组织工程技术使软骨缺损完全修复成为可能,而体外构建是组织工程软骨产业化及临床应用的关键技术,但体外再生软骨力学强度不足及形态精确控制是影响其临床应用转化的两个重要瓶颈。组织工程软骨力学性能主要取决于细胞外基质（ECM）的排列和结构,细胞外基质中最主要的成分是胶原,因此胶原的交联和排列至关重要,而胶原交联水平主要与赖氨酰氧化酶（Lysyl oxidase,LOX）的活性有关。力学刺激影响再生软骨的力学性能,另有大量研究报道,力学刺激也可激活LOX并增加胶原交联,基于以上几点,本课题提出以下问题:上调LOX活性是否有助于体外构建软骨力学强度的提高?什么模式的力学刺激最有利于提高体外再生软骨力学性能?其机制与LOX活性是否有关?力学刺激与LOX激活叠加对于提高体外软骨力学性能是否存在协同效应?关于第二个瓶颈问题,超过一定厚度和体积的组织工程软骨往往因为营养问题出现“中空”现象,那怎样才能避免“中空”再生出大体积且形态精确的软骨组织?根据以上问题,本课题开展了相关实验:（1）系统选用LOX抑制剂及激活剂干预体外软骨构建,二维及三维水平上对软骨细胞及组织进行定性及定量检测,结果提示抑制LOX活性后再生软骨的力学性能明显降低,激活LOX可以提高体外构建软骨的力学性能。（2）模拟三种不同力学刺激模式（静水压、低速剪切力及离心力）干预三维软骨构建,对大体、分子、蛋白、基因转录水平结果上进行分析,结果发现静水压能最大程度提升再生软骨的力学性能,并且与LOX激活呈正相关,此外我们还初步调试了动态静水压反应器。（3）聚己内酯+羟基磷灰石（PCL+HA）在三维打印技术的辅助下构建精确形态的内核支架,种植软骨细胞后体外培养随后回植裸鼠,取材后进行评估,结果显示内核支架周围形成了完整的软骨层包裹并与内核支架有定程度融合,具有力学强度并能精确复制外形。综上所述,我们认为:LOX活性影响体外再生软骨的力学性能。静水压等力学刺激可以通过激活LOX途径不同程度提高组织工程软骨的力学强度,两者叠加进一步优化了组织工程软骨培养条件。三维打印技术及内核支架的应用理念,精确模拟出所需软骨移植体的特定形态,进一步推广了组织工程软骨的临床应用范围。