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Hierarchically structured injectable hydrogels with loaded cell spheroids for cartilage repairing and osteoarthritis treatment

軟骨損傷的修復面臨著將生物和機械線索整合到支架中的挑戰。在此，通過接種骨髓間充質干細胞（MSC）球體和短纖維填充劑開發了可注射的透明質酸（HA） 水凝膠。加載 Kartogenin（KGN）的短纖維（Fk）組裝成細胞球體（Fk -CS）作為細胞生長基質和細胞分化調節劑的儲存庫。HA水凝膠（HA-FC）中的CXB負載短纖維（FC）有益于機械增強和抗炎劑的持續釋放。接種水凝膠后，Fk-CS上調分化相關基因表達（聚集蛋白聚糖、膠原蛋白 II 和Sox9），KGN的持續釋放促進整個球體的軟骨形成分化和細胞外基質（ECM）的產生。骨軟骨缺損被周圍組織完全修復，軟骨細胞形態、ECM（硫酸化糖胺聚糖和膠原II）沉積和壓縮模量與正常軟骨相當。骨關節炎衍生的軟骨病變通過再生的ECM 進行修復，并且通過下調促炎細胞因子和蛋白酶的表達來延緩骨關節炎。