日前，位于菊园新区的中国科学院上海硅酸盐研究所吴成铁研究员带领团队提出将模块化组装策略与3D打印技术相结合，制备出可组装/拆卸的模块化支架用于复杂多细胞组织再生，这种模块化空间结构支架在许多领域展现出广泛的适用性，包括复杂组织工程、多细胞串扰研究以及药物筛选。
“这种可组装/拆卸的模块化支架为多细胞组织工程的发展提供一种新思路。”研究显示，模块化支架可以为各种组织细胞间的串扰创造一个有益的微环境。并且，模块化支架上的骨髓间充质干细胞可以通过调控NFAT相关信号通路进一步影响软骨细胞的行为，证明骨髓间充质干细胞可以通过旁分泌调控软骨细胞的行为及命运。此外，体内动物实验表明装载软骨细胞-骨髓间充质干细胞共培养系统的模块化支架可以提供一个有益的仿生微环境，从而促进骨软骨组织的一体化修复。
可组装/拆卸的模块化生物陶瓷支架用于多细胞组织工程
据介绍，团队首先利用光固化3D打印技术制备各种支架模块，然后将担载不同细胞的模块组装成具有模块化空间结构的支架用于复杂多细胞组织再生。
“天然的组织由种类繁多的体细胞构成。这些细胞在三维空间上有序排列，形成复杂的3D微环境。不同细胞之间的串扰可以显著调节它们各自的增殖、迁移和分化行为。”吴成铁研究员介绍，随着技术的发展，微流控技术以及生物打印技术的出现，使得精准调控多种细胞在三维空间上的分布成为可能。然而，构建一种具有广泛适用性的多功能多细胞组织工程支架仍然具有挑战性。
3D打印可组装/拆卸的模块化生物陶瓷支架的示意图、照片及三维重建模型
另外，模块化支架的可拆卸属性使得研究者可以深入研究每种细胞类型在多细胞共培养系统中的具体贡献。相关研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等基金的资助。
装载软骨-骨髓间充质干细胞共培养系统的模块化支架用于骨软骨组织再生
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