软骨缺损是一类常见临床难题，在骨关节炎(OA)的早期阶段，关节软骨表面区域的软骨退化导致浅表软骨缺损是导致关节疼痛的和骨关节炎进展的重要原因。由于软骨组织缺乏血运，导致关节软骨缺损难以自身修复。可注射水凝胶近几年越来越被研究者所重视，学者们发现水凝胶本身是一种理想的治疗软骨缺损的生物材料，但是关节软骨的湿态组织环境对水凝胶本身的粘附性能提出了较高的要求，目前很少有报道开发具有高粘附力的水凝胶用于治疗软骨缺损的策略。
在这项研究中，复旦大学附属中山医院董健、江立波团队受海洋贻贝粘附性的启发，开发了一种新型湿态环境下的粘附凝胶体系：藻酸盐-多巴胺(AD)，硫酸软骨素(CS)和再生的丝素蛋白(RSF)的交联网络(AD/CS/RSF)，同时引入了间充质干细胞来源的外泌体(EXO)，与市售的蓝灵组织胶粘剂相比，AD/CS/RSF/EXO水凝胶对湿表面的粘合强度高，搭接剪切强度为120 kPa。
Scheme 1. Summary of fabricating AD/CS/RSF/EXO hydrogels for superficial cartilage regeneration. (A) The detailed method and process of fabricating AD/CS/RSF/EXO hydrogels. (B) The mechanism for superficial cartilage regeneration by injecting hydrogels.
研究结果表明包封外泌体的AD/CS/RSF/EXO水凝胶可促进内源性骨髓间充质干细胞(BMSCs)的募集，并促进了骨髓间充质干细胞的增殖和向软骨细胞分化。团队作者对该体系的粘附凝胶进行了机械性能和生物学功能的评估表明该水凝胶具有良好的湿态环境粘附性能和较好的生物相容性，可提高间充质干细胞的迁移能力同时促进干细胞分化形成软骨细胞。在往大鼠膝关节软骨缺损位置注射AD/CS/RSF/EXO水凝胶后，该水凝胶加速了软骨缺损的原位再生和软骨重塑。水凝胶释放的外泌体可以通过趋化因子相关信号通路将BMSCs原位募集到水凝胶和新生软骨周围。该团队开发了一种可注射的高粘附性水凝胶促进软骨缺损的再生，为软骨缺损的修复提供了一种微创治疗的方法，具有一定的临床应用前景。
该研究得到了上海市自然基金(21ZR1412300)，上海市科委生物医药项目(21S11902700)，上海市人才发展资金(2020067)，上海医苑新星项目([2020]087)，国家自然科学基金委(81971315)等的支持。
来源：Biomaterials杂志
论文链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142961221005263
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