WFIRM科学家创建了用于软骨再生的混合组织构建体

2020年11月，北卡罗来纳州温斯顿-塞勒姆-威克森林再生医学研究所的科学家(WFIRM)已经开发出一种方法来对一种类型的软骨进行生物打印，该方法有朝一日可以帮助恢复因关节炎或受伤而受损的膝盖功能。

这种软骨称为纤维软骨，有助于连接肌腱或韧带或骨骼，主要存在于膝盖的半月板中。半月板是坚韧的橡胶状软骨，可在膝关节中起到减震器的作用。半月板组织的变性影响数百万患者，关节镜部分半月板切除术是执行的最常见的骨科手术之一。除手术外，缺乏可用的治疗选择。

在这种最新的概念验证策略中，科学家们能够通过打印两种特殊的生物墨水-含有细胞的水凝胶-共同创建用于软骨再生的混合组织构建体的3D生物打印，从而创造出一种提供对细胞友好的微环境的新配方。和结构完整性。这项工作是由WFIRM研究人员在14年的时间内开发的3D生物打印机集成组织和器官打印系统完成的。该系统既沉积可生物降解的塑料状材料以形成组织“形状”，又沉积包含细胞的生物墨水以构建新的组织和器官。

WFIRM副教授，最近在《化学材料》杂志上发表论文的作者Sang Jin Lee博士说：“在这项研究中，我们已经能够生产出一种具有高弹性的杂种构建体，用于先进的纤维软骨再生。”“结果表明，这种生物打印的构建体为生产这种类型的组织提供了一种通用且有希望的替代方案。”

对于这项研究，Lee和WFIRM研究小组测试了各种配方，并测量了对施加的力或应力，溶胀率以及材料强度和柔韧性的响应。一种提供适当的细胞微环境来维持细胞并帮助其生长，而另一种生物墨水则提供出色的生物力学行为和结构完整性。将所用的两种生物墨水的最终配方逐层共印，以形成网状图案。将构建体植入小动物模型中观察10周，并在间歇时间段进行评估，以显示其正常功能。

WFIRM教授James Yoo博士说：“使用这种再生药物治疗，将需要进行更大的临床前研究，以进一步检查人体的反应和关节的功能恢复。”

WFIRM主任Anthony Atala医师表示：“我们迫切需要有效的治疗方法，以帮助患者应对退行性关节疾病，尤其是膝关节疾病。“这项概念验证研究有助于将我们的工作指向正确的方向，以便有朝一日能够制造出对患者如此重要的重要组织。”