建。同時，3D打印的多孔結(jié)構(gòu)模擬天然骨組織，為細胞生長提供了理想支撐。

研究表明，這種3D打印仿生陶瓷支架有望同時解決腫瘤消融和骨組織修復兩大難題，為骨肉瘤的治療提供新策略。相關成果發(fā)表于國際知名期刊Advanced Functional Materials（NI期刊，影響因子18.2）。廣東省科學院生物與醫(yī)學工程研究所陸特良博士和吳婷婷高級工程師分別為共同第一作者和共同通訊作者。該研究獲得中國博士后科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金以及廣東省科學院發(fā)展專項資金等項目資助。

論文信息：Teliang Lu, Ziyang Xu, Yue He, Man Shu, Xiaolan Wang, Yu Zhang, Tingting Wu, Hupo He, 3D-printed Biomimetic Ceramic Scaffolds with Photothermal/Chemodynamic Effects and Ionic Microenvironment for Preventing Tumor Recurrence and Promoting Vascularized Bone Reconstruction. Advanced Functional Materials, 2025, online published.

論文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202418438

供稿：省科學院生物醫(yī)學所

撰稿：李圓?陸特良

審稿：黃丹?曾曉舵?陳意華

校稿：徐超?肖捷?章震