厉害了，3D打印骨类器官！Bioact Mater：科学家开发出从干细胞到活体矿化骨神奇转变的新方法

骨类器官（bone organoids）作为探究骨骼发育机制及关联疾病的重要模型，近年来备受关注。尽管已有技术在构建单组织类器官方面取得了一定成果，但这些模型往往难以再现骨骼的复杂微结构和实现高效的矿化过程，从而限制了它们的应用范围。

近日，一篇发表在国际杂志Bioactive Materials上题为“Protocol for engineering bone organoids from mesenchymal stem cells”的研究报告中，来自中国上海交通大学医学院附属新华医院的研究团队提出了一种创新性的工程化方法，该方法能够利用间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs），特别是骨髓来源的间充质干细胞（BMSCs），来制造具有矿化能力的骨类器官。这项新开发的技术不仅提高了骨类器官的矿化潜能，还通过采用先进的3D打印技术和受骨基质启发的生物墨水配方，实现了对骨类器官的精准构造。

具体来说，研究人员将BMSCs与水凝胶结合形成生物墨水，并运用基于投射的光固定3D打印技术进行打印，以创建出结构复杂的骨类器官。植入体内后，这些类器官表现出自发矿化和成熟的特点，最终形成了完全分化且血管化的骨组织。这表明新方法生成的骨类器官不仅能够模仿自然骨骼的矿化过程，还能支持新生血管的形成，这对于营养物质的运输和代谢废物的清除至关重要。

全文的图形摘要

这一研究成果为科学家们提供了一个强有力的平台，用以探索骨骼生物学的新领域，以及推动骨再生、疾病建模和药物筛选等多方面的应用。同时，它也强调了克服现有骨类器官模型局限性的潜力，如复制骨骼内复杂的生理环境，包括骨质、骨髓和免疫细胞间的交互作用。此外，该研究解决了当前骨类器官模型普遍存在的血管化不足的问题，这有助于提高模型模拟体内条件的准确性。

尽管取得了显著的进步，研究者们仍然面临挑战，例如进一步优化骨类器官以更真实地反映骨质、软骨和周围组织之间的动态相互作用。未来的工作将继续致力于改进这些模型，使其更加接近于人体内的实际情况，从而更好地服务于基础科学研究和临床治疗需求。

综上所述，这项研究提供了强有力的证据，证明了骨类器官可以成功模拟骨质发育的关键特征，成为研究骨骼生物学及其多种应用领域的宝贵工具。通过免疫荧光可视化确认成骨过程中关键标志物的能力，也为理解3D类器官模型中的成骨细胞和分子机制提供了重要线索。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Jian Wang,Dongyang Zhou,Ruiyang Li, et al. Protocol for engineering bone organoids from mesenchymal stem cells, Bioact Mater. 2024 Dec 1:45:388-400. doi:10.1016/j.bioactmat.2024.11.017