软骨损伤是骨科领域的一大难题，尤其是关节软骨的自我修复能力极为有限。传统的治疗方法如微骨折和细胞疗法虽然有一定效果，但仍存在诸多局限性。近年来，水凝胶作为一种具有软骨组织类似特性的材料，逐渐成为软骨修复的研究热点。然而，如何在水凝胶中实现药物的持续释放并促进软骨细胞的生成，仍然是当前研究的难点。
2025年03月，广东医科大学附属医院赵名艳副研究员团队在国际权威期刊Journal of Controlled Release（中科院1区/Top期刊，影响因子10.5）杂志上发表题为“Innovative injectable, self-healing, exosome cross-linked biomimetic hydrogel for cartilage regeneration”的研究成果（2025 Mar 5:381:113608）。该研究开发了一种创新的可注射、自愈合、外泌体交联仿生水凝胶（Gel-CEKT），旨在通过外泌体携带促软骨生成因子（KGN和TGF-β1）实现软骨的精准修复和再生。这种水凝胶不仅具有良好的生物相容性和自愈合能力，还能通过电荷引导使外泌体深入软骨组织，实现药物的持续释放和靶向递送，为软骨再生提供了一种全新的治疗策略。广东医科大学附属医院赵名艳副研究员为唯一通讯作者，硕士研究生涂陈麟、博士研究生高翔和郑鸿主任医师为共同第一作者，广东医科大学附属医院为第一和通讯作者单位。
研究团队首先从人脐带间充质干细胞（hUC-MSCs）中提取外泌体，并通过低温超声法将Kartogenin（KGN）和转化生长因子β1（TGF-β1）封装到外泌体中，形成EKT。随后，使用琥珀酰化壳聚糖（sCH）对外泌体进行表面修饰，赋予其正电荷，形成CEKT。这种正电荷修饰使得外泌体能够克服软骨组织的负电荷屏障，深入软骨基质，实现药物的靶向递送。研究团队将CEKT与氧化硫酸软骨素（oCS）和脱细胞华通胶（WJ）通过希夫碱反应交联，制备出具有自愈合能力的外泌体交联动态水凝胶（Gel-CEKT）。这种水凝胶不仅具有良好的可注射性和粘附性，还能在软骨缺损部位实现载药外泌体的持续释放。通过体外实验，研究团队发现Gel-CEKT能够有效招募骨髓间充质干细胞（BMSCs），并显著促进其向软骨细胞的分化。在体外实验中，Gel-CEKT表现出优异的生物相容性和促软骨生成能力。通过qRT-PCR和Western blot分析，研究团队发现Gel-CEKT显著提高了BMSCs中Sox9、胶原II和Aggrecan的表达，表明其具有强大的促软骨生成潜力。在体内实验中，研究团队在大鼠软骨缺损模型中验证了Gel-CEKT的修复效果。结果显示，Gel-CEKT能够显著促进新生软骨组织的形成，修复后的软骨表面光滑，软骨细胞丰富，并与周围组织及软骨下骨实现了无缝整合。参考文献：Innovative injectable, self-healing, exosome cross-linked biomimetic hydrogel for cartilage regeneration. Journal of Controlled Release,2025, 381:113608. doi: 10.1016/j.jconrel.2025.113608
外泌体资讯网 J Control Release｜广东医科大学附属医院赵名艳团队：创新性可注射、自修复、外泌体交联仿生水凝胶用于软骨再生
