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Recent Progress in 3D Printing of Elastic and High-Strength Hydrogels for the Treatment of Osteochondral and Cartilage Diseases.

骨軟骨および軟骨疾患の治療のための弾性で高強度なハイドロゲルの3Dプリンティングにおける最近の進歩 (機械翻訳の邦題)

Frontiers in bioengineering and biotechnology2020Dai W, Sun M, Leng X, et al.
研究デザインレビュー
対象未確定

記録の確認項目

研究デザイン
レビュー
対象
未確定
出版年
2020
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)

関節軟骨の全層欠損や骨軟骨界面の修復は、層状構造の再現や複雑な勾配の構築が困難なため、依然として課題である。近年、筋骨格組織工学において3Dプリンティング技術への関心が高まっている。印刷可能で生体適合性のあるハイドロゲルは、多孔質構造や高含水率、生理活性分子の組み込みなど、生細胞に適した生体模倣環境を提供するため魅力的である。しかし、従来のハイドロゲルは機械的に弱く脆いため、関節軟骨欠損や骨軟骨界面の修復に必要な機械的特性を満たせない。そこで、弾性で高強度なハイドロゲルの3Dプリンティング用開発が重要である。本レビューでは、イオン結合、ナノ複合材料、超分子ホスト-ゲスト相互作用、水素結合、動的共有結合、疎水性相互作用の6つのカテゴリーに分類し、最近の進歩をまとめた。これらの3Dプリントされた弾性で高強度なハイドロゲルは、骨軟骨および軟骨疾患の治療に新たな知見を提供する可能性がある。

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 considerable progress for the regenerative medicine, repair of full-thickness articular cartilage defects and osteochondral interface remains challenging. This low efficiency is largely due to the difficulties in recapitulating the stratified zonal architecture of articular cartilage and engineering complex gradients for bone-soft tissue interface. This has led to increased interest in three-dimensional (3D) printing technologies in the field of musculoskeletal tissue engineering. Printable and biocompatible hydrogels are attractive materials for 3D printing applications because they not only own high tunability and complexity, but also offer favorable biomimetic environments for live cells, such as porous structure, high water content, and bioactive molecule incorporation. However, conventional hydrogels are usually mechanically weak and brittle, which cannot reach the mechanical requirements for repair of articular cartilage defects and osteochondral interface. Therefore, the development of elastic and high-strength hydrogels for 3D printing in the repairment of cartilage defects and osteochondral interface is crucial. In this review, we summarized the recent progress in elastic and high-strength hydrogels for 3D printing and categorized them into six groups, namely ion bonds interactions, nanocomposites integrated in hydrogels, supramolecular guest-host interactions, hydrogen bonds interactions, dynamic covalent bonds interactions, and hydrophobic interactions. These 3D printed elastic and high-strength hydrogels may provide new insights for the treatment of osteochondral and cartilage diseases.

DOI 10.3389/fbioe.2020.604814

PMID 33330436

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