多孔光固化水凝胶负载培养角膜缘干细胞的无创递送策略：一种治疗角膜缘干细胞缺陷的突破性方法

为解决角膜缘干细胞缺陷（LSCD）治疗中干细胞递送效率低、手术复杂等问题，研究人员开发了一种基于多孔明胶甲基丙烯酰（PG）光固化水凝胶的无创递送系统。该研究通过体外和体内筛选，证实PG水凝胶能有效封装干细胞，激活非经典Wnt通路维持干细胞活性，并促进其迁移至靶向界面。结合角膜绷带镜，该系统实现了无缝合、便捷高效的干细胞递送，显著简化了传统移植流程，并在兔LSCD模型中成功促进无血管、无瘢痕的角膜修复。这一创新策略为LSCD治疗提供了临床转化潜力。

　　

研究背景
角膜的健康依赖于角膜缘干细胞（LSCs）的持续更新，这些干细胞位于角膜边缘的Vogt栅栏结构中。然而，化学烧伤、手术创伤或紫外线辐射等因素可能导致角膜缘干细胞缺陷（LSCD），进而引发角膜上皮无法修复、血管化和瘢痕形成，严重时甚至导致失明。传统治疗方法如角膜移植无法补充缺失的干细胞，而现有的干细胞移植技术（如CLET）虽有效，但过程复杂且需手术干预。更简单的干细胞滴眼液给药方式又面临细胞流失、附着差和保留时间短等挑战。

研究开展与结论
为解决这些问题，中国的研究团队开发了一种基于多孔光固化水凝胶的无创干细胞递送系统。研究通过筛选多种光固化水凝胶，发现明胶甲基丙烯酰（GELMA）具有优异的生物相容性，并通过相分离技术进一步优化为多孔结构（PG水凝胶）。PG水凝胶不仅能封装干细胞，还能通过激活非经典Wnt信号通路维持其活性和自我更新能力。在兔LSCD模型中，结合角膜绷带镜的应用，该系统实现了无缝合、便捷高效的干细胞递送，显著缩短手术时间并促进无血管、无瘢痕的角膜修复。

关键技术方法
研究团队首先筛选了多种光固化水凝胶（如GELMA、HAMA和DEXMA），通过体外实验评估其生物相容性。随后利用相分离技术制备多孔GELMA（PG），并测试其对LSCs的增殖、迁移和自我更新的影响。通过转录组测序分析非经典Wnt通路的作用机制。最后，在兔LSCD模型中验证PG水凝胶与角膜绷带镜联合使用的治疗效果。

研究结果

1. 光固化水凝胶筛选：GELMA在透明性、孔径均一性和细胞相容性上优于其他水凝胶。
2. 多孔结构优化：PG水凝胶通过相分离技术获得更大孔径，显著促进LSCs的迁移和增殖。
3. 机制解析：转录组测序显示PG水凝胶通过非经典Wnt通路（如Wnt5a/Ca²⁺
   ）维持干细胞自我更新。
4. 动物模型验证：PG水凝胶联合角膜绷带镜在兔LSCD模型中实现高效干细胞递送和角膜修复。

结论与意义
该研究首次将光固化水凝胶应用于LSCD的无创干细胞递送，创新性地结合多孔结构和角膜绷带镜，解决了传统方法的局限性。PG水凝胶不仅简化了手术流程，还通过调控Wnt通路增强了干细胞功能。这一策略为LSCD治疗提供了高效、可临床转化的解决方案，并拓展了光固化材料在再生医学中的应用前景。论文发表于《Journal of Controlled Release》，为干细胞治疗和角膜疾病研究树立了新标杆。