利用微流控技术构建高度贯通多孔微载体用于骨骼肌细胞的微创原位递送

近年来，组织工程致力于利用水凝胶、可降解多孔支架以及纳米纤维或微纤维等生物相容性良好的多级结构支架构建三维仿生组织结构模拟机体自身微环境，提供能有效模拟组织生长的微环境，以促进组织再生从而修复损伤组织。目前已有较多研究利用生物材料与种子细胞在体外构建人工组织结构，并开展损伤组织修复的研究；而手术植入是目前组织工程构建体植入体内的主要方法，该方法一般具有较大的创伤性且可能破坏体内微环境。相较于手术植入，基于细胞薄片、装载细胞微凝胶或微球的可注射模块化单元能显著性地减小创伤，避免手术植入带来的后续问题。同时，相较于直接注射细胞，可注射的模块化单元能提高细胞滞留率和存活率。在此背景下，仿生微组织结构的构建被不断地研究和优化，其中具有开放且相互贯通孔洞结构的多孔材料，不仅能提供较大的细胞生长空间，还能为细胞增殖提供氧气和营养物质。然而，孔隙率较低、相互连接程度不足导致细胞无法渗透至微载体内部仍是目前多孔微载体存在的问题。

近期，华侨大学生物材料与组织工程研究所陈爱政教授团队和哈佛医学院Y. Shrike Zhang教授团队合作利用微流控技术成功制备了基于聚乳酸-羟基乙酸共聚物（poly(lactic-co-glycolic acid), PLGA）的高度贯通多孔微载体（highly open porous microspheres, HOPMs），并以骨骼肌细胞为模型，评价了其细胞增殖和体内递送效果。通过微流控技术制备的PLGA多孔微球粒径为280~370 μm，拥有开放且相互贯通的孔洞，孔径为10~80 μm。同时，微载体具有较好的可注射性、降解性、细胞粘附和向内增殖性能。此外，研究工作采用实时定量聚合酶链反应、免疫荧光染色、组织学染色等多种方法分析细胞在微载体上的细胞学行为，以验证细胞体外构建的单个多孔球状微结构。最后，这些负载细胞的HOPMs被注射入实验动物体内后，运送成肌细胞于理想作用位点并快速生长。研究结果表明，这种基于微流控技术制备的高度贯通多孔微载体在修复组织缺损和再生医学方面具有潜在应用前景。

相关论文发表在Small（DOI: 10.1002/smll.201901397）上，并被选为Front Cover做简要介绍。

英文名：Highly Porous Microcarriers for Minimally Invasive In Situ Skeletal Muscle Cell Delivery

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.201901397