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International audience; Background: 3D printing has become a promising tool for cartilage engineering, combining 3D deposition of cells seeded in supporting biomaterials. Objective: Our goal was to evaluate the chondrogenic properties of three different bioinks, seeded with human bone marrow mesenchymal stem cells (bMSCs). Methods: The three different tested bioinks are seeded with 2 × 106 cells/mL bMSCs. The bioink#1 is composed of gelatin, fibrinogen, and very low viscosity alginate. The bioink#2 has the same composition, excepted for the alginate that is a low viscosity one. The bioink#3 is manufactured by CELLINK®. The cartilaginous substitutes were cultivated for 28 days in the presence of ITS vs TGF-ß1. The extracellular matrix synthesis is evaluated at D28 by histology (Hematoxylin-Eosin-Saffron & Alcian Blue) and immunostaining (type II collagen). Results: The bioink#1 better promoted type II collagen synthesis, although the three bioink were equipotent in terms of proteoglycan content. Despite its universal characteristics, the bioink#3 failed to encourage the hyaline-like matrix synthesis. Conclusion: The bioink#1 containing gelatin, fibrinogen, and very low viscosity seems to be the fittest of the three bio-inks to obtain a cartilaginous substitute presenting a remarkable matrix synthesis. This study confirms the importance of the choice of bioink for cartilage engineering.

Hyaline cartilage is deficient in self-healing properties. The early treatment of focal cartilage lesions is a public health challenge to prevent long-term degradation and the occurrence of osteoarthritis. Cartilage tissue engineering represents a promising alternative to the current insufficient surgical solutions. 3D printing is a thriving technology and offers new possibilities for personalized regenerative medicine. Extrusion-based processes permit the deposition of cell-seeded bioinks, in a layer-by-layer manner, allowing mimicry of the native zonal organization of hyaline cartilage. Mesenchymal stem cells (MSCs) are a promising cell source for cartilage tissue engineering. Originally isolated from bone marrow, they can now be derived from many different cell sources (e.g., synovium, dental pulp, Wharton’s jelly). Their proliferation and differentiation potential are well characterized, and they possess good chondrogenic potential, making them appropriate candidates for cartilage reconstruction. This review summarizes the different sources, origins, and densities of MSCs used in extrusion-based bioprinting (EBB) processes, as alternatives to chondrocytes. The different bioink constituents and their advantages for producing substitutes mimicking healthy hyaline cartilage is also discussed.

International audience; Introduction : L’impression 3D s’avère un outil révolutionnaire en médecine régénératricepersonnalisée pour façonner des tissus et des organes bio-imprimés [1] à partir de cellules du patient.Les cellules souches mésenchymateuses (CSMs) se présentent comme une alternative prometteuse pourl’ingénierie tissulaire du cartilage [2] par ses capacités de prolifération et de différentiation. Notreobjectif a été d’évaluer la chondrogenèse des CSMs de moelle osseuse au sein de substituts produits parimpression 3D.Méthodes : Les CSMs issues de moelle osseuse humaine ont été ensemencées dans une bio-encreà base d’alginate à une densité cellulaire de 1 million de cellules/mL. La bio-encre a été imprimée couchepar couche grâce à un système d’impression 3D par bio-extrusion. Les substituts produits ont été divisésen deux groupes, un premier groupe contrôle (ITS) et le second cultivé avec un facteur de croissancechondro-inducteur, le TGF-β1 (10 ng/mL). La chondrogenèse a été évaluée après 28 jours (J28) et 56jours (J56) par analyses des expressions géniques (RT-PCRq) et de la synthèse matricielle (histologie etimmunohistochimie) au sein des substituts produits.Résultats : L’analyse des marqueurs chondrogéniques (COL2A1, COLIIB, ACAN, SOX9 etCOMP) par RT-PCRq a montré qu’à J28 leurs expressions étaient significativement plus importantessous l’effet de l’ajout de TGF-β1. En revanche, aucune différence a été constatée à J56 avec uneexpression proche du niveau d’expression basale pour l’ensemble des gènes. Les analyses histologiqueset immunohistologiques ont montré que le TGF-ß1 a induit la synthèse de protéoglycannes et decollagène de type II dense et homogène à J56.Conclusion : Notre procédé d’impression 3D associé à des CSMs humaines et à un facteurchondro-inducteur a permis d’obtenir un substitut cartilagineux de bonne qualité, avec une matriceextracellulaire dense en collagène de type II et en protéoglycannes.[1] Mandrycky C, Wang Z, Kim K, Kim DH. 3D bioprinting for engineering complex tissues. Biotechnol Adv2015, S0734-9750(15)30066-5.[2] Baghaban Eslaminejad M, Malakooty Poor E. Mesenchymal stem cells as a potent cell source for articularcartilage regeneration. World J Stem Cells 2014, 6(3):344-54.