直接将异体或自体分离出的具有生物功能学特性的成体细胞或干细胞直接注射于受损组织处，是较常规有效的临床细胞治疗手段。此方法操作简便，但注射后较低的细胞存活率以及细胞进入体内的不可控性，严重制约着基于直接注射干细胞治疗在临床上的应用。研究表明，采用直接注射法进行干细胞治疗，注射后细胞在体内的存活率只有50%-60%，长期观察发现，仅少于 3% 的移植干细胞在受损部位起到组织修复作用，其余大部分移植细胞出现死亡和游离遗失现象。直接注射造成移植干细胞进入体内后大量死亡和遗失的原因有四种 ：（1）干细胞在注射移植过程中，由于注射器内机械剪切力的影响，部分细胞出现破裂，细胞进入凋亡期，降低了细胞的存活能力。（2）体外游离的干细胞进入体内受损组织区域内，这一过程中细胞所处的微环境发生改变，而病灶区域的微环境不利于细胞存活与生长，干细胞不能适应所处病灶微环境，从而降低了细胞的存活率。（3）直接注射干细胞于机体内，由于治疗部位与注射点的不同，部分注射部位由于机械运动或组织部位内外压强差等原因（如椎前盘突出疾病模型，软骨组织损伤模型，心肺修复移植等模型），造成注射进靶点组织的细胞会随着注射器的拔出而从针孔处溢出，造成大量的细胞遗失（4）游离干细胞移植进体内后，细胞会随着体液向组织四周不定向游离，无法主动聚集，进而造成大量移植细胞流失，无法进行细胞的定点治疗。（专利《基于微冰胶构建注射型三维细胞微环境的系统和方法》，清华大学，申请号：201210553882.5）。

我一直对传统干细胞治疗特别是细胞注射的治疗思路持不同看法，关键是认为直接注射没有了特异性空间，细胞根本无法完成组织修复再生过程。就如以上专利所说的几点。我用一句话来概括就是缺乏存活空间，细胞注射后不可能实现再生。只有创造了空间，这种干细胞注射疗法才有了成功的可能。目前还是很少人认识到这点。异曲同工之妙的还有：1991年，张兴栋在国际上率先提出并确证无生命的多孔磷酸钙陶瓷可具有生物活性物质特有的诱导骨再生作用，提出“组织诱导性生物材料”。2008年，在荷兰阿姆斯特丹第八次世界生物材料大会上，张兴栋的理论得到国际生物材料科学界的最高认可。

清华大学专利的发明人最近发表了一篇学术论文，转载如下：

生物通报道  来自清华大学的研究人员开发出了一种基于生物相容的、生物可降解的明胶微冷冻凝胶(microcryogels)的可注射3D微小细胞生境，证实借助于它可实现低剂量细胞治疗重症肢体缺血。这一研究成果发表在9月2日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

清华大学的杜亚楠（Yanan Du）研究员，其主要研究方向包括细胞／组织工程，生物材料；微纳技术在生物检测，诊断以及药物筛选中的应用；仿生体外生理／病理模型。

基于细胞的再生疗法为修复受损的组织和器官，治疗复杂疾病带来了极大的希望（延伸阅读：Science漫谈干细胞疗法 ）。临床细胞治疗中给予细胞的常规方法有两种，一种是全身灌注法，其依赖于细胞归巢到病损部位，另一种是将细胞直接注射到受损组织。

然而通过这些方式给予的细胞所产生的临床效应有限，有时候由于病损部位无法控制的细胞损失和死亡使得这些治疗效应无法再现。利用大量的治疗细胞提高了细胞处理的费用，增加了副作用风险。因此，迫切需要更佳的细胞传送策略来提高细胞疗法的特异性、效力和可重现性，减小细胞剂量和副作用。

在这篇文章中，研究人员通过开发出一种基于生物可降解明胶微冷冻凝胶(GMs)的可注射3D微小细胞生境解决了这一需求。这一微小细胞生境是由种植在GMs上的、人类脂肪衍生的预激（priming）间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, hMSCs）组成，生成了组织样的系统，具有丰富的胞外基质，细胞间互作增强。

在体内试验中，研究人员证实相比于未接受细胞治疗的小鼠，在重症肢体缺血（CLI）小鼠模型的治疗过程中这一预激3D微小细胞生境促进了对细胞的保护，使其免受机械损伤。并显著提高了细胞的保留、存活以及治疗效应。

尤其是，研究人员证实利用这种3D微小细胞生境，将达到文献中重症肢体缺血治疗效应的最少的hMSCs数量降低10倍，可更好地挽救缺血坏死的肢体。研究人员表示就他们所知，这是第一次提供了令人信服的证据证实，采用可注射及预激细胞传递策略在小鼠中以最低的细胞量，可以对重症肢体缺血达到较高的治疗效应。

这项研究为提高细胞再生治疗的治愈能力提供了一个广泛适用的细胞传送平台技术。

Primed 3D injectable microniches enabling low-dosage cell therapy for critical limb ischemia