光反応性接着型 - ヒドロゲル複合材によるヒト軟骨修復

軟骨の再浮上のための外科的選択肢は、組織の修復を指示する生体材料の進歩と適用により大幅に改善される可能性があります。ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（PEGDA）ヒドロゲルは、軟骨マトリックスの生成をサポートするように設計され、手術が容易になりました。in vitroシステムのモデルは、ヒドロゲル生体材料における軟骨特異的細胞外マトリックスの堆積と、間葉系幹細胞による隣接する軟骨組織発生の刺激を実証しました。関節環境への翻訳のために、コンドロイチン硫酸接着剤を適用して、共有結合し、ヒドロゲルを関節欠損の軟骨と骨組織に接着しました。カプリンモデルでの前臨床検査の後、パイロット臨床研究が開始され、生体材料システムが内側大腿骨顆の局所軟骨欠損症の15人の患者の標準的な微小骨折手術と組み合わされました。対照患者は、微小破壊のみで治療されました。磁気共鳴イメージングは、治療を受けた患者が対照と比較して有意に高いレベルの組織充填を達成することを示した。磁気共鳴スピンスピン緩和時間（T（2））は、水分量の減少と時間の経過とともに組織組織の増加を示しました。治療を受けた患者は対照と比較して痛みが少なかったが、膝関数[国際膝文書委員会（IKDC）]スコアは、評価された6か月間にわたってグループ間で同様のレベルに増加した。研究期間中、主要な有害事象は観察されませんでした。さらなる臨床検査により、この実用的な生体材料戦略は、関節軟骨の欠陥の治療を改善する可能性があります。

Surgical options for cartilage resurfacing may be significantly improved by advances and application of biomaterials that direct tissue repair. A poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) hydrogel was designed to support cartilage matrix production, with easy surgical application. A model in vitro system demonstrated deposition of cartilage-specific extracellular matrix in the hydrogel biomaterial and stimulation of adjacent cartilage tissue development by mesenchymal stem cells. For translation to the joint environment, a chondroitin sulfate adhesive was applied to covalently bond and adhere the hydrogel to cartilage and bone tissue in articular defects. After preclinical testing in a caprine model, a pilot clinical study was initiated where the biomaterials system was combined with standard microfracture surgery in 15 patients with focal cartilage defects on the medial femoral condyle. Control patients were treated with microfracture alone. Magnetic resonance imaging showed that treated patients achieved significantly higher levels of tissue fill compared to controls. Magnetic resonance spin-spin relaxation times (T(2)) showed decreasing water content and increased tissue organization over time. Treated patients had less pain compared with controls, whereas knee function [International Knee Documentation Committee (IKDC)] scores increased to similar levels between the groups over the 6 months evaluated. No major adverse events were observed over the study period. With further clinical testing, this practical biomaterials strategy has the potential to improve the treatment of articular cartilage defects.