可注射性：微創(chuàng)手術(shù)的理想選擇

傳統(tǒng)組織工程支架往往需要通過手術(shù)植入，而這種復(fù)合材料在注射前呈流體狀態(tài)，可通過細針管直接注入軟骨缺損部位。研究顯示，當MSC球狀體與微凝膠以20:80或35:65的體積比混合時，材料表現(xiàn)出優(yōu)異的剪切稀化特性——受外力時變稀便于注射，靜置后又能恢復(fù)結(jié)構(gòu)，極大降低了手術(shù)創(chuàng)傷和操作難度。

細胞互作與組織融合：模擬天然發(fā)育過程

 MSC球狀體本身含有高密度細胞，能自發(fā)形成細胞間連接（如N-鈣黏蛋白介導(dǎo)的相互作用），這對軟骨分化至關(guān)重要。而微凝膠顆粒作為不僅為細胞提供機械支撐，還通過孔隙結(jié)構(gòu)允許營養(yǎng)物質(zhì)擴散和細胞遷移。實驗表明，培養(yǎng)56天后，球狀體逐漸融合，分泌大量軟骨特異性細胞外基質(zhì)（如Ⅱ型膠原、硫酸糖胺聚糖），形成連續(xù)的軟骨組織。

力學(xué)性能逼近天然軟骨

 通過調(diào)控微凝膠的光交聯(lián)程度和顆粒比例，研究團隊實現(xiàn)了材料力學(xué)性能的精準調(diào)控。培養(yǎng)至56天時，35:65比例的復(fù)合材料抗壓強度達到580 kPa，接近天然透明軟骨的力學(xué)范圍（0.1-1.6 MPa）。更重要的是，其內(nèi)部基質(zhì)分布均勻，Ⅱ型膠原與Ⅰ型膠原的比例理想，提示形成了類似天然軟骨的透明質(zhì)樣組織。

①體外構(gòu)建：顆粒比例決定 “搭建效率”

研究人員首先通過模擬計算（Cinema4D 軟件）分析了球狀體與微凝膠的混合比例對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。當微凝膠比例過低（如50:50）時，材料易坍塌；而比例過高（如20:80）時，微凝膠間的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)能有效維持結(jié)構(gòu)。實驗證實，20:80和35:65比例的復(fù)合材料在培養(yǎng)過程中保持形態(tài)穩(wěn)定，且35:65組因細胞密度更高，基質(zhì)分泌量增加約50%。

②功能測試：基質(zhì)分泌與力學(xué)性能雙達標

通過生化分析，培養(yǎng)56天的復(fù)合材料中，硫酸糖胺聚糖（sGAG）和膠原含量分別達到天然軟骨的80% 和70%以上。免疫組化染色顯示，基質(zhì)中Ⅱ型膠原分布廣泛，而Ⅰ型膠原含量極低，表明形成了高質(zhì)量的軟骨組織。此外，材料的孔隙率從初始20%逐漸被新生基質(zhì)填充，進一步增強了力學(xué)性能。

③與天然組織的整合：向臨床轉(zhuǎn)化邁進

在體外軟骨環(huán)模型中，35:65比例的復(fù)合材料與天然軟骨的整合強度達到60 kPa，雖低于天然軟骨塊（170 kPa），但顯著高于單純微凝膠支架（20 kPa）。這意味著，新構(gòu)建的軟骨組織能與周圍天然組織形成機械連接，為后續(xù)體內(nèi)修復(fù)實驗奠定了基礎(chǔ)。