水凝膠微(wei)球，破解(jie)血管“堵(du)車”難(nan)題

血(xue)栓閉塞(sai)性脈(mai)管炎(yan)（TAO）是壹(yi)種以(yi)血(xue)管炎(yan)癥和血栓形(xing)成(cheng)為(wei)特(te)征的(de)慢性外周(zhou)血管疾病，多(duo)發(fa)於吸(xi)煙(yan)的(de)年輕男性。該病(bing)從四肢(zhi)遠端(duan)小(xiao)血管缺血起病，表(biao)現為(wei)疼(teng)痛、發涼(liang)等癥(zheng)狀(zhuang)，隨著(zhe)血管閉塞(sai)向近端(duan)發(fa)展，可(ke)引(yin)發潰(kui)瘍、壞疽甚至(zhi)截肢(zhi)。當前治(zhi)療(liao)以(yi)戒(jie)煙(yan)為(wei)核(he)心(xin)，輔以(yi)藥(yao)物改(gai)善(shan)循環或手(shou)術(shu)重建(jian)血(xue)管，但存在復發(fa)率(lv)高(gao)、預後(hou)差(cha)等局限(xian)。近年,間(jian)充質(zhi)幹(gan)細胞（MSCs）療(liao)法展(zhan)現(xian)出潛力(li)，其(qi)通過(guo)分泌(mi)抗(kang)炎(yan)和促血(xue)管生成(cheng)因子改善(shan)血(xue)流與(yu)組(zu)織(zhi)修(xiu)復。然(ran)而，缺血微(wei)環境中(zhong)的(de)高(gao)活(huo)性氧水平會(hui)降(jiang)低(di)幹(gan)細(xi)胞存活(huo)率(lv)，且(qie)肌(ji)肉(rou)註射易引(yin)發免(mian)疫(yi)排(pai)斥(chi)，從而導(dao)致(zhi)細胞流失(shi)，所以(yi)需(xu)反(fan)復給(gei)藥(yao)。因此，開發壹(yi)種能(neng)保(bao)護幹(gan)細胞免(mian)受氧化(hua)損傷(shang)並(bing)增(zeng)強駐(zhu)留(liu)的(de)新型(xing)遞(di)送(song)平臺，是(shi)突破(po)治療(liao)瓶(ping)頸(jing)的(de)關鍵(jian)研究(jiu)方向。

針對(dui)以(yi)上問題，中(zhong)國科(ke)學(xue)院(yuan)上海矽酸(suan)鹽研究(jiu)所陳(chen)航(hang)榕(rong)、馬(ma)明團(tuan)隊(dui)開發了壹(yi)個(ge)協同治療(liao)平臺——負(fu)載(zai)氧化(hua)鈰(shi)納(na)米顆粒（CeNPs）的(de)甲基(ji)丙(bing)烯(xi)酸明膠（GelMA）的(de)水凝膠微(wei)球（CeGel），用於MSCs的(de)遞(di)送(song)以(yi)治(zhi)療(liao)TAO。相(xiang)關(guan)成(cheng)果以(yi)“Cerium Nanozyme-Powered Hydrogel Microspheres Alleviate Thromboangiitis Obliterans via Enhanced Stem Cell Therapy"為(wei)題發(fa)表(biao)在學(xue)術(shu)期(qi)刊(kan)《Small》上。該研(yan)究(jiu)提(ti)出了壹(yi)種基(ji)於(yu)幹細(xi)胞與(yu)納(na)米酶(mei)結合水凝膠微(wei)球整合的(de)新型(xing)治療(liao)方(fang)法，為(wei)TAO治(zhi)療(liao)提(ti)供(gong)了全(quan)新的(de)思路和方法。

本研(yan)究(jiu)中基於微(wei)流控(kong)技術(shu)成(cheng)功(gong)構(gou)建(jian)了具有(you)協同治療(liao)功(gong)能的(de)幹細(xi)胞水凝膠微(wei)球體(ti)系。首先(xian)，研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)設(she)計出具有(you)銳針結構(gou)（內(nei)徑200 μm）的(de)微(wei)流控(kong)芯(xin)片，並(bing)利(li)用(yong)摩(mo)方(fang)精密面(mian)投(tou)影微(wei)立(li)體(ti)光(guang)刻（PμSL）3D打(da)印(yin)技術(shu)（nanoArch® S140，精度：10 μm）制(zhi)作了芯(xin)片主體(ti)。微(wei)通道(dao)的(de)幾何結構(gou)對(dui)液體(ti)的(de)流動(dong)動(dong)力(li)學(xue)和液滴(di)的(de)生成(cheng)有(you)著(zhe)重要影響(xiang)。該銳針結構(gou)可(ke)顯著(zhu)增強分散(san)相(xiang)和連(lian)續(xu)相(xiang)之間的(de)界(jie)面(mian)剪切(qie)力(li)，從(cong)而實(shi)現單(dan)分散(san)液滴(di)的(de)穩(wen)定生(sheng)成(cheng)。隨(sui)後(hou)通過(guo)沈澱法制(zhi)備具有(you)高(gao)效(xiao)活(huo)性氧清(qing)除能(neng)力(li)的(de)CeNPs，繼而通過(guo)微(wei)流控(kong)技術(shu)將CeNPs與(yu)MSCs共包(bao)封於(yu)GelMA中，構(gou)建(jian)了復合水凝膠微(wei)球MSCs@CeGel。

隨後(hou)，憑借CeNPs的(de)多酶(mei)活(huo)性和水凝膠微(wei)球的(de)機(ji)械支撐，在(zai)CeGel中培養的(de)MSCs有望(wang)在TAO氧化(hua)應激(ji)環境中(zhong)實現更長的(de)保留(liu)時間(jian)和更高(gao)的(de)存活(huo)率(lv)。此外，CeGel還能(neng)通過(guo)清(qing)除ROS重塑炎(yan)癥微(wei)環境，並(bing)且(qie)促(cu)進內(nei)皮功(gong)能(neng)的(de)恢復。團(tuan)隊(dui)進壹步(bu)在(zai)TAO體(ti)內(nei)模(mo)型(xing)中系統(tong)評(ping)估(gu)了MSCs@CeGel的(de)治療(liao)潛力(li)，結果顯示復合微(wei)球通過(guo)協同治療(liao)效(xiao)應(ying)顯著(zhu)促進了缺血組(zu)織(zhi)的(de)血管重建(jian)和功能(neng)恢復。

總(zong)結：本研(yan)究(jiu)提(ti)出了壹(yi)種將(jiang)微(wei)環境調(tiao)控和幹細(xi)胞移(yi)植相(xiang)結合的(de)協同策略(lve)，為(wei)治(zhi)療(liao)TAO及其他(ta)潛在的(de)相(xiang)關(guan)疾病提(ti)供(gong)了新的(de)思路。

該研(yan)究(jiu)成(cheng)果由(you)中(zhong)國(guo)科學(xue)院(yuan)上海矽酸(suan)鹽研究(jiu)所科(ke)研(yan)人員和學(xue)生共(gong)同完(wan)成(cheng)，研(yan)究(jiu)生張逸青和時章(zhang)朋為(wei)發(fa)表(biao)論(lun)文(wen)的(de)共同(tong)第壹(yi)作者(zhe)，馬(ma)明研究(jiu)員和陳航(hang)榕(rong)研(yan)究(jiu)員為(wei)通訊作者(zhe)。