3D生物列印 - MSCS與PPARδ促進劑促進兔子骨軟骨缺陷中的II型軟骨生成

關節軟骨主要功能為緩衝關節運動時所產生的衝擊力及提供關節間的潤滑作用，其具有摩擦係數低、接觸面積大和接觸應力小的特性能，讓可動關節內相鄰的骨頭可以平滑地相互動作，減少關節活動時產生的摩擦。軟骨缺陷常導致病患疼痛、關節功能受損和行動能力受限。研究人員一直在探索創新方法，以增強軟骨再生並恢復關節的健康。讓我們一起來看看學者怎麼用3D生物列印機印出可以再生的軟骨吧!

一、PPARδ(β)促進劑在II型軟骨形成中的潛力

Peroxisome proliferator-activated receptors, PPAR是一種核激素受體，PPARδ促進劑是一種藥物化合物，可以觸發細胞內PPARδ受體被激活。學者證實通過誘導人關節炎滑液中產生II型膠原軟骨細胞，證明了PPAR促進劑對間質幹細胞(Mesenchymal stem cells, MSC)的有益作用， PPARδ在肌肉骨骼組織中表達量高，且物種差異小的特性，因此在將MSC誘導成軟骨細胞以促進軟骨再生，是很有潛力的。

二、兔子骨軟骨缺陷模型的建立及3D生物列印PPARδ促進劑與支架

通過手術建立了兔子軟骨缺陷模型，隨後，使用3D生物列印機製作出符合缺陷大小的軟骨支架，PPARδ促進劑(GW0742)被融入含有MSCs的支架中，且先評估0~15天內的MSC型態變化，下圖可看出並無明顯型態變化，並在軟骨組織染色呈陽性(表軟骨組織存在)，並且具光滑表面。再將這種創新的支架被植入缺陷部位，該研究的方法不僅可以實現對PPARδ促進劑的靶向給藥，還能夠直接比較PPARδ促進劑(GW0742)與其他軟骨形成增強劑(TGF-β)的軟骨再生的效果，從下面基因表達量的圖可看出GW0742組別較TGD-β的表達量較高。

三、3D生物列印支架的植入與增強軟骨恢復

研究人員評估了GW0742處理的WJ-MSCs支架在兔子體內的軟骨形成能力。實驗結果表明，GW0742處理的支架組與TGF-β處理的支架組相比，軟骨形成能力更強。此外，GW0742處理的支架組中軟骨細胞的分化和成熟程度更高，表明GW0742可以促進軟骨的形成和成熟。這些結果表明，GW0742處理的WJ-MSCs支架可能是一種有效的治療軟骨缺損的方法。

四、結論及未來展望

實驗結果表明，使用3D生物列印搭配PPARδ促進劑生成的支架，在體內能夠促進軟骨的形成，且其細胞分化和成熟程度較TGF-β誘導的更高，且在組織學上，GW0742組更接近正常組織部位，並再兔模型中無副作用產生。

然而，本研究還存在一些限制。例如，實驗是在動物模型中進行的，因此需要進一步研究GW0742處理的WJ-MSCs支架在人體中的安全性和有效性。此外，本研究還需要進一步探索GW0742的作用機制，以更好地理解其在軟骨發生中的作用。

總而言之，此在動物模型上的成功探索為骨科學領域帶來了希望，未來隨著更多數據的積累，或許能實現創新治療方式，為關節問題困擾的患者提供更有效且非侵入性的解決方案。

五、參考文獻：

PPARδ Agonist Promotes Type II Cartilage Formation in a Rabbit Osteochondral Defect Model. 2022.