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  天然來源材料在生物相容性和與細胞相互作用方面優(yōu)于人工合成材料。本文報道了一類新型天然來源生物材料：細胞膜衍生大孔水凝膠。直徑大約160 納米的紅細胞膜囊泡被化學(xué)活化的海藻酸交聯(lián)形成細胞膜衍生大孔凝膠。大孔凝膠能通過紅細胞膜囊泡包封疏水分子，內(nèi)部孔徑約為70微米。由于大孔結(jié)構(gòu)，高孔隙率和機械性能，這種新型凝膠具有可注射性。根據(jù)基因表達和表面標記的表征，體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)凝膠中的巨噬細胞從紅細胞膜衍生凝膠被注射到小鼠體內(nèi)的第一天起就具有抗炎癥M2型特性。

圖1：紅細胞膜衍生大孔水凝膠體內(nèi)誘導(dǎo)生成M2型巨噬細胞，表現(xiàn)出抗炎效應(yīng)。

  紅細胞膜衍生大孔凝膠 （50 mL）能在體內(nèi)誘導(dǎo)生成大約0.6×10⁶個巨噬細胞（第10天），其數(shù)量大約是對照組甲基丙烯酸酯海藻酸大孔凝膠的3倍。進一步研究發(fā)現(xiàn)，紅細胞膜衍生大孔凝膠誘導(dǎo)的M2型巨噬細胞具有更高的PD-L1表達量和更低的MHC-II表達。這表明其或許具有較強的免疫抑制能力。因此這種新型的細胞膜衍生大孔水凝膠在組織再生和異體移植方面具有潛在的應(yīng)用價值。

圖2：細胞膜衍生水凝膠的結(jié)構(gòu)和性能。A）RhB-DMPE標記的紅細胞膜衍生凝膠照片。B）紅細胞膜衍生凝膠的SEM圖片。標尺為100微米。C）芘在紅細胞膜衍生凝膠和甲基丙烯酸酯海藻酸凝膠中的發(fā)射光譜圖。激發(fā)波長為320 納米。D）皮下注射后，大孔凝膠誘導(dǎo)生成的巨噬細胞數(shù)量。E）在不同時間點，大孔凝膠誘導(dǎo)生成巨噬細胞表達PD-L1的相對強度。F）在不同時間點，定量表征大孔凝膠誘導(dǎo)生成的巨噬細胞吞噬熒光標記的紅細胞膜囊泡。平均值±SD（n= 3），* p <0.05，** p <0.01。

  論文共同第一作者為德雷塞爾大學(xué)材料科學(xué)與工程系博士生樊志遠和中科院溫州生物材料與工程研究所鄧俊杰副研究員，德雷塞爾大學(xué)材料科學(xué)與工程系成昊教授為該文章的通訊作者。

  這項工作得到了美國國立衛(wèi)生研究院國家過敏和傳染病所（R21AI133372），德雷塞爾大學(xué)臨床和轉(zhuǎn)化研究所，賓夕法尼亞州衛(wèi)生部，CURE基金計劃和1型糖尿病研究基金會JDRF（1-PNF-2018-658-A-N）的支持。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2019.01.020