シルクフィブロインベースのヒドロゲルと骨軟骨の修復と再生のための足場

骨軟骨病変の治療と再生は、骨と軟骨組織の両方の物理化学的および生物学的特性を向けた生体模倣戦略を要求し、長期の臨床結果を伴います。ハイドロゲルと足場は、新しい骨軟骨エンジニアリング組織の発達と構造を導くための断定的なアプローチとして登場しました。さらに、これらの構造は、細胞および生理活性分子との組み合わせだけで、in vitroおよびin vivo移植後に機械的支持をもたらします。さらに、連続界面で設計された多層構造は、軟骨および軟骨下領域、すなわち微細構造、組成、および機械的特性の適切な特徴を提供します。足場材料、天然および合成ポリマー、バイオセラミクス、および複合材料などの可能性が採用されています。特に、重要性は、そのユニークな機械的および生物学的特性を考慮して、Bombyx Mori Silkwormの天然ベースのバイオポリマーシルクフィブロインに起因しています。シルクフィブロインベースの構造、すなわち骨、軟骨、骨軟骨組織の修復と再生に対するヒドロゲルと足場に関する重要な研究は、本明細書で概要を概説しています。開発された生体模倣戦略、処理方法、および構造の最終的な特性については、まとめて詳細に説明します。

Osteochondral lesions treatment and regeneration demands biomimetic strategies aiming physicochemical and biological properties of both bone and cartilage tissues, with long-term clinical outcomes. Hydrogels and scaffolds appeared as assertive approaches to guide the development and structure of the new osteochondral engineered tissue. Moreover, these structures alone or in combination with cells and bioactive molecules bring the mechanical support after in vitro and in vivo implantation. Moreover, multilayered structures designed with continuous interfaces furnish appropriate features of the cartilage and subchondral regions, namely microstructure, composition, and mechanical properties. Owing the potential as scaffolding materials, natural and synthetic polymers, bioceramics, and composites have been employed. Particularly, significance is attributed to the natural-based biopolymer silk fibroin from the Bombyx mori silkworm, considering its unique mechanical and biological properties. The significant studies on silk fibroin-based structures, namely hydrogels and scaffolds, towards bone, cartilage, and osteochondral tissue repair and regeneration are overviewed herein. The developed biomimetic strategies, processing methodologies, and final properties of the structures are summarized and discussed in depth.