骨损伤在临床上很常见，严重的骨缺损无法自愈。此类缺损的临床治疗“金标准”仍然依赖于自体/异体或人工骨移植物的移植。然而，存在缺陷，例如供体限制、免疫排斥、感染风险和骨整合不良，最终可能因异质性瘢痕再生、延迟愈合甚至不愈合而导致二次手术。尽管基于生物活性材料和干细胞移植的再生策略盛行，但临界尺寸颅骨缺损的全层重建仍然具有挑战性。
另一种策略是通过招募和授权内源性干/祖细胞来原位递送可溶性因子，以实现更有效的组织修复。事实上，通过重组生长因子利用内源性干细胞进行组织再生已被广泛研究，它可以避免外源性干细胞移植所需的提取、纯化、扩增和质量控制的复杂过程。虽然骨再生过程中的体内干/祖细胞也是高度异质的，但通过靶向具有成骨潜力的特定干细胞亚群的原位扩增来使用可溶性因子的生物医学工程策略仍然具有挑战性。
为了克服这些障碍，由浙江大学医学院欧阳红伟教授领导的研究小组开发了一种 3D 打印的水凝胶支架，该支架与优化的 NS 混合物相结合，用作原位细胞培养系统，不仅可以诱导强大的MSCs 体外扩增，但也实现了体内临界大小颅骨缺损的全层再生。这项研究发表在《自然通讯》上。
值得注意的是，通过单细胞 RNA 分析，他们发现培养系统的植入可以极大地促进特定 Msx1+ 骨骼干细胞 (SSC) 亚群的原位募集和扩增。此外，增强的骨再生伴随着与 Msx1+ 骨骼干细胞 (SSC) 亚群密切相关的软骨内骨化。这项研究说明了通过含有可溶性因子的组织工程支架进行原位干细胞扩增的节省时间和再生功效，以实现更有效的骨再生。
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