北京时间2024年7月30日，国际学术期刊《生物材料》（Biomaterials）在线发表了同济大学附属第十人民医院骨科郑龙坡教授团队的最新研究成果，论文题为“Photothermal Switch by Gallic Acid-Calcium Grafts Synthesized by Coordination Chemistry for Sequential Treatment of Bone Tumor and Regeneration”（ 配位化学法合成没食子酸-钙基骨移植物的光热开关序贯治疗骨肿瘤及骨再生）。

骨肿瘤手术治疗所引起的严重骨缺损是临床面临的一大挑战。肿瘤周围骨组织切除的范围是骨科医生最具争议的难点。一方面，切除的范围不够容易留下残留的肿瘤组织，另一方面，大面积的切除则会导致骨组织再生和功能恢复的延迟。因此，在手术切除骨肿瘤病灶的同时，寻求切除剩余骨肿瘤组织及切除所导致的骨缺损的一体化序贯治疗新策略变得十分迫切。

近年来，以物理治疗为基础的方法受到广泛关注，其中基于光热刺激的治疗策略备受关注，由于其易于实现，温度和频率的控制过程相对简单，已被引入骨肿瘤的治疗中。因此，本研究团队采用传统钙基生物材料，通过没食子酸与钙离子的配位化学反应策略，成功制备了包括异种骨基质在内的系列黑色钙基生物材料，在不改变材料原本良好的生物相容性和生物活性前体下，赋予了传统钙基生物材料新的光热特性。进而成功实现生物活性材料与热刺激相结合，并成功应用于骨肿瘤致骨缺损的治疗中，提出了热刺激序贯治疗骨肿瘤和骨缺损的治疗策略。

多酚辅助改性新型黑色钙基材料的制备及序贯光热治疗骨肿瘤和骨修复（图源自Biomaterials）

所制备的黑色异种骨基质（GBM）材料可通过调节近红外光功率，实现不同的温度刺激，GBM可以克服传统光热治疗中的阻挡效应，在骨缺损局部区域精准的形成低热刺激环境，从而实现高热杀伤骨肿瘤，低热刺激促进骨再生的效果。此策略可以有效地调节骨再生的微环境，包括炎症/免疫反应、血管化和成骨分化，实现三重协同作用促进骨再生。此外，研究团队进一步探究了低热刺激结合GBM促骨修复的具体机制，通过RNA-seq发现骨髓间充质干细胞(BMSCs)的整合素/PI3K/Akt信号通路可能参与了低热激诱导成骨的过程。

本研究结果不仅提供了一种普适、简便的制备光热生物材料的新方法，而且为设计具有巨大临床应用潜力的新型黑钙基生物材料提供了总体策略，也为热刺激在骨缺损修复的研究中提供了新的思路和依据。

郑龙坡教授为该研究论文的第一通讯作者，同济大学附属第十人民医院为第一通讯单位，同济大学附属第十人民医院周子斐副研究员、陈峰研究员，中山大学第七附属医院赵静副研究员为本文共同通讯作者；同济大学2022届毕业博士生侯孝东，同济大学附属第十人民医院张雷副主任医师及2022级博士研究生陈一行为本文的共同第一作者。本研究获得国家自然科学基金（82372395、81901892、31771081）、国家重点研发计划（2022YFC2504304、2022YFE0123500）、上海市自然基金（21ZR1450000）等项目的资助。

郑龙坡教授

中共党员，医学博士、博士后、教授、主任医师，博士生导师、博士后合作导师，享受国务院政府特殊津贴专家，入选上海市东方英才计划领军项目（上海领军人才）

现任上海市创伤急救中心（北区）主任，同济大学附属第十人民医院骨科行政副主任兼创伤骨科主任，骨科智能化微创诊疗中心主任。研究方向为复杂骨盆髋臼及四肢骨折的微创治疗与智能化，骨科生物材料，关节成形术，骨肿瘤基础及保肢术等。主持国家自然科学基金、科技部重点研发计划子课题等国家级项目5项，上海市科委项目7项，中央高校交叉学科重点项目1项、同济大学教改项目1项等，总项目资金达1800余万元。先后获上海市科技进步二等奖2项，国家教育部科技进步二等奖、一等奖各1项；授权发明/实用新型专利31项。近年来郑龙坡教授团队在 Biomaterials (2024), Sci.Adv. (2024), Adv.Sci.(Weinh) (2019,2024), Adv Healthc Mater. (2024), Adv Funct Mater. (2023), Composites Part B: Engineering (2022), J Nanobiotechnology. (2020, 2021), Int J Nanomedicine. (2020) 等国际知名期刊上发表系列研究论文。