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青科沙龙第21期丨高效构建工程化“骨痂”类器官用于超快速骨再生

研究内容:

不能有效形成骨痂组织(callus)的临界尺寸骨缺损往往面临着自愈能力有限且恢复时间长的问题。软骨内成骨是大多数骨组织发育和再生的主要机制。为了模拟自然愈合过程并保证体内骨再生效果,“发育工程”(developmental engineering)的概念被提出来模拟软骨内成骨过程中的关键发育事件来促进更有效的骨组织再生。在软骨内成骨过程中,间充质干细胞在缺损部位主动凝聚和分化形成被称为“骨痂”的软骨核心,随后骨痂发生肥大、钙化和凋亡,以及随后的血管形成和成骨祖细胞的募集和分化。这些过程表明,利用组织工程手段模拟骨痂组织的形成来实现有效的骨再生,仿生骨痂组织多阶段细胞行为以及多细胞组分仍然存在挑战。

本研究提出了一种基于水凝胶微球的 3D 培养系统,该培养系统具有出色的BMSCs体外软骨分化能力,并且实现了干细胞在转录水平上增殖和分化同时存在的状态,它高度模仿了参与软骨内成骨过程中的干祖细胞的组成和行为。原位植入后,通过推进软骨内成骨的再生过程,4周内实现快速骨修复,说明根据发育或再生过程体外构建的骨痂类器官(osteo-callus organoids)是促进骨缺损快速再生的有效策略。

嘉宾简介:

谢畅,浙江大学基础医学院2021级博士研究生,导师欧阳宏伟教授。主要研究方向:1.利用组织工程手段根据骨发育/再生过程构建骨痂类器官促进骨再生;2.长骨发育过程基质和矿化路径的高清解析。相关成果以第一(或共同第一)作者发表于Biomaterials,Nature Communications,Applied Materials Today,Advanced Healthcare Materials等期刊。

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