科學家創造了用于軟骨再生的混合組織構建體

維克森林再生醫學研究所的科學家(WFIRM)已經開發出一種方法來對一種類型的軟骨進行生物印記，該方法有朝一日可以幫助恢復因關節炎或受傷而受損的膝蓋功能。

這種軟骨稱為纖維軟骨，有助于連接肌腱或韌帶或骨骼，主要存在于膝蓋的半月板中。半月板是堅韌的橡膠狀軟骨，可在膝關節中起到減震器的作用。半月板組織的影響數百萬患者，關節鏡部分半月板切除術是執行的最常見的骨科手術之一。除手術外，缺乏可用的治療選擇。

在這種最新的概念驗證策略中，科學家們能夠通過印刷兩種特殊的生物墨水-包含細胞的水凝膠-共同創建用于軟骨再生的混合組織構建體的3-D生物印記，從而創造出一種新的配方，從而提供細胞友好的微環境和結構完整性。這項工作是由WFIRM研究人員在14年的時間內開發的3D生物打印機集成組織和器官打印系統完成的。該系統既沉積可生物降解的塑料狀材料以形成組織“形狀”，又沉積包含細胞的生物墨水以構建新的組織和器官。

WFIRM副教授，最近在《化學材料》雜志上發表論文的作者Sang Jin Lee博士說：“在這項研究中，我們已經能夠生產出一種具有高彈性的雜種構建體，用于先進的纖維軟骨再生。” “結果表明，這種生物打印的構建體為生產這種類型的組織提供了一種通用且有希望的替代方案。”

對于這項研究，Lee和WFIRM研究小組測試了各種配方，并測量了對施加的力或應力，溶脹率以及材料強度和柔韌性的響應。一種提供適當的細胞微環境來維持細胞并幫助其生長，而另一種生物墨水則提供出色的生物力學行為和結構完整性。將所用的兩種生物墨水的最終配方逐層共印，以形成網狀圖案。將構建體植入小動物模型中觀察10周，并在間歇時間段進行評估，以顯示其正常功能。

WFIRM教授James Yoo博士說：“將需要進行更大的臨床前研究，以進一步使用這種再生藥物治療來檢查人體的反應和關節的功能恢復。”

WFIRM主任Anthony Atala醫師表示：“我們迫切需要有效的治療方法，以幫助患者應對退行性關節疾病，尤其是膝關節疾病。“這項概念驗證研究有助于將我們的工作指向正確的方向，以便有朝一日能夠制造出對患者如此重要的重要組織。”