2026年4月30日，诺丁汉大学研究员Robert
Owen博士获英国医学科学院资助，利用超高分辨率3D打印构建微尺度曲面材料，探索“形状即医学”概念——通过物理几何引导细胞行为，而非依赖药物或生长因子，目标是为骨骼和皮肤修复开发新型无药愈合材料。
该项拨款是英国皇家学会通过"跳板计划"（Springboard
Scheme）向英国38个机构的55位早期职业研究人员发放的670万英镑资金的一部分。Owen的项目利用超高分辨率3D打印技术，构建具有精确设计的表面特征（如微尺度曲面）的材料，然后观察参与骨骼愈合和皮肤修复的细胞如何对这些特征做出反应，追踪细胞如何仅凭几何形状就发生运动、形状改变，以及基因表达和代谢活性的变化。Owen表示："这个项目将帮助我推进'形状即医学'的概念，利用细胞尺度的物理特征来引导细胞行为并促进愈合。通过整合诺丁汉大学在先进3D打印、机械生物学和分析科学方面的优势，我希望这项工作能够为设计植入人体的新材料奠定基础。"
以结构设计取代药理学干预
该项目的基本前提是：物理结构可以替代药物干预。如果表面形状能够可靠地触发驱动组织修复的细胞反应，就有可能设计出无需添加药物或生长因子即可引导愈合的生物材料，实际应用目标指向骨骼和皮肤修复。"跳板计划"资助处于探索阶段的研究，临床应用尚未实现。基于这些原则开发的可行生物材料是后续成果，而非立竿见影的产物。这笔670万英镑资金同时用于支持帕金森病、阿尔茨海默病、传染病和慢性疼痛的研究。增材制造在此项目中只是一种手段，而非目的。这个项目之所以可行，是因为3D打印技术已经足够精确，能够制造出细胞实际感知尺度的表面特征。
几何引导愈合的研究进展
利用表面几何结构来引导3D打印支架中细胞行为而无需添加药物的研究，已扩展到多种组织类型的应用探索。2025年12月，伍斯特理工学院（WPI）的研究人员报告了一种可生物降解的血管支架，这种支架具有微沟槽和通道，旨在引导内皮细胞和平滑肌细胞的迁移和排列。此外，加州大学圣地亚哥分校于2019年报道了一种3D打印脊髓植入物，该植入物利用200微米的通道来引导神经干细胞生长并促进大鼠轴突重新连接。两种方法均假设3D打印几何形状与细胞行为之间存在方向性关系。
然而，两者均未确定哪些表面特征会激活哪些基因或代谢通路；如果没有这种机制联系，就无法可靠地设计几何形状以达到临床效果。这正是Owen所获资助项目所关注的具体空白。
来源：南极熊
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