骨肉瘤是一种高侵袭性的恶性骨肿瘤，好发于青少年群体，致死率高且术后易复发。当前传统治疗手段在清除残余肿瘤细胞和修复骨缺损方面面临巨大挑战，亟需开发一种多功能骨修复智能材料，实现抗肿瘤及促骨再生双重功能。
近日，广东省科学院生物与医学工程研究所医学材料团队联合广东省人民医院、广东工业大学科研团队，创新设计了一箭双雕的“智能支架”，该支架由锌掺杂β-磷酸三钙（Zn-TCP）陶瓷基体和负载Ti3C2 MXene/铁离子的仿生水凝胶膜构成。
研究团队通过3D打印技术构建多孔陶瓷基体，并利用多巴胺修饰的透明质酸水凝胶作为抗肿瘤载体和修饰材料。在近红外光照射下，Ti3C2 MXene可响应近红外辐照快速升温杀死肿瘤细胞，同时催化铁离子发生芬顿反应，产生活性氧自由基（OH），诱导肿瘤细胞铁死亡，实现了近红外光调控的光热治疗与化学动力治疗的协同增效。透明质酸-多巴胺水凝胶膜可响应肿瘤微环境快速降解，释放的铁离子与肿瘤内的抗氧化物质（谷胱甘肽）发生反应，使抗氧化剂被消耗，进一步强化治疗效果。此外，支架持续释放的锌、铁离子可刺激成骨分化和血管生成，加速缺损部位的血管化骨重建。同时，3D打印的多孔结构模拟天然骨组织，为细胞生长提供了理想支撑。
研究表明，这种3D打印仿生陶瓷支架有望同时解决肿瘤消融和骨组织修复两大难题，为骨肉瘤的治疗提供新策略。相关成果发表于国际知名期刊Advanced Functional Materials（NI期刊，影响因子18.2）。广东省科学院生物与医学工程研究所陆特良博士和吴婷婷高级工程师分别为共同第一作者和共同通讯作者。该研究获得中国博士后科学基金、广东省基础与应用基础研究基金以及广东省科学院发展专项资金等项目资助。
论文信息：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.
论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202418438
供稿：省科学院生物医学所
撰稿：李圆 陆特良
审稿：黄丹 曾晓舵 陈意华
校稿：徐超 肖捷 章震
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