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外泌体与生物材料的预联合是新发展方向2023-01-13 08:43:45

导电水凝胶拥有类似组织的柔软性,还具备与神经系统相似的电传输特性,是一类有广阔应用前景的水凝胶材料。FAN等开发了由光交联 GelMA水凝胶和聚吡咯水凝胶组成的双网络导电水凝胶,骨髓间充质干细胞外泌体通过可逆的非共价结合固定在GMP网络中,这种结合方式不会影响外泌体的结构和活性,形成GM/PPy/Exo水凝胶,GMPE具有出色的生物黏附性,使用GMPE桥接横断脊髓时,可以部分恢复内源性电信号传输,GMPE水凝胶在脊髓损伤部位释放负载的外泌体可长达14d。单纯使用不预载外泌体的GMP治疗脊髓损伤,可能会加重损伤部位的炎症反应,将GMPE水凝胶移植到脊髓损伤小鼠损伤部位,GMPE通过核转录因子κB通路调节小胶质细胞由M1向M2型极化,还能增强神经干细胞的神经元和少突胶质细胞分化,并激活PTEN/PI3K/AKT/mTOR通路促进轴突生长,共同促进脊髓半切小鼠的运动功能恢复。

水凝胶作为一种生物材料,自身可以对脊髓损伤发挥一定的治疗作用,如壳聚糖水凝胶能促进神经元分化和轴突生长,且水凝胶材料具备良好的生物相容性及机械特性,能填补脊髓损伤后细胞外基质的缺损,为外泌体的递送和细胞的黏附、生长提供必要的物质基础,外泌体联合水凝胶材料所构建的新型药物递送系统,不仅可以提高外泌体在损伤部位的保留率,还能实现外泌体的长期稳定递送,从而持续发挥外泌体的生物学功能,因此,基于组织工程技术,实现生物材料与外泌体的预联合是一种有前途的脊髓损伤治疗策略。现将外泌体联合生物材料治疗脊髓损伤的相关实验加以汇总。
 
外泌体与生物材料的预联合,是当前组织工程技术成熟后产生的新发展方向,水凝胶等生物材料本身可以填补脊髓损伤后损伤的细胞外基质,为细胞提供黏附和生长的物质基础,一定程度上促进脊髓损伤的修复。将水凝胶与外泌体结合后,可以构建为新的外泌体负载系统,实现外泌体的靶向递送和超长时间缓释,持续作用于损伤部位并发挥治疗作用。此种预处理方法的关键在于水凝胶材料的制备,天然生物材料和人工材料各有利弊,天然材料生物相容性好,降解产物安全无毒,但存在可塑性差,机械强度不足及结构不稳定等缺点;人工合成材料具备优越的可塑性,机械模量和降解率可调节,但有细胞亲和力较差,降解产物可能会产生不良反应等弊端。
 
出自《预处理方法改善外泌体在脊髓损伤中的作用》作者周禾山,谭龙旺,刘闯.