BIOIMPRESSÃO 3D PARA REGENERAÇÃO OSTEOCONDRAL: UMA REVISÃO INTEGRATIVA DE LITERATURA

preprint OA: closed CC-BY-4.0

Abstract

The 3D bioprinting of autologous chondrocyte implants in knee lesions represents an innovative and promising approach for the regeneration of damaged articular cartilage, as it allows for the creation of customized implants from the patient’s own cells, providing a targeted treatment for this condition. The objective of this study is to explore the potential of 3D bioprinting in regenerating the osteochondral interface, analyzing the technique’s advancements, challenges, and future perspectives. The methodology employed consists of an integrative literature review, using descriptors in Portuguese and English in databases such as LILACS, PubMed, SciELO, IBECs, and MEDLINE, with a focus on articles published over the last 10 years. The analysis indicates that the development of 3D technology, coupled with a deeper understanding of the osteochondral structure, has opened new possibilities for regenerating not only the articular cartilage but also the subchondral bone and the smooth interfaces between them. Although natural materials were initially the first choice for scaffold construction, their limitations led to the use of natural and artificial polymer-based compounds, which now dominate research in the field due to the complexity of the bone-cartilage interface, where regeneration must consider both articular cartilage and subchondral bone. With the obsolescence of monolayer structures, much research has advanced with the development of two- and three-layer scaffolds that mimic the osteochondral cartilage and the bone layer structures, including areas of calcified cartilage and tide mark. These structures are often combined with specific tissue cells, such as osteoblasts for bone and chondrocytes for cartilage, or BMSCs (bone marrow-derived mononuclear cells), with selected growth factors to promote migration, proliferation, and differentiation of seed cells to form osteochondral tissue. It is concluded that the creation of scaffolds with mechanical gradients, associated with biogradients with controlled release of bioactive factors, offers a promising approach for the effective formation of osteochondral interfaces in 3D bioprinting, standing out as a technique that could transform the treatment of articular lesions in the near future.
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O objetivo deste estudo é explorar o potencial da bioimpressão 3D para a regeneração da interface osteocondral, analisando os avanços, desafios e perspectivas futuras da técnica. A metodologia empregada consiste em uma revisão integrativa da literatura, utilizando descritores em português e inglês em bases como LILACS, PubMed, SciELO, IBECs e MEDLINE, com foco em artigos publicados nos últimos 10 anos. A análise indica que o desenvolvimento da tecnologia 3D, aliado a um entendimento mais aprofundado da estrutura osteocondral, abriu novas possibilidades para regenerar não só a cartilagem articular, mas também o osso subcondral e as interfaces lisas entre os dois. Embora os materiais naturais tenham sido inicialmente a primeira escolha para construção de andaimes, suas limitações levaram ao uso de compostos baseados em polímeros naturais e artificiais, que agora dominam a pesquisa na área devido à complexidade da interface osso-cartilagem, onde a regeneração precisa considerar tanto a cartilagem articular quanto o osso subcondral. Com a obsolescência das estruturas monofásicas, muitas pesquisas têm avançado com o desenvolvimento de andaimes de duas e três camadas que imitam a cartilagem osteocondral e a estrutura das camadas ósseas, incluindo áreas de cartilagem calcificada e marca de maré. Essas estruturas são, muitas vezes, combinadas com células específicas de tecido, como osteoblastos para osso e condrócitos para cartilagem, ou BMSCs (células mononucleares derivadas da medula óssea), e fatores de crescimento selecionados para promover a migração, proliferação e diferenciação das células-semente para formar tecido osteocondral. Conclui-se que a criação de andaimes com gradiente mecânico, associados a biogradientes com liberação controlada de fatores bioativos, oferece uma abordagem promissora para a formação eficaz de interfaces osteocondrais na bioimpressão 3D, destacando-se como uma técnica que pode transformar o tratamento de lesões articulares em um futuro próximo. Downloads Os dados de download ainda não estão disponíveis. PDF (Inglês) Postado 28/07/2025 Como Citar BIOIMPRESSÃO 3D PARA REGENERAÇÃO OSTEOCONDRAL: UMA REVISÃO INTEGRATIVA DE LITERATURA. (2025). Em SciELO Preprints . https://doi.org/10.1590/SciELOPreprints.12771 Formatos de Citação ACM ACS APA ABNT Chicago Harvard IEEE MLA Turabian Vancouver Baixar Citação Endnote/Zotero/Mendeley (RIS) BibTeX Série Ciências da Saúde Copyright (c) 2025 Jaíne Frighetto, Carlos Fernando Zorzi Filho, Kleber Fernando Pereira Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License . .citations-container { overflow-y: auto; overflow-x: hidden; max-height: 1000px; } Plaudit Declaração de dados Os dados de pesquisa estão contidos no próprio manuscrito Aviso de preprints Preprints são manuscritos não avaliados por um periódico científico ou já avaliados mas em processo de publicação. .block_announcements_article:not(:last-child) { padding-bottom: 1.5em; border-bottom: 1px solid; } .block_announcements_article { text-align: left; } .block_announcements #show-all{ font-style: italic; } Notícias SciELO Preprints adota obrigatoriedade de declaração de disponibilização de dados de pesquisa 19 agosto 2025 A partir de 1º de setembro de 2025 os manuscritos submetidos ao SciELO Preprints devem incluir uma declaração de disponibilidade de dados informando sobre onde e como os dados da pesquisa que deram origem ao artigo podem ser acessados. 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