突破传统细胞球体局限…骨再生率提升1.3倍
有望拓展为骨损伤治疗、组织再生平台及新药评价模型
韩国国内研究团队将纳米颗粒与干细胞结合，开发出一项可革命性提升三维骨组织再生效率的技术。此次成果不仅有望用于骨折或骨损伤治疗，还被评价为有可能改变下一代再生医学范式的技术。
韩国化学研究院博士 Kim Kiyoung 与善文大学教授 Ha Mijin 共同领导的研究团队于26日表示，他们将人体脂肪来源干细胞（hADMSC）与多孔二氧化硅纳米颗粒（mSiO₂）结合，制备出“纳米生物杂交细胞”，并成功大幅提升其成骨能力。
主要论文作者。从左下角起逆时针方向依次为 Seonmun University 教授 Ha Mijin（第一作者）、韩国化学研究院首席研究员 Kim Kiyoung（通讯作者）、高级研究员 Jung Wonhun（共同作者）、研究员 Choi Kyoungjin（共同作者）。韩国化学研究院提供
View original image利用干细胞制备的三维细胞团（球状体·类器官）广泛用于模拟人体器官或组织的研究，但由于内部氧气和营养供应困难，存在细胞凋亡或分化不均一等局限。因此，将其实际应用于骨再生治疗或新药评价模型时面临较大限制。
研究团队使纳米颗粒均匀附着在干细胞表面，引导细胞彼此纠缠，形成稳定的球形结构。纳米颗粒在细胞之间充当“支架”，同时搭载并缓慢释放促进骨形成的生长因子。也就是说，这是一个“背着营养胶囊”的细胞自行转变为骨组织的结构。
将这一复合体移植到小鼠颅骨缺损模型后，仅6周时间，缺损部位已有36%被新生骨填充，其再生率约为仅由细胞构成的传统球状体的1.3倍。细胞存活率也大幅提高，并实现了均一的成骨分化。
突破骨再生极限的“纳米颗粒编织干细胞”
传统球状体技术因结构不稳定、分化不均一，难以获得一致的再生效果。研究团队首次在全球范围内成功将多孔二氧化硅纳米颗粒稳定结合于干细胞表面，同时实现了均一分化与高存活率。
尤其是纳米颗粒搭载成骨因子并缓慢释放，从而加快骨组织再生速度，最终完成了一项全新概念的“纳米颗粒-编织干细胞（Nanoparticle-Woven Stem Cells）”技术。由此在结构稳定性、细胞间一致性和分化效率等方面，克服了传统球状体的根本性局限。
该技术可广泛应用于：难治性骨折、骨质疏松等骨疾病的再生治疗药物；患者定制型细胞·组织再生治疗平台；诱导均一骨再生的植入型生物植入物等多种形式。
此外，该技术还能在实验室中构建与真实人体相似的三维骨组织，有望作为评估新药毒性和疗效的临床前模型加以利用。这不仅将推动再生医学发展，也有助于提高新药开发过程的效率并降低成本。
迈向临床与产业化扩展…有望撬动再生医疗市场
研究团队计划今后与先进再生医疗技术开发项目等政府科研课题相衔接，推进临床应用与商业化。通过完成大型动物模型验证和优良生产规范（GMP）工艺的建立，进一步推动技术高度化，为进入临床阶段做准备。
Kim Kiyoung 博士表示：“此次成果是一项可从骨再生拓展至软骨、皮肤等多种组织再生的核心平台技术，将切实有助于应对老龄化社会中的慢性骨疾病治疗。”
韩国化学研究院院长 Lee Youngguk 也表示期待：“以干细胞为基础的再生技术将为骨科、牙科、整形外科等高附加值医疗器械产业注入新的活力。”
本次研究结果已刊登在美国化学会（ACS）出版的国际学术期刊《ACS Biomaterials Science & Engineering》（影响因子5.5）2025年8月刊上。论文题目为《创新三维骨再生的纳米颗粒-干细胞复合体技术（Nanoparticle-Woven Stem Cells as Innovative Building Blocks for Enhanced 3D Bone Development and Tissue Regeneration）》。Kim Kiyoung 担任通讯作者，Ha Mijin 担任第一作者。
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