用于軟骨再生的 3D 生物打印結(jié)構(gòu)

軟骨損傷是關(guān)節(jié)功能障礙的常見原因，現(xiàn)有的關(guān)節(jié)假體無法與宿主關(guān)節(jié)組織一起重塑。然而，開發(fā)在結(jié)構(gòu)上模仿天然軟骨的大規(guī)模仿生各向異性結(jié)構(gòu)具有挑戰(zhàn)性。在《科學(xué)進(jìn)展》的一份新報告中，孫葉和中國骨科、轉(zhuǎn)化研究和高分子科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家團(tuán)隊詳細(xì)介紹了利用三維 (3-D) 生物打印雙因子釋放的各向異性軟骨再生梯度結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。該團(tuán)隊使用釋放雙生長因子的負(fù)載間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)的水凝膠進(jìn)行軟骨分化(軟骨發(fā)育)。3D 生物打印軟骨結(jié)構(gòu)顯示出全層完整性、表層潤滑以及深層營養(yǎng)供應(yīng)?？茖W(xué)家們在實驗室和動物模型中測試了軟骨組織，以顯示經(jīng)過充分的實驗研究后可轉(zhuǎn)化為人類的組織成熟和組織。一步式 3D 打印雙因子釋放梯度結(jié)構(gòu)軟骨結(jié)構(gòu)可以幫助 MSC 和 3D 生物打印療法再生受損或退行性關(guān)節(jié)。

實驗室軟骨形成

關(guān)節(jié)軟骨通常在關(guān)節(jié)中形成彈性結(jié)締組織。軟骨損傷是一種極其常見的損傷，盡管由于組織的細(xì)胞含量低和無血管性質(zhì)而導(dǎo)致自愈能力有限。軟骨損傷可能會使人衰弱，軟骨或關(guān)節(jié)重建目前在研究實驗室中面臨相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。在臨床實踐中，關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)可以通過使用金屬和合成假體的全關(guān)節(jié)置換術(shù)來替代。然而，現(xiàn)有的關(guān)節(jié)假體無法與宿主組織重塑(或整合)，這可能導(dǎo)致長期功能損傷，只能通過關(guān)節(jié)的生物再生來解決?？茖W(xué)家最近開發(fā)出間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)移植可刺激軟骨細(xì)胞定向分化，作為軟骨修復(fù)的新方法。然而，模擬不同層的梯度各向異性結(jié)構(gòu)和信號傳導(dǎo)方法以誘導(dǎo)區(qū)域依賴性軟骨形成分化和細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)沉積以促進(jìn)骨軟骨再生仍然具有挑戰(zhàn)性。在這項工作中，孫等人。開發(fā)了一種 3D 生物打印、雙因子釋放、梯度結(jié)構(gòu)的 MSC 負(fù)載構(gòu)建體，用于在動物模型中植入并建立全層軟骨再生。

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