关节腔内的间充质干细胞对于软骨缺损修复至关重要2022-11-28 09:46:11
成人的关节软骨自我再生能力有限,一旦损伤,如果得不到及时的治疗修复最终可能导致骨性关节炎的发生。近年来组织工程在关节软骨再生领域取得了良好的进展,尤其是以细胞为基础的软骨组织工程在动物模型及临床应用中展现出了不俗的潜力。然而,在体外培养过程中,外源性间充质干细胞的应用受到了自我更新能力差、细胞表型异常和分化潜能降低的限制;此外,将其移植到软骨损伤处后,再生的软骨常常出现异常肥大和纤维化的问题,严重影响了新生关节软骨的功能。为了解决上述问题,科学家们基于原位组织工程策略将内源性干细胞招募到软骨损伤部位,从而达到软骨再生的目的。关节腔内的间充质干细胞对于软骨缺损修复至关重要,然而,当关节软骨发生损伤时,内源性间充质干细胞到达损伤区域的数量有限,因此探索并开发出具有招募内源性干细胞功能的仿生支架是关节软骨理想化再生的潜在方案。基质细胞衍生因子1是具有强趋化能力的稳态因子,其参加了许多复杂的生物调节过程,包括软骨细胞的增殖、迁移和分化功能, 特别是治疗性干细胞的归巢,这充分满足了关节软骨原位再生的要求。团队前期研究发现,脱细胞软骨细胞外基质是天然的生物材料,它不仅保留了软骨特异性的基质成分,而且能够模拟软骨细胞生长的天然微环境,有利于内源性干细胞的黏附、增殖和成软骨分化。
组织工程支架的传统制备工艺普遍存在无法精确控制支架性能的缺点。低温沉积制造作为一种新兴的增材制造技术,能够将快速沉积制造和相分离技术相结合,打印喷嘴挤出的生物墨水可立即在低温平台上凝固(-20℃至-30℃),然后将冷冻支架冻干,在打印的纤维上形成互联的微孔结构。与传统的熔融沉积制造技术相比,低温沉积制造技术可以避免高温或者有毒溶剂在打印时对生活材料或者引入支架生物活性因子的破坏,保证了生物活性物质的功能;而且除了可以制备宏观大孔外,还可以在打印的纤维丝径上形成相互连通的微孔结构,从而形成分级多孔支架,这种支架不仅提供了利于细胞黏附的拓扑结构,同时微孔的存在有利于细胞生长和营养物质的交换。这种 3D 打印技术为打印出理想的仿生支架提供了可能。
出自《低温沉积3D打印负载基质细胞衍生因子1的分级多孔软骨复合支架》作者吴江,殷瀚,严子能。