一项近日发表在《Matter》期刊的研究显示，哥伦比亚大学工程学院（Columbia Engineering）的研究团队开发出一种全新的可注射生物活性水凝胶平台，不仅能仿生组织力学环境，还能促进组织再生。更引人注目的是，这种水凝胶的关键成分，竟然来自——酸奶中的细胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）。
该研究由哥伦比亚大学生物医学工程助理教授Santiago Correa领导，旨在突破再生医学中生物材料设计的关键瓶颈——如何高效、可持续地利用EVs来构建具有治疗活性的材料系统。
酸奶中的“天然信使”：细胞外囊泡
EVs是细胞自然分泌出的微小颗粒，携带蛋白质、RNA等生物信号，能在细胞之间进行复杂交流，被誉为“天然的生物信息快递员”。相较于传统合成材料，EVs更能精准调控免疫、修复等生理反应。
Correa团队利用酸奶中的乳源EVs，将其引入一种新型水凝胶系统中。这些EVs不仅作为“生物活性货物”，还能通过与高分子交联，直接参与构建水凝胶结构本身。这一“结构-功能双重角色”的设计大大提升了材料性能。
从“农业副产物”到“再生医学利器”
由于EVs传统来源（如哺乳动物细胞）产量低、成本高，极大限制了其在材料工程中的应用。而酸奶中的EVs来源稳定、成本低，为规模化生产注射型再生材料提供了可行路径。更重要的是，研究显示这类EVs本身就具有促愈合和促血管生成（angiogenesis）的能力，无需添加额外化学因子。
动物实验中，这种酸奶EV水凝胶在一周内显著促进新血管生成，且无任何免疫排斥反应。同时，材料还能调节局部免疫微环境，富集具有抗炎作用的免疫细胞群，为组织再生创造理想条件。
跨学科国际合作推动突破
此次研究得益于哥伦比亚大学与意大利帕多瓦大学（University of Padova）的国际合作。帕多瓦团队提供了丰富的农业EV提取经验，而Correa实验室则在纳米材料与水凝胶设计方面具备领先优势。双方的合作展示了跨学科交叉与国际合作在生物材料创新中的巨大潜力。
此外，研究还验证了该平台对不同来源的EVs（如哺乳动物细胞、细菌）具有广泛兼容性，为未来多类型组织修复、创伤治疗、免疫调控等应用奠定了基础。
研究者寄语：再生医学的新起点
“我们不仅构建了一种仿生材料，还让它具备主动参与修复的能力，这在再生医学领域打开了新的大门。”研究共同负责人、NSF研究员Artemis Margaronis表示，“这正是我热爱生物医学工程研究的原因之一——总有令人兴奋的突破在发生。”
参考文献：Extracellular Vesicles as Dynamic Crosslinkers for Bioactive Injectable Hydrogels, Matter (2025). DOI: 10.1016/j.matt.2025.102340. www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(25)00383-2
编辑：周敏
排版：李丽
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