香港城市大學生物醫學工程學系徐臣杰教授課題組，首創出能夠負載活細胞的微針——冷凍微針。

北京時間2021年5月3日晚23時，該成果發表在Nature Biomedical Engineering。

文章標題為“Cryomicroneedles for Transdermal Cell Delivery”，第一作者為常皓博士。

細胞治療是一種通過將活細胞傳遞到體內實現治療效果的新型的疾病治療技術。細胞治療為傳統療法無效或者效果不佳的疾病提供了更為高效和安全的策略。皮膚作為人體最大最容易接觸的器官，是細胞治療的重要途徑之一。例如，將干細胞傳遞到皮膚可以有效治療大皰性表皮松解癥；通過皮內注射抗原標記的樹突細胞能夠實現黑色素腫瘤的免疫治療。當前，臨床上普遍采用注射方法遞送細胞。然而，傳統注射會造成組織創傷和病人疼痛，需要專業人員操作，產生大量醫療垃圾，并且會帶來潛在的感染風險。

微針技術以微創方式將藥物控制并精確地輸送到特定皮膚層和其他組織（例如粘膜和角膜）中。微針可以由多種材料制成多樣的幾何形狀和空間排列。現有的微針平臺已經成功地實現了小分子藥物，肽和蛋白質（例如胰島素，疫苗和抗體），寡核苷酸和納米藥物的透皮給藥。然而，現有的微針無法實現活細胞的負載與遞送。其關鍵原因是：現有微針無法保持所裝載細胞的生存能力并具有穿透皮膚的機械強度。

圖1 冷凍微針負載與皮內遞送活細胞示意圖

徐臣杰教授課題組首創的冷凍微針不僅能夠長久保持所載細胞的活性，同時還具有良好的機械強度，僅通過按壓便能使微針穿刺皮膚，將負載的細胞成功的遞送到皮膚內部。通過控制細胞負載量和微針的長度，可以準確地控制細胞遞送的有效計量以及遞送的深度。冷凍微針作為“現成可用”的細胞遞送裝置，有效避免了傳統細胞治療過程需要提前配制細胞注射液的繁瑣步驟，降低了污染細胞的風險。

該微針能夠通過負載不同種類的治療細胞，實現不同的治療效果。作為概念驗證，研究者將腫瘤抗原(OVA)負載的樹突細胞(DC)裝載到微針中。該微針輕松地實現DC的皮內遞送和免疫接種。對比傳統的注射方法遞送DC(例如靜脈注射和皮下注射)，該微針遞送DC策略能夠在小鼠體內產生更強的抗原特異性免疫和腫瘤抑制作用。

該成果開啟了微針在細胞治療領域的應用全新時代，為細胞治療提供了一種簡便、安全、高效和微創的策略。

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