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Developmentally Inspired, Mechanical-Metabolic Dual Gradient Osteochondral Constructs Bridging Regeneration and Therapeutic Screening.

発生学的に着想を得た力学的・代謝的デュアルグラジエント骨軟骨構造体:再生と治療スクリーニングを橋渡しする (機械翻訳の邦題)

Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)2026Choi Y, Jang W, Kang R, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象ヒト

記録の確認項目

研究デザイン
その他の原著論文
対象
ヒト
出版年
2026
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)

骨軟骨界面は、力学と代謝の勾配によって調整される軟骨と骨の精密な接合部である。本研究では、発生学的に着想を得たデュアルグラジエント3Dプリント構造体を開発し、天然に近い剛性と代謝微小環境を統合することで、空間的に分解された再生と変形性関節症の段階特異的モデリングを実現した。ヒト骨髄由来間葉系幹細胞スフェロイドを、軟骨形成を促進する軟らかく低酸素のニッチと、骨形成を誘導する硬く血管に富む領域に配置し、単一プラットフォーム内で軟骨-骨間のクロストークを維持した。この勾配の統合は、多孔性と剛性の相乗効果により、単一の手がかりを用いた設計を超える細胞外マトリックス形成を増強した。さらに、異方性アーキテクチャは軟骨-骨間のクロストークを維持し、薬物応答評価を可能にし、変形性関節症モデリングと治療スクリーニングのための生理学的に関連するプラットフォームとしての可能性を示した。

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

The osteochondral interface is a finely tuned junction between cartilage and bone, coordinated by gradients in mechanics and metabolism. Recreating this complexity in vitro has remained elusive. Here, we present a developmentally inspired, dual-gradient 3D-printed construct that unites native-like stiffness and metabolic microenvironments to drive spatially resolved regeneration and model osteoarthritis in a phase-specific manner. Human bone marrow-derived mesenchymal stem cell spheroids are placed in soft, hypoxic niches to promote chondrogenesis, and in stiff, vascular-rich regions to induce osteogenesis-preserving cartilage-bone crosstalk within one platform. This integration of gradients amplifies extracellular matrix formation beyond single-cue designs through the synergistic effect of porosity and stiffness. Furthermore, its anisotropic architecture maintains cartilage-bone crosstalk and allows drug response assessment, highlighting its potential as a physiologically relevant platform for osteoarthritis modeling and therapy screening. By bridging functional regeneration with preclinical drug screening, this model offers a physiologically relevant translational platform for advancing both osteochondral repair and disease research.

MeSH

CartilageChondrogenesisHumansMesenchymal Stem CellsOsteoarthritisOsteogenesisPrinting, Three-DimensionalRegenerationTissue EngineeringTissue Scaffolds

DOI 10.1002/advs.202516602

PMID 41773079

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