
生物3D打印和类器官在组织工程骨/软骨中的应用进展
报告人:刘斌
所在单位:中国人民解放军北部战区总医院
报告人简介:
刘斌,副主任医师,医学博士,博士后。现任中国老年学和老年医学学会老年骨科分会委员、中国老年学和老年医学学会抗衰老分会委员、辽宁省细胞生物学学会脊柱外科与神经细胞修复专业委员会理事。第22届全国青年岗位能手候选人,军队三才一队托举工程“青年拔尖人才”,获军队优秀专业技术人才Ⅱ类岗位津贴。主持国自然、后勤自主科研、省自然、沈阳市专项基金、医院自主科研面上项目共5项,作为科研骨干参研后勤自主科研1项(列2),省自然3项(列2/3/3)。以第一/共一发表SCI论文8篇,其中,中科院一区及二区3篇,单篇最高IF=14.3。主编专著2部、参编译著1部,授权专利10项。
近年来,生物3D打印与类器官技术的深度融合,为骨/软骨缺损修复提供了从“结构仿生”到“功能再生”的创新解决方案。本综述系统总结了近几年两大技术的核心进展:(1)生物3D打印领域,多材料梯度打印(如仿生骨-软骨界面一体化支架)、智能响应性生物墨水(如载外泌体的温敏型甲基丙烯酰化壳聚糖)及原位生物打印技术突破传统制造局限;(2)类器官技术领域,基于CRISPR-Cas9编辑的遗传性骨病模型(如成骨不全症类器官)、神经-血管-免疫共培养系统及动态力学刺激培养装置的开发,显著提升了病理模拟与药物筛选精度。与此同时,二者的协同创新体现在:(1)结构-功能整合:通过3D打印支架承载血管化骨类器官模块(如“类器官晶格”技术),实现大段骨缺损中骨再生与血管化的同步调控;(2)个体化治疗平台:结合患者特异性iPSC来源软骨类器官与3D生物打印,成功构建个体化骨关节炎药敏检测系统(NCT05348772临床试验)。尽管已取得突破,标准化制造工艺(如细胞存活率>90%的打印参数优化)、长期植入安全性(免疫排斥与降解产物毒性)及监管框架缺失仍是临床转化的主要障碍。未来发展方向包括AI驱动的生物墨水设计、类器官与生物打印的深度整合,以及自动化GMP生产体系的建立。