用于仿生毛发再生的负载毛囊类器官冷冻微针

类器官在毛囊（HF）组织工程和再生领域引起了广泛的关注。然而，毛囊类器官植入面临着许多困难，如生存率低、创伤性创伤和需要复杂的手术。为了克服这些问题，需要开发一种具有高效率和可维持细胞活力的简便微创递送方法。 近期，南方医科大学胡志奇教授和苗勇等人开发了能够有效透皮递送并能够保持包埋类器官活力的甲基丙烯酸明胶冷冻微针（GelMA-cryoMNs）。体外和体内实验均显示，冷冻微针递送的类器官可保持细胞活力、自组装和分化能力。在小鼠体内实验中，负载毛囊类器官的甲基丙烯酸明胶冷冻微针可被递送到真皮浅层，导致随后的毛囊发育和穿过皮肤表面的仿生毛簇阵列的形成。

总体而言，该研究为仿生毛发再生提供了一种很有前途的策略，该策略具有侵入性小、成本低和制造简单的优点，因此甲基丙烯酸明胶冷冻微针在组织工程和器官再生方面具有广泛的应用潜力。相关工作以“Organoid-Loaded Cryomicroneedles for Biomimic Hair Regeneration”为题发表在Advanced Functional Materials期刊上。



甲基丙烯酸明胶冷冻微针的制备与表征

用低浓度水凝胶材料制备的冷冻微针保留了传统微针的脱模和透皮渗透能力。使用冷冻培养基产生的微针也可用于递送活微生物，但冷冻微针携带活细胞是有问题的，因为冷冻过程中冰晶的形成会影响细胞的生存能力。尽管冰晶的形成是不可避免的，但冷冻保存剂（CPAs）可用于增强溶液的低温耐受性并减少对冷冻保存细胞的损伤。甲基丙烯酸明胶冷冻微针就是通过使用冷冻保存剂和甲基丙烯酸明胶的平衡比例的逐步低温成型工艺制造而成的（图1）。它们可以很容易地插入猪皮中，并在递送类器官后融化而不留下残留物。

图1 甲基丙烯酸明胶冷冻微针的制备与表征

利用甲基丙烯酸明胶冷冻微针，实现仿生生发

如图2所示，负载毛囊类器官的甲基丙烯酸明胶冷冻微针具有强大的透皮递送能力，可以快速刺穿皮肤，以微创和无痛的方式将类器官递送到真皮。甲基丙烯酸明胶冷冻微针的底部和尖端可快速融化，因此不会对皮肤造成永久性损伤。甲基丙烯酸明胶冷冻微针递送的类器官在皮肤内会经历发育过程，最终重建形成成熟的毛囊。而重建后的发干能够以仿生的形式穿透皮肤表面。此外，重建的毛囊功能齐全，干细胞、交感神经和绒毛肌等结构重建稳定。因此，该研究提出的甲基丙烯酸明胶冷冻微针为毛囊组织工程的临床转化提供了一种实用的方法。

图2 甲基丙烯酸明胶冷冻微针递送毛囊类器官和发囊分化示意图

审核编辑：刘清