三维打印载淫羊藿苷聚己内酯支架促进牙槽裂骨重建的机制与疗效研究

为解决牙槽裂修复中自体骨移植并发症及rhBMP-2应用限制，研究人员开发了3D打印载ICA（淫羊藿苷）的PCL（聚己内酯）支架。通过优化ICA剂量（0.3 wt%）与缓释动力学，证实其显著促进BMSCs（骨髓间充质干细胞）成骨分化及大鼠上颌缺损修复，8周内实现骨缝闭合。该研究为患者定制化骨移植提供了高效、低成本的解决方案，发表于《BIOMATERIALS RESEARCH》。

　　

牙槽裂是常见的先天性颅颌面畸形，每700名新生儿中就有1例患病。尽管早期唇腭裂修复手术已标准化，但牙槽裂在患者生长发育过程中持续存在，导致鼻基底支撑不足、恒牙萌出障碍等问题。目前的金标准治疗是髂嵴自体骨移植，但存在供区并发症风险；而重组人骨形态发生蛋白2（rhBMP-2）虽具成骨潜力，却因炎症、异位骨化及高昂成本限制其在儿童患者中的应用。面对这些挑战，组织工程策略——尤其是结合3D打印技术与生物活性分子的方法——成为研究热点。

为突破现有治疗瓶颈，研究人员开发了一种创新性的三维打印载药支架。他们选择源自中药淫羊藿的活性成分淫羊藿苷（ICA），这种黄酮类化合物已被证实可通过MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）通路促进BMSCs成骨分化。研究团队将ICA与生物可降解材料聚己内酯（PCL）结合，利用3D打印技术构建个性化支架，旨在实现可控释放药物、促进内源性骨再生，同时避免细胞移植的监管障碍。

研究主要采用四大技术方法：1）通过溶剂浇铸法制备不同ICA负载量（0.1-0.6 wt%）的PCL复合材料；2）使用高温3D-Bioplotter系统打印具有200 μm微通道的支架；3）通过NaOH表面处理调控药物释放动力学，并用紫外分光光度计定量分析；4）建立大鼠全层上颌缺损模型，通过micro-CT（微计算机断层扫描）和组化分析评估骨再生效果。

表征ICA缓释3D打印PCL支架
研究首先证实ICA在PCL支架中呈现持续28天的缓释特性，0.3 wt%组在第28天释放0.55±0.14 mM ICA。力学测试显示ICA负载使支架弹性模量降低30%-35%，但各组间无统计学差异，表明药物掺入不影响结构完整性。

体外成骨分化验证
在BMSCs培养实验中，0.3 wt% ICA组表现出最强的成骨活性：阿尔新蓝染色显示其矿化面积显著高于其他组（P<0.001），同时COL1A1（I型胶原）、IBSP（骨桥蛋白）和BGLAP（骨钙素）的mRNA表达量最高。组织学显示该组胶原沉积最丰富，证实ICA存在剂量依赖性效应。

体内牙槽裂骨修复
在大鼠模型中，ICA支架组8周时micro-CT显示骨体积分数（BV/TV）显著高于空白支架组（P<0.001），接近完全闭合缺损。组织学观察到成熟编织骨形成，而对照组仍存在软组织浸润。值得注意的是，所有动物术后维持正常进食，支架未出现机械失效。

这项研究创新性地将传统中药活性成分与现代组织工程技术结合，证实0.3 wt% ICA负载的3D打印PCL支架能有效促进牙槽裂修复。其意义在于：1）避免自体取骨和rhBMP-2的并发症；2）通过患者特异性设计实现精准修复；3）植物源性小分子更易满足监管要求。尽管仍需大型动物实验验证降解机制，该成果为简化临床牙槽裂重建手术提供了极具转化潜力的解决方案。