磁驱动干细胞分泌组微马达：时空精准调控加速创伤修复的创新策略

本研究针对复杂创伤（尤其是深度损伤）修复中时空协同干预不足的难题，开发了搭载间充质干细胞分泌组（CM）的磁响应性壳聚糖微球（CSFCM+M）。通过磁导航实现活性穿透物理屏障（如纤维蛋白凝块），同时通过缓释CM协调抗炎、增殖和血管生成等多阶段修复过程。小鼠和猪全层皮肤缺损模型证实，该系统可加速伤口闭合（13天愈合率提升52.02%），促进表皮再生（表皮厚度减少51.07%）并增强胶原沉积（增加110.39%）。该研究发表于《Nature Communications》，为克服传统被动扩散疗法的局限性提供了新思路。

　　

皮肤作为人体最大的器官，其损伤修复一直是再生医学领域的重大挑战。深度创伤的愈合涉及复杂的时空协调过程——既要克服血凝块和痂皮形成的物理屏障，又需精准调控炎症消退、细胞增殖和组织重塑的生物学进程。然而，现有疗法往往顾此失彼：生长因子疗法存在突释问题，干细胞移植面临存活率低和分化不可控的困境，而传统敷料更是难以实现深层递药。这种"穿透力不足"与"干预不同步"的双重矛盾，在糖尿病溃疡等慢性伤口中尤为突出。

南方医科大学的研究团队创新性地将间充质干细胞分泌组（Conditioned Medium, CM）的生物学优势与磁驱动微马达（CSFCM+M）的物理特性相结合，开发出时空精准调控的创伤修复系统。通过乳化交联技术构建的壳聚糖微球（2.81μm）搭载磁纳米簇（Fe₃O₄）和CM，在旋转磁场（15Hz）驱动下实现6.40μm·s^-1的定向运动，穿透模拟血栓能力提升2.23倍。该研究通过多维度实验验证，证实CSFCM+M可同步解决创伤修复中的空间穿透难题和时间协同需求，相关成果发表于《Nature Communications》。

关键技术包括：（1）小鼠/猪骨髓间充质干细胞（BM-MSCs）分离及分泌组冻干技术；（2）磁响应性壳聚糖微球的乳化交联制备；（3）磁场频率-速度关系建模（阶跃频率15Hz）；（4）全层皮肤缺损模型构建（小鼠10mm、猪20mm直径）；（5）免疫荧光示踪（Rhodamine B标记）与组织学分析（H&E/Masson染色）。

Fabrication and Characterization of CSFCM
研究通过流式细胞术鉴定小鼠BM-MSCs标志物（Sca-1⁺/CD105⁺/CD90⁺），并证实其成骨/成脂分化潜能。TEM显示微球成功包裹磁纳米簇（Fe元素EDS确认），XRD保留壳聚糖特征峰（20°）。BCA检测显示CM包封率48.58%，6天累积释放89.72%，无突释现象。

Magnetic actuation of CSFCM and active deep penetration
在阶跃频率15Hz时达到峰值速度6.40μm·s^-1，MSD曲线证实定向运动能力。RhB标记实验显示磁场作用下微球可穿透DIO标记的血栓模型，深层荧光强度提升2.23倍。

CSFCM effectively promote skin cell growth and inflammation attenuating
100μg·mL^-1 CSFCM处理72小时，HaCaT细胞迁移面积减少至25.31%（对照组58.73%），NIH/3T3细胞增殖提升156.07%。qPCR显示RAW264.7细胞炎症因子IL-6/TNF-α/IL-1β表达分别降至0.54/0.58/0.22倍。

Spatiotemporal optimization in murine models
磁驱动组（CSFCM+M）第13天伤口闭合率显著优于被动组（52.02%），表皮厚度减少51.07%，胶原沉积增加110.39%。免疫组化显示IL-6/TNF-α表达降低82.23%/85.27%，CD31⁺/α-SMA⁺血管密度提升60.44%。

Spatiotemporal optimization in porcine models
巴马小型猪实验证实跨物种有效性：28天完全上皮化，表皮厚度较CSFCM组减少28.05%，胶原密度提升91.05%，瘢痕增生显著减轻。

该研究开创性地将干细胞旁分泌治疗与微纳机器人技术相结合，突破传统疗法时空局限。磁导航特性解决深层递药难题，而CM的缓释特性实现抗炎-增殖-重塑三阶段协同调控。猪模型成功验证临床转化潜力，为智能创伤管理系统开发提供新范式。特别值得注意的是，该系统采用无细胞策略规避干细胞治疗风险，且壳聚糖基质（Zeta电位+29.43mV）兼具抗菌和抗炎功能，体现"一材多效"的设计智慧。这种物理驱动与生物调控的融合思路，或可拓展至其他需时空精准干预的再生医学领域。