再生医学的核心是研究和开发用于替代、修复、重建或再生人体各种组织器官的理论和技术。然而，半月板中心部薄，整体呈游离状态，导致传统疗法促进半月板和功能恢复的效果较差。为克服这些局限性，医用型水凝胶的发开为半月板再生修复提供了一个潜在的解决方案。水凝胶因其具有良好的生物相容性和可修饰性，可安全植入体内并有效调节半月板损伤部位细胞和周围微环境的病理生理过程。

图1 半月板修复用水凝胶构建示意图

图2 半月板解剖示意图

要点1：半月板修复水凝胶材料

图3 基于透明质酸、明胶、丝素蛋白、壳聚糖和海藻酸钠的水凝胶半月板支架

要点2：载体型水凝胶在半月板修复中的应用

图6 细胞递送型水凝胶半月板支架

要点3：力学增强型水凝胶在半月板修复中的应用

图7 力学增强型水凝胶半月板支架

要点4：水凝胶在半月板修复中的挑战与展望

  首先，3D打印所构建的半月板支架需要满足一定的临床标准和质控要求。大多数研究均停留在动物实验阶段，尚且缺乏大规模临床试验数据，人体安全性和有效性无法得到实质性验证。未来仍存在免疫原性过强，甚至不必要的副作用，故应针对人体微环境的特点，重点研发人体相容性个性化支架，严格掌握不同材料的适应症和操作方法。目前临床上已经应用了一些作为药物递送的水凝胶，但在半月板损伤修复上我们仍缺少具有优异功能的水凝胶支架。现在新兴的超分子水凝胶或DNA水凝胶仍蕴含着很多的机会。

  其次，复合水凝胶支架并未真正实现集负载、生物活性、力学强度和细胞黏附为一体的高性能、全覆盖半月板仿生支架要求。药物或细胞负载型水凝胶，往往需要进行表面修饰，或完成温度等环境参数响应。水凝胶侧链基团的理化修饰可能仅满足特殊官能团和游离端的结合，这会造成功能优化趋于特定。此外，水凝胶支架的高力学特性依赖于其他聚合物或特殊制备方式。多种组分的掺杂可能会改变既定的修饰效果，因此，复合水凝胶较难实现多功能修复目标。未来应整合孔隙率、交联度、细胞黏附度、毒性和成本等方面，设计出具有最佳愈合能力的功能水凝胶支架。

  第三，一些3D打印的仿生半月板支架无法通过微创注射的方式置入膝关节腔。3D打印所制备的半月板支架具有一定的形态，且形状、大小因设计需求，较难发生形变。因此，往往需要通过开放手术置入缺损部位，难免存在一些诸如失血、疼痛等手术的副作用。而可剪切发生形变的水凝胶虽可以注射，但缺乏力学强度，较难满足膝关节的承重需求。每种制备技术有其特点但也有其劣势。发展新的支架制备方法，发掘新的制备技术，对提升半月板再生修复效果至关重要。

图8再生水凝胶半月板支架的制备

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202312276