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Engineering Anisotropic Mechanical Properties in Large-Scale Fabricated Cartilage Constructs Using Microfiber Reinforcement.

マイクロファイバー補強による大規模作製軟骨構築物の異方性力学的特性の設計 (機械翻訳の邦題)

Advanced healthcare materials2025Spauwen L, Pueyo Moliner A, van Veenendaal P, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象動物

記録の確認項目

研究デザイン
その他の原著論文
対象
動物
出版年
2025
出典
doi.org
抄録の表示
表示あり
出版状態
有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/04
鮮度
確認期限内
確認段階
自動処理
記録状態
公開

日本語要約(機械生成)

膝関節の軟骨損傷は多いが、効果的な再生治療は限られており、局所の力学的特性を正確に一致させることが課題である。本研究では、異方性力学的特性を持つ軟骨構築物の作製を目的とし、メルトエレクトロライティング(MEW)繊維でゲルメタクリロイル(gelMA)ハイドロゲルを補強し、天然関節軟骨の表面異方性特性を模倣した複合構築物を開発した。大規模な異方性MEW足場を作製し、ハイドロゲルに埋め込んで安定な構築物を得た。繊維間隔を変えることで局所力学的特性を調整でき、軟骨前駆細胞(ACPC)が軟骨様マトリックスを沈着する適切な環境を提供した。また、溶融堆積モデリング(FDM)繊維と異なり、MEW補強は応力遮蔽を回避し、細胞応答を促進した。これらの補強構築物は局所組織特性の一致と大規模軟骨欠損の修復に有望であることを示した。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

Despite the growing prevalence of cartilage damage in the knee joint, effective regenerative treatments remain limited. One of the current challenges is the accurate matching of the local mechanical properties of the tissue, which vary throughout the articular joint surface. This study investigates the fabrication of cartilage constructs with anisotropic mechanical properties. Specifically, it aims to develop composite constructs by reinforcing gelatin-methacryloyl (gelMA) hydrogels with melt electrowritten (MEW) fibers arranged to mimic the surface anisotropic mechanical properties of the native articular cartilage. Large-size anisotropic MEW scaffolds are successfully generated, after which they are embedded in the hydrogel, yielding stable constructs. Local mechanical properties can be tailored by varying the fiber spacing while providing a suitable environment for Articular Cartilage Chondroprogenitor cells (ACPCs) to deposit a cartilage-like matrix. Importantly, unlike reinforcement with fibers generated with fused deposition modeling (FDM), reinforcement with MEW avoided stress shielding, thereby facilitating cell response. This highlights the potential of these reinforced constructs to further match local tissue characteristics and provide a durable solution for the restoration of larger cartilage defects.

MeSH

AnimalsAnisotropyCartilage, ArticularElectrochemistryGelatinHorsesHydrogelsMethacrylatesTissue EngineeringTissue Scaffolds

DOI 10.1002/adhm.202501014

PMID 40484806

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