具有定向微通道和机械梯度的双层水凝胶支架，用于促进骨软骨修复

《Advanced Healthcare Materials》：Bilayer Hydrogel Scaffold with Directional Micro-Channels and Mechanical Gradient to Promote Osteochondral Repair

骨软骨修复研究利用双层水凝胶支架结合机械梯度和单向微通道促进软骨与骨再生。软层模拟软骨机械特性，硬层含纳米羟基磷灰石增强骨支撑，双向结构引导细胞定向分化迁移，动物实验证实12周后修复效果显著。

　　

摘要

骨软骨缺损是一个严重的健康问题，尤其是在老年人中，而且目前可用的医疗治疗选择有限。因此，迫切需要开发能够整合多种生物信号的骨软骨再生支架，以同时促进软骨和软骨下骨的修复。在这项研究中，基于双层水凝胶设计构建了具有机械梯度和单向微通道的骨软骨支架。由聚合物双网络组成的柔软层模仿了软骨的机械特性；而添加了纳米羟基磷灰石（nHAp）的相对较硬的层则与软骨下骨的特性相匹配。这种双层结构的结合提供了机械信号，模拟了天然骨软骨组织的异质模量。双层设计有助于骨间充质干细胞（BMSCs）分别分化为软骨细胞和成骨细胞。此外，穿过双层的单向微通道提供了拓扑信号，促进了细胞的方向性迁移。在大鼠骨软骨损伤模型中的体内植入实验显示，12周后软骨和骨的再生得到了显著增强。这些结果表明，这种双层水凝胶支架通过整合机械和拓扑信号，提供了一种仿生的三维细胞外基质，具有广阔的骨软骨修复应用前景。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。