综述：微工程化滑膜微环境在骨关节炎研究中的应用

这篇综述系统探讨了如何通过微工程（microengineering）技术构建仿生滑膜微环境，以解决传统骨关节炎（OA）研究模型的局限性。文章重点介绍了滑膜芯片（synovium-on-a-chip）、3D打印支架和水凝胶类器官等前沿平台，这些技术能精准模拟滑膜组织的机械应力、细胞异质性和动态细胞-基质互作，为OA病理机制研究和药物开发提供更可靠的体外模型。

　　

滑膜微环境在OA进展中的核心作用

骨关节炎（OA）并非简单的软骨磨损，而是涉及滑膜、软骨下骨等多组织的复杂病理网络。其中滑膜组织通过持续低度炎症和分解代谢酶（如MMPs）的分泌，成为驱动OA进展的"幕后推手"。机械稳态失衡时，滑膜成纤维细胞（FLS）会激活NF-κB等炎症通路，分泌IL-1β、TNF-α等细胞因子，形成恶性循环。

传统模型的局限性

现有2D滑膜细胞共培养模型存在三大缺陷：缺乏机械应力传导（<10 kPa生理范围内动态载荷）、细胞类型单一（缺失巨噬细胞/内皮细胞等）、静态培养环境无法模拟关节腔动态代谢。这导致约83%的临床前药物在人体试验中失效，凸显模型仿生度的关键作用。

微工程技术的突破性进展

滑膜芯片系统通过微流控通道模拟滑液流动，结合气动装置实现周期性机械刺激（0.1-1 Hz频率），成功复现了滑膜细胞在剪切力下的代谢重编程现象。3D生物打印技术则采用明胶-透明质酸复合水凝胶构建仿生基质，通过空间定位打印技术实现滑膜表层（CD55⁺细胞）与下层（CD68⁺巨噬细胞）的精确排布。

未来发展方向

最新研究将患者来源的iPSCs与压电传感器集成，开发出能实时监测IL-6分泌的"智能滑膜类器官"。这类平台不仅能个性化评估药物响应，还可结合AI预测疾病进展轨迹。不过，当前模型对滑膜-软骨串扰（crosstalk）的模拟仍待完善，需要开发多器官芯片系统来突破这一瓶颈。