Abstract Purpose Chondrocyte‐based cell therapies are effective for the treatment of chondral lesions, but remain poorly indicated for diffuse lesions in the context of early osteoarthritis (OA). The aim of this study was to develop a protocol to obtain chondroprogenitor cells suitable for the treatment of diffuse chondral lesions within early OA. Methods Cartilage cells were expanded at low density in human platelet lysate (hPL). A test was performed to exclude senescence. The expression of surface cluster of differentiation 146, cluster of differentiation 166, major histocompatibility complex (MHC)‐I and MHC‐II and of genes of interest were evaluated, as well as the trophic potential of these cells, by the assessment of lubricin and matrix production. The immunomodulatory potential was assessed through their co‐culture with macrophages. Results Cartilage cells expanded at low density in hPL showed higher proliferation rate than standard‐density cells, no replicative senescence, low immunogenicity and expression of lubricin. Moreover, they presented an increased expression of chondrogenic and antihypertrophic markers, as well as a superior matrix deposition if compared to cells cultured at standard density. Cartilage cells induced on macrophages an upregulation of CD206, although a higher increase of CD163 expression was observed in the presence of low‐density cells. Conclusions These findings lay the grounds to explore the clinical usefulness of low‐density cultured cartilage cells to treat diffuse lesions in early OA joints for both autologous and allogenic use. Level of Evidence Not applicable.

A bstract Living organisms have developed design principles, such as functional gradients (FGs), to interface hard materials with soft ones ( e.g ., bone and tendon). Mimicking such design principles can address the challenges faced when developing engineered constructs with soft-hard interfaces. To date, implementing these FG design principles has been primarily performed by varying the ratio of the hard phase to that of the soft phase. Such design approaches, however, lead to inaccurate mechanical properties within the transition zone. That is due to the highly nonlinear relationship between the material distribution at the microscale and the macroscale mechanical properties. Here, we 3D print micro-bricks from either a soft or a hard phase and study the nonlinear relationship between their arrangements within the transition zone and the resulting macroscale properties. We carry out experiments at the micro- and macroscales as well as finite element simulations at both scales. Based on the obtained results, we develop a co-continuous power-law model relating the arrangement of the micro-bricks to the local mechanical properties of the micro-brick composites. We then use this model to rationally design FGs at the individual micro-brick level and create two types of biomimetic soft-hard constructs, including a specimen modeling bone-ligament junctions in the knee and another modeling the nucleus pulposus-annulus fibrosus interface in intervertebral discs. We show that the implemented FGs drastically enhance the stiffness, strength, and toughness of both types of specimens as compared to non-graded designs. Furthermore, we hypothesize that our soft-hard FGs regulate the behavior of murine preosteoblasts and primary human bone marrow-derived mesenchymal stromal cells (hBMSCc). We culture those cells to confirm the effects of soft-hard interfaces on cell morphology as well as on regulating the expression of focal adhesion kinase, subcellular localization, and YAP nuclear translocation of hBMSCs. Taken together, our results pave the way for the rational design of soft-hard interfaces at the micro-brick level and (biomedical) applications of such designs.