上海交大苏佳灿教授团队，最新Cell子刊：给关节装上“生物充电宝”——压电水凝胶3D打印一体化类器官修复软骨损伤

背景：关节软骨因无血管、自我再生能力极弱，运动损伤和骨关节炎易导致全层骨软骨缺损，现有临床方案及干细胞类器官再生体系存在创伤大、力学性能不足、缺乏生理力学刺激等缺陷。研究目的：旨在构建双组分压电生物墨水，通过DLP光固化3D生物打印技术制备分层骨软骨一体化类器官，利用钛酸钡（BTO）的压电效应搭建力学-电耦合微环境，同步诱导骨髓间充质干细胞成软骨和成骨分化，以修复骨软骨缺损。结论：研究成功制备了双分区压电生物墨水体系，实现了一体化类器官的快速打印。BTO产生的压电信号协同TGF-β激活钙介导机械转导通路，精准引导干细胞分区分化。在大鼠膝关节缺损模型中，该一体化类器官重建了接近天然组织的分层结构，软骨表面纳米光滑度优异，且材料具备良好生物安全性。该工作为运动损伤和骨关节炎导致的全层骨软骨缺损提供了全新的仿生再生治疗策略。