3D打印水凝胶编程释放外泌体在主动脉夹层治疗中的应用研究

找药助理

1328次浏览发布时间：2024-10-30 14:48:47

　　主动脉夹层(Aortic Dissection, AD)是一种危及生命的心血管疾病，其特点是主动脉壁的分层和破裂。由于手术治疗的复杂性和潜在的高死亡率，AD的治疗效果常常不尽如人意，尤其是在需要延长体外循环或进行深度低温循环停止的情况下。尽管当前对于AD的病理机制研究仍在进行，但有效的靶向治疗方法仍然相对匮乏。因此，开发新的材料和药物以预防主动脉内侧退变显得尤为重要。

　　骨间充质干细胞及其外泌体的潜力

　　骨间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)因其良好的可获得性和广泛的应用前景，被广泛研究用于多种疾病的治疗。尤其是在修复主动脉内侧退变方面，MSCs展现出了良好的应用潜力。然而，移植MSCs存在存活率低、免疫排斥反应以及感染风险等问题，限制了其临床应用的广泛性。

　　近年来，研究发现MSCs衍生的外泌体(Exosomes, Exo-MSCs)在细胞间通讯及组织修复中起到了重要作用。Exo-MSCs不仅具有较高的稳定性、易于储存和运输的优势，而且其低免疫原性使其成为一种有前景的组织工程治疗材料。然而，外源性外泌体在体内迅速被循环系统清除，导致其利用效率低下，限制了其在临床中的应用。

　　水凝胶在外泌体释放中的应用

　　为了提高Exo-MSCs在体内的利用效率，研究者们开始探索水凝胶作为外泌体载体的可能性。水凝胶因其良好的生物相容性、机械性能和生物降解性，成为一种理想的生物材料载体选择。甲基丙烯酸明胶(Gelatin Methacrylate, Gelma)水凝胶作为一种可注射的生物材料，因其特有的紫外线交联特性，在组织修复和再生医学领域受到广泛关注。然而，Gelma在主动脉夹层及铁死亡修复方面的应用尚未被充分探索。

　　铁死亡与主动脉夹层的关系

　　铁死亡(Ferroptosis)是一种新型的程序性细胞死亡形式，与细胞膜中多不饱和脂肪酸的代谢密切相关。研究表明，铁死亡在多种生物过程，包括细胞增殖、迁移和自噬等中扮演着重要角色。因此，针对铁死亡的治疗策略被认为是解决AD主动脉内侧退变的新途径。

　　新研究成果

　　最近，来自吉林大学第二医院的研究者们在《J Nanobiotechnology》期刊上发表了一项研究，题为“3D-printing hydrogel programmed released exosomes to restore aortic medial degeneration through inhibiting VSMC ferroptosis in aortic dissection”。该研究表明，利用3D打印技术将外泌体嵌入Gelma水凝胶(Gelma-exosomes)中，可以有效抑制血管平滑肌细胞(Vascular Smooth Muscle Cells, VSMCs)的铁死亡，从而恢复主动脉内侧退变，为治疗主动脉夹层提供了一种新策略。

　　Gelma-exosomes的优势

　　本研究通过紫外光和3D打印技术，将外泌体嵌入Gelma水凝胶中，成功实现了外泌体的持续释放。随着Gelma的降解，外泌体持续释放，有助于恢复主动脉内侧的结构和功能，并防止VSMCs向增殖状态的表型转变。此外，Gelma-exosomes在体外、体内和离体实验中均显示出抑制铁死亡的能力，为主动脉夹层的治疗开辟了新的可能性。

　　未来的研究方向

　　综上所述，本研究表明，Gelma-exosomes不仅为主动脉夹层的治疗提供了一种新的靶向治疗方法，还能够调节VSMCs的表型转换和铁死亡。未来的研究应进一步探讨Gelma-exosomes在人类临床应用中的安全性和有效性，以及如何优化其释放机制和靶向能力。

　　这项研究为主动脉夹层的治疗提供了新的思路，可能在未来改变该疾病的临床管理方式。随着对这种新材料和治疗策略的深入研究，Gelma-exosomes有望为更多心血管疾病的治疗提供有效的解决方案。

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