本综述针对骨软骨缺损中软骨下骨等骨组织与相邻软骨组织同步受损带来的修复难题，聚焦骨组织再生需求，系统梳理3D打印多相支架的制备技术、生物材料选型与结构设计领域的最新研究成果，深入分析各类技术、材料及结构的骨相关适配特性与功能优势，整合材料科学、生物工程等多领域研究进展，构建出以骨组织再生为核心导向的下一代骨软骨多相支架合理化设计框架，为该领域后续科研探索提供清晰的理论参考与方向指引。本综述针对骨软骨组织异质性引发的再生修复困境，以间充质干细胞与生物材料支架结合的组织工程体系为核心，阐明生物物理信号对干细胞命运的调控机制，系统总结机械生物学导向下仿生微环境支架的设计进展，实现间充质干细胞谱系特异性分化的精准调控，为分层骨软骨再生尤其是软骨下骨的再生修复提供理论支撑与设计参考。
01研究背景
骨软骨缺损属于复合型组织损伤，会同时累及关节软骨、钙化软骨以及软骨下骨组织，其中软骨下骨作为骨组织的关键组成部分，具备独特的力学承载与生物学功能，与相邻软骨组织形成层级化的异质结构。这种天然的组织层级差异和功能分化，让骨软骨一体化修复面临核心技术瓶颈，单纯的传统修复方式难以匹配骨组织与软骨组织的不同修复需求。骨软骨组织工程凭借多相支架的研发思路，成为破解这一难题的潜力方向，其核心逻辑是通过支架设计模拟原生骨软骨单元的组成与结构异质性，重点满足骨组织的力学支撑、生长微环境构建等专属修复需求。腱骨过渡组织拥有高度特化的胞外基质结构，核心特征为胶原蛋白的层级排列与矿物组成的梯度化，该结构体系可实现稳定的力传递，并对空间组织的细胞表型起到定向引导作用。现阶段，无法精准重现腱骨界面复杂的多尺度结构与组成梯度，成为阻碍软硬组织界面整合再生的关键瓶颈，亟需开发贴合天然结构特征的仿生基质构建方案。02主要内容
本综述首先围绕骨软骨多相支架的制备环节，全面考察材料挤出、槽光聚合、粉末床熔融三类核心增材制造技术，详细解析各技术的工作原理、材料适配范围、精细制造能力，以及在骨软骨支架设计中针对骨相结构的具体应用表现；其次系统梳理骨软骨支架所用的各类生物材料，涵盖聚合物、生物陶瓷、可生物降解金属及先进复合材料，重点分析单一材料体系的骨相关生物力学特性，以及复合材料通过组分搭配实现的骨修复功能协同效应；再者深入探讨多相支架的结构设计思路，全面剖析多层架构、梯度架构两类主流设计的最新进展，重点阐述其对骨组织区域特异性力学支撑、物质传输调控、组织界面整合的作用机制；最后对该领域未来发展方向进行全面梳理，包含新型骨修复生物材料研发、智能设计手段应用等核心方向。
03研究设计
本研究属于系统性综述类研究设计，以骨软骨再生中骨组织的修复需求为核心立足点，采用分类梳理、归纳整合的科研思路，先明确骨软骨缺损中骨组织修复的核心痛点与研究必要性，再按照“制备技术-生物材料-结构设计-未来展望”的逻辑脉络，对领域内现有研究成果进行分层调研与深度分析，全程聚焦骨组织的力学性能、生物功能适配性展开研究，通过整合多维度研究进展，形成完整的综述研究体系，确保研究内容的全面性与针对性。
04结果
研究明确了三类主流增材制造技术在骨软骨多相支架制备中的差异化优势，以及各自适配骨相结构制造的应用特点；梳理出四类核心生物材料的骨相关生物力学性能特征，证实复合材料能够整合单一材料优势，实现骨修复所需功能的协同强化，更适配骨组织再生的需求；验证了多层、梯度化支架架构可实现骨组织区域的精准力学支撑与界面整合优化，有效匹配原生骨组织的结构与功能特性；最终形成了融合技术、材料、结构多领域进展的骨靶向多相支架设计体系，为后续支架研发提供了完整的理论支撑。
05思路延伸
后续可围绕骨组织的天然力学特性与生物学微环境，针对性研发兼具适配力学性能与优异骨传导性的新型生物材料，进一步优化材料与骨组织的生物相容性；结合人工智能辅助设计、医学图像建模等技术，精准复刻骨组织的层级结构特征，实现支架骨相结构的个性化、精细化设计；深入探究多相支架骨-软骨界面的梯度结构渐变设计，弱化组织间性能差异，提升骨与相邻组织的界面融合效果；同时拓展多尺度结构调控策略，进一步优化骨组织再生所需的微环境，丰富骨软骨组织工程支架的研发路径。
原文来源：
1. 期刊：Materials Science and Engineering: R: Reports（IF 26.8）2. 发表日期：2026-03-273. DOI：10.1016/j.mser.2026.1012104. 作者：Yan Xu、Yi Huang、James Armstrong、Weiting Xu、Giovanni Biglino、Wei Zhang、Qunfen Qi、Xiaolong Chen、Simon Abram、Cian Vyas、Paulo Jorge Da Silva Bartolo、Fengyuan Liu