柳叶刀机器人参与多方学术合作,联合发表关于半月板组织工程的研究成果

近日,南京鼓楼医院,江苏省生物3D打印工程研究中心、南京大学物理学院、斯坦福大学化工学院、南京师范大学以及杭州柳叶刀机器人在生物材料权威期刊Biomaterials Research (IF=15.863,JCR Q1)联合发表关于半月板组织工程的研究成果,题目为“The triply periodic minimal surface-based 3D printed engineering scaffold for meniscus function reconstruction”。
该研究得到了国家自然科学基金江苏省自然科学基金中国博士后科学基金国家科技部重点研发计划项目的资助。

 


 
论文简介

半月板损伤后治疗预后不佳是膝关节软骨损伤的常见诱因。由于血管分布的局限性,当损伤发生在半月板内侧区域时,半月板切除术是第一选择。虽然能够改善疼痛等症状,但切除的半月板减少了其与关节软骨之间的接触面积,无法改善关节腔内的应力传导环境。关节软骨上的过高压力会导致随后的退行性变化、严重疼痛和功能障碍。为了克服这些缺点,异体半月板移植被认为是半月板切除术的一种有希望的替代方法,短期或中期的症状可以得到改善。然而大多数同种异体移植物在长期移植后可能会经历萎缩和胶原重塑,这可能会影响机械强度并导致移植物撕裂、关节不稳定和退行性损伤。

在本研究中,研究者提出了一种可对天然半月板力学特征进行仿生的半月板支架设计方案。采用变形的三周期极小曲面结构设计多孔半月板支架。经过体内及体外的一系列影像学、组织学评估,证实这种方案具有促进半月板再生的潜力。

 

 

同时,新生的半月板组织在各个区域的力学测试中均表现出与天然半月板接近的行为,这一结果表明,通过三周期极小曲面设计的多孔半月板支架能够在恢复半月板组织形态的同时,实现半月板的功能重建。

 
 
南京鼓楼医院李澜助理研究员及王鹏助理研究员为本文第一作者
南京师范大学朱莉娅副教授及南京鼓楼医院蒋青教授为本文通讯作者
论文链接:https://doi.org/10.1186/s40824-022-00293-3