报告题目:

硬材料与细胞一体化三维生物打印方法与骨修复功能模块的制备与应用(Preparation and application of bone-repair functional modules by an integrated 3D bioprinting of hard materials and cells)

报告人:

涂小林

所在单位:

重庆医科大学生科院

个人简介：

      涂小林，重庆医科大学生科院骨发育与再生研究平台主任、二级教授、博导。美国印第安纳大学医学院永久兼职教授。国务院特殊津贴专家，国家百千万人才工程人选、有突出贡献中青年专家；重庆市百人计划特聘专家、首席专家工作室领衔专家、学术技术带头人(骨科)；获中国侨界贡献奖二等奖，重庆市科技进步一等奖、渝中区首批“渝中英才”。

        兼任中华医学会骨科学分会基础组委员、骨松与骨矿盐疾病分会基础组委员；中国老年医学学会骨松分会创新转化组常委、重庆市骨内科学组副主委；中国研究型医院学会骨科创新转化分会委员、基础组常委；中国康复医学会再生医学与康复专委会委员；中国生物材料学会先进制造分会委员。

从事干细胞与骨发育、再生医学研究20余年。在Nat Med、Bioact Mater、Dev Cell、PNAS、Biodes Manuf等刊物发表骨科研究论文30余篇，引用率高。2014年全职回国，组建骨发育与再生科研团队，现有固定成员8人，博士及硕士研究生19人。主持国家自然科学基金-广东联合基金重点项目1项、面上项目2项，重庆市基础研究重点项目1项等。前期成果入选美国骨矿盐疾病研究学会(ASBMR)2013年度杰出研究，文章被《Nature Reviews》系列杂志连续专题报道。

      研究运动系统衰老、退变与再生康复，并开展转化应用研究。研发了硬材料与细胞一体化3D生物打印技术与装备。构建活体细胞、脱细胞基质、外泌体以及微环境因子功能模块，修复骨缺损。探索云端打印、标准化生产骨修复功能模块/骨类器官。挖凿小分子药物并开展转化研究。

摘要：

    用于移植的供体器官严重不足，凸显了临床对人工构建类器官的迫切需求。市场上，骨科内植物面临两大难题：形状匹配与生物学活性低，造成5-20年必然翻修，而翻修是骨科头痛的问题。3D打印可以解决形状，但在硬材料构成的三维空间里实现细胞的存活与分化仍然是瓶颈问题。我们研制了聚己内酯（PCL）和细胞一体化3D打印（PCI3D）系统，交互打印PCL硬材料束和功能细胞束构建了PCI3D功能模块（Biodes Manuf 2022, 5:487）。其中，功能细胞为Wnt信号激活的骨细胞，原创发现它体内促进骨形成和骨吸收（PNAS 2015, 112:E478），以及增殖干细胞。骨细胞与改良的硬材料PCL-nHA一道被PCI3D交替打印，构建在 daCOOME模块里。在此模块内，daCOOME促进细胞增殖，定向诱导成骨分化和矿化，诱导破骨细胞生成，高表达VEGF和NGF，诱导HUVEC和NPC细胞迁移，以及骨特异性H型血管形成和神经细胞发育。daCOOME模块具备在体内形成具有骨代谢活性及神经血管化的骨类器官的细胞和分子基础，可以加速小鼠临界性顶骨缺损修复。有望解决临床骨移植物生物活性不足、需翻修的革命性问题。