微流控系统封装人骨髓间充质细胞中的应用

本研究开发了一种新型微流体系统,实现了人骨髓间充质基质细胞(MSC)的高通量、可重复单细胞封装。通过优化参数,在2% w/v 海藻酸盐条件下,获得最佳单细胞包封率(2000个细胞/min),微胶囊平均尺寸为28.2±3.7um,形态可复制。实验证实,封装后的细胞具有良好的粘附性能、生存能力和增殖能力(24小时后开始破坏微胶囊并增殖),且在模拟早期炎症反应中,对增殖巨噬细胞的攻击显示出长达48 小时的保护作用。该系统为干细胞治疗提供了符合良好制造规范的载体方案,有望推动微创临床应用。

一、研究背景

干细胞治疗效果取决于移植细胞逃避早期免疫反应并保留在移植部位,现有载体(组织工程支架、可注射生物材料)存在制造工艺、临床结果等局限。

海藻酸盐微珠是潜在载体,但传统依赖钙交联(对细胞有毒),导致尺寸和单细胞封装不可靠。

人骨髓间充质基质细胞(MSC)在骨关节炎、心肌梗死治疗中显示潜力,但需解决载体兼容微创注射、保护细胞免受炎症影响等问题。

二、材料与方法

MSC培养:

来源:2个捐赠者(男性18 岁、女性25 岁,英国Lonza)。

条件:化学定义培养基(Lonza的 TheraPEAKTM MSCGMTM),传代不超过2 次以保持干性。

微流控封装:

系统:ElveFlow微流体系统,组件经70% V/V 乙醇消毒1 小时。

参数测试:细胞密度(1×10