简介：哈佛大学医学院的Su Ryon Shin团队与特温特大学的Jeroen Leijten团队合作，利用悬浮3D打印技术，打印细胞微球，制造类软骨组织。结果显示，用此方法制造出来的类软骨组织中的干细胞向软骨细胞分化，并表现出类软骨行为； 相对于传统培养方式，打印出的组织结构中的细胞外基质沉积有明显的提升，因此，这种类软骨制造方法有助于软骨置换和再生的临床进一步发展。相关论文“3D Printed Cartilage-LikeTissue Constructs with Spatially Controlled Mechanical Properties”发表于杂志Advanced Functional Materials上。
原文链接： https://doi.org/10.1002/adfm.201906330
简介：哈佛医学院的Su Ryon Shin团队与史蒂文斯理工学院的Manu S. Mannoor团队联合开发出一种负载软骨细胞的生物3D打印软骨样结构并带有电子嗅觉模拟生物传感器的混合装置。该多材料打印结构的多个软骨层促进软骨细胞粘附，多个刚性层提高机械性能。因此，形成一个机械稳定、生物相容的三维微环境，以支持软骨细胞的生长和分化，从而允许鼻软骨组织的形成。该系统显示出了感知TNT的能力，并可进一步功能化和调整，以检测各种天然气味、化学结构和疾病生物标志物。这款混合设备为3D打印的软骨样组织和集成的增强电子嗅觉系统奠定了基础，该系统最终可能成为可行的人形半机械人鼻器官奠定基础。相关论文“A 3D‐Printed Hybrid Nasal Cartilage with Functional Electronic Olfaction”发表于杂志Advance Science上。
原文链接： https://doi.org/10.1002/advs.201901878
简介：上海交通大学医学院的周广东教授团队等将GelMA和HAMA制备成复合光交联水凝胶，采用3D打印技术，实现外部3D形状和内部孔结构上的精确控制，使用冻干技术进一步提高机械性能和延长降解时间。实验结果显示支架与软骨细胞结合成功再生了具有典型陷窝结构和软骨特异性细胞外基质的成熟软骨。该研究一系列优化支架制造策略，精确地控制结构、降解速率和力学性能，为软骨再生提供了一种新型的天然生物降解支架。相关论文“Lyophilized Scaffolds Fabricated from 3D-Printed Photocurable Natural Hydrogel for Cartilage Regeneration”发表于杂志ACS Applied. Materials. Interfaces上。
原文链接： https://doi.org/10.1021/acsami.8b10926
简介：韩国翰林大学医学院的Chan Hum Park和美国威克森林医学院的Sang Jin Lee团队合成了一种光固化生物墨水材料:甲基丙烯酸缩水甘油酯改性丝素蛋白（Sil-MA）。研究表明，Sil-MA具有天然软骨相匹配的机械性能、优秀的载细胞DLP打印性能以及促进成软骨的生物性能。相关论文“Precisely printable and biocompatiblesilk fibroin bioink for digital light processing 3D printing”和“Digital light processing3D printed silk fibroin hydrogel for cartilage tissue engineering”分别发表于杂志Nature Communications和Biomaterials上。
原文链接： https://doi.org/10.1038/s41467-018-03759-y
原文链接： https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2019.119679
简介：全南国立大学的Jong Keun Seon团队联合韩国医学微机器人研究所的Jong-on Park与Eunpyo Choi团队，设计了一种基于人类脂肪MSC的医用微型机器人系统，通过在微型机器人上进行细胞培养，使用磁控技术进行细胞高效率靶向递送；最后，通过体内试验证明了使用微型机器人促进兔软骨缺损的软骨再生功效。相关论文“Human adipose–derived mesenchymal stem cell–based medical microrobot system for knee cartilage regeneration invivo”发表于杂志Science Robotics上。
原文链接： https://doi.org/10.1126/scirobotics.aay6626
简介：宾夕法尼亚大学Jason A. Burdick团队通过甲基丙烯酸透明质酸(MeHA)交联的程度改变电纺纤维的硬度，证明了较软的MeHA纤维网络很容易在细胞牵引下变形和致密化，较硬的MeHA纤维网络更易侵袭半月板组织；当支架植入皮下时，较硬的MeHA纤维网络在4周后具有更强的细胞侵袭和更多胶原沉积，因而促进软骨组织修复。因此，纤维网络的力学和变形能力可能改变细胞间的相互作用和侵袭，为软骨组织修复支架的设计提供了重要的设计参数。相关论文“Influence of Fiber Stiffness on Meniscal Cell Migration into Dense Fibrous Networks”发表于杂志Advanced Healthcare Materials上。
原文链接： https://doi.org/10.1002/adhm.201901228
简介：新西兰奥塔哥大学KhoonS. Lim与澳大利亚新南威尔士大学Jelena Rnjak-Kovacina合作提出了一种新的可见光介导的光氧化还原系统，形成丝素蛋白中双酪氨酸键，快速交联丝素蛋白(<1 min)的水凝胶具有稳定的力学性能，可使细胞高密度(1.5X107cells/mL)包裹，同时保持高细胞存活率(>80%)。光交联的丝素水凝胶支持人类关节软骨细胞的长期培养，具有良好的软骨组织形成能力。相关论文“Rapid Photocrosslinking of Silk Hydrogels with High Cell Density and Enhanced Shape Fidelity”发表于杂志Advanced Healthcare Materials上。
原文链接： https://doi.org/10.1002/adhm.201901667
简介：马里兰大学John P. Fisher团队设计了两种墨水：与天然衍生和物理交联的藻酸盐共价连接的聚乙二醇（PEG）的双网络（DN）和甲基丙烯酸明胶（GelMA）的可生物降解的充满细胞的生物墨水。DN墨水可提供必要的强大物理支持，以保持长期的移植物体积和结构，而可降解的生物墨水提供刺激组织再生所必需的生物环境。这种打印方法可以精确地沉积水凝胶纤维，在功能上相互补充，形状和体积长期保留的仿生复杂软骨组织，例如鼻子，耳朵和甲状腺软骨。相关论文“Hybrid 3D Printing of Synthetic and Cell-Laden Bioinks for Shape Retaining Soft Tissue Grafts”发表于杂志Advanced Functional Materials上。
原文链接： https://doi.org/10.1002/adfm.201907145
简介：荷兰乌得勒支大学的Riccardo Levato团队结合近场直写和挤出打印技术，集成了水凝胶、陶瓷和聚合物材料，将基于模仿骨骼肌矿物相磷酸钙（CaP）研发的生物陶瓷墨水采用挤出打印制造成软骨下骨替代物。采用近场直写制备聚合物网格固定在陶瓷墨水中，并嵌入载细胞的GelMA作为软骨成分。研究了几种微纤维结构作为交联剂来增强水凝胶-陶瓷界面的粘结，增强水凝胶的抗压性能。相关论文“Combiningmulti-scale 3D printing technologies to engineer reinforced hydrogel-ceramic interfaces”发表于杂志Biofabrication上。
原文链接：https://doi.org/10.1088/1758-5090/ab69d9
简介：四川大学的苟马玲研究员、钱志勇教授和魏霞蔚教授团队通过蓝光引发剂LAP包裹上转换纳米粒子制备了核-壳结构纳米光引发剂（UCNP@LAP），依托该光引发剂开创性地实现了皮下原位DLP打印。载细胞皮下打印耳状构建体，一个月培养后，不仅保持耳廓形状完整且有软骨ECM沉积。该项技术不仅可以实现复杂耳廓机构重建，而且可以实现软骨功能再生，在未来的组织再生领域具有广阔的应用前景。相关论文“Noninvasive in vivo 3D bioprinting”发表于杂志Science Advances上。
原文链接：https://doi.org/10.1126/sciadv.aba7406
简介：温州医科大学附属第二医院的Zhongtang Liu教授团队作者制备了甲基丙烯酸明胶（Gelma）/纳米粘土水凝胶（Gel-nano）以持续释放sEV，Gel-nano-sEV具有刺激软骨形成和治愈软骨缺损的能力，在治疗软骨缺损方面具有广阔的前景。相关论文“miR-23a-3p-abundantsmall extracellular vesicles released from Gelma/nanoclay hydrogel forcartilage regeneration”发表于杂志Journal of Extracellular Vesicles上。
原文链接：https://doi.org/10.1080/20013078.2020.1778883
简介：浦项科技大学的SeiKwang Hahn团队基于环糊精和金刚烷修饰的透明质酸之间的超分子作用交联形成HA超分子水凝胶封装间充质干细胞，在没有任何共价交联下，表现出了良好的力学稳定性，促进细胞生长、分化和良好的软骨组织再生能力。相关论文“Supramolecular Injectable Hyaluronate Hydrogels for Cartilage Tissue Regeneration”发表于杂志ACS Applied. Bio Materials上。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acsabm.0c00537
简介：韩国翰林大学医学院纳米生物再生医学研究所的 Chan Hum Park团队搭建了一种基于投影式光固化的4D生物打印系统，通过有限元分析(FEA)模拟来探索复杂结构中可能发生的变化，最终多组分光固化丝素蛋白(SIL-MA)生物墨水模拟三维气管组织，在将其植入受损的兔气管内8周后，植入物与宿主气管自然结合，并在预测部位形成上皮和软骨。该研究内容在组织工程及临床应用场景中具有极大的潜在价值。相关论文“4D-bioprinted silk hydrogels for tissue engineering发表于杂志Biomaterials上。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120281
简介：哈尔滨工业大学（深圳）吴洋助理教授与美国宾州州立大学Ibrahim Ozbolat教授团队利用人脂肪干细胞分化而来的软骨细胞制备组织束，作为生物打印的墨水；利用挤出式与吸取式的复合3D打印方式，构建了一种区域分层人工软骨，其有软骨类似的机械性能与解剖学构造，为软骨组织的修复提供了一个闭环策略。相关论文“Hybrid Bioprinting of Zonally Stratified Human Articular Cartilage Using Scaffold‐Free Tissue Strands as Building Blocks发表于杂志Advanced Healthcare Materials上。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adhm.202001657
简介：韩国浦项科技大学机械工程系Dong Woo Cho团队将聚氨酯-聚己内酯（PU_PCL）聚合物与载细胞的半月板脱细胞基质（me-dECM）生物墨水结合制备了支架。含有me-Decm的支架提供了支持干细胞生长、向纤维软骨增殖和分化有利的环境，再现了半月板组织在形态和微环境方面的特异性，为半月板修复提供了新的思路。相关论文“3D cell-printing of biocompatible and functional meniscus constructs using meniscus-derived bioink”发表于杂志Biomaterials上。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120466
简介：上海交通大学戴尅戎院士团队设计并利用近场直写技术制造了三层：浅表软骨（S），深软骨(D)，和软骨下骨(B)的PCEC分层支架，并在其中填充含有间充质干细胞(MSC)的甲基丙烯酰胺(GelMA)水凝胶与区域特异性生长因子。复合支架在体内同时实现软骨和软骨下骨再生，证明仿生构建模拟自然骨软骨组织可增强骨软骨组织再生的可行性。相关论文“3Bioinspired stratified electrowritten fiber-reinforced hydrogel constructs with layer-specific induction capacity for functional osteochondral regeneration”发表于杂志Biomaterials上。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120385
简介：华南理工大学生物医学科学与工程学院的施雪涛团队制备了一种仿生双相骨软骨支架（BBOS），通过分层特异性释放干细胞分化诱导物来促进hBMSCs向软骨细胞及成骨细胞定向分化的作用，对各层软骨或骨再生有较强的促进作用，在骨软骨缺损的修复中显示出巨大的潜力，并为其他有机-无机结合材料提供了参考。相关论文“A Biomimetic Biphasic Osteochondral Scaffold with Layer-Specific Releaseof StemCell Differentiation Inducers for the Reconstruction of Osteochondral Defects”发表于杂志Advanced Healthcare Materials上。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adhm.202000076
简介：乌得勒支大学的Miguel Castilho教授团队将纳米纤维在导电和非导电再生生物材料曲面上精确沉积，与GelMA水凝胶复合，保持个性化的形状，增强压缩性能并支持软骨形成，该研究证明了曲面的近场直写水凝胶复合结构用于治疗全层软骨或骨软骨缺损的可行性。相关论文“Melt electrowriting onto anatomically relevant biodegradable substrates: Resurfacing a diarthrodial joint”发表于杂志Materials and Design上。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.109025
简介：解放军总医院骨科研究所的郭全义团队通过双挤出头+控温系统，将聚己内酯（PCL）与GelMA-半月板细胞外基质（MECM）混合的生物墨水结合，制备了一种新型的仿生半月板支架。支架具有良好的生物相容性、优异的力学性能和生物性能，这些特征与原生的半月板相似，提高了仿生半月板支架在组织工程中的应用水平和效率，为半月板修复提供了新的思路。相关论文“3D bioprinting of a biomimetic meniscal scaffold for application in tissue engineering”发表于杂志Bioactive Materials上。
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