Stimuli-responsive 4D-bioprinted constructs for musculoskeletal tissue regeneration: Shape-morphing mechanisms, cell-laden bioink engineering, and preclinical outcomes

หลักฐานจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง เป็นรากฐานที่ช่วยให้เข้าใจกลไกและศักยภาพก่อนการศึกษาในมนุษย์ต่อไป

• ระดับ A · หลักฐานทางคลินิกค่อนข้างแข็งแรง
• ระดับ B · หลักฐานทางคลินิกที่กำลังเติบโตและมีสัญญาณเชิงบวก
• ระดับ C · งานวิจัยในมนุษย์ระยะต้นที่กำลังสำรวจประโยชน์
• ระดับ D · รากฐานทางวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง
• กำลังศึกษาเพิ่มเติม · หัวข้อใหม่ที่นักวิจัยกำลังสำรวจอย่างต่อเนื่อง

บทคัดย่อ (ต้นฉบับภาษาอังกฤษ)

Introduction Musculoskeletal disorders impose a substantial global disability burden. Conventional 3D bioprinting cannot replicate the dynamic, anisotropic architecture of bone, cartilage, skeletal muscle, and cardiac muscle. Four-dimensional (4D) bioprinting addresses this by integrating stimuli-responsive materials into constructs, enabling programmed shape transformation and adaptive behavior following implantation. Methods This narrative review examines primary experimental research on stimuli-responsive 4D-bioprinted musculoskeletal constructs, drawing on in vitro, in vivo, and combined outcomes from leading peer-reviewed journals. Results Evidence spans four stimuli modalities - magnetic actuation, near-infrared (NIR) photothermal response, thermoresponsive swelling-shrinking transitions, and shape memory polymer (SMP) recovery - applied across bone, cartilage, skeletal muscle, and cardiac constructs. Bioink formulations from silk fibroin-gelatin composites and alginate-polydopamine inks to GelMA-based hydrogels and polyester SMPs present trade-offs between printability, shape fidelity, and cellular compatibility. Cross-study synthesis identifies stiffness trajectory, architectural anisotropy, and dynamic deformation as primary mechano-biological axes directing cell fate decisions. Preclinical studies document encouraging ossification and chondrogenesis outcomes, though c

ระดับหลักฐาน

หลักฐานจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง เป็นรากฐานที่ช่วยให้เข้าใจกลไกและศักยภาพก่อนการศึกษาในมนุษย์ต่อไป

ดูงานวิจัยทั้งหมดที่เกี่ยวข้อง

กรองห้องสมุดงานวิจัยด้วยชื่อเรื่อง ชื่อผู้เขียน หรือปีที่ตีพิมพ์ของงานวิจัยนี้