导读

        可注射水凝胶在细胞治疗中具有广泛应用前景，但其力学性能弱和异物反应限制了体内应用效果。中国科学技术大学王龙海教授等提出了一种细胞介导共价交联的水凝胶构建策略，利用双端 N-羟基琥珀酰亚胺交联剂（NHS-PEG-NHS）将细胞聚集体表面的氨基与共聚多肽侧链氨基原位交联，构建了细胞-多肽杂化水凝胶。细胞交联点的引入显著提升了凝胶的机械强度与抗溶胀性能，实现了细胞的高效原位封装。聚多肽由L-丝氨酸、D-丝氨酸与L-赖氨酸共聚而成，其高水合结构赋予材料优异的生物相容性与抗异物反应能力，能维持细胞长期活性。本策略为构建兼具力学稳定性与免疫友好性的可注射水凝胶提供了新思路，适用于高效细胞递送和细胞治疗。

引用本文：

余隆康, 臧晶, 张建航, 黄伟, 高洪杰, 张逸慧, 陈明宇, 乔磊, 尤业字, 王龙海. 细胞介导交联实现力学增强型可注射水凝胶用于高效细胞递送[J]. 功能高分子学报，2025，38（5）：400-411. 

doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20250418001

YU Longkang, ZANG Jing, ZHANG Jianhang, HUANG Wei, GAO Hongjie, ZHANG Yihui, CHEN Mingyu, QIAO Lei, YOU Yezi, WANG Longhai. Cell-Mediated Crosslinking Enables Mechanically Robust Injectable Hydrogel for Efficient Cell Delivery[J]. Journal of Functional Polymers, 2025, 38(5): 400-411. 

doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20250418001

天然细胞外基质（ECM）为细胞提供了支持结构和生理微环境，但其复杂的生化组成与异质的物理性质限制了其在临床中的直接应用。研究者致力于开发具有良好可控性的人工替代材料，以模拟天然的ECM功能，使之用于细胞治疗等再生医学领域。水凝胶因其高含水量、良好的生物相容性及可调控的物理化学性质，成为理想的细胞递送载体。水凝胶的三维网络结构能够维持细胞存活、功能代谢及物质交换，同时便于构建组织仿生微环境，广泛应用于细胞封装与递送。通过“溶胶-凝胶”转变机制，水凝胶可以制备为可注射形式，实现无创式体内植入，并适应复杂或不规则植入部位的填充需求。 

可注射水凝胶在细胞封装与递送的相关临床转化中仍面临诸多挑战。首先，植入材料需具备良好的生物相容性，以避免诱发异物反应（FBR）。FBR通常始于非特异性蛋白质的吸附，进而激活巨噬细胞并诱导纤维囊形成，严重影响封装细胞与组织间的物质交换。近年来，聚丝氨酸类水凝胶因其主链含有酰胺键、侧链富含羟基，在水环境中可通过“双氢键水合”作用协同水分子在材料表面形成稳定致密的水合层，展现出优异的抗蛋白吸附能力和对促炎因子表达的抑制作用，为抗FBR材料设计提供了新策略。其次，良好的力学性能对于体内应用尤为关键。可注射水凝胶可分为剪切变稀型和原位成胶型。剪切变稀型水凝液通过动态交联结构（如物理相互作用或可逆化学键）实现流动性，但其力学强度较低、体内长期力学稳定性不足；而且注射过程中可能对细胞造成剪切损伤，特别是针对含细胞团的封装体系。相比之下，原位成胶型水凝胶通过注射后实现体内交联，具有更优的力学稳定性及成胶可控性，适用于细胞封装体系。然而，当前的原位交联策略仍存在如交联条件（紫外光、自由基、活性氧等）的细胞毒性大以及细胞-水凝胶界面不连续等问题。 

       王龙海教授等提出了一种基于细胞介导交联的原位成胶策略，通过细胞表面氨基与聚多肽侧链氨基在交联剂双端基N-羟基琥珀酰亚胺酯-聚乙二醇（NHS-PEG-NHS）作用下发生酰胺交换反应，形成空间网络结构，实现了细胞从“被动封装对象”到“主动构建单元”的功能转变。无规共聚多肽（Poly（D，L-Ser-r-L-Lys））由L-丝氨酸、D-丝氨酸与L-赖氨酸共聚而成，具有显著水合能力与优异的抗黏附性能。细胞团在水凝胶形成过程中发挥了类似于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）热塑性弹性体中聚苯乙烯（PS）域的“物理交联”作用，有效增强了凝胶的力学强度与结构稳定性。动物实验显示，该水凝胶体系具有出色的原位成胶能力、低免疫原性与细胞活性保持效果。该研究构建的细胞介导交联水凝胶可作为可注射的细胞封装基质，为糖尿病、肿瘤免疫治疗等细胞治疗策略提供良好的材料支撑，具有广阔的应用前景。

通信作者

       王龙海教授等提出了一种基于细胞介导交联的原位成胶策略，通过细胞表面氨基与聚多肽侧链氨基在交联剂双端基N-羟基琥珀酰亚胺酯-聚乙二醇（NHS-PEG-NHS）作用下发生酰胺交换反应，形成空间网络结构，实现了细胞从“被动封装对象”到“主动构建单元”的功能转变。无规共聚多肽（Poly（D，L-Ser-r-L-Lys））由L-丝氨酸、D-丝氨酸与L-赖氨酸共聚而成，具有显著水合能力与优异的抗黏附性能。细胞团在水凝胶形成过程中发挥了类似于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）热塑性弹性体中聚苯乙烯（PS）域的“物理交联”作用，有效增强了凝胶的力学强度与结构稳定性。动物实验显示，该水凝胶体系具有出色的原位成胶能力、低免疫原性与细胞活性保持效果。该研究构建的细胞介导交联水凝胶可作为可注射的细胞封装基质，为糖尿病、肿瘤免疫治疗等细胞治疗策略提供良好的材料支撑，具有广阔的应用前景。