一种可分离的治疗性微针（MN）贴片介绍

心肌内注射是向心脏提供治疗药物的直接有效方法，其可以很大程度上减少所需剂量，减少副作用。然而，这种注射方式的注射量非常有限（10–20 μL）。此外，由于心脏跳动，注射凝胶可能会出现渗漏问题。同时，注射还可能会破坏局部细胞外基质（ECM）结构，从而引发炎症。

近期，北卡罗莱纳州立大学程柯教授等人开发了一种可分离的治疗性微针（MN）贴片。这一贴片由类弹性蛋白多肽（ELP）凝胶制成的针尖和可溶解的非交联透明质酸（HA）凝胶制成的基底组成，其中，针尖还集成了装载了间充质基质细胞分泌因子（MSCF）的聚乳酸-羟基乙酸纳米粒（PLGA NP）。移除基底后，针尖可牢固插入梗死心肌，而无需缝合步骤。

在新生大鼠心肌细胞中，研究发现心肌细胞对MSCF-NP的摄取高于心脏成纤维细胞，从而可促进受损心肌细胞的增殖。在心肌梗死大鼠模型中，MN-MSCF-NP治疗可减少心肌细胞凋亡，恢复心肌体积，并减少心脏重塑过程中的纤维化。该研究证明了MN可将MSCF直接送入心肌，可为心脏病治疗提供一种新的思路。

微针的设计制备

在前期工作中，研究人员开发了一种与心脏基质细胞（MN-CSC）整合的MN贴片（MN-CSC）。MN针尖可诱导心肌中CSC的旁分泌效应，并持续释放旁分泌因子以促进血管生成、减小瘢痕大小和增强心脏功能。然而，此类贴片需要缝合到心脏上，且贴片和心肌之间缺少 “通道”，限制了给药效率。

基于此，研究人员制备了一种可分离的微针贴片，可以很容易地施加于心室。其中，低分子量透明质酸作为微针基底，ELP凝胶作为微针尖，由此可生成分泌体释放通道。研究人员进一步将人骨髓间充质干细胞分泌因子（MSCF）集成进PLGA NP中，然后将其装入ELP水凝胶中，可增强针尖的机械性能（图1）。

图1 MN-MSCF-NP的制备表征

修复心脏组织

MN在干燥状态下具有足够的机械强度，可以穿透心室释放纳米颗粒。纳米颗粒不仅可以控制MSCF的释放，还可以促进心肌细胞的优先摄取。此外，由于水凝胶是交联的，多孔聚合物网络可以重新水合和吸收水和营养物质，从而使水凝胶更类似于心脏细胞外基质（ECM），并能够一定程度上恢复受损ECM的功能。研究发现，相比于心脏成纤维细胞，MSCF-NP更能促进心肌细胞的增殖，而成纤维细胞增殖减少也可使梗死面积和胶原沉积减少，有利于心脏重塑（图2）。

图2 MN-MSCF-NP治疗心脏梗死

审核编辑：刘清