3D打印微支架让兔膝软骨再生，12周后厚度达天然软骨91%

兔子膝关节里的软骨缺损，被一种可降解材料打印出的网格结构填上了。
这是维也纳工业大学亚历山德拉·奥夫西亚尼科夫（Aleksandra Ovsianikov）教授团队的工作，博士生奥利弗·科平斯基-格伦瓦尔德（Oliver Kopinski-Grünwald）也有参与，合作方还包括奥地利组织再生集群里的维也纳创伤及医疗中心。

他们打印的球形支架直径只有0.3毫米左右，差不多一粒沙大小，上面种了干细胞培养出的软骨细胞。
等细胞成熟后，再把单个单元拼成更大的植入体放进受损区域。
十二周后，缺损处长出了新的组织，覆盖范围明显扩大，厚度达到天然软骨的91%。

「打印」这个词本身在这里意义有限，如今几乎所有东西都能打印，包括牙桥。

真正的核心在于材料。

这款支架用的是比利时公司BIO INX的DEGRAD INX树脂，通过双光子光刻技术固化，这种技术基于激光，分辨率能达到亚微米级别。
对双光子光刻来说，这是它第一次真正从培养皿走进活体生物体内。

软骨是再生能力很差的人体组织之一。
身体其他部位的缺损或许能慢慢自愈，但关节里的缺损会一直在，因为软骨几乎没有自我重建的能力。
这项研究针对的是临界大小的骨软骨缺损，也就是同时伤到软骨和下层骨组织，而且大到没法自己长好的那种缺口。
这类缺损是再生医学里最难的题目之一，想检验一种方法行不行，它正好是最理想的靶子。

双光子光刻是目前最精密的打印技术之一。
激光逐点构建结构，分辨率可以到微米级甚至更高，这让研究人员能做出以前做不出来的、致密又高度有序的细胞微环境。
接下来的工作其实就是积木式组装，先把软骨细胞球体放到直径约0.3毫米的打印支架上培养成熟，再把单个单元拼成更大的植入体。

支架在这里是临时的角色。

它负责支撑和组织细胞，等新组织长出来，它就一点点降解，直到完全消失。
因此团队需要一种材料，既要能高分辨率打印，又要能生物降解，还得有良好的生物相容性。
这种材料就是DEGRAD INX。

真正体现研究成果价值的关键数字是91%。

十二周后，再生组织的厚度达到天然软骨的91%，并且和周围组织整合得不错。
没有治疗的对照组，愈合效果明显弱很多。
组织学分析把再生组织评为「接近正常软骨」。

剩下那百分之几，就是还有待填补的差距。

这类进展总是慢的，因为3D打印里这个窄小而高度专业化的分支，认证和验证的周期按年计算。
这项研究表明，DEGRAD INX树脂在特定的体内实验中，成功当了一回细胞载体。
奥夫西亚尼科夫教授也明确说，团队围绕微支架策略已经研究了十年。

在这项研究之前，用于微创组织工程的微支架策略，基本上只是培养皿里被验证过的想法。
这次发表在《欧洲聚合物杂志》（European Polymer Journal）上的工作，第一次证明它在活体生物体内行得通。

至于这些精细工作未来的临床意义，研究简介里有一句话讲得很直白。
这类支架有希望用注射的方式，填进不规则的软骨缺损里，完全不用打开关节。
载着细胞的构建单元会被送到损伤区域，在那里贴合缺损形状逐步变成软骨，支架本身则逐渐消失。