La osteoartritis es un trastorno musculoesquelético prevalente en los ancianos, que conduce a altas tasas de morbilidad. Las células madre mesenquimales (MSC) son un enfoque prometedor para promover la regeneración de tejidos en ausencia de tratamientos efectivos a largo plazo. Las moléculas pequeñas son relativamente económicas y pueden alterar selectivamente el comportamiento de las células madre durante su diferenciación, lo que las convierte en una opción atractiva para aplicaciones clínicas. En este estudio, desarrollamos un andamio biphasic basado en matriz extracelular (ECM) cargado con dos fármacos de molécula pequeña, kartogenina (KGN) y metformina (MET). Este andamio biomimético biphasic sin células consiste en una capa de hueso (andamio de gelatina/hidroxiapatita incrustado con metformina [GHSM]) y una capa de cartílago (fibra de nano-gelatina incrustada con kartogenina [NGFK]) diseñada para estimular la regeneración osteocondral. Los andamios biomiméticos basados en matriz extracelular (ECM) pueden promover el reclutamiento, la infiltración y la diferenciación de células nativas incluso en ausencia de factores de crecimiento adicionales. El andamio biphasic (BPS) mostró una excelente biocompatibilidad in vitro, con células madre mesenquimales (MSC) adheridas, proliferando y diferenciadas en los andamios biphasic biomiméticos (capas GHSM y NGFK). Los andamios biphasic aumentaron la expresión génica tanto osteogénica como condrogénica, glicosaminoglicano sulfatado (sGAG), biomarcador osteocondrógico, y la expresión génica relativa de ARNm. En un modelo de rata in vivo, la tinción histomorfológica mostró una regeneración efectiva de los defectos osteocondrales. Este nuevo BPS tiene el potencial de mejorar tanto la reparación del hueso subcondral como la regeneración del cartílago, demostrando excelentes efectos en la homing celular y el reclutamiento de células madre endógenas.