軟骨損傷是關節(jié)功能障礙的常見原因，現(xiàn)有的關節(jié)假體無法與宿主關節(jié)組織一起重塑。然而，開發(fā)在結(jié)構上模仿天然軟骨的大規(guī)模仿生各向異性結(jié)構具有挑戰(zhàn)性。在《科學進展》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領域的科學家團隊詳細介紹了利用三維 (3-D) 生物打印雙因子釋放的各向異性軟骨再生梯度結(jié)構的構造。該團隊使用釋放雙生長因子的負載間充質(zhì)干細胞(MSC)的水凝膠進行軟骨分化(軟骨發(fā)育)。3D 生物打印軟骨結(jié)構顯示出全層完整性、表層潤滑以及深層營養(yǎng)供應。科學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)構軟骨結(jié)構可以幫助 MSC 和 3D 生物打印療法再生受損或退行性關節(jié)。
實驗室軟骨形成
關節(jié)軟骨通常在關節(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，盡管由于組織的細胞含量低和無血管性質(zhì)而導致自愈能力有限。軟骨損傷可能會使人衰弱，軟骨或關節(jié)重建目前在研究實驗室中面臨相當大的挑戰(zhàn)。在臨床實踐中，關節(jié)炎關節(jié)可以通過使用金屬和合成假體的全關節(jié)置換術來替代。然而，現(xiàn)有的關節(jié)假體無法與宿主組織重塑(或整合)，這可能導致長期功能損傷，只能通過關節(jié)的生物再生來解決。科學家最近開發(fā)出間充質(zhì)干細胞(MSC)移植可刺激軟骨細胞定向分化，作為軟骨修復的新方法。然而，模擬不同層的梯度各向異性結(jié)構和信號傳導方法以誘導區(qū)域依賴性軟骨形成分化和細胞外基質(zhì)(ECM)沉積以促進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)構的 MSC 負載構建體，用于在動物模型中植入并建立全層軟骨再生。
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