元素百科为您介绍三维打印构建骨/软骨一体化修复支架的研究进展。近日，中国科学院深圳先进技术研究所生物医学与技术研究所人体组织器官退行性研究中心副研究员阮长顺与天津大学材料学院教授刘文光团队合作，在三维打印骨/软骨综合修复支架建设方面取得进展。该团队首次采用直接一步3D打印技术构建生物活性梯度的高强度水凝胶，实现仿生骨软骨的综合双相结构，确认其内外具有促进骨软骨修复的能力。
关节软骨本身没有神经和血管支配，细胞数量很少，损伤后很难修复。软骨一旦受损，就会累及软骨下骨，进而导致骨-软骨缺损。由于软骨和软骨下骨的生物学特性不同，骨软骨一体化修复极具挑战性。骨和软骨组织仿生支架通常分别制作，然后组装成骨-软骨一体化再生支架。实际上，骨与软骨的界面结合力较弱，难以满足应用需求。因此，如何快速构建仿生骨软骨再生修复一体化再生支架具有重大挑战性。
该研究小组发明了一种高强度水凝胶墨水，可以直接3D打印氢键增强。这种墨水是基于丙烯酰基甘氨酰胺（PNAGA）PNAGA共聚物水凝胶具有比均聚物水凝胶更低的熔融温度和更好的流动性，可直接3D打印，无光交联，打印后可快速固化成型，保持完整的宏观和微观结构。同时，研究团队模拟软骨-骨一体化结构，用多喷嘴交替打印制备底层β-TCP，TGFF顶部包含多层负载生长因子-β梯度支架。长期浸泡PBS后，生物杂化梯度水凝胶支架仍保持稳定的孔隙结构和良好的机械强度。在高孔隙率下，压缩强度仍超过1MPa。循环压缩100次后，未发现强度下降和剥离。体内实验表明，杂化梯度水凝胶支架能促进软骨和软骨下骨的再生。
国家自然基金、深圳孔雀团队、广东青年拔尖人才、深圳科技创新委员会资助了研究工作。
