韩国国家科学技术研究理事会
韩国的一个研究团队成功开发了一项新技术,将纳米粒子与干细胞相结合,显著改善三维骨组织再生。这一进展标志着在骨骨折和损伤治疗以及下一代再生医学方面迈出了重要一步。
韩国化学技术研究所(KRICT)的金基永博士及其团队与顺天乡大学的河劳拉教授合作,通过将介孔二氧化硅纳米粒子(mSiO₂ NPs)与人脂肪源性间充质干细胞(hADMSCs)结合,设计出一种称为纳米生物混合物的纳米粒子-干细胞混合体。结果表明,这种混合细胞显著增强了成骨(骨形成)能力。
三维干细胞聚集体如球体和类器官长期以来被用于模拟器官和组织结构。然而,由于氧气和营养物质扩散不良,它们一直遭受核心细胞死亡和非均匀分化的问题,限制了其在骨再生和药物评估中的实际应用。
为克服这些挑战,研究团队将纳米粒子均匀附着在干细胞表面,使细胞相互交织形成稳定的球形簇。纳米粒子既作为结构支架又作为成骨刺激物,缓慢释放促进骨形成的生物分子,引导干细胞均匀分化为骨组织。
实验结果表明,与传统球体相比,纳米生物混合球体表现出更高的细胞活力和均匀的成骨分化。在小鼠颅骨(头骨)缺损模型中,植入的纳米生物混合球体在六周内再生了36%的缺损骨区域,比仅由干细胞制成的球体实现约1.3倍的骨再生。
尽管该研究目前处于临床前动物阶段,但研究人员预计,经过大型动物模型和临床研究的验证后,这一平台可进一步开发成患者特异性骨移植物。
金基永博士评论道:"这种方法可以扩展到骨以外的领域,再生软骨和皮肤等各种组织。"
KRICT所长李永国博士补充道:"我们希望我们的基于干细胞的再生技术能够帮助改善老龄化社会中骨骨折患者的治疗。"
这项研究发表在2025年8月的《ACS生物材料科学与工程》期刊(影响因子:5.5)上,金基永博士为通讯作者,河劳拉教授为第一作者。
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