来自荷兰马斯特里赫特大学MERLN技术启发再生医学研究所的研究人员指出，生物打印的自愈合水凝胶未来可帮助治疗常见的韧带损伤。

肌肉骨骼系统（包括骨骼以及其支撑结构和运动支持结构的身体系统）损伤约半数涉及韧带与肌腱。在美国，每年约有1,700万韧带损伤病例，其中很多需要手术治疗。但遗憾的是韧带愈合过程往往缓慢，并且常伴不完全愈合，往往导致其强度和柔韧性的丧失。  

领导这项研究的Hongjuan Weng，在最近 Advanced Healthcare Materials 上发表的论文中指出：“现有韧带再生手术方案主要依赖自体移植和异体移植。”自体移植手术是采用患者自身的移植组织，异体移植则采用捐赠者的组织。

不过，现代外科技术存在一些局限性。供体部位在取出组织时可能受损，因此外科医生只能少量取用。此外，异体移植也存在免疫系统排斥或疾病传播风险。

人工韧带也被用于韧带重建，但该方案同样不完美。Hongjuan Weng解释说：“它们是由聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酯等不可降解生物材料制成的永久性植入物，这可能导致‘关节内膜炎症’和免疫排斥反应，此外，植入人工韧带需要在两块通过韧带连接的骨骼上钻穿两条通道，这有可能造成额外的骨损伤，并增加失败风险。”

理论上，可以通过采用胶原蛋白水凝胶支架或植入物开展组织再生术来解决这些问题。胶原蛋白是皮肤、骨骼、肌肉和结缔组织的主要成分。然而，日常韧带不得不承受很大的压力，仅靠胶原蛋白难以满足该需求。Hongjuan Weng还提到：“胶原蛋白水凝胶在韧带组织工程领域的最大缺陷是其力学性能较差。胶原蛋白水凝胶的第二个缺陷是，它会随着细胞提取的持续进行而显著收缩，这可能给需要长期修复的组织（如韧带）带来问题。”  

在其概念验证研究中，MERLN研究所的研究人员开发了一种由胶原蛋白肽制成的“细胞负载水凝胶”——这些微小的水溶性胶原蛋白片段经过化学修饰，在光照下形成稳定结构。嵌入凝胶内的活干细胞可将此结构作为支架，在它上面生成再生组织。

理论上，细胞负载水凝胶可与可生物降解的3D 打印支架相结合，制成可以促进人体自身组织再生的混合植入物。经过改进，它们可帮助解决胶原蛋白水凝胶存在的一些问题，如机械强度、稳定性、水溶性差和温度敏感性等。  

在将此技术应用于现代医疗之前，研究人员还需打磨若干细节。例如，目前尚不明确水凝胶与损伤组织的相互作用，也不清楚一旦将生物打印材料植入人体，对组织再生速度将造成怎样的影响。Hongjuan Weng表示：“下一步研究我们准备将水凝胶与刚性可生物降解支架相结合，进一步提升细胞负载水凝胶的力学性能。”她补充说，还需为此完成体内研究。

尽管仍处于初步研究阶段，但细胞负载水凝胶很可能成为解决这一重大问题的可行方案，它有望确保这种治疗难度较大的常见损伤患者实现完全康复。

Advanced Healthcare Materials 是Wiley 旗下Advanced系列核心期刊，聚焦医疗健康领域的高影响力材料、设备与技术，是生物材料、纳米医学、组织工程等跨学科领域的权威交流平台。该刊被 SCIE 数据库收录，刊载内容涵盖生物材料、纳米医学、医疗设备等方向，兼顾基础研究与临床转化，对国内学者友好，是领域内成果传播的重要载体。

参考文献：

Hongjuan Weng, et al. Mechanical Reinforced and Self-healing Hydrogels: Bioprinted Biomimetic Methacrylated Collagen Peptide-Xanthan Gum Constructs for Ligament Regeneration. Advanced Healthcare Materials (2025). DOI: 10.1002/adhm.202502341

*封图来源：planet_fox（Pixabay）