南京第一醫院與南京醫科大學的研究團隊開發了一種用于軟骨再生的3D打印支架，支架制造材料為PCL（聚-ε-己內酯），研究人員通過PDA(聚多巴胺)涂層對3D打印PCL 支架進行改性，然后將LiCl （氯化鋰）材料沉積在PDA涂層上，從而制備出PCL-PDA-Li 支架。

研究人員開展了體外實驗，并分析了PCL-PDA-Li支架對促進兔骨髓間充質干細胞（rBMSC）軟骨形成的作用。

更高的兔骨髓間充質干細胞活力和軟骨形成

       研究人員研究了LiCl 在制備PCL支架中的作用，并將這些材料進一步制備成PCL-PDA-Li支架 。然后對材料的理化性質、生物活性、生物相容性進行評估。

3D打印支架的形態和表面微觀結構

      研究團隊制造了一系列不同材料3D打印支架，將PCL-PDA-Li支架與PCL支架和PCL-PDA支架進行了比較。對比研究發現，3D打印 PCL支架表現出優異的機械性能，PDA涂層和LiCl沉積則在不犧牲機械強度的前天，改善了3D打印支架的表面親水性， Li +釋放持久且離子濃度未達到細胞毒性水平。

在PCL（A）、PCL-PDA（B）和PCL-PDA-Li（C）支架上培養7天的兔骨髓間充質干細胞的SEM顯微照片。

      體外實驗研究表明，與PCL支架相比，PCL-PDA和PCL-PDA-Li支架顯著增加糖胺聚糖（GAG）形成和軟骨形成標記的基因表達，而PCL-PDA-Li支架顯示出更高的rBMSC活力和軟骨形成。研究團隊發表了題為“Lithium Chloride-Releasing 3D Printed Scaffold for Enhanced Cartilage Regeneration” 的論文，論文結論指出PCL-PDA-Li 3D打印支架能夠在體外促進軟骨形成，是一種潛在的軟骨再生技術。

       在這一研究之前，南京醫科大學及南京第一醫院已開展了多項骨組織再生的研究，例如：探索富集未處理骨髓血的三維PCL-HA仿生復合支架的生物學性能及成骨分化潛能；利用3D打印技術制備含有超順磁性氧化鐵納米顆粒的支架,以期獲得生物相容性更佳的組織工程支架；通過自體骨髓間充質干細胞外基質支架修復豬膝關節軟骨缺損的研究；新型BMSC外基質支架的制備及性狀研究；三維仿生自組裝多肽水凝膠支架可用于骨軟骨缺損修復……

      其中，在骨軟骨缺損修復的研究中，研究團隊利用β折疊自組裝多肽水凝膠（SAPH）對3D打印聚己內酯(PCL)支架進行表面修飾，設計了一種具有三維仿生結構的骨軟骨缺損修復支架。自組裝多肽水凝膠支架是一種理想的組織工程支架材料，能夠為細胞的增殖與分化提供接近于天然細胞外基質的微環境。但是在骨組織工程的應用中，水凝膠體系存在力學性能不足的問題。研究團隊以3D打印PCL作為骨架材料，將自組裝多肽水凝膠涂覆于PCL纖維表面，并填充在PCL支架間隙中，構建SAPH-PCL復合支架，為骨軟骨缺損修復提供了一種新的治療方法。