DOI: 10.1021/acsbiomaterials.0c00753
再生工程具有治疗临床普遍存在的骨软骨缺损(OCDs)的潜力。在合成材料引导方法中,支架的化学和物理性质仅指示细胞行为以影响再生,在本文中称为“指导特性”。尽管这减轻了与外源性生长因子有关的成本和脱靶风险,但支架必须有效指导组织生长。此外,为了实现功能性,这种支架还应该满足软骨组织的空间复杂性。因此,除了关节软骨和下层松质骨的再生外,还应修复由钙化软骨和软骨下骨组成的复杂骨软骨界面。从这个角度出发,作者重点介绍了近期合成的具有指导意义的骨软骨支架,它们利用了新的材料化学以及创新的制备策略。尤其是,通过静电纺丝、溶剂浇铸-颗粒浸出、冷冻干燥和增材制造等方法制备了具有空间复杂化学和形态学特征的支架。尽管很少有合成支架被用于临床研究以治疗OCDs,但近期的研究表明,有望利用合成材料的化学和物理特性来促进骨软骨组织的再生。
图1.沿骨软骨界面的组织构成示意图。缺损深度表示为(左)部分软骨缺损(1)、完全软骨缺损(2)和骨软骨缺损(3)。软骨层(右上)用每个区域包含的软骨组织的近似百分比表示。细胞结构随每层软骨发生变化,最终形成了与软骨下骨板相连的钙化软骨的过渡。接口组件(右下)由近似尺寸标记。
图2.Tru-FitCB®(左,A)是具有硫酸钙(骨相)和PGA纤维(软骨相)的双相PLGA-PGA共聚支架。Agili-C™(右,B)是一种源于海洋的文石(骨相)支架,带有透明质酸顶部(软骨相)。
图3.合成材料引导的骨软骨再生利用了四种主要的制备技术-SCPL、冷冻干燥、增材制造和静电纺丝,由多种材料制备出双相、三相或梯度支架结构。