【導語】一杯普通的酸奶，在科學家們的巧手下，竟變身成為具有神奇修複功能的“再生膠”。哥倫比亞大學的研究團隊從酸奶乳清中提取出外泌體，並與特製高分子材料結合，創造出一種柔軟可注射的水凝膠。這種水凝膠不僅能夠填補受損部位，還能發出信號促進細胞修複。在動物實驗中，它已展現出促進血管生成和組織重塑的潛力，為再生醫學開辟了新思路。未來，我(wǒ)們(men)或(huò)許(xǔ)能(néng)用(yòng)這(zhè)種(zhǒng)源(yuán)於(yú)食(shí)品(pǐn)的(de)低(dī)成(chéng)本(běn)材(cái)料(liào)，讓(ràng)身(shēn)體(tǐ)實(shí)現(xiàn)自(zì)我(wǒ)“再(zài)生(shēng)”。

一(yī)杯(bēi)酸(suān)奶(nǎi)，平(píng)日(rì)裏(lǐ)不(bù)過(guò)是(shì)早(zǎo)餐(cān)桌(zhuō)上(shàng)的(de)常(cháng)客(kè)。可(kě)在(zài)哥(gē)倫(lún)比(bǐ)亞(yà)大(dà)學(xué)的(de)實驗室裏，它搖身一變，成了能夠幫助身體自我修複的“再生膠”。科學家們從酸奶的乳清裏提取出一種叫做外泌體（extracellular vesicles, EVs）的微小顆粒，把它們與特製的高分子材料結合，製成了一種柔軟、可注射的水凝膠。這種水凝膠不僅能像組織一樣填補受損部位，還能發出信號，讓周圍細胞啟動修複程序。

酸奶中的外泌體做成水凝膠促進傷口愈合示意圖（圖片來源：作者使用AI生成）

想(xiǎng)象一下，未來外科醫生手裏拿的，可能不是手術刀或化學藥劑，而是一支裝著酸奶修複膠的注射器——輕輕一推，就能幫助傷口長出新的血管、恢複組織功能。這聽起來像是科幻小說的情節，但它的雛形，已經在小鼠實驗中實現了。

酸奶外泌體與水凝膠的組合

外泌體（Extracellular Vesicles, EVs）是細胞分泌的納米級囊泡，直徑隻有幾十到幾百納米，卻像微型快遞員一樣，運送著蛋白質、脂質、核酸等多種生物分子。這些快遞能夠精準送達鄰近或遠處的細胞，調節它們的行為，例如促進生長、抑製炎症、引導組織修複。正因如此，外泌體近年來在再生醫學和藥物遞送(sòng)領(lǐng)域備(bèi)受(shòu)關注(zhù)。

然(rán)而(ér)，外(wài)泌(mì)體(tǐ)在(zài)實(shí)驗(yàn)室(shì)裏(lǐ)並(bìng)不(bù)好(hǎo)批(pī)量(liàng)生(shēng)產(chǎn)。傳(chuán)統(tǒng)從(cóng)細(xì)胞(bāo)培(péi)養(yǎng)液(yè)中(zhōng)提(tí)取(qǔ)外(wài)泌(mì)體(tǐ)的(de)方(fāng)法(fǎ)，產(chǎn)量(liàng)低(dī)、成(chéng)本(běn)高(gāo)，很(hěn)難(nán)滿(mǎn)足(zú)構(gòu)建(jiàn)功(gōng)能(néng)性(xìng)材(cái)料的需求。哥倫比亞大學團隊的靈感來源於一個日常食品——酸奶。酸奶發酵後會產生大量乳清，這裏麵蘊含著豐富且穩定的牛奶外泌體，而且這些外泌體天然具有良好的生物相容性和組織修複潛力。通過切向流過濾（Tangential Flow Filtration, TFF）和凍幹技術，研究人員能夠一次性從1升乳清中獲得約10¹³個高質量外泌體，規模比細胞培養方法高出百倍。

接下來，科學家將這些外泌體與疏水改性的羥丙基甲基纖維素（HPMC）結合。HPMC分子鏈上帶有不同長度的碳鏈，如C14、C16，這些疏水尾部可以像錨一樣插入外泌體的脂質膜中，使外泌體在聚合物網絡中充當交聯點。這種連接並非一次性的化學鍵，而是可逆的疏水相互作用，就像尼龍粘扣一樣，在受到外力時能暫時分開，之後又自動結合。這種動態交聯賦予了水凝膠可注射性和自愈能力，它在針管中會變得流動，推入組織後又迅速恢複成穩固的三維網絡。

細胞外囊泡交聯可注射水凝膠的設計（圖片來源：參考文獻[1]）

更重要的是，這些外泌體並不隻是“支架”，它們自身還攜帶著天然的生物信號。在材料植入體內後，這些信號分子會逐漸釋放，指導周圍細胞進行修複，既提供結構支撐，又能發出指令。相比傳統依賴化學修飾的水凝膠，這種酸奶外泌體水凝膠能同時滿足結構和功能兩方麵的需求。

在活體中長出血管的修複膠

科學家的第一步驗證，是看這種酸奶外泌體水凝膠在動物體內是否安全。研究團隊將其注射到健康小鼠皮下，並與單純注射外泌體的對照組比較。結果顯示，兩組小鼠在一周內體重穩定，沒有出現毛發蓬亂、行動遲緩等炎症反應的跡象，說明材料具備良好的生物相容性。

接下來，真正令人驚喜的地方出現了，在注射水凝膠的一周後，取出的樣品中已經可以肉眼看到細密的新生血管。這些血管並非隻停留在材料表麵，而是穿插在水凝膠內部，與周圍組織融為一體。組織切片的三色染色進一步證實，這些血管有成熟的膠原層和完整的內皮細胞結構，不是簡單的毛細管樣突起，而是功能化的微血管。

將酸奶EV水凝膠皮下注射小鼠體內，一周後可見明顯的血管化現象（圖片來源：參考(kǎo)文獻(xiàn)[1]）

更(gèng)深(shēn)入(rù)的(de)免(miǎn)疫(yì)熒(yíng)光(guāng)染(rǎn)色(sè)結(jié)果(guǒ)顯(xiǎn)示(shì)，水(shuǐ)凝(níng)膠(jiāo)內(nèi)同(tóng)時(shí)存(cún)在(zài)CD31陽(yáng)性(xìng)（成(chéng)熟(shú)內(nèi)皮(pí)細(xì)胞(bāo)）和(hé)CD34陽(yáng)性(xìng)（內(nèi)皮(pí)前(qián)體(tǐ)細(xì)胞(bāo)）的(de)血(xuè)管(guǎn)。這(zhè)意(yì)味(wèi)著(zhe)材(cái)料(liào)不(bù)僅能促進已有血管的延伸，還能刺激新血管從零開始生成。與此同時，大量免疫細胞和基質細胞滲入水凝膠內部，沉積新的膠原蛋白並參與組織重塑，沒有形成典型的纖維囊包裹，這與許多合成材料在體內引發的排斥反應截然不同。

值得注意的是，這一修複過程並不依賴額外添加的化學生長因子，完全由外泌體本身攜帶的天然信號驅動。這種自帶說明書的特性，讓水凝膠在植入後能夠主動營造一個有利於愈合的微環境——抗炎細胞聚集、血管生成啟動、細胞外基質重塑同步進行，從而為後續的組織功能恢複打下基礎。

總結

從酸奶乳清中提取外泌體，並與特製的高分子材料結合，科學家們創造了一種既柔軟可注射、又自帶修複指令的水凝膠。在動物實驗中，它不僅表現出優異的生物相容(róng)性(xìng)，還(hái)能(néng)在(zài)短短一周內促進血管生成、組織重塑。這種源於食品的低成本、高生物活性材料，展示了再生醫學的新思路——未來，糖心免费视频或許可以用更簡單、更安全的方式，讓身體自己“長”好。

參考文獻：

[1] Margaronis, Artemis, et al. "Extracellular vesicles as dynamic crosslinkers for bioactive injectable hydrogels." Matter 8 (2025): 102340.

[2] Correa, Santiago, et al. "Translational applications of hydrogels." Chemical reviews 121.18 (2021): 11385-11457.

[3] Welsh, Joshua A., et al. "Minimal information for studies of extracellular vesicles (MISEV2023): From basic to advanced approaches." Journal of extracellular vesicles 13.2 (2024): e12404.

[4] Herrmann, Inge Katrin, Matthew John Andrew Wood, and Gregor Fuhrmann. "Extracellular vesicles as a next-generation drug delivery platform." Nature nanotechnology 16.7 (2021): 748-759.

作者丨邵文亞 福建醫科大學副教授；楊超 中國科普作家協會會員

審核丨趙寶鋒博士 遼寧生命科學學會