颅骨切除术/颅骨切开术通常会导致骨缺损，这些缺损需要通过颅骨修补术来加以保护，以确保下方的硬膜和大脑免受物理损伤。由于面颅骨的解剖结构复杂，其重建的美学和功能要求就更高。因此，受先天性颅面畸形（即颅缝早闭）、创伤或肿瘤影响的儿童和成人患者，在面颅骨重建中也面临着更多的挑战。为此，意大利阿戈斯蒂诺·杰梅利大学医学院的Luca Massimi博士领衔的团队正筹备开发一种具有可调的流变特性的创新生物复合材料，用来作为密封剂和缺损填充材料。

根据美国Clinicaltrials.gov的最新消息，一项前瞻性队列研究“颅面重建中用于增强组织工程的可掺杂生物墨水，通过功能化聚合物纳米颗粒进行创新药物设计和选择性递送的创新管线”（DART-CFART试验，NCT06533150）预计将于2024年10月1日正式启动。该研究计划招募180人，并于2025年12月31日完成主要终点工作，2026年10月1日完成整体研究。

该研究计划开发一种可塑性生物合成甲基丙烯酰胺（GelMA）基明胶水凝胶，并将其与功能化的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）纳米颗粒进行复合，以用于药物递送。研究人员将从入组患者的骨组织和外周血样本中分离出骨祖细胞（包括间充质基质细胞/成骨细胞和单核细胞/破骨细胞），以此建立模拟体内骨环境的2D和3D培养体系。通过对患者样品进行高通量分析，研究人员旨在确定生物墨水递送生物活性化合物的药物靶点。体外验证环节将涉及来自患者的骨祖细胞共培养，以评估所开发复合物的摄取情况、释放动力学、生物相容性、免疫原性和治疗效果。

患者的入组标准包括：

. 因颅缝早闭和其他先天性缺陷/创伤/脑肿瘤接受手术的儿童患者（0-3岁）。

. （主要）因外伤和肿瘤而接受颅面外科手术的成年患者（18-50岁）。

排除标准包括：

. 3岁以上儿科患者。

. 50岁以上成年患者。

. 患有其他颅脑疾病的儿科和成年患者。

. 无需进行颅面手术的颅骨缺损患者。

该研究的主要终点是开发生物墨水纳米颗粒，具体包括开发至少50种GelMA基水凝胶生物墨水，将其与PLGA纳米颗粒（NPs）复合，并确保纳米颗粒在GelMA中持续释放15~20天。研究人员通过把载有荧光化合物的GelMA-NPs浸入生物仿生细胞生长培养基中，并在时间进程试验中对释放到上清液中的纳米颗粒进行定量，以评估所开发复合物的效率。

研究的次要终点包括开发能够递送特定生物分子的生物墨水纳米颗粒复合物。具体而言，研究人员将把5-10种生物分子封装/结合于至少70%的PLGA纳米颗粒中，并将这些纳米颗粒嵌入水凝胶基质内；此外，研究还需验证复合生物墨水在骨再生中的效率，具体方法是在至少20次生物学重复中，用生物墨水-纳米颗粒复合物对细胞进行体外处理，并与未经处理的细胞（对照组）进行比较，评估细胞存活率是否达到90%，骨特异性标记物表达水平和矿化基质沉积水平是否至少提高2倍。

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