2026年8月30日，由维也纳工业大学 Aleksandra Ovsianikov
教授领导的研究团队，与博士生 Oliver Kopinski-Grünwald
合作，并与奥地利组织再生集群内的维也纳创伤和医疗中心携手，利用一种可逐渐降解的材料制成的网状物，填充了兔子膝盖的软骨缺损。
相关研究以题为“Scaffolded spheroids for bottom-up
osteochondral tissue engineering via endochondral ossification: An
orthotopic proof of concept rabbit in vivo
study”的论文发表于《欧洲聚合物杂志》，是再生医学领域的一个重要里程碑。
研发人员利用可生物降解树脂DEGRADINX打印出直径约 0.3 毫米（相当于一粒沙子大小）的球形支架，将干细胞培养的软骨细胞接种到支架上，组装成更大的植入物，并植入到受损区域。十二周后，缺损处形成了新的组织，覆盖了更大面积的缺损区域，厚度达到天然软骨的约 91%。组织学分析评估为“接近正常的软骨”。
△从 3D 打印到新型软骨：使用多光子光刻技术打印构建模块，填充细胞，组合成塞子，使其成熟，然后放置在兔子的膝盖内，并在那里生长成新的组织。
“打印”一词本身在这里意义不大，因为如今几乎所有东西都是打印出来的，包括牙桥。真正的功臣是材料，本案例中的支架采用比利时公司BIO INX开发的DEGRAD INX树脂制成，并使用多光子光刻技术固化。多光子光刻是一种基于激光的打印技术，分辨率可达微米级以下。对于这种方法而言，这一成果堪称首创，因为它首次将材料从实验室转移到了活体生物体中。
△上图：引入的缺陷的3D图像和治疗前缺陷的µCT图像。 左下图：用含细胞的3D打印微支架治疗的膝关节的µCT图像。右下图：对照组（右），其中绿线表示所形成缺陷的直径和深度。治疗组观察到明显的改善。（图片由维也纳技术大学提供）
为什么软骨无法自我修复
软骨是再生能力极差的组织之一。身体其他部位的损伤或许可以逐渐愈合，但在关节中却始终无法修复，因为关节组织缺乏自我修复的能力。这项研究聚焦于临界尺寸的骨软骨缺损，即同时影响软骨和下方骨骼，且面积足够大而无法自行愈合的缺损。这是再生医学领域最具挑战性的目标之一，因此，如果要测试这种方法，软骨类损伤正是理想的研究对象。
多光子光刻是目前最精确的打印技术之一。激光逐点构建结构，精度可达微米级甚至更小，使研究人员能够为以前无法培养的细胞创造致密、高度有序的微环境。其余步骤本质上就是组装构建模块。研究人员将软骨细胞球体放置在直径约0.3毫米的打印支架上，使其成熟。然后，将这些单个构建模块组合成更大的植入物。支架的作用是暂时的：它支撑和组织细胞，随着新组织的生长，支架会逐渐分解直至消失。为了实现这一目标，研究团队需要一种能够以如此高的分辨率打印、可生物降解且具有生物相容性的材料。这种材料就是DEGRAD INX。
△左图：打印微支架的电子显微镜图像；右图：DEGRAD INX（蓝色）中3D打印笼内干细胞（绿色）的共聚焦显微镜图像（图片由TUWIEN提供）。多光子光刻是当今最先进的增材制造技术之一，能够以微米甚至亚微米级的分辨率
91%是决定最终结果的关键数字。十二周后，再生组织厚度达到天然软骨的约91%，并与周围组织融合良好，而未治疗组的再生效果则明显较差。组织学评估显示，再生组织“接近正常软骨”。剩余的几个百分点代表着仍需弥补的差距。这种进步是缓慢发生的，它发生在3D打印这个狭窄而高度专业化的领域，认证和验证需要数年时间才能完成。研究表明，树脂在特定的体内实验中成功发挥了细胞载体的作用。奥夫西亚尼科夫明确表示，他的团队已经研究微支架策略长达十年之久。
这个结果究竟改变了什么？
此前，用于微创组织工程的微支架策略主要停留在实验室培养皿中的理论验证阶段。论文首次证实了这种方法在活体生物中也有效。这项研究的精准性及其潜在的临床意义可以用研究描述中的一句话概括：这种支架有望无需打开关节即可注射填充不规则的软骨缺损。载有细胞的构建模块将被输送到受损区域，在那里它们可以适应缺损的形状并逐渐转化为软骨，而支架本身则会被吸收。
来源：南极熊
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