载荷响应性聚己内酯支架递送间充质干细胞来源细胞外囊泡用于软骨组织再生

《Journal of Biological Engineering》：Load-responsive release of mesenchymal stromal cell extracellular vesicles from polycaprolactone scaffolds

摘要

背景

细胞外囊泡（EVs）日益被公认为组织再生中强效的无细胞介质；然而，能够从生物材料支架中实现受控且持续递送的策略仍然有限。本研究旨在评估间充质干细胞来源的EVs在体外机械刺激下从不同结构的聚己内酯（PCL）支架中的载荷响应性释放，用于软骨组织再生应用。

结果

电写出（1EW，取向排列）和熔融电纺（1ME，随机排列）的PCL支架经等离子处理、聚多巴胺（PDA）包覆、羧基荧光素二乙酸酯（CFDA）标记的EVs功能化修饰后，接受长达7天的循环压缩载荷。通过流式细胞术基于颗粒浓度、荧光强度和四跨膜蛋白表达定量检测EVs在周围去离子PBS中的释放情况。同时利用共聚焦显微镜对支架进行可视化观察。载荷作用1天后，与未载荷对照组相比，两种支架类型的EV释放量均有所增加，但1EW支架的载荷-对照释放比显著更高。7天后，1EW支架表现出持续且显著升高的EV释放量，以颗粒计数增加为证；而1ME支架的响应较弱。所有组别释放的颗粒均表达经典EV四跨膜蛋白，支持其EV相关身份。此外，在1EW支架上培养7天的软骨细胞仍保持活力，支持支架的细胞相容性。

结论

本研究证明了利用PCL支架实现载荷响应性EV递送策略的可行性。在动态机械载荷下，取向排列的1EW支架相比1ME支架表现出更大的EV释放量，并具有良好的细胞相容性，支持其在软骨组织工程中的进一步开发。