香港城市大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系徐臣杰教授課題組，首創(chuàng)出能夠負(fù)載活細(xì)胞的微針——冷凍微針。

北京時(shí)間2021年5月3日晚23時(shí)，該成果發(fā)表在Nature Biomedical Engineering。

文章標(biāo)題為“Cryomicroneedles for Transdermal Cell Delivery”，第一作者為常皓博士。

細(xì)胞治療是一種通過將活細(xì)胞傳遞到體內(nèi)實(shí)現(xiàn)治療效果的新型的疾病治療技術(shù)。細(xì)胞治療為傳統(tǒng)療法無效或者效果不佳的疾病提供了更為高效和安全的策略。皮膚作為人體最大最容易接觸的器官，是細(xì)胞治療的重要途徑之一。例如，將干細(xì)胞傳遞到皮膚可以有效治療大皰性表皮松解癥；通過皮內(nèi)注射抗原標(biāo)記的樹突細(xì)胞能夠?qū)崿F(xiàn)黑色素腫瘤的免疫治療。當(dāng)前，臨床上普遍采用注射方法遞送細(xì)胞。然而，傳統(tǒng)注射會造成組織創(chuàng)傷和病人疼痛，需要專業(yè)人員操作，產(chǎn)生大量醫(yī)療垃圾，并且會帶來潛在的感染風(fēng)險(xiǎn)。

微針技術(shù)以微創(chuàng)方式將藥物控制并精確地輸送到特定皮膚層和其他組織（例如粘膜和角膜）中。微針可以由多種材料制成多樣的幾何形狀和空間排列?，F(xiàn)有的微針平臺已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)了小分子藥物，肽和蛋白質(zhì)（例如胰島素，疫苗和抗體），寡核苷酸和納米藥物的透皮給藥。然而，現(xiàn)有的微針無法實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞的負(fù)載與遞送。其關(guān)鍵原因是：現(xiàn)有微針無法保持所裝載細(xì)胞的生存能力并具有穿透皮膚的機(jī)械強(qiáng)度。

圖1 冷凍微針負(fù)載與皮內(nèi)遞送活細(xì)胞示意圖

徐臣杰教授課題組首創(chuàng)的冷凍微針不僅能夠長久保持所載細(xì)胞的活性，同時(shí)還具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，僅通過按壓便能使微針穿刺皮膚，將負(fù)載的細(xì)胞成功的遞送到皮膚內(nèi)部。通過控制細(xì)胞負(fù)載量和微針的長度，可以準(zhǔn)確地控制細(xì)胞遞送的有效計(jì)量以及遞送的深度。冷凍微針作為“現(xiàn)成可用”的細(xì)胞遞送裝置，有效避免了傳統(tǒng)細(xì)胞治療過程需要提前配制細(xì)胞注射液的繁瑣步驟，降低了污染細(xì)胞的風(fēng)險(xiǎn)。

該微針能夠通過負(fù)載不同種類的治療細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)不同的治療效果。作為概念驗(yàn)證，研究者將腫瘤抗原(OVA)負(fù)載的樹突細(xì)胞(DC)裝載到微針中。該微針輕松地實(shí)現(xiàn)DC的皮內(nèi)遞送和免疫接種。對比傳統(tǒng)的注射方法遞送DC(例如靜脈注射和皮下注射)，該微針遞送DC策略能夠在小鼠體內(nèi)產(chǎn)生更強(qiáng)的抗原特異性免疫和腫瘤抑制作用。

該成果開啟了微針在細(xì)胞治療領(lǐng)域的應(yīng)用全新時(shí)代，為細(xì)胞治療提供了一種簡便、安全、高效和微創(chuàng)的策略。

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