英国学者获资助探索“形状即药物” 以3D打印微结构调控细胞修复行为
2026-05-10 08:44
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维度网讯,医学科学院向诺丁汉大学药学院研究员 Robert Owen 博士提供一笔资助,用于探索物理表面几何形状如何引导细胞行为,并尝试将这些线索直接构建到医疗材料中。该资金属于 Springboard 项目总额 670 万英镑的一部分,该项目共支持了英国 38 家机构的 55 名早期职业研究人员。

Owen 的项目借助超高分辨率 3D 打印技术,制备具有微尺度曲面等精密表面特征的材料,随后观察参与骨愈合和皮肤修复的细胞如何应答。研究将追踪细胞在几何形状影响下的移动、形态变化以及基因表达和代谢活动的改变。

Owen 表示:“这个项目将帮助我推进‘SHAPE as Medicine’的概念,利用细胞尺度的物理特征来指导细胞行为和引导愈合。通过结合诺丁汉在先进 3D 打印、力学生物学和分析科学方面的优势,我希望这项工作将为设计植入体内的材料的新方法奠定基础。”

该研究的基本思路是让物理结构承担药物干预的角色。一旦表面形状能够稳定激发组织修复所需的细胞反应,就有可能设计出不依赖额外药物或生长因子的生物材料,直接用于骨与皮肤的修复。Springboard 资助聚焦于探索阶段的研究,距离临床应用尚远,基于这一原理的生物材料是长远目标而非近期成果。

将表面几何形状作为调控手段,在 3D 打印支架中引导细胞行为的设想已出现在多种组织工程研究中。2025 年 12 月,伍斯特理工学院团队报告了具有微观沟槽和通道的生物可降解血管支架,用以引导内皮细胞和平滑肌细胞的迁移与排列。

更早的案例是 2019 年加州大学圣地亚哥分校开发的 3D 打印脊髓植入物,其内部 200 微米通道可引导神经干细胞生长并促进大鼠轴突重连。这些研究都假定 3D 打印几何结构与细胞行为之间存在定向关系,但尚未揭示哪些表面特征会激活特定基因或代谢通路。缺少这一机制链条,便无法为临床效果可靠地设计几何形状。Owen 博士此次获得的资助正是为了填补这一空白。

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