贺超
多功能3D打印内植入物治疗骨肿瘤的疗效及机制探究
报告人:贺超
所在单位:广州医科大学附属第三医院
报告人简介:
贺超，广州医科大学附属第三医院教授，骨科医生，广州市卫健委优秀人才。研究方向主要为骨肿瘤的诊疗及机制，重点研究3D打印支架用于骨肉瘤的治疗与骨修复、生物纳米材料。以通讯/第一作者共发表SCI论文12篇（IF＞10的7篇），包括Advanced Functional Materials(2)、Advanced Science、Biomaterials(2)、Small、Nano Today、Cell Death & Disease、Clinical Epigenetics等。授权发明专利7项，转化1项。授权实用新型专利5项。担任《Exploration》(IF: 22.5)、《Nano Materials Science》(IF: 18.0)青年编委。担任中国中医药信息学会中西医外科智能诊疗分会理事。
目的
骨肿瘤（原发性和转移性）是严重威胁人类健康的恶性疾病，其预后差主要源于肿瘤转移及传统治疗的局限，如外科切除后骨缺损、化疗耐药和副作用。近年来，多功能3D打印内植入物为骨肿瘤诊疗提供新机遇。本研究聚焦新型3D打印多功能植入物，评估其疗效及机制，为个性化、精准治疗奠定理论基础。
方法
设计三种3D打印多功能支架：①负载免疫佐剂R837和铌碳化物MXene的可降解支架BG@NbSiR；②埃及蓝纳米颜料装饰的CaPCu支架；③整合蓝藻的CaCO₃-PCL光合支架。将免疫治疗、光热治疗（PTT）、光动力治疗（PDT）等整合于支架中，利用单细胞测序（scRNA-seq）和转录组分析（RNA-seq）解析其抗肿瘤及促骨再生机制。
结果
① BG@NbSiR支架结合光热与免疫检查点抑制，可清除原发肿瘤并建立长效免疫记忆，显著抑制乳腺癌骨转移。scRNA-seq显示，其降低肿瘤细胞CNV、激活T细胞和NK细胞通路，并上调成骨基因。
② CaPCu支架利用NIR-II光热效应快速杀灭骨肉瘤细胞，RNA-seq揭示其下调增殖基因、上调凋亡与成骨分化基因。释放的Ca、P、Cu离子进一步促进成骨。
③ CaCO₃-PCL支架光照下释放O₂缓解瘤内缺氧，提升Ce6介导的ROS生成，促进肿瘤细胞死亡。RNA-seq表明，其抑制细胞周期、激活氧化应激与凋亡信号，并加速新骨形成。
结论
多功能3D打印支架通过可定制结构整合多种抗肿瘤策略，显著提升治疗效果，并在骨再生中展现优势。分子生物学分析揭示其机制，为高效生物材料设计提供基础。该平台具临床转化潜力，未来需优化性能，推动从实验室到临床应用。
