骨軟骨修復には、層構造化された関節軟骨と海綿下骨の再構築が必要であるが、移植可能なデバイスがこの空間的複雑性を再現できることは稀である。ここでは、既製品として利用できる細胞非含有の多層足場を開発した。上層は表層2%（w/v）関節軟骨細胞外基質（AC-ECM）相、中間層は5% AC-ECM相、基底層は6%骨細胞外基質（BN-ECM）相である。この足場は連続した界面を形成し、領域ごとに異なる孔径を示し、繰り返し圧縮中に永久変形に対して抵抗性を示した。in vitroでは、ヤギの間葉系ストローマ細胞および関節軟骨前駆細胞を播種した構築物が細胞増殖を支持し、硫酸化グリコサミノグリカンとコラーゲンに富むマトリクスの蓄積を促し、コラーゲンI、II、Xの沈着には領域差が観察された。皮下移植8週間後、細胞播種足場は非播種対照よりもコラーゲン性マトリクスを多く含み、血管化はBN-ECM相に優先的に局在した。その後、この足場を6か月間にわたりヤギの骨軟骨欠損モデルにおける空隙（無処置）欠損と比較評価した。足場処置は肉眼的および組織学的修復を有意に改善し、軟骨様組織充填率を（約60%対約40%）増加させ、軟骨様組織の海綿下領域への伸長を制限し、より天然に近い表層コラーゲンの組織構造を生成した。修復組織はさらに、コラーゲンIIの免疫反応性の高さ、ACANおよびCOL2A1の発現増加、ならびにCOL1A2の発現低下を示したが、より深い骨の修復は有意には改善されなかった。これらの結果は、組織特異的なECMの層構築が内在性修復を空間的に誘導し、外因性細胞や成長因子なしに、臨床的に関連する大型動物モデルで軟骨の回復を実質的に改善できることを示すとともに、完全な骨軟骨修復のために残された設計課題として海綿下骨の再生があることを明らかにした。
https://doi.org/10.64898/2026.08.28.747815