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Engineering Superficial Zone Features in Tissue Engineered Cartilage

机译：工程浅表区组织工程软骨

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摘要

A major challenge in cartilage tissue engineering is the need to recreate the native tissue's anisotropic extracellular matrix structure. This anisotropy has important mechanical and biological consequences and could be crucial for integrative repair. Here we report that hydrodynamic conditions that mimic the motion-induced flow fields in between the articular surfaces in the synovial joint induce the formation of a distinct superficial layer in tissue engineered cartilage hydrogels, with enhanced production of cartilage matrix proteoglycan and type II collagen. Moreover, the flow stimulation at the surface induces the production of the surface zone protein Proteoglycan 4 (aka PRG4 or lubricin). Analysis of second harmonic generation signature of collagen in this superficial layer reveals a highly aligned fibrillar matrix that resembles the alignment pattern in native tissue's surface zone, suggesting that mimicking synovial fluid flow at the cartilage surface in hydrodynamic bioreactors could be key to creating engineered cartilage with superficial zone features.
机译：软骨组织工程中的主要挑战是需要重建天然组织的各向异性细胞外基质结构。这种各向异性具有重要的机械和生物学影响，对于整体修复可能至关重要。在这里我们报道，模仿滑膜关节在关节表面之间运动引起的流场的流体动力学条件，在组织工程软骨水凝胶中诱导形成明显的表层，从而增强了软骨基质蛋白聚糖和II型胶原的产生。此外，表面的流动刺激诱导了表面区域蛋白多糖4（aka PRG4或lubricin）的产生。分析该表层胶原蛋白的二次谐波产生特征后，发现高度对齐的原纤维基质类似于天然组织表面区域的对齐方式，这表明在流体动力生物反应器中模仿软骨表面的滑液流动可能是利用胶原蛋白制造工程软骨的关键。表层区域特征。

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