DOI：10.1016/j.bprint.2019.e00056
骨关节炎是关节炎的主要形式，并且是导致残疾的主要原因。组织工程支架显示出治疗软骨缺损的巨大希望。软骨由复杂的体系结构组成，这对其性能和功能起着很大的作用。在这项研究中，作者使用低温印刷和静电纺丝制造了高度多孔的多区域支架。发达的多区支架成功地模仿了天然软骨中胶原纤维取向的复杂结构。将间充质干细胞接种到多区域支架上。细胞活力，DNA定量和荧光染色表明，体外培养4周后，这些支架支持间充质干细胞的附着和活力。此外，关键的软骨形成因子糖胺聚糖在培养4周后得以维持。与相分离的对照相比，多区支架的压缩性能明显降低，使其在机械上适合于软骨。总的来说，该研究产生了多区域支架，其表达的结构类似于天然软骨及其结果证明了多区域支架具有作为MSC附着和存活平台的能力，突出了在软骨组织工程学中的潜力。
图1.脚手架的设计和架构。（A）冷冻印刷的螺旋线，多层支架的底层。（B）多区支架：带有电纺中层和顶层的低温印刷螺旋。（C）多区支架的SEM图像显示底部螺旋区和其下方的中间随机取向的纤维层。（D）多区支架的顶层，排列的电纺纤维。（E）多区支架的中间层，随机取向的纤维。（F）多区支架的螺旋底层，表面多孔。（G）该图说明了多区支架的各个层。
图2.支架形态表征。（A）印刷的螺旋线，多区域支架的底层，线束直径分析。（B）印刷的螺旋，多区支架的底层，孔径分析。（C）随机取向的纤维，多区支架的中间层，纤维直径分析。（D）排列的纤维，多区支架的顶层，纤维直径分析。（E）表列出了平均纤维和孔径。
图3.支架生化评估。（A）细胞活力，将荧光在24 h标准化至P / S对照支架。（B）DNA定量。（C）硫酸化的GAG含量。（D）GAG / DNA比。误差线=标准误均值，n=4. 统计显着性表示为* p <0.05，** p <0.01；采用具有Tukey事后测试的单向方差分析法。
图4.脚手架的增量压缩杨氏模量介于0和5、5-10、10-15和15-20％应变之间。误差线=标准误均值，n= > 4。统计显着性表示为* p <0.05，** p <0.01和*** p <0.001；采用具有Tukey事后测试的单向方差分析法。
图5.在多区域，相分离（P / S）和电纺（ESP）支架上分别放置24小时和4周后，双光子激发荧光（TPEF）和相干抗焦炭拉曼散射（CARS）图像显示了MSC在支架上的附着。
图6.多区支架的表征。（A）多区支架的SEM图像。（B）多区支架的荧光图像显示MSC定位在电纺纤维顶部螺旋空间内。（C）在24小时将MSC的Z stack连接至多区支架。（D）MSC的Z堆栈以4wks附着在多区支架上。（E）多区域支架的基因表达。GAPDH管家基因的正常值与24小时时间点的基因表达相关。相对表达是使用2-ΔΔCt方法计算的。误差线=标准误均值，n= > 3。
