导言：近期，我院广州医科大学再生医学与3D打印技术转化研究中心张智勇教授与浙江大学-爱丁堡大学联合学院院长欧阳宏伟教授受国际著名SCI期刊《Biomaterials》（影响因子=8.4）邀请联合发表题为“Strategies for MSC expansion and MSC-based microtissue for bone regeneration”的特邀综述论文。
近期，我院广州医科大学再生医学与3D打印技术转化研究中心张智勇教授与浙江大学-爱丁堡大学联合学院院长欧阳宏伟教授受国际著名SCI期刊《Biomaterials》（影响因子=8.4）邀请，作为共同通讯作者联合发表题为“Strategies for MSC expansion and MSC-based microtissue for bone regeneration”的特邀综述论文。该综述论文探讨了间充质干细胞（MSC）临床应用前景，系统回顾总结了目前MSC体外扩增所使用的各种培养方法、生物反应器技术、生物材料平台以及基于微组织的扩增策略等方面的技术发展趋势，并结合课题组自身的科研工作积累，为即将到来的干细胞治疗产业及其大规模临床推广关键瓶颈问题解决（干细胞的规模化、自动化扩增）提供了新的见解与思考。
《Biomaterials》是再生医学领域的国际最权威SCI期刊之一，主要聚焦于干细胞、生物材料等再生医学领域的最新科学技术发展。这是张智勇教授第二次以主要作者身份在该杂志上发表综述论文。该综述论文在发表短短几个月后，就已获得了领域内较大的关注，收到美国等国家的学者的科研合作请求及美国高校、高中生暑期科研实习的请求。
张智勇课题组一直专注于干细胞的规模化、自动化扩增技术，在干细胞/微组织一体化、规模化、自动化扩增体系方面积累了大量工作。他们发现微载体技术可以大幅度提高干细胞的活性和扩增效率（BioResearch Open Access 2013），且进一步创新研发出生物可降解的生物仿生型微载体，在生化组份、表面拓扑及三维空间结构等方面更精确模拟体内微环境，更适合干细胞粘附、扩增与分化（J of Mat Chem 2016）。基于该仿生微载体，课题组还建立一体化、规模化、自动化组织构建策略，简化制备步骤、消除人为影响、降低成本，有利再生医学技术的临床推广。此外，系统对比研发还发现微组织更有利于养分交换与血管化，比现有块状工程化组织，取得更好修复效果，相关工作已发表了系列论文，申请多个专利。
图1 仿生型微载体的初步研究。成功使用天然脱细胞基质（脱钙骨基质）制备出仿生型的微载体。
图2 创新组织工程化组织的构建策略。建立基于仿生型微载体的自动化、规模化、一体化、封闭化的微尺寸工程化组织（微组织）的构建体系，并论证了微组织有很强的缺损修复活性。
此外，张智勇教授也研发了一台可在两个垂直的轴向上同时旋转的生物反应器，并发现双轴向运动模式可以比传统单轴模式取得更加均质的气体及营养物质交换、且大幅减少湍流和局部剪切力，系统对比研究发现该双轴旋转反应器相对传统反应器更适合工程化组织构建。相关工作已发表系列论文（ZhangZY, et al. Biomaterials 2009, 2010, 2012），并成功转让给国外的生物技术公司，实现了产业化。
图3 双轴选择反应器的前期研究工作。成功研发了世界上首台可以双轴旋转的生物反应器用于组织构建，并论证其流体运动更加均质，湍流更少，组织构建更加均质。
张智勇教授团队还在同种异体干细胞的临床应用也做了积极、丰富的转化工作。他们发现个体发育阶段对细胞特性（增值和分化等）的深远影响，发育早期的细胞具有更低免疫原性、更高扩增、分化、组织再生能力（Stem Cells 2009），为建立优质异体细胞库奠定坚实的理论基础，并建立起一套基于该细胞的较完整的骨组织工程与再生医学技术体系用于大段骨缺损的治疗。相关工作已发表系列论文（Zhang ZY, et al. Stem Cells 2009; Zhang ZY, et al. Biomaterials 2010, 2011, 2012），并且该技术已经获得新加坡药监部门（HSA）的批准开展First-in-man临床研究。
图4 异体种子细胞的前期研究。从胎儿组织中提取新型的间充质干细胞（fMSC），通过对比研究揭示个体发育早期的干细胞具有更好的生物活性（扩增、分化等），并论证其可以作为理想的异体种子细胞用于组织工程的应用
张智勇团队前期在干细胞来源、生物反应器及干细胞规模化扩增方面的应用基础及临床转化研究方面的成体系的科研工作及积累，为我院在再生医学领域的学术研究、再生医学临床新治疗技术的研发和临床试验、以及学科的发展奠定了坚实的基础。
