維克森林再生醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家(WFIRM)已經(jīng)開發(fā)出一種方法來對(duì)一種類型的軟骨進(jìn)行生物印記，該方法有朝一日可以幫助恢復(fù)因關(guān)節(jié)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(jiān)韌的橡膠狀軟骨，可在膝關(guān)節(jié)中起到減震器的作用。半月板組織的影響數(shù)百萬患者，關(guān)節(jié)鏡部分半月板切除術(shù)是執(zhí)行的最常見的骨科手術(shù)之一。除手術(shù)外，缺乏可用的治療選擇。

在這種最新的概念驗(yàn)證策略中，科學(xué)家們能夠通過印刷兩種特殊的生物墨水-包含細(xì)胞的水凝膠-共同創(chuàng)建用于軟骨再生的混合組織構(gòu)建體的3-D生物印記，從而創(chuàng)造出一種新的配方，從而提供細(xì)胞友好的微環(huán)境和結(jié)構(gòu)完整性。這項(xiàng)工作是由WFIRM研究人員在14年的時(shí)間內(nèi)開發(fā)的3D生物打印機(jī)集成組織和器官打印系統(tǒng)完成的。該系統(tǒng)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(xì)胞的生物墨水以構(gòu)建新的組織和器官。

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

對(duì)于這項(xiàng)研究，Lee和WFIRM研究小組測試了各種配方，并測量了對(duì)施加的力或應(yīng)力，溶脹率以及材料強(qiáng)度和柔韌性的響應(yīng)。一種提供適當(dāng)?shù)募?xì)胞微環(huán)境來維持細(xì)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(xué)行為和結(jié)構(gòu)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(wǎng)狀圖案。將構(gòu)建體植入小動(dòng)物模型中觀察10周，并在間歇時(shí)間段進(jìn)行評(píng)估，以顯示其正常功能。

WFIRM教授James Yoo博士說：“將需要進(jìn)行更大的臨床前研究，以進(jìn)一步使用這種再生藥物治療來檢查人體的反應(yīng)和關(guān)節(jié)的功能恢復(fù)。”

WFIRM主任Anthony Atala醫(yī)師表示：“我們迫切需要有效的治療方法，以幫助患者應(yīng)對(duì)退行性關(guān)節(jié)疾病，尤其是膝關(guān)節(jié)疾病。“這項(xiàng)概念驗(yàn)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(duì)患者如此重要的重要組織。”