综述:细胞膜包被纳米粒子的制备进展及其在心血管疾病中的应用

《Applied Materials Today》:Advances in the preparation of cell membrane-coated nanoparticles and their applications in cardiovascular diseases

【字体: 时间:2025年09月14日 来源:Applied Materials Today 6.9

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  本综述系统阐述了细胞膜包被纳米粒子(CMCNPs)的制备技术、特性及其在心血管疾病(CVDs)治疗中的前沿应用。CMCNPs通过仿生细胞膜(CM)包覆纳米颗粒(NPs),显著提升药物靶向性、延长半衰期并降低免疫原性,为CVDs的精准治疗提供新策略。文章重点分析了红细胞、血小板、干细胞等多种来源的CMCNPs及其靶向机制(如P-selectin/PSGL-1、整合素α4β1/VCAM-1通路),并探讨了临床转化面临的挑战与前景。

  

Preparation of CMCNPs

细胞膜包被纳米粒子(CMCNPs)的制备主要包括三个核心步骤:细胞膜提取、纳米核制备以及膜与核的融合。传统方法如共孵育和搅拌混合因膜包封效率低、膜损耗高而逐渐被改进技术替代。目前主流方法包括共挤出、超声处理和微流控电穿孔技术。共挤出法通过多次挤压使细胞膜与纳米核形成均匀包覆结构;超声法利用空化效应促进膜重组;微流控电穿孔则通过电场作用实现高效膜融合。这些技术显著提升了CMCNPs的稳定性和生物活性,为其在生物医学应用奠定基础。

Different types of CMCNPs and their applications in CVDs

CMCNPs的性能高度依赖于细胞膜来源,其脂质双分子层、蛋白质和碳水化合物组成赋予不同靶向与治疗特性。

  • 红细胞膜包被纳米粒子(RBCMCNPs):凭借CD47介导的"别吃我"信号实现长效免疫逃逸,适用于血栓靶向治疗。

  • 血小板膜包被纳米粒子(PMCNPs):通过膜表面P-选择素与单核细胞PSGL-1结合,精准靶向缺血心肌,用于动脉粥样硬化治疗。

  • 干细胞膜包被纳米粒子(SCMCNPs):保留干细胞归巢能力,通过SDF-1/CXCR4通路定向迁移至损伤血管部位,促进组织修复。

  • 巨噬细胞膜包被纳米粒子:高表达整合素α4β1,通过与VCAM-1相互作用靶向炎症血管,应用于斑块稳定化治疗。

  • 杂交膜包被纳米粒子:融合两种细胞膜(如红细胞+血小板膜)以整合多重功能,同步实现免疫逃逸与主动靶向。

Challenges in clinical translation

CMCNPs的临床转化面临三大维度的挑战:

  1. 1.

    安全性:长期生物相容性、膜源病原体污染风险及免疫原性需系统评估;

  2. 2.

    标准化生产:大规模制备中膜提取纯度、包封效率及批次一致性难以控制;

  3. 3.

    疗效优化:复杂体内环境可能影响靶向精度,且肿瘤来源细胞膜存在伦理争议。

Conclusion and perspective

CMCNPs作为心血管疾病治疗的创新平台,通过仿生设计融合了天然细胞的靶向功能与纳米材料的载药优势。未来研究需聚焦于膜源标准化、杂交膜理性设计以及体内代谢机制的深入解析,以推动其向临床应用转化。

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