目前骨腫瘤較常用的臨(lin) 床治療方法有手術治療、放射治療和化學治療。傳(chuan) 統的放療與(yu) 化療都具有較大的副作用，手術治療通常會(hui) 有骨腫瘤細胞殘餘(yu) 且造成大塊的骨缺損。如何製備出兼具治療骨腫瘤和修複骨缺損的生物材料是一項很大的挑戰。

近期，中國科學院上海矽酸鹽研究所研究員吳成鐵與(yu) 常江帶領的研究小組首次提出將骨組織工程與(yu) 光熱治療相結合的思想，在製備用於(yu) 治療與(yu) 修複骨腫瘤缺損的光熱功能化的生物活性陶瓷支架的研究中取得了新進展。該研究通過3D打印技術製備出生物陶瓷與(yu) 氧化石墨烯複合支架(見圖1)，在超低功率近紅外光下可使支架溫度迅速升高，且其光熱性能可控。

圖1. 3D打印純生物陶瓷支架（左）與(yu) 生物活性陶瓷/氧化石墨烯複合支架（右）。

在體(ti) 外骨腫瘤細胞殺傷(shang) 率達到90%（見圖2）。在小鼠體(ti) 內(nei) 植入該功能化的支架並進行光照後，有效地抑製了裸鼠皮下腫瘤生長，而對照組腫瘤體(ti) 積隨天數持續增大(見圖3)。同時，該支架還能顯著促進骨間充質幹細胞的增殖與(yu) 成骨分化，並誘導體(ti) 內(nei) 新生骨組織的長入，從(cong) 而賦予了3D打印生物陶瓷支架抗腫瘤和骨修複的雙功能性，在骨腫瘤的治療與(yu) 修複中具有潛在的應用。

圖2. 3D打印生物陶瓷/石墨烯複合支架在近紅外光誘導的光熱效應有效地殺死腫瘤細胞（b, c, d, e, f, and m），如果在沒有近紅外光照射以及純的生物陶瓷支架上，腫瘤細胞生長完好(a, f, g, h, j, k, l, n, o and p)。

圖3. 裸鼠近紅外光照時的光熱成像圖(a)和溫度變化曲線(b)。腫瘤活體(ti) 熒光成像(c)，腫瘤體(ti) 積變化曲線(d)，裸鼠治療前後照片對比圖(e)。

目前該研究成果被Advanced Functional Materials 接收（該論文第一作者為(wei) 在讀博士生馬紅石）。審稿人高度評價(jia) 了該項研究：“這是一項設計很好的研究，具有明顯的創新性，解決(jue) 了傳(chuan) 統生物支架不能兼具腫瘤治療與(yu) 骨修複的問題。”目前，該成果已經申請了專(zhuan) 利一項。

另外，該研究小組通過三年的探索，成功解決(jue) 了傳(chuan) 統3D打印生物陶瓷支架大孔尺度與(yu) 大孔結構可控性不高的問題。近期，該小組還采用3D打印方法成功製備出具有多級尺度、複雜結構的生物陶瓷支架，包括生物陶瓷空心管狀堆積的多孔支架（見圖4）以及大孔-介孔組合的多孔支架（見圖5），這些新型的支架材料更好地模擬了人體(ti) 組織複雜結構，其成骨、成血管化性能顯著提高。

圖4. 3D打印具有中空管狀結構生物陶瓷支架用於(yu) 大塊骨組織缺損的修複與(yu) 再生，中空管狀形貌與(yu) 尺度可以得到很好的控製。

圖5. 3D打印具有編製大孔結構（a, b）以及有序介孔結構(c) 的多級孔結構的生物陶瓷支架，該支架具有優(you) 越的成骨活性。

相關(guan) 結果於(yu) 最近分別發表在ACS Applied Materials & Interfaces, Nanoscale 和Acta Biomaterialia 等期刊上。(Nanoscale. 2015; 7(45): 19207-21，ACS Applied Materials & Interfaces. 2015; 7:6541-6549. Acta Biomaterialia. 2014; 10(1): 463-476)。

相關(guan) 研究工作得到了中組部青年千人計劃、科技部“863”計劃以及所創新重點項目支持。