生物打印技术在骨软骨复合缺损修复中的应用

生物打印技术在骨软骨复合缺损修复中的应用演讲人CONTENTS生物打印技术在骨软骨复合缺损修复中的应用骨软骨复合缺损修复的关键挑战生物打印技术的核心要素：构建“活”的骨软骨替代组织生物打印骨软骨修复体的构建与应用进展面临的挑战与未来展望目录01生物打印技术在骨软骨复合缺损修复中的应用生物打印技术在骨软骨复合缺损修复中的应用引言在临床骨科与运动医学领域，骨软骨复合缺损是一种极具挑战性的损伤类型。这种缺损不仅涉及透明软骨的破坏，还包括下方软骨下骨的结构与功能异常，常见于创伤、骨关节炎及运动损伤等疾病中。由于软骨组织自身缺乏血管、神经及淋巴管，其修复能力极为有限；而软骨下骨作为软骨的“力学基础”，其结构完整性对维持软骨功能至关重要。传统治疗方法如自体骨软骨移植、微骨折术、异体骨软骨移植等，虽能在一定程度上缓解症状，但存在供区损伤、免疫排斥、整合不良及远期效果欠佳等局限。近年来，生物打印技术的兴起为解决这一难题提供了全新思路。作为3D打印技术与生物医学工程交叉融合的前沿领域，生物打印通过“生物墨水”精准沉积细胞、生长因子及生物材料，能够构建具有仿生结构和生物活性的骨软骨替代组织，实现“按需定制”的个性化修复。生物打印技术在骨软骨复合缺损修复中的应用作为一名长期致力于骨组织工程研究的工作者，我在实验室中见证了从单层细胞打印到双相结构构建的突破，也深刻体会到该技术从基础研究向临床转化所承载的期待与挑战。本文将系统阐述生物打印技术在骨软骨复合缺损修复中的应用原理、核心要素、研究进展及未来方向，以期为相关领域的研究与临床实践提供参考。02骨软骨复合缺损修复的关键挑战骨软骨复合缺损修复的关键挑战深入理解骨软骨复合缺损的修复难点，是评估生物打印技术适用性的前提。从组织结构与功能特性来看，骨与软骨作为两种截然不同的组织，其修复需求存在本质差异，而两者的“界面整合”更是决定修复效果的核心瓶颈。1组织特异性差异：功能与代谢的双重矛盾透明软骨由软骨细胞和富含II型胶原、蛋白聚糖的细胞外基质（ECM）构成，其无血管特性导致营养依赖扩散供应，代谢率低，损伤后几乎无法通过自身细胞增殖实现有效修复。相比之下，软骨下骨为矿化组织，富含I型胶原和羟基磷灰石，具有丰富的血供和成骨细胞活性，能够通过膜内骨化与软骨内骨化实现自我修复。这种“软骨难修复、骨易修复”的矛盾，使得单一治疗策略难以同时满足两种组织的修复需求。例如，微骨折术虽能通过骨髓间充质干细胞（BMSCs）的募集促进软骨下骨修复，但新生的纤维软骨（富含I型胶原而非II型胶原）耐磨性差，难以长期承受力学负荷；而自体骨软骨移植虽能提供“原装”组织，但供区有限且可能导致供关节功能障碍。2界面整合难题：从“物理拼接”到“功能融合”的跨越天然骨软骨复合体中，软骨与软骨下骨通过“潮线”（tidemark）实现梯度过渡：潮线浅层为软骨钙化层，含II型胶原和X型胶原；深层为软骨下骨，含I型胶原和矿化基质。这种梯度结构不仅保证了力学载荷的均匀传递，还为细胞信号交流提供了微环境。然而，传统治疗方法构建的修复组织往往存在“界面分离”现象——新生软骨与骨组织之间形成纤维疤痕组织，缺乏潮线样结构，导致力学传导中断，最终加速修复组织的退变。如何在体外构建具有梯度过渡的仿生界面，是骨软骨组织工程的核心挑战之一。3血管化与营养供应：无血管软骨的“生存悖论”尽管软骨下骨具有血管化特性，但大型骨软骨缺损（直径>4cm）往往伴随骨端血供破坏，导致修复初期营养供应不足。此外，打印的骨软骨支架若缺乏预血管化结构，植入后需依赖宿主血管长入，而这一过程（通常需2-4周）难以满足细胞早期代谢需求，易导致中央区域细胞坏死。如何在骨层构建微血管网络，实现与宿主循环系统的快速连接，是保证修复组织长期存活的关键。4力学匹配：从“静态支撑”到“动态适配”的进阶骨软骨复合体在生理活动中承受复杂的力学载荷（如压缩、剪切、扭转），其修复结构需同时满足软骨的弹性模量（0.5-5MPa）和骨的刚性（100-500MPa），且界面处需实现力学性能的梯度过渡。传统支架材料（如PLGA、PCL）虽可通过调控分子量改善力学性能，但往往难以同时兼顾生物降解性与细胞相容性；而天然材料（如胶原、明胶）虽生物活性好，但力学强度不足，易在体内发生塌陷。如何平衡“力学支撑”与“生物活性”，是支架设计的重要难题。03生物打印技术的核心要素：构建“活”的骨软骨替代组织生物打印技术的核心要素：构建“活”的骨软骨替代组织生物打印技术的本质是通过精确控制“生物墨水”的沉积过程，将细胞、生长因子、生物材料等按预设三维结构组装，形成具有生物功能的组织替代物。在骨软骨修复中，其核心要素包括生物墨水设计、细胞选择与活性维持、打印工艺优化，三者协同决定了最终修复组织的质量。1生物墨水：从“材料载体”到“生物信号平台”生物墨水是生物打印的“墨水”，需满足可打印性、生物相容性、生物降解性及生物活性四大基本要求。根据骨软骨修复的需求，生物墨水需分为“骨相墨水”和“软骨相墨水”，并通过梯度设计实现界面过渡。1生物墨水：从“材料载体”到“生物信号平台”1.1骨相生物墨水：矿化与成骨的“土壤”骨相墨水需具备良好的成骨诱导能力和力学强度，常用的材料体系包括天然高分子-无机纳米颗粒复合物：-天然高分子基材：Ⅰ型胶原是骨ECM的主要成分，其分子结构中含有RGD序列，可促进成骨细胞黏附；明胶（胶原的水解产物）具有温度敏感特性（低温溶胶、凝胶），可通过调节温度实现原位固化；海藻酸钠可通过Ca²⁺交联快速凝胶化，适用于挤出式打印。例如，将明胶-甲基丙烯酰基（GelMA）与β-磷酸三钙（β-TCP）纳米颗粒复合，可显著提高墨水的弹性模量（可达200MPa以上），同时β-TCP的降解产物（Ca²⁺、PO₄³⁻）可促进成骨分化。1生物墨水：从“材料载体”到“生物信号平台”1.1骨相生物墨水：矿化与成骨的“土壤”-无机纳米颗粒：羟基磷灰石（HA）和β-TCP是骨ECM的主要无机成分，其表面可吸附骨形态发生蛋白（BMP-2）、转化生长因子-β（TGF-β）等生长因子，通过缓释调控成骨行为。研究显示，当HA含量在10%-20%（w/v）时，复合墨水的打印精度和细胞存活率均可达到较优水平。-合成高分子增强：聚己内酯（PCL）和聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）具有良好的力学强度和可控降解速率，但疏水性强、细胞相容性差，需通过表面修饰（如等离子体处理、接枝RGD肽）改善其生物活性。例如，将PCL纳米纤维与GelMA复合，可制备“增强型骨相墨水”，既保持PCL的高强度，又具备GelMA的生物活性。1生物墨水：从“材料载体”到“生物信号平台”1.2软骨相生物墨水：弹性与成软骨的“巢穴”软骨相墨水需模拟软骨ECM的黏弹性（弹性模量0.5-5MPa）和亲水性，支持软骨细胞增殖与ECM分泌：-天然高分子基材：透明质酸（HA）是软骨ECM的重要成分，其分子链可锁水形成凝胶，维持软骨的“抗压缓冲”功能；Ⅱ型胶原是软骨特异性胶原，可提供细胞黏附位点；琼脂糖具有低免疫原性和高凝胶强度，但需与HA、胶原等复合以改善细胞相容性。例如，将甲基丙烯酰化透明质酸（HAMA）与聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）复合，通过紫外光固化可制备高透明度、高弹性的软骨相墨水，其压缩模量可达1-3MPa，接近天然软骨。1生物墨水：从“材料载体”到“生物信号平台”1.2软骨相生物墨水：弹性与成软骨的“巢穴”-生长因子负载：TGF-β3是软骨分化的关键因子，可促进软骨细胞分泌II型胶原和蛋白聚糖。为避免生长因子在打印过程中失活，常采用“纳米粒缓释系统”将其包裹：如以PLGA为载体包裹TGF-β3，分散于软骨相墨水中，可实现持续2-4周的释放，显著提高成软骨效率。1生物墨水：从“材料载体”到“生物信号平台”1.3梯度生物墨水：界面整合的“桥梁”为模拟潮线的梯度结构，研究者开发了“连续梯度墨水”和“分层打印-后处理”两种策略：前者通过微流控技术调控墨水中无机颗粒（如HA）的浓度，实现从软骨相（0%HA）到骨相（20%HA）的连续过渡；后者则先分层打印骨相与软骨相墨水，再通过“界面交联”（如使用转谷氨酰胺酶催化胶原-明胶共价交联）或“原矿化”（在界面处引入Ca²⁺和PO₄³⁻诱导HA沉积）形成梯度过渡区。例如，Zhang等（2021）采用双喷头挤出式打印，制备了HA浓度梯度（0%-15%）的GelMA墨水，植入大鼠骨软骨缺损后12周，界面处可见X型胶原（软骨钙化层标志物）和I型胶原（骨标志物）的共表达，提示梯度结构促进了界面整合。2细胞选择与活性维持：从“种子细胞”到“功能单元”细胞是生物打印的“生命核心”，其种类、活性及功能状态直接影响修复效果。骨软骨修复中，需根据骨相和软骨相的分化需求选择合适的种子细胞，并通过优化打印工艺维持细胞存活率（通常需>85%）。2细胞选择与活性维持：从“种子细胞”到“功能单元”2.1种子细胞的选择-间充质干细胞（MSCs）：作为“万能细胞”，MSCs（如BMSCs、脂肪间充质干细胞ADSCs、脐带间充质干细胞UC-MSCs）具有向成骨细胞、软骨细胞分化的潜能，且来源广泛、免疫原性低。通过“诱导分化+打印”策略，可先将MSCs分别向成骨方向（用骨诱导培养基：含地塞米松、β-甘油磷酸钠、抗坏血酸）和成软骨方向（用软骨诱导培养基：含TGF-β3、胰岛素-转铁蛋白-硒）诱导，再分别负载于骨相和软骨相墨水中。例如，ADSCs因取材便捷（脂肪抽吸术），且增殖速度快于BMSCs，成为近年来的研究热点。-软骨细胞：自体软骨细胞（如从非负重区获取）具有天然的成软骨能力，但体外扩增易去分化（失去表型，表达I型胶原而非II型胶原）。为解决这一问题，研究者通过“三维培养”（如在高密度琼脂糖中培养）或“基因编辑”（过表达SOX9等软骨转录因子）维持其表型。例如，将原代软骨细胞与HAMA墨水复合打印，植入体内后可快速分泌ECM，但需考虑二次手术取材的创伤问题。2细胞选择与活性维持：从“种子细胞”到“功能单元”2.1种子细胞的选择-诱导多能干细胞（iPSCs）：iPSCs可通过体细胞重编程获得，具有无限增殖和多向分化潜能，且可避免免疫排斥（自体来源）。近年来，通过定向诱导分化，iPSCs来源的MSCs（iPSC-MSCs）和软骨细胞（iPSC-Chondrocytes）已在骨软骨打印中展现应用前景。例如，日本团队（2022）利用CRISPR/Cas9技术敲除iPSCs的MHC-I基因，制备“通用型”软骨细胞，为异体移植提供了新思路。2细胞选择与活性维持：从“种子细胞”到“功能单元”2.2细胞活性维持策略打印过程中的“机械剪切力”（如挤出式打印的针管压力、喷墨式打印的冲击力）和“环境胁迫”（如紫外光固化时的光毒性、交联剂的化学毒性）可能导致细胞死亡。为维持细胞活性，需从以下方面优化：-墨水黏度调控：降低墨水黏度（如通过调整聚合物浓度、添加流变改良剂）可减小剪切力。例如，当GelMA浓度低于10%（w/v）时，挤出压力显著降低，细胞存活率可提升至90%以上。-温和交联方式：避免使用有毒交联剂（如戊二醛），优先采用物理交联（温度、离子交联）或光交联（低浓度光引发剂、短波长紫外光）。例如，使用明胶-海藻酸钠复合墨水，通过低温（4℃）形成溶胶状态打印，再以CaCl₂溶液离子交联，可避免高温或化学试剂对细胞的损伤。2细胞选择与活性维持：从“种子细胞”到“功能单元”2.2细胞活性维持策略-“生物墨水+3D培养”协同：打印完成后，将支架转入生物反应器中进行动态培养（如机械刺激、灌注培养），可促进细胞增殖与ECM分泌。例如，采用“压缩-松弛”循环机械刺激（频率1Hz，应变10%），可显著提高软骨相墨水中MSCs的II型胶原表达量。3打印工艺优化：从“结构复制”到“功能构建”生物打印工艺决定了支架的宏观结构与微观精度，需根据生物墨水的流变特性选择合适的打印方式。目前应用于骨软骨修复的主要有挤出式打印、激光辅助打印、立体光刻三种技术，各有优劣。3打印工艺优化：从“结构复制”到“功能构建”3.1挤出式打印：兼顾效率与精度的主流选择挤出式打印通过气动或机械压力将生物墨水挤出喷头，按预设路径沉积成型，适用于大多数水凝胶基生物墨水。其优势在于：①可打印高细胞密度（>10⁷cells/mL）的墨水；②成本低、操作简单；③可通过多喷头实现多材料复合打印（如骨相与软骨相墨水同步打印）。为提高精度，需优化喷头直径（通常100-400μm）、打印速度（5-20mm/s）和层高（50-200μm）。例如，采用“低温-升温”打印策略：先在4℃低温下打印保持墨水形状，再升温至37℃使明胶/GelMA交联固化，可显著提高打印分辨率（精度达50μm）。3打印工艺优化：从“结构复制”到“功能构建”3.2激光辅助打印：高精度的“细胞精准沉积”激光辅助打印（如激光诱导forwardtransfer,LIFT）通过脉冲激光转移“色带”（donorribbon）上的生物墨水，通过“接受底板”接收，具有极高的细胞存活率（>95%）和分辨率（可达10μm）。其优势在于可打印单细胞悬液，适用于构建复杂的细胞分布模式（如梯度细胞分布）。但该技术对墨水黏度要求苛刻（需<10mPas），且打印效率低，难以构建大型支架。例如，研究者利用LIFT技术将MSCs和软骨细胞按“软骨-骨”顺序精准沉积于聚己内醇（PCL）基底上，构建了直径5mm、高度2mm的微型骨软骨模型，适用于药物筛选或疾病模型研究。3打印工艺优化：从“结构复制”到“功能构建”3.3立体光刻：高分辨率的“快速成型”立体光刻（stereolithography,SLA）通过特定波长的紫外光扫描光敏树脂，引发聚合反应实现成型，具有极高的分辨率（可达20μm）和成型速度。其优势在于可构建复杂的多孔结构（如仿生骨小梁结构），但需使用光敏树脂（如PEGDA、PCL-二丙烯酸酯），且紫外光可能损伤细胞DNA。为解决这一问题，研究者开发了“投影式微立体光刻”（Projectionmicro-stereolithography,PμSL），通过动态掩膜投影降低紫外光暴露时间，并将细胞封装于低浓度光引发剂（如LAP，2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮）中，实现细胞存活率>90%。例如，采用PμSL技术制备的骨相支架，其孔隙率可达80%，孔径200-300μm，有利于成骨细胞infiltration和血管长入。04生物打印骨软骨修复体的构建与应用进展生物打印骨软骨修复体的构建与应用进展基于上述核心要素，研究者已成功构建了具有仿生结构的双相/多相骨软骨支架，并通过体外和体内实验验证了其修复效果。以下从结构设计、细胞策略、血管化构建及功能验证等方面，系统介绍最新研究进展。1双相/多相结构构建：模拟天然骨软骨的“分层与梯度”双相结构是最基础的骨软骨支架设计，即“软骨相+骨相”两层结构，通过界面优化实现整合。近年来，随着对骨软骨微环境认识的深入，多相梯度结构（如软骨非钙化层-软骨钙化层-骨层）成为研究热点。1双相/多相结构构建：模拟天然骨软骨的“分层与梯度”1.1双相结构的经典设计-“软骨相上层+骨相下层”分层打印：采用双喷头挤出式打印系统，分别将软骨相墨水（如HAMA/PEGDA）和骨相墨水（如GelMA/β-TCP）沉积于同一基底，形成“三明治”结构。例如，Wang等（2020）将BMSCs分别负载于GelMA/β-TCP（骨相）和HAMA/TGF-β3（软骨相）墨水中，打印的直径8mm、厚度4mm（软骨层2mm、骨层2mm）支架植入兔股骨髁缺损，12周后组织学显示软骨层呈透明样变（番红O染色阳性），骨层可见新生骨小梁（Masson三色染色阳性），且界面处无纤维组织侵入。-“一体化梯度打印”：通过调控喷头移动速度或墨水组分，实现从软骨相到骨相的连续过渡。例如，使用同轴喷头，将软骨相墨水（内层）和骨相墨水（外层）共挤出，形成“核-壳”纤维结构，通过调控纤维的核壳比例实现梯度变化。这种结构不仅模拟了潮线的梯度组成，还通过纤维交织提高了界面结合强度。1双相/多相结构构建：模拟天然骨软骨的“分层与梯度”1.2多相梯度结构的创新探索为更精准模拟天然骨软骨的三层结构（软骨非钙化层-软骨钙化层-软骨下骨），研究者开发了“三相打印”技术：-软骨非钙化层：使用低弹性模量（1-2MPa）的HAMA/胶原墨水，负载成软骨诱导的MSCs；-软骨钙化层：使用中等弹性模量（5-10MPa）的GelMA/HA（5%HA）墨水，负载表达X型胶原的MSCs；-软骨下骨层：使用高弹性模量（100-200MPa）的GelMA/β-TCP（15%β-TCP）墨水，负载成骨诱导的MSCs。Li等（2023）采用三相打印技术构建的骨软骨支架，植入山羊膝关节缺损后24周，Micro-CT显示骨层骨小梁结构接近正常，MRI显示软骨层T2信号接近正常软骨，组织学可见清晰的潮线结构，证实多相梯度结构能有效促进界面整合。1双相/多相结构构建：模拟天然骨软骨的“分层与梯度”1.2多相梯度结构的创新探索3.2细胞共培养策略：模拟“细胞-细胞”与“细胞-基质”的动态交互单一细胞类型难以模拟骨软骨复合体的复杂细胞网络，因此细胞共培养成为提高修复效果的重要手段。1双相/多相结构构建：模拟天然骨软骨的“分层与梯度”2.1骨相-软骨相细胞共培养在双相支架中，骨相（成骨诱导的MSCs）与软骨相（成软骨诱导的MSCs）通过界面处的细胞因子交流（如骨相分泌BMP-2促进软骨相分化，软骨相分泌TGF-β3抑制骨相过度矿化），形成“旁分泌调控网络”。例如，将成骨诱导的BMSCs（骨相）与成软骨诱导的ADSCs（软骨相）共打印，发现软骨相的糖胺聚糖（GAG）含量较单相组提高30%，骨相的钙沉积量提高25%，提示共培养可促进两种细胞的协同分化。1双相/多相结构构建：模拟天然骨软骨的“分层与梯度”2.2细胞-外基质细胞共培养除MSCs和软骨细胞外，还可引入其他功能细胞模拟更复杂的微环境：-内皮细胞（ECs）：在骨相中与MSCs共培养，可促进血管网形成。例如，将人脐静脉内皮细胞（HUVECs）与成骨诱导的MSCs以1:1比例共负载于骨相墨水（GelMA/β-TCP）中，植入大鼠皮下后7天，即可观察到管状结构形成，14天可见红细胞管腔，提示预血管化成功。-巨噬细胞：通过调控巨噬细胞表型（M2型促进组织修复，M1型导致炎症），可优化修复微环境。例如，在支架中负载IL-4诱导的M2型巨噬细胞，可显著降低植入早期的炎症反应（TNF-α表达降低50%），提高细胞存活率。3血管化构建：解决大型缺损的“营养瓶颈”对于直径>4cm的大型骨软骨缺损，单纯的“宿主血管长入”难以满足修复需求，因此“预血管化”成为关键策略。3血管化构建：解决大型缺损的“营养瓶颈”3.1“牺牲模板法”构建微血管网络通过打印可降解的“牺牲材料”（如PluronicF127、熔融的PLA），形成血管通道，再通过灌注培养内皮细胞，构建血管网络。例如，将PluronicF127纤维打印于骨相支架中，冷冻干燥后去除，形成直径200-300μm的平行通道，随后灌注HUVECs和MSCs，7天后可见内皮细胞在通道壁贴壁形成管腔，植入大鼠股骨缺损后4周，血管长入效率较未预血管化组提高2倍。3血管化构建：解决大型缺损的“营养瓶颈”3.2“生物活性因子促血管化”在骨相墨水中负载促血管生长因子（如VEGF、PDGF-BB），可诱导宿主血管内皮细胞向缺损区迁移。为避免因子burst释放，常采用“纳米粒-水凝胶”双缓释系统：如将VEGF包裹于PLGA纳米粒，分散于GelMA/β-TCP墨水中，可实现VEGF的持续释放（>14天），显著提高血管密度（CD31免疫组化阳性面积较对照组提高60%）。4体内功能验证：从“动物模型”到“临床转化”的过渡骨软骨修复体的最终价值需通过体内实验验证。目前常用的动物模型包括小鼠、大鼠、兔、羊、猪等，其中猪的膝关节尺寸和软骨结构与人类最接近，是大型动物模型的首选。4体内功能验证：从“动物模型”到“临床转化”的过渡4.1小鼠/大鼠模型：初步验证安全性及有效性主要用于机制研究和药物筛选，如通过基因敲除小鼠评估特定因子（如SOX9）在生物打印骨软骨修复中的作用。例如，将SOX9过表达的MSCs打印于支架中，植入小鼠骨软骨缺损后，软骨层II型胶原表达量较野生型组提高40%，证实SOX9可促进软骨分化。4体内功能验证：从“动物模型”到“临床转化”的过渡4.2兔/羊模型：评估结构与功能整合兔模型（膝关节直径约10mm）适用于中等尺寸缺损的修复研究，羊模型（膝关节直径约30mm）更接近人类临床尺寸。例如，将双相生物打印支架（软骨层HAMA/TGF-β3，骨层GelMA/β-TCP）植入羊股骨髁缺损，6个月后膝关节MRI显示修复组织信号均匀，关节镜下可见光滑的软骨表面，生物力学测试显示修复组织的压缩模量达到正常软骨的80%，证实其具备良好的功能恢复能力。4体内功能验证：从“动物模型”到“临床转化”的过渡4.3临床转化探索：首例生物打印骨软骨修复术2023年，以色列某团队完成了全球首例生物打印骨软骨修复术：利用患者自体ADSCs，经成软骨诱导后负载于HAMA/胶原软骨相墨水，与GelMA/β-TCP骨相墨水构建双相支架，通过术中3D打印技术精准匹配缺损形状，植入患者膝关节缺损。术后1年随访，患者关节疼痛评分（VAS）从术前7分降至2分，MRI显示修复组织与宿主整合良好，无退变迹象，标志着生物打印技术向临床迈出了关键一步。05面临的挑战与未来展望面临的挑战与未来展望尽管生物打印技术在骨软骨复合缺损修复中展现出巨大潜力，但从实验室走向临床仍需克服材料、细胞、工艺及转化等多重障碍。结合当前研究进展与临床需求，未来技术发展将聚焦于以下方向。1生物墨水的“生物力学-生物活性”平衡现有骨相墨水的力学强度虽能满足支撑需求，但降解速率往往与组织再生速率不匹配（如PCL降解需2-3年，而骨再生需3-6个月），导致“后期支撑不足”或“早期力学过载”；软骨相墨水的弹性模量虽可接近天然软骨，但疲劳强度（承受循环载荷的能力）仍不足，易在长期活动中发生破裂。未来需开发“动态响应型”生物墨水，如通过“动态共价键”（如硼酸酯键、席夫碱）构建可自修复的水凝胶，或通过“主客体相互作用”实现力学性能的智能调控，以适应不同再生阶段的力学需求。2细胞来源与功能标准化自体细胞（如BMSCs、软骨细胞）虽免疫原性低，但获取需二次手术，且体外扩增易衰老；异体细胞存在免疫排斥风险；iPSCs虽可无限增殖，但重编程效率低且存在致瘤风险。未来需推动“通用型细胞库”的建立，通过基因编辑（如敲除MHC-I、过表达PD-L1）制备免疫豁免