微針化干細(xì)胞效果顯著，更精準(zhǔn)進(jìn)入受損組織

導(dǎo)讀

微針，由一種與干細(xì)胞治療劑混合的生物材料制成，附在一條膠帶上，針頭朝下。將整個(gè)材料涂在皮膚的傷口區(qū)域，并將膠帶移除。針頭嵌入皮膚并降解，將干細(xì)胞輸送到皮膚下。

間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)是一種多能細(xì)胞，它能自然地補(bǔ)充形成骨、軟骨和脂肪組織的細(xì)胞類型。然而，它們還有著廣泛的再生潛力，包括它們?cè)谑軗p組織中遷移和移植的能力，促進(jìn)新血管形成、抑制炎癥和細(xì)胞死亡以及促進(jìn)愈合的作用。這些特點(diǎn)使他們成為各種疾病，如心血管，肝臟，骨和軟骨疾病，肺和脊髓損傷，自身免疫性疾病，甚至是癌癥和皮膚損害的細(xì)胞基礎(chǔ)治療的首選。
骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在接受健康捐獻(xiàn)者的病人中不會(huì)引起或可以忽略不計(jì)的不良反應(yīng)。但是應(yīng)用醫(yī)用級(jí)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的效率并不高，臨床醫(yī)生往往需要大量的高精度的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，讓足夠數(shù)量的細(xì)胞成功地移植，才能確保隨著時(shí)間的推移效果不會(huì)快速衰退。

將干細(xì)胞植入生物材料中

為了確保干細(xì)胞在進(jìn)入人體后的效果，研究人員開(kāi)發(fā)了一種基于材料的方法，將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞植入生物材料支架中，然后在微創(chuàng)過(guò)程中將其作為“補(bǔ)丁”植入受損組織。
細(xì)胞在遷移、克服組織障礙和在最需要其作用的組織微環(huán)境中成功移植的能力往往受到限制。原則上，注射方法可以更有針對(duì)性地通過(guò)皮下針將干細(xì)胞導(dǎo)入組織中，但任何直接注射到組織中都是侵入性的，可能會(huì)造成組織的意外損傷和副作用，如疤痕組織的形成。

現(xiàn)在，有一項(xiàng)新的高級(jí)功能材料研究報(bào)告，是由位于洛杉磯的Terasaki生物醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究所和加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種微創(chuàng)的方法，使用微針來(lái)提供一個(gè)具有生物活性的干細(xì)胞倉(cāng)庫(kù)。將較低數(shù)量的干細(xì)胞植入凝膠樣材料中，延長(zhǎng)其活力和功能，并以高空間精度的損傷組織為靶點(diǎn)。
曾任加州大學(xué)洛杉磯分校微創(chuàng)治療中心主任的Terasaki Institute主任兼首席執(zhí)行官阿里·哈德莫西尼(Ali Khademhosseini)說(shuō)，“密克羅尼西亞過(guò)去曾被成功地用于無(wú)痛地向皮膚、血管和眼睛等目標(biāo)組織輸送藥物。我們?cè)谶@里用可拆卸的微針庫(kù)證明，類似的方法可以在目標(biāo)地點(diǎn)部署治療細(xì)胞。”為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們開(kāi)發(fā)了一種全新的微針貼片，支持干細(xì)胞的活力、對(duì)傷口刺激的反應(yīng)以及加速傷口愈合的能力。

微針化干細(xì)胞的應(yīng)用
研究小組開(kāi)始在小鼠皮膚傷口模型中研究他們的微針概念，在這個(gè)模型中，表皮組織層進(jìn)行了明確的切除。為了戰(zhàn)略性地將單個(gè)微針?lè)胖迷趥诖矁?nèi)，研究人員將一組微針貼在一小條透明膠帶上，其尖端與膠帶相對(duì)。精確定位帶的圖案微針傷口表面允許單個(gè)微針穿透?jìng)诖病Ｈ缓螅z帶被剝離，導(dǎo)致微針?lè)蛛x并留在傷口組織中。
Khademhosseini和他的同事稱這個(gè)微針化干細(xì)胞的系統(tǒng)裝置為可拆卸混合密克羅尼西亞倉(cāng)庫(kù)(D-HMND)。

在小鼠實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭校琈SC負(fù)載的D-HMND裝置刺激了一些與傷口愈合相關(guān)的關(guān)鍵參數(shù)。與直接注射到受傷皮膚中的MSCs數(shù)量相同以及不含任何MSCs(無(wú)細(xì)胞)的D-hmND裝置的版本相比，含MSC的D-hmND加速了傷口的收縮和表皮皮膚層的再生長(zhǎng)(再上皮化)。
研究人員使用了一組組織學(xué)和分子標(biāo)記，在14天的時(shí)間里證實(shí)了該裝置抑制了炎癥。并使組織重塑，新血管的形成，頭發(fā)的再生--所有這些都是強(qiáng)健的生命跡象。

在未來(lái)，D-hmnd可以在使用前不久在臨床實(shí)驗(yàn)室中快速制造，用于治療皮膚損傷，并更廣泛地探索作為治療多種其他疾病的方法，包括過(guò)敏性皮炎、銀屑病和其他皮膚病，這些疾病都將從干細(xì)胞的應(yīng)用中受益。

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