生物3D打印仿生支架促炎癥環境下骨軟骨缺損有效再生

魔猴君  行業資訊   1255天前

關節中的骨與軟骨損傷是臨床中的棘手問題，難以自行修復，如在退行性骨關節炎下的骨與軟骨修復，更是面臨極大挑戰。如何有效解決骨關節炎狀態下的骨與軟骨修復是亟需解決的重要問題。

針對這一問題，中國科學院深圳先進技術研究院王新巒研究員、阮長順研究員和香港中文大學秦嶺教授團隊利用多學科交叉的優勢，運用生物3D打印技術構建了一種裝載骨髓間充質干細胞(BMSC)的多層仿生支架，探討了退行性關節炎中骨與軟骨損傷的修復。該團隊的支架設計采用多種策略，其中包括 1）通過活體細胞打印，在缺損原位引入BMSCs作為修復種子細胞。2）利用材料及活性因子構建組織修復的微環境，包括組織結構仿生，及使用kartogenin（KGN）和β-磷酸三鈣（β-TCP）作為活性因子和材料，分別用于促進BMSC等修復細胞參與軟骨與骨的缺損修復。3）針對骨關節炎微環境金屬蛋白酶（MMP）分泌增多的特點，設計MMP敏感肽修飾的水凝膠，根據疾病進展響應性遞送抗炎藥物雙氯芬酸鈉(DC)，抑制骨關節炎性微環境對BMSCs的負性調控作用。研究旨在通過植入多孔支架實現再生功能微環境精準（包括細胞和因子等）重建，有效補充缺損部位種子細胞，調控抗炎及誘導分化的微環境，進而促進骨關節炎狀態下的骨與軟骨修復。

本研究在體外系統性表征了該設計支架的理化性質，驗證了其具有良好的生物相容性，誘導成軟骨活性及抗炎活性，并進一步在半月板切除所致骨關節炎動物模型中研究了該支架在進展性關節炎微環境中對骨軟骨缺損修復的影響。該設計支架可通過軟骨保護和炎癥調節機制促進骨關節炎狀態下的骨與軟骨修復，有效改善模型動物的關節功能，為組織工程支架治療與軟骨變性和骨關節炎相關的關節疾病提供了一種有前景的治療策略。

中國科學院深圳先進技術研究院博士后劉衍志（現任廣東醫科大學副研究員）、研究助理彭劉琪（現為比利時魯汶大學博士研究生）為該文共同第一作者，王新巒研究員、阮長順研究員及香港中文大學秦嶺教授為共同通訊作者。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S0142961221005731

來源：中國3D打印網