作者:张行勇,袁天峰 来源:中国科学报 发布时间:2025/9/17 15:39:51
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三个再生医学难题破解是类器官及其衍生组装体技术发展的关键

 

运动系统支持人体运动,提供支撑保护,维持正常形态,可细分为骨骼系统和肌肉系统。骨骼系统主要由骨组织构成的骨和连接骨的关节组成,形成兼具坚固性和活动性的骨架;肌肉系统则包括骨骼肌(skeletal muscle,SKM)及其肌腱、韧带等结构,通过驱动关节运动实现功能。

论文截图

“运动系统疾病涵盖退变、损伤、肿瘤等类型,以骨折、骨质疏松、腰痛及骨关节炎最为常见。全球受累人数超17.1亿。”长期从事脊柱脊髓损伤和脊柱退变疾病的发病机制及临床研究的空军军医大学西京医院骨科主任医师罗卓荆教授介绍,“研究文献已表明人口老龄化加剧疾病负担,晚期患者因内源性修复衰竭需依赖假体置换或组织移植;但是自体移植来源受限、异体移植存在免疫排斥等问题。”

“特别是仅通过体外筛选种子细胞和生物诱导因子,模拟成熟组织形态,设计组织支架,追求组织器官的‘形似’,却忽略了内部细胞组成的异质性和微观结构的仿生性,难以获得正确的各类细胞组成和基质成分,自然难以复现与自然组织一致的生物力学性能。”

为此,罗卓荆和空军军医大学西京医院骨科的杨柳、王迪在《空军军医大学学报》2025年8期“名家论坛”栏目发表“类器官:运动系统修复重建的新策略”论文,系统综述了类器官技术在运动系统组织(骨、软骨、肌肉)修复重建中的最新进展,聚焦应用场景,并展望未来发展方向与关键科学问题。

论文作者在文章最后提出并阐述为加速类器官研究和临床转化,未来仍需破解三个方向的难题:一是缺乏标准化的构建标准和流程。干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)虽为当前类器官构建中最常用的种子细胞来源,但其质量和供体来源显著影响类器官的终末表型与功能。二是尚未突破复杂组织构建难题。类器官技术在模拟单器官结构与功能方面已取得显著进展,然而在复杂组织修复领域仍面临根本性局限。三是亟待破解类器官构建的生物力学瓶颈。传统组织工程难以实现种子细胞异质性调控,仿生复现复杂组织微观精细构建,也难以提供合格生物力学性能。

与此同时,文章也指出未来研究路径:通过统一构建符合药品生产质量管理规范的标准化、自动化、封闭式生产系统,消除类器官构建的批次差异;通过材料学创新和技术平台整合,利用好生物3D打印和微流控芯片灌注系统生物打印预血管化结构等,实现血管通道构建和神经支配建立;通过优化体外培养方案,应用智能响应材料设计梯度支架等,实现基于类器官技术的生物工程移植物力学性能飞跃,提供更理想的生物移植物,实现真正的“精准再生医学”,彻底变革再生医学范式。

文章相关信息:https: / / link. cnki. net / urlid / 61. 1526. R. 20250708. 1803. 002(2025-07-09)

 
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