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  再生醫學的核心是研究和開發用于替代、修復、重建或再生人體各種組織器官的理論和技術。然而，半月板中心部薄，整體呈游離狀態，導致傳統療法促進半月板和功能恢復的效果較差。為克服這些局限性，醫用型水凝膠的發開為半月板再生修復提供了一個潛在的解決方案。水凝膠因其具有良好的生物相容性和可修飾性，可安全植入體內并有效調節半月板損傷部位細胞和周圍微環境的病理生理過程。

圖1 半月板修復用水凝膠構建示意圖

圖2 半月板解剖示意圖

要點1：半月板修復水凝膠材料

圖3 基于透明質酸、明膠、絲素蛋白、殼聚糖和海藻酸鈉的水凝膠半月板支架

要點2：載體型水凝膠在半月板修復中的應用

圖6 細胞遞送型水凝膠半月板支架

要點3：力學增強型水凝膠在半月板修復中的應用

圖7 力學增強型水凝膠半月板支架

要點4：水凝膠在半月板修復中的挑戰與展望

  首先，3D打印所構建的半月板支架需要滿足一定的臨床標準和質控要求。大多數研究均停留在動物實驗階段，尚且缺乏大規模臨床試驗數據，人體安全性和有效性無法得到實質性驗證。未來仍存在免疫原性過強，甚至不必要的副作用，故應針對人體微環境的特點，重點研發人體相容性個性化支架，嚴格掌握不同材料的適應癥和操作方法。目前臨床上已經應用了一些作為藥物遞送的水凝膠，但在半月板損傷修復上我們仍缺少具有優異功能的水凝膠支架。現在新興的超分子水凝膠或DNA水凝膠仍蘊含著很多的機會。

  其次，復合水凝膠支架并未真正實現集負載、生物活性、力學強度和細胞黏附為一體的高性能、全覆蓋半月板仿生支架要求。藥物或細胞負載型水凝膠，往往需要進行表面修飾，或完成溫度等環境參數響應。水凝膠側鏈基團的理化修飾可能僅滿足特殊官能團和游離端的結合，這會造成功能優化趨于特定。此外，水凝膠支架的高力學特性依賴于其他聚合物或特殊制備方式。多種組分的摻雜可能會改變既定的修飾效果，因此，復合水凝膠較難實現多功能修復目標。未來應整合孔隙率、交聯度、細胞黏附度、毒性和成本等方面，設計出具有最佳愈合能力的功能水凝膠支架。

  第三，一些3D打印的仿生半月板支架無法通過微創注射的方式置入膝關節腔。3D打印所制備的半月板支架具有一定的形態，且形狀、大小因設計需求，較難發生形變。因此，往往需要通過開放手術置入缺損部位，難免存在一些諸如失血、疼痛等手術的副作用。而可剪切發生形變的水凝膠雖可以注射，但缺乏力學強度，較難滿足膝關節的承重需求。每種制備技術有其特點但也有其劣勢。發展新的支架制備方法，發掘新的制備技術，對提升半月板再生修復效果至關重要。

圖8再生水凝膠半月板支架的制備

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202312276