一图读懂综述：基于微流控的仿生细胞封装-北京永康乐业科技发展有限公司

将细胞封装在生物材料中用于器官修复或疾病治疗是一个新兴的研究领域。目前，微流控技术被用来精确控制封装细胞的数量、尺寸和支架结构。具体而言，微流控技术提供了设计仿生形态的能力，可增强封装细胞的活性和功能，从而提高疾病治疗的有效性。

近期，南京大学鼓楼医院赵远锦教授发表综述，总结了基于微流控的仿生细胞封装技术的最新进展，包括各种促进细胞功能的仿生结构、基于微技术的细胞封装方法，以及仿生细胞封装在疾病治疗和临床应用中的挑战和未来方向。相关研究成果以“Biomimetic cell encapsulations by microfluidics”为题目发表于期刊《Science China Materials》。

本文要点：

1、本文综述了基于微流控的仿生细胞封装技术的最新进展。

2、简要概述了各种促进细胞功能的天然仿生结构，如受细胞、植物、动物和自然反应启发的仿生结构。

3、讨论了基于微技术的最新细胞封装方法，并详细介绍了相关过程。

4、探讨了仿生细胞封装在疾病治疗和临床应用中面临的挑战和未来发展方向。

一张图读懂综述：

利用微流控技术进行细胞封装的关键优势包括：

1、高精度操控：微流控技术能够精确操控微小体积的流体，实现对细胞数量和分布的精确控制，确保封装过程的一致性和重复性。

2、定制化结构设计：能够根据需要设计出具有特定形态和功能的生物仿生结构，如模拟细胞外基质，从而增强细胞的活性和功能。

3、多细胞类型共封装：微流控技术能够在同一封装体系中同时封装不同类型的细胞，模拟多细胞相互作用的复杂微环境。

4、促进细胞间交流：通过微流控技术设计的特定结构，可以促进细胞间的沟通和营养物质的交换，提高细胞的生存率和功能表现。

5、免疫隔离：微流控封装技术可以为细胞提供免疫保护，避免宿主免疫系统的攻击，对于异体细胞或基因工程细胞治疗尤为重要。

6、临床转化潜力：微流控技术制备的细胞封装体系具有高度的生物相容性和可控性，有助于推动从实验室研究到临床应用的转化。

在仿生细胞封装领域中，目前面临的主要挑战是什么？

1、技术挑战：如何进一步提高微流控封装技术的精度和可控性，实现更复杂的细胞微环境模拟。

2、材料选择：寻找和开发适合细胞生长和功能维持的理想封装材料，同时确保生物相容性和免疫隔离。

3、规模化生产：将微流控封装技术从实验室规模转化为工业规模生产，同时保持封装质量的一致性。

4、临床应用：解决从实验室到临床应用的转化问题，包括封装系统的长期稳定性、安全性评估和监管批准。

图1.微流控仿生细胞封装示意图（使用BioRender.com创建）。

图2.（a）示意图展示了使用二氧化硅胶体晶体珠（SCCB）作为模板生成MIOPs的过程。（b–d）微粒在不同阶段的图像和尺寸分布。图像中的比例尺分别为（b）200微米和（c）200纳米。

图3.pH响应性纳米颗粒及其在伤口闭合过程中的治疗作用。

图4.植物启发的再生系统。

图5.（a）不同类型的微针贴片。（b）微针贴片具有仿生自锁和止血粘合功能，将其固定在软组织上。（c）自锁微针贴片拔出力的测量。（d）贴片粘合强度的评估。（e）扫描电子显微镜（SEM）图像比较贴片中有无多孔结构的存在。图像中的比例尺为0.5毫米。（f）左侧图像显示微针贴片植入跳动的大鼠心脏；右侧图像观察从心脏取出微针贴片后的状况。较大的条形尺寸为8毫米，而较小的条形尺寸为2毫米。（g）植入贴片的3D重建图像。图像中的尺度标尺为2毫米。