【記者張世昌台中報導】大面積骨缺損治療長期面臨血管難以新生、骨組織不易修復等挑戰。若局部持續處於慢性發炎狀態，即使植入骨材，也可能影響後續癒合與重建效果。中國醫藥大學附設醫院（中醫大附醫）周德陽院長率領骨科部林宗立醫師與異種移植轉譯研發中心謝明佑副主任團隊，成功開發「3D列印白蘚皮－矽酸鈣複合支架」，結合中藥抗發炎、3D列印與奈米外泌體調控機制，可改善局部發炎微環境，進一步促進血管與骨組織修復，研究成果近期已刊登於國際生物奈米技術頂尖期刊《Journal of Nanobiotechnology》。

大面積骨缺損常見於重大創傷、骨腫瘤切除或嚴重感染後。由於缺損範圍過大，加上局部長期發炎，容易阻礙血管新生與骨骼修復，患者往往需接受多次補骨手術與長期復健，甚至可能面臨骨癒合失敗與長期失能風險。周德陽院長指出，目前臨床常見的自體骨移植雖具良好修復效果，但受限於可取得骨量有限，且需額外進行取骨手術，容易增加疼痛、感染及併發症風險；而一般合成骨材雖具生物相容性，卻缺乏主動調控發炎反應與促進血管新生能力。若植入區域持續處於慢性發炎狀態，微血管難以形成，即使植入骨材，也可能因缺乏血液供應而影響骨組織修復。
 

為突破治療瓶頸，團隊結合傳統中藥與先進材料科學，利用3D列印技術，將具抗發炎特性的中藥「白蘚皮」萃取物，融入可釋放鈣、矽離子的矽酸鈣支架中，成功開發兼具骨支撐與免疫調控功能的「3D列印白蘚皮－矽酸鈣複合支架」。
 

林宗立醫師表示，骨組織修復不只是「把骨頭填滿」，更重要的是建立適合再生的微環境。此次開發的複合支架，不只是填補缺損，更能主動調控局部免疫環境。透過3D列印技術，支架可依缺損部位客製化製作，同時兼具多孔性結構與生物活性，有助細胞附著、血管生成與新生骨組織長入，打造更接近人體自然修復機制的再生環境。
 

謝明佑副主任說明，「3D列印白蘚皮－矽酸鈣複合支架」植入後所釋放的活性成分，可精準調控免疫微環境，將原本具破壞性的「促發炎型巨噬細胞（M1）」轉化為有助組織修復的「促修復型巨噬細胞（M2）」。
 

此外，經誘導的M2巨噬細胞會大量分泌富含「miR-21」微小RNA的外泌體，這些奈米級訊息載體進入幹細胞後，可抑制阻礙組織修復的相關基因，進一步啟動血管新生與骨骼再生機制。動物實驗結果顯示，「3D列印白蘚皮－矽酸鈣複合支架」植入後，可有效降低局部發炎反應，並促進大量新生微血管形成，加速骨組織修復與成熟。在兔子大面積骨缺損模型中，研究團隊觀察到新生骨生成與骨整合表現明顯優於傳統材料，展現高度臨床應用潛力。
 

周德陽院長強調，此項研究不僅展現中西醫結合於再生醫學領域的創新應用，也為智慧生醫材料與無細胞再生療法提供新的發展方向。結合3D列印、中藥抗發炎與外泌體調控技術，「3D列印白蘚皮－矽酸鈣複合支架」未來有望應用於大面積骨缺損與骨重建治療，降低患者二次手術風險，提供骨再生治療新選擇。團隊後續也將持續推動臨床轉譯，期待讓更多骨缺損患者受益。(照片中醫大附醫提供)
圖：動物實驗結果顯示，「3D列印白蘚皮－矽酸鈣複合支架」植入後，可有效降低局部發炎反應，並促進大量新生微血管形成，加速骨組織修復與成熟