具有重构软骨生成微环境的机械增强型3D生物打印水凝胶，用于鼻软骨再生

《Bio-Design and Manufacturing》：Mechanically reinforced 3D-bioprinted hydrogels with reconstructed chondrogenic microenvironments for nasal cartilage regeneration

　　

摘要

用于鼻整形术和创伤修复的软骨移植物在长期结构稳定性和再生能力方面存在局限。在此，我们开发了一种基于明胶甲基丙烯酸酯、透明质酸甲基丙烯酸酯和丝素蛋白甲基丙烯酸酯的三维（3D）生物打印水凝胶系统，该系统加入了大鼠软骨细胞、骨髓间充质干细胞和转化生长因子β1，从而实现了解剖学上精确的鼻软骨重建。这种3D生物打印水凝胶系统表现出可控的降解动力学和增强的机械性能，为细胞聚集和软骨特异性细胞外基质的沉积提供了合适的微环境。其优化的流变学和交联特性确保了能够制造出具有高几何精度的复杂鼻部结构。裸鼠的皮下植入和培养实验表明，所开发的3D生物打印水凝胶系统保持了结构稳定性，并生成了具有持续形状保持能力的成熟异位软骨。此外，再生组织的压缩模量（（2.21±0.58）MPa）显著高于初始支架的压缩模量，并接近天然大鼠软骨的报道范围。总体而言，这种结构稳定且具有生物活性的3D生物打印水凝胶系统是实现解剖学上精确鼻软骨重建的一种有前景的方法。