血栓閉塞性脈管炎（TAO）是一種以血管炎癥和血栓形成為特征的慢性外周血管疾病，多發(fā)于吸煙的年輕男性。該病從四肢遠端小血管缺血起病，表現(xiàn)為疼痛、發(fā)涼等癥狀，隨著血管閉塞向近端發(fā)展，可引發(fā)潰瘍、壞疽甚至截肢。當前治療以戒煙為核心，輔以藥物改善循環(huán)或手術重建血管，但存在復發(fā)率高、預后差等局限。近年,間充質(zhì)干細胞（MSCs）療法展現(xiàn)出潛力，其通過分泌抗炎和促血管生成因子改善血流與組織修復。然而，缺血微環(huán)境中的高活性氧水平會降低干細胞存活率，且肌肉注射易引發(fā)免疫排斥，從而導致細胞流失，所以需反復給藥。因此，開發(fā)一種能保護干細胞免受氧化損傷并增強駐留的新型遞送平臺，是突破治療瓶頸的關鍵研究方向。
針對以上問題，中國科學院上海硅酸鹽研究所陳航榕、馬明團隊開發(fā)了一個協(xié)同治療平臺——負載氧化鈰納米顆粒（CeNPs）的甲基丙烯酸明膠（GelMA）的水凝膠微球（CeGel），用于MSCs的遞送以治療TAO。相關成果以“Cerium Nanozyme-Powered Hydrogel Microspheres Alleviate Thromboangiitis Obliterans via Enhanced Stem Cell Therapy"為題發(fā)表在學術期刊《Small》上。該研究提出了一種基于干細胞與納米酶結合水凝膠微球整合的新型治療方法，為TAO治療提供了全新的思路和方法。
本研究中基于微流控技術成功構建了具有協(xié)同治療功能的干細胞水凝膠微球體系。首先，研究團隊設計出具有銳針結構（內(nèi)徑200 μm）的微流控芯片，并利用摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）3D打印技術（nanoArch® S140，精度：10 μm）制作了芯片主體。微通道的幾何結構對液體的流動動力學和液滴的生成有著重要影響。該銳針結構可顯著增強分散相和連續(xù)相之間的界面剪切力，從而實現(xiàn)單分散液滴的穩(wěn)定生成。隨后通過沉淀法制備具有高效活性氧清除能力的CeNPs，繼而通過微流控技術將CeNPs與MSCs共包封于GelMA中，構建了復合水凝膠微球MSCs@CeGel。
隨后，憑借CeNPs的多酶活性和水凝膠微球的機械支撐，在CeGel中培養(yǎng)的MSCs有望在TAO氧化應激環(huán)境中實現(xiàn)更長的保留時間和更高的存活率。此外，CeGel還能通過清除ROS重塑炎癥微環(huán)境，并且促進內(nèi)皮功能的恢復。團隊進一步在TAO體內(nèi)模型中系統(tǒng)評估了MSCs@CeGel的治療潛力，結果顯示復合微球通過協(xié)同治療效應顯著促進了缺血組織的血管重建和功能恢復。
總結：本研究提出了一種將微環(huán)境調(diào)控和干細胞移植相結合的協(xié)同策略，為治療TAO及其他潛在的相關疾病提供了新的思路。
該研究成果由中國科學院上海硅酸鹽研究所科研人員和學生共同完成，研究生張逸青和時章朋為發(fā)表論文的共同第一作者，馬明研究員和陳航榕研究員為通訊作者。
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