综述：用于骨组织工程中可控递送外泌体的智能响应型水凝胶：从被动载体到智能治疗平台

《Cell and Tissue Banking》：Smart and stimuli-responsive hydrogels for controlled exosome delivery in bone tissue engineering: from passive carriers to intelligent therapeutic platforms

　　

摘要

骨再生遵循一种严密协调的生物学顺序，其中炎症消退、血管形成以及基质矿化会在不同的时间窗口内发生。然而，目前大多数外泌体递送策略主要是延长其滞留时间，而非使治疗信号与这些动态的愈合阶段同步。释放动力学与生物学需求之间的这种不匹配可能会限制细胞外囊泡疗法的再生潜力。本综述提出了一种以生物学为驱动的框架，根据水凝胶系统在骨愈合过程中协调特定阶段外泌体递送的能力来重新解读这类刺激响应型水凝胶系统。通过对近期关于基于水凝胶的外泌体递送系统的研究进行批判性分析，从调节治疗时机而非刺激类型的角度对其进行了解读，涵盖了内源性响应、外部触发以及混合型平台。重点研究了释放动力学、骨免疫调节、血管生成耦合、转化可行性以及新兴的适应性递送概念。目前的临床前证据表明，能够将外泌体释放与骨愈合的各个阶段同步的刺激响应型水凝胶，相比被动递送系统，可能有助于改善炎症调控、血管生成以及骨形成。不过，这些生物学效应仍取决于水凝胶的配方、外泌体的来源以及实验模型。多响应性和适应性平台在实现有序的治疗信号传递方面显得尤为有前景，尽管大多数仍处于概念验证或临床前阶段。未来的外泌体递送系统很可能不会仅仅作为持续释放载体，而是发展为能够将微环境感知与可编程释放行为相结合的适应性治疗平台。本综述提出的以生物学为驱动的框架为下一代再生生物材料的合理设计提供了另一种视角，同时指出了在临床应用之前必须解决的关键实验和转化挑战。